Vorrichtung zur Behandlung von Faserkabeln mit einer Flüssigkeit

Abstract

 Zur Nachbehandlung von frisch gesponnenen Fasern (6) in Kabelform mittels Rohrwäsche wird zur Führung und zum Trans­port ein Doppelinjektor, bestehend aus einer oberen und ei­ner unteren Injektoreinheit (2, 3), eingesetzt. Dieser hat den Vorteil, daß in einem ersten Schritt , nämlich in der oberen Injektoreinheit (2), das Faserkabel (6) unter gerin­gem Druck in das bewegte Medium eingebettet wird und erst in der unteren Injektoreinheit (3) die benötigte Flüssig­keitsmenge unter höherem Druck das Faserkabel (6) erfaßt und weiterfährt. Faserbeschädigungen werden auf diese Weise vermieden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Faserkabeln mit einer Flüssigkeit, wobei die Vorrichtung ein Waschrohr und einenInjektor aufweist, sowie ein Verfahren zur Behandlung von Faserkabeln unter Verwendung solch einer Vor­richtung.

Stand der Technik

[0002] Zur vollständigen Entfernung von Verunreinigungen aus Fa­sern nach dem Spinnen ist es notwendig, diese Fasern einer Nach­behandlung zu unterwerfen.

[0003] Dazu können die Fasern geschnitten und aufgeschwemmt werden und als Stapelfaservlies auf Siebbändern durch verschiedene Badberieselungszonen hindurchgeführt werden. Eine schonendere und effizientere Variante der Nachbehandlung führt das Endlos-­Faserkabel durch ein geschlossenes Rohrsystem, das von einer Nachbehandlungsflüssigkeit durchspült wird.

[0004] Gegenüber herkömmlicher Nachbehandlung ist es möglich, die Einzelfilamente innerhalb kurzer Zeit mit größeren Mengen Waschflüssigkeit in Kontakt zu bringen, sodaß eine gute Auswa­schung bewirkt wird. Dieses wesentlich höhere Verhältnis Wasch­flüssigkeit zu Faseroberfläche kann bei herkömmlichen Siebband- und Rasternachbehandlungen nicht erreicht werden.

[0005] Verfahren dieser Art sind beispielsweise in CH-PS 273 357 und US-PS 2 713 784 beschrieben. Besondere Ausführungsformen der sogenannten Rohrwäsche, wie sie unter anderem in "Chemie­fasern nach dem Viskoseverfahren" K. Goetze 3884/885 (1967) be­schrieben ist, verzichten auf mechanische Abziehhilfen gänz­lich und spülen das Faserkabel durch das Rohrsystem hindurch. In diesem Fall erlangen Injektoren, die das Faserkabel in das Waschrohr einführen und das Faserbündel mit Nachbehandlungs­ flüssigkeit durchdringen und fortbewegen, eine wichtige Bedeu­tung.

[0006] Um das Faserbündel in entsprechender Weise aufzunehmen und die Produktionssicherheit zu gewähren, ist ein Strahldruck der Injektoren von bis zu 3,0 bar erforderlich. Bei empfindlichen Fasern, beispielsweise bei feinen Fasern oder solchen, die modi­fizierende Zusätze, wie Ruß, Pigmente oder andere anorganische Partikel enthalten, verursacht dieser "harte Strahl" Faserrisse.

[0007] Faserrisse in diesem Bereich beeinflussen die Weiterverarbei­tung, aber auch die Produktqualität in sehr negativer Weise. Als Beispiel sei der Gehalt an Langfasern bei der Herstellung von Stapelfasern erwähnt: Faserrisse bewirken, daß sich die Fa­sern nicht mehr zuverlässig schneiden lassen, sodaß sich in Sta­pelfasern, die auf eine bestimmte Länge geschnitten sein sollen, unerwünschte Langfasern befinden.

Offenbarung der Erfindung

[0008] Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, diese Nachteile zu überwinden und die Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein Endlos-Faserkabel in ein Waschrohr einge­bracht und hindurchgeschwemmt werden kann, ohne Faserbrüche oder Faserrisse zu verursachen.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Injektor als Doppelinjektor bestehend aus einer oberen und einer unteren Injektoreinheit mit jeweils einer hohlen Düsennadel und einem Düsenstock ausgebildet ist.

[0010] Es ist zweckmäßig, wenn der Innendurchmesser der Düsennadel und des Düsenstockes in der oberen und in der unteren Injektor­einheit jeweils etwa gleich sind und wenn die Innendurchmesser der unteren Injektoreinheit größer sind als die Innendurchmesser der oberen Injektoreinheit. Dadurch ist in der unteren Injektor­einheit genug Platz vorhanden, daß das Faserkabel von einer aus­reichend dicken Flüssigkeitsschicht umgeben und dadurch ge­schützt ist.

[0011] Vorzugsweise sind der Strahldruck der oberen und der Strahl­druck der unteren Injektoreinheit unabhängig einstellbar.

