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WO1999005354A1 - Verfahren und vorrichtung zum fibrillieren oder defibrillieren von cellulosefasern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum fibrillieren oder defibrillieren von cellulosefasern Download PDF

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WO1999005354A1
WO1999005354A1 PCT/DE1998/001810 DE9801810W WO9905354A1 WO 1999005354 A1 WO1999005354 A1 WO 1999005354A1 DE 9801810 W DE9801810 W DE 9801810W WO 9905354 A1 WO9905354 A1 WO 9905354A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sheet
fabric
liquid
attack
mechanical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1998/001810
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günter von Harten
Wolfgang Kurschatke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Original Assignee
Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG filed Critical Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Publication of WO1999005354A1 publication Critical patent/WO1999005354A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • D06B3/205—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 by vibrating
    • 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
    • D06B13/00—Treatment of textile materials with liquids, gases or vapours with aid of vibration
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06C—FINISHING, DRESSING, TENTERING OR STRETCHING TEXTILE FABRICS
    • D06C11/00—Teasing, napping or otherwise roughening or raising pile of textile fabrics

Definitions

  • the invention relates to a method of the type corresponding to the preamble of claim 1 and a device suitable therefor.
  • Dissolved carbon disulfide which is a less desirable reaction partner because of its toxicity and explosiveness, but which could last for many decades due to its good dissolving and spinning properties.
  • Cellulose fibers produced by the solution spinning process have different properties from natural cellulose fibers. In particular, it was found that there is a longitudinal structure in that the cellulose Crystallites are primarily oriented in the longitudinal direction of the fibers. The binding of these longitudinal crystallites in the transverse direction is weaker than in the longitudinal direction. The fibers can be split lengthways under suitable stress conditions.
  • the object of the invention is to improve the process of Fibrillation or defibrillation to perform more evenly and quickly.
  • the mechanical attack takes place evenly over the entire surface of the fabric (claim 2), but it is also possible by suitable alignment of the mechanical attack or by appropriate covering of surface parts of the fabric, the mechanical attack over the surface in a pattern to be done differently (claim 3).
  • the fabric must be wet during fibrillation / defibrillation. This can be achieved in that the mechanical attack takes place on a dripping wet fabric (claim 4), which is located outside of a liquor supply and is continuously provided with as much liquor as is possible at all by suitable measures such as spraying or pouring (claim 4 ).
  • the alternative provides that the mechanical attack is carried out under fleet (claim 5), i.e. the web of the textile fabric is passed through a trough filled with liquid and exposed to mechanical attack below the liquid level.
  • blowing agents can e.g. Be bars, strips, webs or the like, which are moved in the liquid relative to the web and communicate this movement to the liquid zones adjacent to the web.
  • attack elements to touch the surface of the sheet-like fabric at high relative speed. Such an attack is distributed and evened out by the liquid.
  • An important embodiment of the invention according to claim 8 is that the sheet-like fabric stretched transversely before the action of the mechanical attack becomes.
  • transverse expansion can take place, for example, in a device according to DE 41 22 121 C2, in which the web is passed through the gap between intermeshing rib rollers.
  • the invention is implemented in a device according to claim 9.
  • This can be designed according to claim 10, i.e. in the manner of a roller skid provided with additional means for exercising the mechanical attack.
  • the web of the fabric can also be guided over a drum, as set out in claim 11.
  • This drum can be designed in particular according to claim 12, wherein the rotatable rods roll on the inside of the sheet-like fabric and thus exert a touching mechanical attack on the web.
  • the drum which is wrapped on the web-shaped surface by almost 325 ° and in turn can still perform an eccentric movement - by the lashing effect of each rod due to its high relative speed to the web-shaped surface structure.
  • the drum can rotate in the running direction of the sheet-like sheet, but faster than this or - preferably - counter to the running direction of the sheet-like sheet (claim 14). It is decisive the relative movement that gives the mechanical attack.
  • the means for keeping the web-like sheet-like structure wet can comprise a device for spraying or pouring on the liquid, while an alternative according to claim 16 provides a liquid trough through which the web-like sheet-like structure can be passed.
  • the means for exerting the mechanical attack can be arranged in the liquid trough.
  • roller skids with additional means to exercise a mechanical attack for the purpose of promoting the exchange of fleets go e.g. from DE-PSen 690 530, 1 031 261 and 1 052 350 and DE-OS 1 460 418.
  • a device with a rotating drum for generating a mechanical attack results from DE-PS 1 113 201 and DE 44 13 871 Cl.
  • the purpose here is to promote the exchange of liquors and to break through the laminar liquid layer on the surface of the fabric or the fibers.
  • the focus of the invention is not on fleet replacement, but rather on the mechanical action which is intended to loosen up the structural bond of the fiber.
  • the upstream connection of a device for transverse stretching of the sheet-like fabric has an advantageous effect on the desired effect (claim 18).
