DE746157C - Verfahren zum Erzeugen von Faeden aus in der Hitze plastischen Massen, insbesondere von Faeden aus Glas - Google Patents

Description

• Verfahren zum Erzeugen von Fäden aus in der Hitze plastischen Massen, insbesondere von Fäden aus Glas Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Fäden aus in der Hitze plastischen Massen, insbesondere von Fäden ,aus Glas, bei welchen diese Fäden durch kleine Austrittsöffnungen eines Behälters aus einer in diesem enthaltenen geschmolzenen Masse mechanisch ausgezogen werden, nach Patent 726 122.
• Nach dem Hauptpatent erfolgt das Ausziehen der Fäden aus .den in der Hitze plastischen Massen dadurch, daß die Schmelze in dem Behälter so hoch erhitzt wird, daß sie sich wenigstens an den Austrittsöffnungen in einem hochflüssigen Zustand befindet und die aus den Öffnungen- austretenden dünnen Ströme der Schmelze unmittelbar nach dem Verlassen der Austrittsöffnungen so stark und so schnell künstlich gekühlt «erden, daß 4e mittels mechanischer Vorrichtungen zu feinsten Fäden ausgezogen werden l:ötinen. Dabei kann der künstliche Kühlstrom etwa in der Ziehrichtung der Fäden gerichtet sein und einen solchen Druck haben, claß er die Zieliwirkung der mechanischen Ziehmittel unterstützt.
• Durch die vorliegende Erfindung soll das `'erfahren nach dem Hauptpatent verbessert und «-eiter ausgestaltet «-erden. Gemäß der Erfindung erfolgt die künstliche Kühlung der in hochflüssigem Zustand aus den Austrittsöffnungen tretenden Masseströme an diesen Öffnungen selbst, und zwar an dem von der austretenden Masse sich bildenden Kegel, indem das einen Kühlstrom (Luft, Dampf, Gas) auf und längs den Masseströinen richtende Gebläse so nahe den Austrittsöffnungen angeordnet- wird, daß die von dein Gebläse oberhalb desselben angesaugten atmosphärischen Gase (Luft ) den aus den Austrittsöffnungen austretenden Massekegel kiililend bestreichen, der dadurch eine erhöhte, für das Ausziehen zu Fäden geeignete ;Zähigkeit erhält.
• Werden mehrere der aus den Masseströmen gebildeten Fäden zu einem Fadtnbündel z.usammen:geführt und aufgewickelt, so sieht die Erfindung vor, das Ausziehen und Fortführen der Fäden durch ein mit Abstand unterhalb des den Kühlstrom erzeugenden Gebläses angeordnetes weiteres Gebläse zu bewirken, «-elches seine Blasströme im wesentlichen parallel zu den Fäden richtet.
• Führungen, Tiber welche die Fäden bzw. Fadenbündel vor ihrer Aufwicklung geleitet %verden, «-erden, wie bereits vorgeschlagen, nachgiebig ausgebildet bzw. angeordnet.
• Durch das verbesserte Verfahren kann mit Ziehgeschwindigkeiten von 6ooo bis gooo m/min gearbeitet «-erden. Außerdem lassen sich äußerst feine Fädeti mit Durchmessern von etwa o,oo9 bis o,0075 min herstellen, die besonders für Textilzwecke geeignet sind.
• Weitere Vorteile des verbesserten Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
• Durch das Verfahren gemäß der Erfindung lassen sich außer Glas mit Vorteil verarliei,-ten: Kunstharze, :'Naturharze, wie überhaupt solche natürlich oder künstlich hergestellte organische Stoffe, die sich im geschmolzenen Zustande zu Fadenform ausziehen lassen, ohne claß eine grundlegende chemische Reaktion oder eine Verdampfung von Lösungsmitteln stattfindet.
• Das Verfahren sei nachstehend des näheren an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, in welchen einige Ausführungsformen von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens dargestellt sind. Es zeigt Abb. i einen Querschnitt einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, Abb.2 einen Schnitt durch ein .'-.uslaßmundstiick für die Masseströme und rflas Gebläse für den Ktthlstroin, Abb.3 eine _Ansicht, teilweise im Oberschnitt, einer abgeänderten Vorrichtung.
