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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stapelfasern.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Stapelfasern aus Viskose, u. zw. im fortlaufenden Arbeitsgang.
Zu diesem Zweck werden die aus einer grossen Anzahl von Düsen kommenden Fäden zu einem Fadenbündel vereinigt, und dieses Fadenbündel wird über geeignete Umlenkorgane in Gestalt von Fadenführern, Rollen, Walzen u. dgl. mehrfach aufwärts und abwärts geführt und dabei den üblichen Waschund Nachbehandlungsprozessen unterworfen. Die Behandlung mit den betreffenden Flüssigkeiten geschieht indessen hauptsächlich nur während des aufwärts gerichteten Fadenlaufes und im Gegenstrom, wobei das Fadenbündel mehr oder weniger entspannt geführt wird. Zur Ermöglichung einer Entspannung des Fadenbündels kann man die rotierenden Umlenkorgane mit verschiedenen Geschwindigkeiten umlaufen lassen bzw. an geeigneten Stellen passende Bremsvorrichtungen, wie feststehende Bremsstäbe, Platten u. dgl., anordnen.
Nachdem das Fadenbündel durch Waschen mit Wasser von den anhaftenden Fällbadresten befreit und gegebenenfalls entschwefelt, gebleicht und sonstwie nachbehandelt worden ist, wird es mit an sich bekannten Mitteln, z. B. durch geheizte Trockenzylinder u. dgl., getrocknet und
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Stapellänge geschnitten. Auch kann man die Trocknung des Fadenbündels nur bis zu einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt, z. B. 20-30%, treiben, bevor es in die Schneidevorrichtung gelangt, weil sich ein noch etwas feuchter Faden unter Umständen besser und leichter schneiden lässt als ein schon vollständig getrockneter Faden. Entsprechend muss dann die geschnittene Stapelfaser in besonderen Vorrichtungen, wie z. B. Trockenkanälen oder Trockenkammer, fertig getrocknet werden.
Zur schnelleren und besseren Befreiung des Fadenbündels von den letzten Spuren der sauren Fällbadreste hat es sich nach der Erfindung als besonders empfehlenswert erwiesen, eine kurze Zwischenbehandlung mit neutralisierenden Flüssigkeiten, wie einer verdünnten Sodalösung oder Ammoniakwasser, in den Waschprozess einzuschalten. Man geht dabei so vor, dass man beispielsweise das Fadenbündel zuerst dreimal auf-und abwärts führt und dabei im aufwärts gerichteten Fadenlauf mit Wasser im Gegenstromprinzip wäscht. Wenn das Fadenbündel zum vierten Male aufwärts steigt, lässt man eine verdünnte Sodalösung, z.
B. eine solche von 0-5bis l %, auf das entspannte Fadenbündel durch Berieselung, Besprühen, Eintauchen usw. zur Einwirkung gelangen und entfernt dann durch eine weitere Wäsche mit Wasser die etwa noch mitgerissene Sodalösung bzw. die entstandenen Salze.
Es hat sich auch ergeben, dass man das Auswaschen der im entspannten Zustande aufwärts laufenden Fadenbündel besonders gut und schnell vornehmen kann, wenn man hiefür Wasser von mindestens 460 C zur Anwendung bringt. Die Temperatur von 460 C hat sich deshalb als besonders geeignet erwiesen, weil bei diesem Punkt Schwefelkohlenstoff siedet und infolgedessen der Schwefelkohlenstoff, welcher sich noch in den frisch gesponnenen Fäden befindet, leicht ausgetrieben werden kann. Gleichzeitig mit der Entfernung des Schwefelkohlenstoffes aus den Fäden werden auch noch andere im Faden enthaltene Gase freigemacht und dem Fadenbündel somit entzogen.