[0012] Es ist zweckmäßig, wenn oberhalb jeder Düsenöffnung eine ring­förmige Kammer vorgesehen ist, in die die Zuflüsse des be­wegten Mediums münden.

[0013] Beim Betrieb dieser Vorrichtung ist es zweckmäßig, wenn die Strahldruckdifferenz zwischen oberer und unterer Injektorein­heit 0,5 - 2 bar, vorzugsweise etwa 1,0 bar beträgt und wenn das Verhältnis der Flüssigkeitsmengen, die durch die obere und untere Injektoreinheit zugeführt werden, zwischen 1:1 und 1:5 liegt und vorzugsweise 1:3 beträgt. Es ist möglich, Faserkabel bestehend aus 6 000 - 5 000 000 Einzelfilamenten zu behandeln.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

[0014] Anhand der Figuren soll ein Ausführungsbeispiel der Erfin­dung näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt einen Doppelinjektor, wie er erfindungsgemäß in einer Vorrichtung zur Behandlung von Faserkabeln eingesetzt werden kann; Fig. 2 zeigt eine Abwand­lung davon; und Fig. 3 zeit die Druckverhältnisse im Injektor gemäß Fig. 1.

Beste Ausführungsform der Erfindung

[0015] Der Doppelinjektor besteht aus einem feststehenden Mittel­teil 1, dessen oberer Teil den Düsenstock der oberen Injektor­einheit 2 bildet und dessen unterer Teil die Düsennadel der un­teren Injektoreinheit 3 darstellt. Als Düsennadel für die obere Injektoreinheit 2 ist ein durch Schrauben bewegbares rohrförmi­ges Oberteil 16 vorgesehen. Die Düsenöffnung 4 kann durch Auf- und Abbewegen dieses Oberteiles 16 eingestellt werden. Am ober­sten Ende weist dieser Oberteil eine trichterförmige Erweite­rung 18 zur Aufnahme und Führung eines Faserkabels 6 auf. Die untere Injektoreinheit 3 besteht aus einem ebenfalls bewegli­chen, rohrförmigen Unterteil 17, dessen oberster Teil den Düsen­stock bildet.

[0016] Gemeinsam mit dem als Düsennadel ausgebildeten, feststehenden Mittelteil 1 wird die Düsenöffnung 5 der unteren Injektoreinheit gebildet. Seitlich oberhalb der Düsenöffnungen 4 und 5 münden die Zuflüsse 7 und 8 des bewegten Mediums in ringförmige Kam­mern 9 und 10, bevor das Medium durch die Düsenöffnung 4 bzw. 5 unter Druck mit dem Faserkabel in Berührung gelangt. Die Form der Ringkammer 9 und 10 ist so ausgelegt, daß kein seit­licher Überdruck zustande kommt.

[0017] Mittels der oberen Injektoreinheit 2 kann das Faserbündel 6 mit einem gegenüber der unteren Injektoreinheit 3 reduzierten Strahldruck und einem Teil der Gesamtwaschflüssigkeit sehr schonend in den Doppelinjektor eingezogen werden. Dabei wird das Faserbündel 6 in Waschflüssigkeit gebettet und der unteren Injektoreinheit 3 zugeführt.

[0018] Die untere Injektoreinheit 3 kann mit einem bis zu 2 bar ge­genüber der oberen Injektoreinheit 2 erhöhten Strahldruck be­trieben werden; dabei wird die restliche Waschflüssigkeitsmen­ge zugeführt.

[0019] Der hohe Strahldruck erreicht nun nicht mehr die einzelnen Fasern, denn diese sind mit der in der oberen Injektoreinheit 2 zugeführten Flüssigkeit umgeben und dadurch geschützt.

[0020] Somit kann das gewünschte, sichere Einführen des Faserbün­dels in die einzelnen Waschzonen in schonender Weise erfolgen.

[0021] Unterhalb des in Fig. 1 dargestellten Doppelinjektors schließt dann das eigentliche Waschrohr an; da dieses zum Stand der Technik gehört, wurde es zur Vereinfachung nicht dargestellt.

[0022] In einer besonderen Ausführungsform des Doppelinjektors kann der trichterförmige Teil, der das Faserkabel in den Doppel­injektor einbringt, zusätzlich mit Einzugshilfen ausgestattet sein.

[0023] In Fig. 2 ist eine beispielhafte Ausführungsform dieser Art dargestellt. 11 stellt den Zulauf der Spülflüssigkeit dar, die über die Ringkammer 12 die Überströmkanäle 13 in die Düsenring­kammer 14 gelangt und unmittelbar nach Austritt aus dem Ring­spalt 15 das Faserkabel erfaßt und weiterschwemmt.

[0024] Bei Wechsel der Faserart im Kabel können die Düsenquerschnit­te durch Verschieben der Düsennadeln im Düsenstock verändert und damit die Strömungsverhältnisse optimiert werden, sodaß Faserbrüche ausgeschlossen sind.