• 'In Abb. i bezeichnet io einen Schmelzbehälter bekannter Art, der aus einem für die Schmelztemperatur der jeweils zu verarbeitenden Massen geeigneten Material besteht. Bei Verarbeitung von organischen Materialien mit niedriger Schmelztemperatur können hierzu verschiedene gewöhnliche 11et<tlle oder Metallegierungen verwendet werden, und die Stärke der Schmelzbehä lterwand kann geringer sein als dargestellt. Bei Verarbeitung von Glas ist der Schmelzbehälter io vorzugsweise :aus schwer schmelzbarem Material hergestellt. Die =Innenseite des Schmelzbehälters io ist, wie bekannt, mit einem .geeigneten Metallfutter oder Behälter 12 ausgekleidet. der nach unten zusammenlaufende Seiten 13 besitzt, welche am unteren Ende in eine Reibe dicht nebeneinander liegender Auslaßöffnungen 14 endigen. Bei Glasverarbeitung -,vird für dieses Futter oder Mundstück zweckmäßig wie üblich eine Platinlegierung oder ein anderes schwer schmelzbares Metall verwendet, dagegen genügen Stahlverbindungen o. drl. für leicht schmelzende Materialien.
• Die Seitenwände 13 und Auslaßöffnungen 14 können durch elektrischen Strom von einer geeigneten Stromquelle, beispielsweise einem Transformator. geheizt werden, der mit den Seitenwänden 13 über Ansätze verbunden ist.
• Die inneren Umrisse der i=)ffnungen iq sind vorzugsweise abgerundet und bilden, wie aus Abb. 2 ersichtlich, einen glatten stronilinienartigen Durchgang für das geschmolzene Material. Die äußeren Umrisse haben die Form eines Nippels, das etwas nach unten aus den Seitenwänden 13 herausragt. Der untere Teil der Seitenwände 13 wird Zweckmäßig, wie ebenfaIls bekannt, von einer auswechselbaren Buchse 15 getragen, die unten am Schmelzbehälter mittels eines Ringes 16 und Schrauben 1; befestigt ist. Die untere Fläche 18 der Buchse 15 liegt vorzugsweise (licht @in den Auslaßöffnungen i.l, so daß an dieser Stelle angesaugte Luft sich entlang; der Fläche iS bewegen uns die Auslaßöffnutigeii 14 sowie die aus diesen herauskommenden Kegel ig von geschmolzenem Material bestreichen kann.
• In einer kurzen Entfernung, im allgemeinen wenige Millimeter unter den Öffnungen 14, befindet sich ein Gebläse 2o bekannter Art, das einen Durchgang -2i aufweist. in «-elchen die \,lateriallcegel icg eintreten. Das Gebläse 2o ist auf jeder Seite des Durchganges 21 mit einer Reihe getrennt angeordneter Blasöffnungen 23 versehen, die nach unten längs den Fäden 2a gerichtet sin:l. Um die Bewegung der aus den Öffnungen 23 austretenden Gase in der Richtung auf #_lie Fäden 2.2 zti zti unterstützen, sind am Gebläse unterhalb der Öffnungen 23 nach unten gegeneinander laufende Leitflächen 25 vorgesehen. Innerhalb jeder Gebläsehälfte, zu beiden Seiten des Durchganges 21, sind mit den Blasöffnungen 23 in Verbindung stehende Driuckkammern 27 vorgesehen, welche bewirken, daß die Gase in gleichmäßiger Stärke und mit gleichmüßigem druck ausströmen.
• Die Fäden 22 werden, wie bereits vorgeschlagen, in Form eines Bündels dadurch zusammengefaßt, daß sie .durch eine \Taut einer nicht dargestellten Führung geleitet werden; die federnd aufgehängt ist. Unter der Führung ist eine ebenfalls nicht dargestellte Spule angeordnet, die das Fadenbündel mit hoher Geschwindigkeit in Form eines Wickels aufwindet.