Die Temperatur des Waschwassers kann selbstverständlich noch weit höher als 460 gewählt werden, um im Bedarfsfalle die Austreibung des Schwefelkohlenstoffes und der übrigen im Faden enthaltenen Gase möglichst schnell und rasch zu bewirken. Die auf diese Weise in grösseren Mengen entstehenden Abgase, die bekanntlich eine rechte Belästigung bei der Herstellung von künstlichen Fäden bedingen, werden somit an bestimmter Stelle des Fabrikations-
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ganges praktisch vollkommen aus dem Fadenbündel ausgetrieben und können ohne Schwierigkeit durch, eine entsprechende Vorrichtung gesammelt und abgeleitet werden.
Weiter wurde gefunden, dass man in den Herstellungsprozess der Stapelfaser auch die Kräuselung derselben miteinbeziehen kann, da es überraschenderweise gelingt, eine haltbare Kräuselung des Fadens
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und bei Pressung des Fadenbündels hindurchführt, wobei die Trocknung erst dann bis zu dem gewünschten
Grad getrieben wird. Die gerillten Troekenplatten sind beispielsweise so ausgebildet, dass in die Rillen der unteren Platte die Erhöhungen der oberen Platte eingreifen und umgekehrt. Die Platten selbst können an endlosen Bändern angeordnet sein und sieh im Sinne des zwischen ihnen geführten Fadenbündels bewegen.
Die Beheizung der Platten kann entweder unmittelbar durch eingebaute elektrische Heizelemente, durch unter den Platten vorgesehene Gasflammen usw. erfolgen, oder durch Zuführung von erwärmter Luft, wobei dann die ganze besondere Vorrichtung mit einem Heizkasten umbaut ist.
An Stelle der eben beschriebenen Trockenplatten sind auch enggestellte Stäbe, die in Form eines Rostes angeordnet sind, verwendbar.
Gerade dadurch, dass das Fadenbündel, bevor es die erste Trocknung durchgemacht hat, in der vorbeschriebenen Weise gekräuselt wird, ergibt sich ein Kräuselungseffekt, der sich überraschenderweise als sehr haltbar erwiesen hat. Die auf sonst bekannte Art erzielbare Kräuselung von Stapelfaser hat den Nachteil gehabt, dass sie leicht wieder rückgängig gemacht und überdies nur mit ganz besonderen Mitteln und im besonderen Arbeitsgang erreicht werden konnte.
Das vorliegende Verfahren bietet gegenüber der bisherigen Arbeitsweise zur Herstellung von Stapelfasern den Vorteil, dass man in einem-Zuge zu einem fertigen und technisch sogleich verwendbaren Produkt gelangt und dass keine voneinander getrennten Arbeitsgänge erforderlich sind und dass neben der einfachen Bedienung der zur Ausführung des Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung auch die beste Zeit-und Raumausnutzung erzielt wird. Gerade weil die Nassbehandlung unter Entspannung des Fadenbündels vorgenommen wird, ist es möglich, das Auswaschen so schnell und sicher durchzuführen, dass das Prinzip des fortlaufenden Arbeitsganges verwendbar ist.
Eine Ausführungsform des Verfahrens mag durch folgendes Beispiel und die beigegebene Zeichnung erläutert werden.
In Fig. 1, welche eine Aufsicht der für die Zwecke des vorliegenden Verfahrens brauchbaren Vorrichtung darstellt, sind zwei im rechten Winkel gegeneinander gestellte grosse Kasten 1 und 2 durch eine Anzahl von Querwänden 3 in entsprechend viele Spinnrinnen 4 unterteilt. In jede dieser Spinnrinnen taucht ein Spinnrohr mit aufgesetzter Düse ein, wodurch Kunstseidefäden mit einem Titer von je 1000 Deniers gesponnen werden. (In der Figur sind Spinnrohr, Düsen und Kunstfäden nicht gezeichnet.)
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Rollen 16 bzw. 1'1 geleitet und dann vermittels eines Fadenführers 18 der eigentlichen Abzugsrolle 19 zugeführt. Die Abzugsrolle 19 wird von der Welle 20 über Kegelräder zwangläufig angetrieben, u. zw. mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 60 m/Min.