BEISPIEL 1:

[0025] 
* Anmerkung: diese Fasern heißen auch Modal-Fasern. Sie haben einen hohen Naßmodul (HWM = heigh wet modulas), d. h. sie reißen auch im nassen Zustand nicht.

[0026] Ein Endlos-Faserkabel aus HWM-Fasern*bestehend aus 530.000 Filamenten mit einem Einzeltiter von 1,7 dtex wird mit einer Geschwindikgkeit von 25 m/min abgezogen und mittels eines Dop­pelinjektors in ein Rohrwaschsystem eingebracht.

[0027] Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,5 bar. Es wer­den 1000 l Sauerwasser/Stunde durchgepumpt.

[0028] Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 1,5 bar. Die Flüssigkeitsmenge 3000 l/h.

[0029] Die Fig. 3 veranschaulicht die Strömungsverhältnisse in den einzelnen Abschnitten des Doppelinjektors, die bei diesem Bei­spiel auftreten. Zu diesem Zweck ist dieser nochmals daneben dargestellt.

[0030] Die Fasergeschwindigkeit v ist strichliert, die Badmenge Q punktiert und die Flüssigkeitsgeschwindigkeit w strichpunktiert dargestellt.

[0031] Am Ende der ersten Waschzone kann eine Abquetschwalze vorge­sehen sein, die eine Bädertrennung bewirkt. In das nächste Nachbehandlungsbad kann das Kabel dann durch einen zweiten Doppelinjektor eingebracht werden.

BEISPIEL 2:

[0032] Ein Endlos-Faserkabel aus Viskosefasern, die Graphit inkorpo­riert haben, besteht aus 312.000 Filamenten mit einem Einzeltiter von 5,5 dtex. Es wird mit einer Geschwindigkeit von 25 m/min abgezogen und mittels eines Doppelinjektors in ein Rohrwasch­system eingebracht.

[0033] Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,5 bar. Es wer­den 2000 l Sauerwasser/Stunde durchgepumpt.

[0034] Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 2,0 bar. Die Flüssigkeitsmenge beträgt 5000 l/h.

BEISPIEL 3:

[0035] Ein Endlos-Faserkabel aus Viskosefasern-Baumwolltype (ZS-Fa­serproduktion) bestehend aus 53.000 Filamenten mit einem Einzeltiter von 1,3 dtex wird mit einer Geschwindigkeit von 60 m/min abge­ zogen und mittels eines Doppelinjektors in ein Rohrwaschsystem eingebracht.

[0036] Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,7 bar. Es werden 500 l Sauerwasser/Stunde durchgepumpt.

[0037] Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 1,5 bar. Die Flüssigkeitsmenge beträgt 1200 l/h.

BEISPIEL 4:

[0038] Ein Endlos-Faserkabel aus Zellulosefasern bestehend aus 10.000 Filamenten mit einem Einzeltiter von 1,7 dtex wird mit einer Geschwindigkeit von 60 m/min abgezogen und mittels eines Doppelinjektors in ein Rohrwaschsystem eingebracht.

[0039] Der Strahldruck im oberen Injektor beträgt 0,5 bar. Es wer­den 500 l Waschwasser/Stunde durchgepumpt.

[0040] Der Strahldruck im unteren Injektor beträgt 1,0 bar. Die Flüssigkeitsmenge beträgt 5000 l/h.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Behandlung von Faserkabeln mit einer Flüs­sigkeit, wobei die Vorrichtung ein Waschrohr und einen Injek­tor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor als Doppelinjektor bestehend aus einer oberen und einer unteren Injektoreinheit (2, 3) mit jeweils einer hohlen Düsennadel und einem Düsenstock ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Düsennadel und des Düsenstocks in der obe­ren und in der unteren Injektoreinheit (2, 3) jeweils etwa gleich sind und daß die Innendurchmesser der unteren Injek­toreinheit (2) größer als die Innendurchmesser der oberen Injektoreinheit (3) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahldruck der oberen und der Strahldruck der unteren Injektoreinheit (2,3) unabhängig einstellbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß oberhalb jeder Düsenöffnung (4, 5) eine ring­förmige Kammer (9, 10) vorgesehen ist, in die die Zuflüsse des bewegten Mediums münden.

5. Verfahren zur Behandlung von Faserkabeln unter Verwendung einer Waschvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldruckdifferenz zwischen oberer und unterer Injektor­einheit 0,5 - 2 bar, vorzugsweise etwa 1,0 bar, beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Flüssigkeitsmengen, die durch die obere und untere Injektoreinheit zugeführt werden, zwischen 1:1 und 1:5 liegt und vorzugsweise 1:3 beträgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß ein Faserkabel bestehend aus 6.000 - 5 000 000 Einzelfilamenten behandelt wird.

Zeichnung