  • the invention is also realized in the use of washing devices, in which a violent relative movement of the liquid relative to the fibers is produced, for the fibrillation or defibrillation of cellulose fibers produced by the solution spinning process (claim 19).
  • Fig. 1 shows a vertical longitudinal section through a device like a roller skid
  • Fig. 2 shows a cross section through a device corresponding to a drum washing machine
  • Fig. 3 shows a partial view of a device for generating a transverse stretch in a web.
  • the device designated 100 as a whole in FIG. 1 comprises a liquid trough 1, in which, in the exemplary embodiment, two rows 2, 3 of mutually parallel, deflecting rollers 4 and 5, which are arranged in horizontal planes, are arranged at a distance above one another.
  • the web-shaped textile fabric 10 is alternately guided over an upper deflection roller and a lower deflection roller 5 and then again over an upper deflection roller 4 and accordingly forms upright loops 6 with upright sections 6 ′ of the web-shaped fabric 10.
  • the respective section 6 ′ is opposed on both sides of the sheet-like fabric 10 by means 20 for generating a mechanical attack on the sheet-like fabric 10.
  • the means 20 consist of different heights on the two sides of the sheet-like fabric 10, offset in the height direction, corresponding to the
  • Arrow 8 revolving rods 9 or tubes, which are provided on the circumference with ribs 11 running approximately parallel to the axial direction, which set the neighboring liquid in motion when the rods 9 revolve, so that it carries out a strong relative movement to the continuous sheet-like fabric 10.
  • the bars 9 could e.g. be designed as so-called fin tubes. They form propellants which give a relative movement to the surface of the sheet-like fabric 10 when the neighboring liquid circulates.
  • Fig. 1 touch the ribs 11 with their outer end face the sheet-like fabric 10 and act in this way similar to so-called racket rollers.
  • racket rollers there is also the possibility of moving the rods 9 a little further away from the sheet-like fabric 10, so that the end faces of the ribs 11 pass close to the sheet-like fabric 10 but do not touch it.
  • the rods 9 can, however, partially or all of them instead of in synchronism with the sheet-like fabric 10 as in the direction of rotation 8, in the opposite direction of rotation
  • Fig. 1 two alternative means are indicated to keep the sheet-like fabric 10 wet when the rods 9 act.
  • One means comprises nozzles 12, which supply a liquid from a common supply line 13 and each extend above an associated deflection roller 4 of the upper row 2 across the width of the sheet-like fabric 10 and spray or pour liquid onto this, which leads to that the sheet-like fabric 10 is dripping wet in the sections 6 '.
  • the trough 1 naturally has an outlet in order to discharge the drained liquid which collects on the floor.
  • the other alternative is that the trough 1 is filled with the liquid 15 up to a mirror 15 ', so that the upright sections 6' run entirely under the liquor and the tubes 9 provided with the ribs 11 also work under the liquor.
  • a trough 21 is provided which is filled with the liquid 15 up to a mirror 24.
  • the trough 21 encloses at a distance a drum 30 arranged in it, which consists of two end disks 31 provided at a distance corresponding to the width of the sheet-like sheet-like structure 10 and on the edge of which bars 32 are uniformly distributed over the circumference, the axes of which are parallel to one another on a cylinder. are arranged flat.
  • the rods 32 are rotatably mounted about the axes on the end disks 31.
  • the small circles are missing and are
  • the entire drum 30 or the two end disks 31 are arranged eccentrically on a driven shaft 33 which is mounted outside of the trough 21 in its machine frame, as indicated at 34, so that the entire drum 30 around the axis 33 Eccentric movement executes.
  • the sheet-like sheet-like structure 10 is guided in a meandering manner around the drum 30 by two guide rollers 25, 26 arranged above the drum 30 in the manner shown in FIG.
  • the drum 30 is driven independently of the eccentric 34, so that it is one of the circumference
  • Forward speed of the sheet-like fabric 10 has different peripheral speeds. This drive preferably takes place counter to the running direction of the sheet-like fabric 10 in the direction of the arrow 35 in order to achieve the highest possible relative speed.
  • the rods 32 roll on the sheet-like sheet 10, while the rods 32 'non-rotatably along the sheet-like sheet 10. This is subject to a complex mechanical action that produces the fibrillation or defibrillation effect.
  • the sheet-like fabric 10 consists entirely or essentially of the NMMO process
  • the NMMO process is a solution spinning process in which N-methylmorpholine-N-oxide is used as the solvent.
  • the manufactured in this way Posed fibers show a clear longitudinal structure and a tendency to fibrillation, which is triggered by the mechanical attack in the liquid 15.
  • the sheet-like fabric 10 undergoes a structural change that advantageously influences the mechanical properties and gives the goods a peach-skin-like feel that is desirable under certain fashion aspects.
  • Liquid 15 is an aqueous alkaline liquor when it comes to fibrillation.