Gemäss Fig. 2, welche eine Seitenansicht der Vorrichtung wiedergibt, wird das durch den Fadenführer 18 vereinigte und mittels der Abzugsrolle 19 abgezogene Fadenbündel 21 der Rolle 22, welche mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die Rolle 19 umläuft, zugeführt und dann an die zwangläufig angetriebene, jedoch mit nur 58 m/Min. Umfangsgeschwindigkeit umlaufende Rolle 23 weitergeleitet.
Zwischen der Rolle 22 und 23 steigt der Faden möglichst senkrecht hinauf und wird dabei vermittels der Sprühdüse 24 mit wenig erwärmtem Wasser (etwa 30-400 C) im Gegenstrom gewaschen. Die Hauptmenge des mitgerissenen Fällbades wird hiebei entfernt und kann in dem Sammelbecken 25 gesammelt und zur eventuellen Wiederverwendung im Betriebe abgeleitet werden. Von der Rolle 23 läuft das Fadenbündel über frei drehbare Leitorgane 26,27 zur Rolle 28.
Diese Rolle 28 bewegt sich mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die Rolle 22 und bewirkt dadurch eine Spannung des Fadens zwischen den Rollen 23 und-28. Von der Rolle 28 wird das Fadenbündel 21 mehrfach auf-und absteigend und während des Aufsteigens unter Entspannung und während des Absteigens unter Spannung durch eine Anzahl Rollen geführt, wobei die Rollen 30,32, 34 und 36 mit 60 m/Min. Umfangsgeschwindigkeit und die Rollen 29, 31, 33,35 und 37 mit 58 m/Min. Umfangsgeschwindigkeit umlaufen. Während des Aufsteigens und während das Fadenbündel sich dabei im entspannten Zustand befindet, wird es durch die Sprühdüsen 38,'39, 40, 41 und 42 einer Nassbehandlung unterzogen.
Die Sprühdüsen 38, 39 und 40 sind für die weitere Waschung des Fadenbündels mit Wasser vor-
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um die letzten Reste, etwa mitgeschleppt Säure, zu entfernen. Um das Fadenbündel von der Sodalösung zu befreien, ist eine Sprühbehandlung mit Wasser durch die Sprühdüse 42 vorgesehen. Von der Rolle 37
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Durch die Trockentrommel44, welche mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 60 m/Min, umläuft, wird die dem Fadenbündel anhaftende Feuchtigkeit bis auf etwa 30-50 % entfernt. Von der Trockentrommel 44 aus wird dann das Fadenbündel zwischen gerillten Trockenplatten 49, 50 hindurchgeleitet, die sich an endlosen Bändern in Richtung des Laufes des Fadenbündels bewegen. Beim Hindurchbewegen durch die gerillten Trockenplatten erfährt das Fadenbündel eine entsprechende Kräuselung und verliert die noch anhaftende letzte Feuchtigkeit. Nachdem das Fadenbündel die gerillten Trockenplatten passiert hat, gelangt es in die Schneidevorrichtung 51 und wird dort mit Hilfe an sich bekannter rotierender Messer auf die gewünschte Stapellänge geschnitten und fällt sodann in den Sammelkasten 52.
In Fig. 3 ist ein Ausschnitt der gerillten Trockenplatten gezeichnet. Die Trockenplatten sind so eingerichtet, dass in die Rillen der unteren Platte 53 die Erhöhungen der oberen Platte 54 eingreifen und umgekehrt. An Stelle gerillter Trockenplatten können auch enggestellte Stäbe, wie aus Fig. 4 her-
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oder man kann die auf endlosen Bändern sich bewegenden Trockenplatten insgesamt in einem Kasten einbauen und diesen durch Zuführung von Warmluft heizen.
Gemäss einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens ist auch vorgesehen, die Trocknung zwischen den Trockenplatten u. dgl. nicht bis auf die handelsübliche Feuchtigkeit zu treiben, sondern das Fadenbündel nur bis auf etwa 20-25% Feuchtigkeit zu trocknen, weil sich dann das Fadenbündel in der Schneidevorrichtung besser und leichter auf die entsprechende Stapellänge schneiden lässt.