  • An acidic enzymatic liquor can be considered for defibrillation, but the mechanical attack on the sheet-like fabric 10 takes place in both cases, e.g. with devices 100 or 200 according to FIGS. 1 and 2.
  • the web-like sheet-like structure 10 passes through the gap between two cooperating parallel rollers 41, 42 arranged transversely to the direction of travel, which have circumferential ribs 43 and 44 at axial intervals.
  • the circumferential ribs 43 of the roller 41 and the circumferential ribs 44 of the roller 42 have constant axial distances from one another in both rollers 41, 42 and are arranged offset from one another, so that the peripheral ribs 43 of the roller 41 in the manner shown in FIG. 3 in the spaces between the peripheral ribs 44 of the roller 42 can engage.
  • the web of material passed through the gap 45 between the rollers 41, 42 is deformed in a wavy manner in the manner shown and, due to the friction on the end faces of the peripheral ribs 43, 44, undergoes a meterable transverse expansion which depends on the degree of mutual engagement of the peripheral ribs 43, 44 .
  • This transverse expansion already leads to a first loosening of the fiber structure in the sheet-like fabric 10, which promotes the fibrillation effect through the mechanical attack in the devices 100, 200.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Fibrillieren oder Defibrillieren von nach dem Lösungsspinnverfahren hergestellten Cellulosefasern, insbesondere von nach dem sogenannten NMMO-Verfahren hergestellten Cellulosefasern, umfasst die Ausübung eines mechanischen Angriffs auf ein kontinuierlich in Breitlage gefördertes bahnförmiges Flächengebilde (10) in einer Flüssigkeit (15). Der mechanische Angriff kann durch in der Flüssigkeit angeordnete Treibmittel in Gestalt umlaufender, mit Längsrippen (11) versehener Stäbe (9) durchgeführt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Fibrillieren oder Defibrillieren von Cellulosefasern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art sowie eine dafür geeignete Vorrichtung.
Beim Lösungsspinnverfahren wird in einem Lösungsmit- tel gelöste, in der üblichen Weise aus Holz gewonnene Cellulose aus einer Düse mit sehr vielen feinen Öffnungen in ein Fällbad ausgepreßt, in welchem die einzelnen Flüssigkeitsfäden der gelösten Cellulose zu separaten sogenannten Regenerat-Cellulosefäden koagulieren. Bei dem seit langem bekannten Viskoseverfahren wird die Cellulose in
Schwefelkohlenstoff gelöst, der wegen seiner Giftigkeit und Explosivität ein wenig erwünschter Reaktionspartner ist, sich aber wegen seiner guten Löse- und Spinneigenschaften über viele Jahrzehnte halten konnte. Nach dem Lösungsspinnverfahren hergestellten Cellulosefasern haben von natürlichen Cellulosefasern verschiedene Eigenschaften. Insbesondere konnte festgestellt werden, daß eine Längsstruktur dadurch besteht, daß die Cellulose- Kristallite vorrangig in Faserlängsrichtung orientiert sind. Die Bindung dieser längsgerichteten Kristallite in Querrichtung ist schwächer als in Längsrichtung. Die Fasern lassen sich bei geeigneten Beanspruchungszuständen der Länge nach aufspleißen.
Besonders ausgeprägt ist diese Neigung bei Cellulosefasern, die nach dem sogenannten NMMO-Verfahren hergestellt worden sind. Es ist dies ein CS2-freies Verfahren, bei welchem dieses Lösungsmittel durch N-Methylmorpholin- N-Oxid ersetzt worden ist. Wenn derartige Fasern in nassem
Zustand einer mechanischen Beanspruchung ausgesetzt werden, so zeigen sie eine deutliche Fibrillierneigung, d.h. es trennen sich an der Oberfläche der Faser feine Faserteile oder Mikrofasern einendig ab, so daß die Faser ge- wissermaßen eine haarige Oberfläche bekommt (s. Aufsatz von Nicolai, Nechwatal, Mieck in Textilveredlung 31 (1996), Nr. 5/6, Seiten 96 bis 100; Vortrag von Brauneis auf der VTCC-Tagung in Baden-Baden, Juni 1995, veröffentlicht in "LENZINGER-Berichte" 75/96, Seiten 105 bis 111). Der Effekt kann dazu genutzt werden, einem aus den
Fasern hergestellten Flächengebilde besondere mechanische Eigenschaften, insbesondere Oberflächeneigenschaften zu verleihen, z.B. einen pfirsichhautartigen Griff, der für bestimmte modische Anwendungen erwünscht ist. Damit die Fibrillierung nicht zu einer Desintegration der Fasern führt, muß sie bei Erreichung eines bestimmten Fibrillierungsgrades angehalten werden können. Eine Beeinflussung des Fibrillierungsprozesses aus sich selbst heraus ist bisher noch nicht möglich. Es bedarf hierzu viel- mehr eines separaten Prozesses, z.B. durch eine Schaffung von zusätzlichen Querbrücken zwischen den Fibrillen einer Faser durch Hochveredlungsprozesse oder aber durch eine Behandlung mit Enzymen, z.B. Cellulasen. Auch zur wirksamen Einbringung derartiger Defibrillierungsmittel in das Flächengebilde bedarf es einer mechanischen Beanspruchung desselben. Bei den bisherigen Vorgehensweisen zur Fibril- lierung oder Defibrillierung von lösungsgesponnenen Cellulosefasern wurden die daraus hergestellten Flächengebilde nur in guasi kontinuierlichen Verfahren in Strangform erzeugt. Der Übergang aus der Breitlage in die Strangform in einer Kontinue-Anlage verringert die Arbeitsgeschwindigkeit und schafft das Risiko ungleichmäßiger Behandlung der Ware. Von der Behandlung in Breitform lenkte der bisherige Stand der Technik eher ab, weil die Auffassung bestand, daß die Fibrillierung dabei nicht ausgelöst wird (s. Aufsatz von Marini und Brauneis "Lenzing-Lyocell ,
Welche sind die wichtigen Unterschiede zu den anderen cellulosischen Fasern?", 17th IFVTCC Congress, 5. bis 7. Juni 1996 (Wien) , insbesondere Seite 6 unter der Überschrift "Das Fibrillieren" ) . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Prozeß des Fibrillierens oder Defibrillierens gleichmäßiger und schneller auszuführen.
Diese Aufgabe wird in ihrem verfahrensmäßigen Aspekt durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst. Wesentlich ist hierbei einerseits das kontinuierliche
Arbeiten in Breitlage, was der Integration der Fibrillie- rungs-/Defibrillierungs-Station in eine Kontinue-Anlage entgegenkommt und die Mißhelligkeiten eines zwischenzeitlichen Übergangs in die Strangform vermeidet. Versuche haben gezeigt, daß entgegen der im Stand der Technik vertretenen Meinung auch bei einem Arbeiten in Breitlage eine Fibrillierung oder Defibrillierung in ausreichendem Maß erreichbar ist, wenn nur dafür gesorgt wird, daß der mechanische Angriff zu einer ausreichend heftigen Relativbe- wegung der Flüssigkeit gegenüber den Fasern führt. Es ergibt sich hierdurch ein mechanischer Angriff an den Fasern, der bis in die Tiefe des Flächengebildes dringt und von der Flüssigkeit gewissermaßen vermittelt wird. Es ist durch die Erfindung möglich geworden, die Struktur- beeinflussung des Fibrillierens Inline mit der normalen
Arbeitsgeschwindigkeit einer Kontinue-Anlage auszuführen. Bei der bevorzugten Ausführungsform erfolgt der mechanische Angriff über die ganze Fläche des Flächengebildes gleichmäßig (Anspruch 2), doch ist es durch geeignete Ausrichtung des mechanischen Angriffs bzw. durch entspre- chende Abdeckung von Oberflächenteilen des Flächengebildes auch möglich, den mechanischen Angriff über die Fläche mustermäßig unterschiedlich erfolgen zu lassen (Anspruch 3).
Das Flächengebilde muß bei der Fibrillierung/Defi- brillierung naß sein. Dies kann sowohl dadurch realisiert werden, daß der mechanische Angriff an einem tropfnassen Flächengebilde erfolgt (Anspruch 4), welches sich außerhalb eines Flottenvorrats befindet und durch geeignete Maßnahmen wie Aufsprühen oder Aufgießen ständig mit soviel Flotte versehen wird, wie es überhaupt tragen kann (Anspruch 4). Die Alternative sieht vor, daß der mechanische Angriff unter Flotte vorgenommen wird (Anspruch 5), d.h. die Bahn des textilen Flächengebildes wird durch eine mit Flüssigkeit gefüllten Trog geleitet und unter dem Flüssig- keitsspiegel dem mechanischen Angriff ausgesetzt.
Dieser kann gemäß Anspruch 6 dadurch erzeugt werden, daß an den Oberflächen des bahnförmigen Flächengebildes Treibmittel für die Flotte mit hoher Relativgeschwindigkeit berührungslos vorbeigeführt werden. Die Treibmittel können z.B. Stäbe, Leisten, Stege oder dergleichen sein, die in der Flüssigkeit relativ zur Bahn bewegt werden und diese Bewegung den der Bahn benachbarten Flüssigkeitszonen mitteilen.
Es ist aber gemäß Anspruch 7 auch möglich, daß an der Oberfläche des bahnförmigen Flächengebildes Angriffselemente mit hoher Relativgeschwindigkeit berührend angreifen. Ein solcher Angriff wird durch die Flüssigkeit verteilt und vergleichmäßigt.
Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung besteht gemäß Anspruch 8 darin, daß das bahnförmige Flächengebilde vor der Einwirkung des mechanischen Angriffs quergedehnt wird.