Für die Entfernung der beim Waschen mit Wasser von mindestens 46 aus den Fäden ausgetriebenen Gase, wie Schwefelkohlenstoff u. dgl., wird nach der Erfindung eine rohr-oder kastenartige Umhüllung um das Fadenbündel an der entsprechenden Stelle herumgebaut, welche an eine Absaugvorrichtung angeschlossen ist. Die Vorrichtung ist so gestaltet, dass das Fadenbündel durch einen Schlitz oder eine mehr oder weniger kreisförmige nicht zu breit gewählte Öffnung eintreten und durch eine ebenso gestaltete Öffnung auch frei nach oben hin austreten kann. Die Vorrichtung ist zweckmässig von der Art, dass sie der Länge nach aufklappbar ist, um bei Bedarf ohne Schwierigkeit an das Fadenbündel heranzukommen.
Damit man die Vorgänge beim Waschen gut beobachten kann, empfiehlt es sich, Schauöffnungen vorzusehen oder auch die ganze Vorrichtung aus Glas herzustellen. Am oberen Ende der Vorrichtung befindet sich seitlich ein Stutzen, der an eine Absaugvorrichtung in Gestalt eines Exhaustors od. dgl. angeschlossen ist. Die durch den Exhaustor oder eine ähnliche brauchbare Absaug- vorriehtung entfernten Gase können, da sie im vorliegenden Fall in recht konzentrierter Form vorliegen, mit Leichtigkeit in irgendeiner bekannten Art kondensiert oder sonstwie wiedergewonnen oder unschädlich gemacht werden.
Die beigefügte Fig. 5 gibt schematisch eine Art der Ausführungsform der für das Verfahren brauchbaren Vorrichtung wieder. Das Fadenbündel21 wird um die Umlenkrolle 22, welche eine grössere Umfangsgeschwindigkeit als die Umlenkvorrichtung 23 besitzt, aufwärts geleitet und tritt durch die Öffnung 55 in die rohrartige Umhüllung 56 ein und verlässt die Umhüllung 56 bei der Öffnung 57. Die Brause 58 ermöglicht das Auswaschen mit dem auf mindestens 46 C temperierten Wasser im Gegenstromprinzip.
An dem seitlichen Stutzen 59 ist ein Exhaustor 60 angeschlossen, welcher die Abgase aus der rohrartigen Umhüllung 56 absaugt.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die von einer grösseren Anzahl von Spinnstellen kommenden Fäden zu einem starken Fadenbündel zusammenzufassen und dieses Fadenbündel mit an sich bekannten Mitteln zu waschen und'nachzubehandeln und anschliessend daran auf eine gewünschte Stapellänge zu schneiden. Auch hat man Kunstseidefasern, um diese zu kräuseln oder zu wellen, in leicht gequollenem Zustand gegenseitig gepresst bzw. mittels geriffelter, gegebenenfalls auch noch geheizter Kalanderwalzen gepresst und dann getrocknet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Stapelfasern aus Viskose im fortlaufenden Arbeitsgang, dadurch gekennzeichnet, dass die von einer grossen Anzahl von Spinnstellen kommenden Fäden zu einem starken Fadenbündel zusammengeführt und dann über eine Reihe von Umlenkorganen (Rollen, Walzen, Spulen u. dgl.) mehrfach aufwärts und abwärts geleitet werden, wobei das starke Fadenbündel im jeweils auf- wärtsgeriehteten Lauf unter Entspannung im Gegenstrom gewaschen und gegebenenfalls nachbehandelt (entschwefelt, gebleicht und wieder gewaschen) wird, um dann mittels geeigneter Trockenvorrichtung, wie geheizten Walzen, getrocknet und anschliessend daran durch an sich bekannte Schneidevorrichtungen auf die Stapellänge geschnitten zu werden.