Es hat sich gezeigt, daß eine derartige definierte Dehnung in Querrichtung der Bahn der anschließenden Fibrillierung bei der Einwirkung des mechanischen Angriffs sehr förderlich ist. Die Querdehnung kann beispielsweise in einer Vorrichtung nach der DE 41 22 121 C2 erfolgen, bei der die Bahn durch den Spalt zwischen ineinandergreifenden Rippenwalzen hindurchgeleitet wird.
Die Erfindung verwirklicht sich in ihrem apparativen Aspekt in einer Vorrichtung nach Anspruch 9.
Diese kann entsprechend Anspruch 10 ausgebildet sein, d.h. nach Art einer mit zusätzlichen Mitteln zur Ausübung des mechanischen Angriffs versehenen Rollenkufe.
Die Bahn des textilen Flächengebildes kann aber auch über eine Trommel geführt sein, wie es in Anspruch 11 wiedergegeben ist.
Diese Trommel kann insbesondere gemäß Anspruch 12 ausgebildet sein, wobei die drehbaren Stäbe an der Innenseite des bahnförmigen Flächengebildes abrollen und also einen berührenden mechanischen Angriff auf die Bahn ausüben.
Eine weitaus höhere Einwirkung ergibt sich in der alternativen Ausführungsform nach Anspruch 13, bei der die Stäbe undrehbar sind. Der mechanische Angriff erfolgt hierbei in dreifacher Weise:
- durch die erzeugte Flottenbewegung
- durch die Trommel, die an dem bahnförmigen Flächen gebilde um nahezu 325° umschlungen ist und ihrerseits noch eine Exzenterbewegung ausführen kann - durch die peitschende Wirkung jedes einzelnen Stabes aufgrund seiner großen Relativgeschwindigkeit zum bahnförmigen Flächengebilde. Dabei kann sich die Trommel in Laufrichtung des bahnförmigen Flächengebildes, aber schneller als dieses oder aber - bevorzugt - entgegen der Laufrichtung des bahnförmigen Flächengebildes drehen (Anspruch 14). Maßgeblich ist die Relativbewegung, die den mechanischen Angriff ergibt. Gemäß Anspruch 15 können die Mittel zum Naßhalten des bahnförmigen Flächengebildes eine Einrichtung zum Aufdüsen oder Aufgießen der Flüssigkeit umfassen, während eine Alternative gemäß Anspruch 16 einen Flüssigkeitstrog vorsieht, durch den das bahnförmige Flächengebilde hindurch- leitbar ist.
Die Mittel zum Ausüben des mechanischen Angriffs können gemäß Anspruch 17 in dem Flüssigkeitstrog angeord- net sein.
Die vorstehend geschilderten Merkmale einer Vorrichtung zum Fibrillieren/Defibrillieren sind an sich bei Waschvorrichtungen bekannt. Rollenkufen mit zusätzlichen Mitteln zur Ausübung eines mechanischen Angriffs zum Zwecke der Förderung des Flottenaustauschs gehen z.B. aus den DE-PSen 690 530, 1 031 261 und 1 052 350 sowie der DE- OS 1 460 418 hervor. Eine Vorrichtung mit einer umlaufenden Trommel zur Erzeugung eines mechanischen Angriffs ergibt sich aus der DE-PS 1 113 201 und der DE 44 13 871 Cl. Der Zweck ist hierbei aber die Förderung des Flottenaustauschs und die Durchbrechung der laminaren Flüssigkeitsschicht an der Oberfläche des Flächengebildes bzw. der Fasern. Bei der Erfindung steht kein Flottenaustausch im Vordergrund, sondern die mechanische Einwirkung, die den Strukturverbund der Faser auflockern soll.
Wie bereits erwähnt, hat die Vorschaltung einer Einrichtung zum Querdehnen des bahnförmigen Flächengebildes eine vorteilhafte Wirkung auf den angestrebten Effekt (Anspruch 18) . Die Erfindung verwirklicht sich auch in der Verwendung von Wascheinrichtungen, bei denen eine heftige Relativbewegung der Flüssigkeit gegenüber den Fasern erzeugt wird, zum Fibrillieren oder Defibrillieren von nach dem Lösungsspinnverfahren hergestellten Cellulosefasern (An- spruch 19) .
In der Zeichnung sind Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens schematisch wiedergegeben.
Fig. 1 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch eine Vorrichtung nach Art einer Rollenkufe;
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung entsprechend einer Trommelwaschmaschine;
Fig. 3 zeigt eine Teilansicht einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Querdehnung in einer Bahn.
Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Vorrichtung umfaßt einen Flüssigkeitstrog 1, in welchem in dem Ausführungsbeispiel zwei mit Abstand übereinander angeordnete Reihen 2,3 von einander parallelen, mit ihren Achsen in horizontalen Ebenen gelegenen Umlenkrollen 4 bzw. 5 angeordnet sind. Das bahnförmige textile Flächengebilde 10 ist abwechselnd über eine obere Umlenkrolle und eine unte- re Umlenkrolle 5 und dann wieder über eine obere Umlenkrolle 4 geführt und bildet dementsprechend aufrechte Schleifen 6 mit aufrechten Abschnitten 6 ' des bahnförmigen Flächengebildes 10.
Dem jeweiligen Abschnitt 6 ' stehen auf beiden Seiten des bahnförmigen Flächengebildes 10 Mittel 20 zur Erzeugung eines mechanischen Angriffs an dem bahnförmigen Flächengebilde 10 gegenüber. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bestehen die Mittel 20 aus in verschiedenen Höhen auf den beiden Seiten des bahnförmigen Flächengebildes 10 in Höhenrichtung versetzt angeordneten, entsprechend dem
Pfeil 8 umlaufenden Stäben 9 oder Rohren, die am Umfang mit angenähert parallel zur Achsrichtung verlaufenden Rippen 11 versehen sind, die beim Umlauf der Stäbe 9 die benachbarte Flüssigkeit in Bewegung setzen, so daß sie eine kräftige Relativbewegung zu dem durchlaufenden bahnförmigen Flächengebilde 10 ausführt. Die Stäbe 9 könnten z.B. als sogenannte Flossenrohre ausgebildet sein. Sie bilden Treibmittel, die beim Umlauf der benachbarten Flüssigkeit eine Relativbewegung gegenüber der Oberfläche des bahnförmigen Flächengebildes 10 erteilen.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel berühren die Rippen 11 mit ihrer äußeren Stirnseite das bahnförmige Flächengebilde 10 und wirken auf diese Weise ähnlich wie sogenannte Schlägerwalzen. Es gibt aber auch die Möglichkeit, die Stäbe 9 von dem bahnförmigen Flächen- gebilde 10 etwas weiter wegzurücken, so daß die Stirnseiten der Rippen 11 zwar nahe an dem bahnförmigen Flächengebilde 10 vorbeilaufen, dieses jedoch nicht berühren.
Die Stäbe 9 können aber teilweise oder alle auch anstatt im Gleichlauf mit dem bahnförmigen Flächengebilde 10 wie bei dem Drehsinn 8, in entgegengesetztem Drehsinn
8' umlaufen, wodurch sich die Relativgeschwindigkeit und die Intensität der Einwirkung erhöhen.
In Fig. 1 sind zwei alternative Mittel angedeutet, um das bahnförmige Flächengebilde 10 bei der Einwirkung der Stäbe 9 naß zu halten. Das eine Mittel umfaßt Düsen 12, die aus einer gemeinsamen Zuleitung 13 mit einer Flüssigkeit versorgt und sich jeweils oberhalb einer zugeordneten Umlenkrolle 4 der oberen Reihe 2 quer über die Breite des bahnförmigen Flächengebildes 10 erstrecken und auf dieses Flüssigkeit aufdüsen oder aufgießen, was dazu führt, daß das bahnförmige Flächengebilde 10 in den Abschnitten 6 ' tropfnaß ist. Der Trog 1 hat natürlich einen Auslaß, um die sich auf dem Boden ansammelnde abgetropfte Flüssigkeit abzuführen. Die andere Alternative besteht darin, daß der Trog 1 bis zu einem Spiegel 15' mit der Flüssigkeit 15 gefüllt ist, so daß die aufrechten Abschnitte 6' ganz unter Flotte verlaufen und die mit den Rippen 11 versehenen Rohre 9 ebenfalls unter Flotte arbeiten.
Bei der Vorrichtung 200 der Fig. 2 ist ein Trog 21 vorgesehen, der bis zu einem Spiegel 24 mit der Flüssigkeit 15 gefüllt ist. Der Trog 21 umschließt mit Abstand eine in ihm angeordnete Trommel 30, die aus zwei in einem der Breite des bahnförmigen Flächengebildes 10 entsprechenden Abstand vorgesehenen Endscheiben 31 und an deren Rand über den Umfang gleichmäßig verteilten Stäben 32 besteht, deren Achsen parallel zueinander auf einer Zylin- derflache angeordnet sind. Bei der auf der rechten Seite der Fig. 2 durch die kleinen konzentrischen Kreise 32" angedeuteten Alternative sind die Stäbe 32 um diese Achsen drehbar an den Endscheiben 31 gelagert. Auf der linken Seite der Fig. 2 fehlen die kleinen Kreise und sind die
Stäbe 32' undrebar an den Endscheiben 31 angebracht.
Die ganze Trommel 30 bzw. die beiden Endscheiben 31 sind auf einer angetriebenen Welle 33, die außerhalb des Troges 21 in dessen Maschinengestell gelagert ist, exzen- trisch angeordnet, wie bei 34 angedeutet ist, so daß die ganze Trommel 30 um die Achse 33 eine Exzenterbewegung ausführt. Das bahnförmige Flächengebilde 10 wird durch zwei oberhalb der Trommel 30 feststehend angeordnete Leitrollen 25,26 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise mäan- derförmig um die Trommel 30 geführt. Durch die Exzenterbewegung der Trommel 30 wird das bahnförmige Flächengebilde 10 in der Flüssigkeit 15 in dem Trog 21 hin- und herbewegt und erfährt dadurch einen kräftigen mechanischen Angriff. Außerdem ist die Trommel 30 unabhängig von dem Exzen- ter 34 drehangetrieben, so daß sie am Umfang eine von der
Vorlaufgeschwindigkeit des bahnförmigen Flächengebildes 10 verschiedene Umfangsgeschwindigkeit aufweist. Vorzugsweise erfolgt diese Antrieb entgegen der Laufrichtung des bahnförmigen Flächengebildes 10 im Sinne des Pfeiles 35, um eine möglichst hohe Relativgeschwindigkeit zu erzielen.
Dabei rollen die Stäbe 32 an dem bahnförmigen Flächengebilde 10 ab, während die Stäbe 32' undrehbar an dem bahnförmigen Flächengebilde 10 entlangstreifen. Dieses unterliegt hierdurch einer komplexen mechanischen Einwirkung, die die Fibrillierungs- bzw. Defibrillierungswirkung hervorbringt .
Das bahnförmige Flächengebilde 10 besteht ganz oder im wesentlichen aus nach dem NMMO-Verfahren hergestellten
Cellulosefasern. Das NMMO-Verfahren ist ein Lösungsspinn- verfahren, bei welchem als Lösungsmittel N-Methylmorpho- lin-N-Oxid eingesetzt wird. Die auf diese Weise herge- stellten Fasern zeigen eine deutliche Längsstruktur und eine Fibrillierneigung, die durch den mechanischen Angriff in der Flüssigkeit 15 ausgelöst wird. Das bahnförmige Flächengebilde 10 erfährt dadurch eine Strukturverände- rung, die die mechanischen Eigenschaften vorteilhaft beeinflußt und der Ware einen pfirsischhautähnlichen Griff verleiht, der unter bestimmten modischen Aspekten erwünscht ist.
Die Flüssigkeit 15 ist eine wäßrige alkalische Flot- te, wenn es um das Fibrillieren geht. Zum Defibrillieren kommt eine saure enzymatische Flotte in Betracht, wobei aber der mechanische Angriff an dem bahnförmigen Flächengebilde 10 in beiden Fällen erfolgt, z.B. mit Vorrichtungen 100 oder 200 nach den Fig. 1 bzw. 2. Der durch die Stäbe 9 in Fig. 1 oder durch die Stäbe
32,32' in Fig. 2 oder ähnliche Mittel hervorgerufene mechanische Angriff sollte so bemessen sein, daß in der unmittelbaren Nähe der Oberflächen des bahnförmigen Flächengebildes 10 Relativgeschwindigkeiten der Flüssigkeit 15 zu der Oberfläche von mindestens 200 m/min auftreten.
Es hat sich herausgestellt, daß die Wirkung der erfindungsgemäßen Behandlung gefördert werden kann, wenn den Vorrichtungen 100 bzw. 200 in Laufrichtung des bahnförmigen Flächengebildes 10 eine Breitdehnvorrichtung 40 ent- sprechend Fig. 3 vorgeschaltet wird. Das bahnförmige Flächengebilde 10 durchläuft hierbei den Spalt zwischen zwei zusammenwirkenden einander parallelen, quer zur Laufrichtung angeordneten Walzen 41,42, die in axialen Abständen Umfangsrippen 43 bzw. 44 aufweisen. Die Umfangsrippen 43 der Walze 41 und die Umfangsrippen 44 der Walze 42 weisen gleichbleibende und bei beiden Walzen 41,42 gleiche axiale Abstände voneinander auf und sind gegeneinander versetzt angeordnet, so daß die Umfangsrippen 43 der Walze 41 in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise in die Zwischenräume zwischen dem Umfangsrippen 44 der Walze 42 eingreifen können. Die durch den Spalt 45 zwischen den Walzen 41,42 hindurchgeleitete Warenbahn wird in der wiedergegebenen Weise wellenförmig verformt und erfährt durch die Reibung an den Stirnseiten der Umfangsrippen 43,44 eine dosierbare Querdehnung, die von dem Grad des gegenseitigen Eingriffs der Umfangsrippen 43,44 abhängt. Diese Querdehnung führt schon zu einer ersten Lockerung der Faserstruktur in dem bahnförmigen Flächengebilde 10, die die Fibrillierungs- wirkung durch den mechanischen Angriff in den Vorrichtun- gen 100,200 fördert.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Fibrillieren oder Defibrillieren von nach dem Lösungsspinnverfahren hergestellten Cellulosefasern, insbesondere nach dem sogenannten NMMO-Verfahren hergestellten Cellulosefasern, unter mechanischer Beanspruchung im nassen Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus den Fasern hergestelltes bahnförmiges Flächengebilde (10) kontinuierlich in Breitlage einen mechanischen Angriff unterzogen wird, der eine heftige Relativbewegung der Flüssigkeit (15) gegenüber den Fasern erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Angriff über die ganze Fläche des bahnförmigen Flächengebildes (10) gleichmäßig erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Angriff über die Fläche des bahnförmigen Flächengebildes (10) mustermäßig unterschiedlich erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Angriff an einem tropfnassen bahnförmigen Flächengebilde (10) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Angriff an dem bahnförmigen Flächengebilde (10) unter Flotte erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , da- durch gekennzeichnet, daß an den Oberflächen des bahnförmigen Flächengebildes (10) Treibmittel (9, 11; 32) für die Flüssigkeit (15) mit hoher Relativgeschwindigkeit berührungslos vorbeigeführt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Oberflächen des bahnförmigen Flächengebildes (10) Angriffselemente (11,32) mit hoher Relativgeschwindigkeit berührend angreifen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß das bahnförmige Flächengebilde (10) vor der Einwirkung des mechanischen Angriffs quergedehnt wird.
9. Vorrichtung (100,200) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Führungsmittel (4, 5; 30) mittels deren das bahnförmige Flächengebilde (10) zumindest in einer Behand- lungsstrecke kontinuierlich in ausgebreiteter Form in
Längsrichtung des bahnförmigen Flächengebildes (10) förderbar ist: b) Mittel (1,12,21) zum Naßhalten des bahnförmigen Flächengebildes (10) in der Behandlungsstrecke; c) Mittel (9, 11; 32) zum Ausüben eines mechanischen
Angriffs, der eine heftige Relativbewegung der Flüssigkeit (15) gegenüber den Fasern des bahnförmigen Flächengebildes (10) erzeugt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich- net, daß die Führungsmittel mindestens zwei Reihen (2,3) mit Abstand übereinander angeordneter Umlenkrollen (4,5) umfassen, über die das bahnförmige Flächengebilde (10) in aufrechten Schleifen (6) geführt ist, und daß die Mittel (9,11) zum Ausüben eines mechanischen Angriffs an den aufrechten Abschnitten (6') des bahnförmigen Flächengebildes (10) einwirken.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel mindestens eine umlaufende Trommel (30) umfassen, um die das bahnförmige Flächengebilde (10) geschlungen ist, und daß die Mittel (32) zum Ausüben eines mechanischen Angriffs in den Umschlingungs- bereich auf das bahnförmige Flächengebilde (10) einwirken.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (30) auf einer Zylinderfläche angeordnete, zur Achse des Zylinders parallele, um ihre Achse drehbare Stäbe (32) umfaßt und die Trommel (30) mit einer von der Fördergeschwindigkeit des bahnförmigen Flä- chengebildes (10) verschiedenen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben ist und im wesentlichen unter Flotte läuft.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (30) auf einer Zylinderfläche angeordnete, zur Achse des Zylinders parallele, um ihre
Achse nicht drehbare Stäbe (32') umfaßt und die Trommel (30) mit einer von der Fördergeschwindigkeit des bahnförmigen Flächengebildes (10) verschiedenen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben ist und im wesentlichen unter Flotte läuft.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel sich mit den Stäben (32,32') an ihrem Umfang entgegen der Laufrichtung des bahnförmigen Flächengebildes (10) bewegt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Naßhalten des bahnförmigen Flächengebildes (10) eine Einrichtung (12,13) zum Ausdüsen oder Aufgießen der Flüssigkeit (15) auf das bahnförmige Flächengebilde (10) derart umfassen, daß das bahnförmige Flächengebilde (10) in der Behandlungsstrecke tropfnaß ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Naßhalten des bahnförmigen Flächengebildes (10) einen Flüssigkeitstrog (1,21) mit Mitteln (4, 5; 30) zum Hindurchleiten des bahnförmigen Flächengebildes (10) durch die Flüssigkeit (15) umfassen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausüben des mechanischen Angriffs in der Flüssigkeit (15) in dem Flüssigkeitstrog (1,21) angeordnet sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsstrecke eine Einrichtung (40) zum Querdehnen des bahnförmigen Flächengebildes (10) vorgeschaltet ist.
19. Die Verwendung von Wascheinrichtungen, bei denen eine heftige Relativbewegung der Flüssigkeit gegenüber den Fasern eines bahnförmigen Flächengebildes erzeugt wird, zum Fibrillieren oder Defibrillieren von Cellulosefasern, die nach dem Lösungsmittelspinnverfahren hergestellt sind, insbesondere nach dem NMMO-Verfahren.
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