• Gemäß A.bb.3 erfolgt das Ausziehen der Fäden durch ein Gasgebläse anstatt durch eine angetriebene Wickelspule. Der in seiner Ausführung dem Schmelzbehälter ro, entsprechende Behälter 5o besitzt eine Reihe von Auslaßöffnungen oder Nippeln 51 ähnlich denen mach Abb. r. Der Schmelzbehälter 5o wird auch hier zweckmäßig durch elektrischen Strom geheizt, der .durch die Anschlüsse 52 zugeführt wird. Unter den Öffnungen 5 i ist ein Gebläse 54 ähnlich dem Gebläse 20 der Abb.2 angeordnet, durch welches -der Kühlstrom für die aus den Öffnungen 51 herauskommenden Masseströme erzeugt wird. Die Fäden 55 werden wiederum in Form eines Bündels zusammengefaßt. Sie werden hier aber an Stelle einer Wickelspule mittels eines zweiten Gebläses, 57 ausgezogen, das auf einem Ring liegende, das Bündel 56 konzentrisch umgebende Blasdüsen 58 besitzt, denen das Gas aus der Druckkammer 59 zuströmt. Es hat sich gezeigt, daß "ein derartiges Gebläse zum Ausziehen und Gruppieren der Fäden zu Bündel sehr geeignet ist.
• Das Fadenbündel kann als Matte oder Filz auf einer sich fortbewegenden Unterlage abgelegt werden. Es kann aber auch, wie in Abb.3 dargestellt, unmittelbar in einen sogenannteil Topfspinner 6o geleitet werden, der sich mit hoher Geschwindigkeitdreht und dadurch das Bündel unter der Wirkung der Zentrifugalkraft an die Seitenwände des Topfes drückt .und einen Wickel bildet. -Innerhalb des Topfes ist eine Fadenführung 61 zur Regelung der gleichmäßigen .Verteilung und der Aufwickelspannung des Garnes angeordnet. Ist der zu bildende Wickel für Textilfabrikate bestimmt, dann werden die Fäden zweckmäßig mit einem Überzug versehen, der mittels eines Zerstäubers o. dgl. auf die Fäden aufgetragen wird.
• Bei der beschriebenen Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird das zu verarbeitende Material lediglich durch Wärmeanwendung in den flüssigen Zustand von vorzugsweise niedriger Viscosität gebracht.
• Die Anwendung von Lösungsmitteln ist hierbei nicht erforderlich. Auch ändert sich die chemische Zusammensetzung nicht grundlegend durch die Hitzeanwendung, "da bei einer Rückkehr in den kalten Zustand das Material in seine ursprüngliche feste Form zurückkehrt. Nötigenfalls kann jedoch eine geringe Menge eines Lösungsmittels zugefügt werden, um die Zähflüssigkeit niedrig zu halten. Die Bildung der Fäden erfolgt aber im wesentlichen durch Abkühlung und nicht durch eine Verflüchtigung von Lösungsmitteln. In dem hochflüssigen Zustande kann die geschmolzene Masse leicht durch außerordentlich feine Öffnungen, z. B. von 0,5 bis r,o mm Durchmesser- fließen und in diesem Zustande der äußeren Atmosphäre an dem Auslaßende der Öffnungen 14 ausgesetzt werden. Würde die thermoplastische Masse eine höhere Zähflüssigkeit besitzen, so wäre es schwierig, wenn nicht unmöglich, diese durch die feinen Öffnungen hindurchzuführen. Nachdem das thermoplastische Material aber in dünnflüssigem Zustand durch die feinen Öffnungen hindurchgegangen ist, wird es in zähflüssiger Form zu Fäden ausgezogen.
• Um .denjenigen Grad von Zähflüssigkeit zu erhalten, bei welchem die geschmolzene Masse den für ras Ausziehen zu Fäden notwendigen Widerstand besitzt, wird gemäß der Erfindung gegen und entlang den aus den Offnüngen herauskommenden Kegeln thermoplastischer Masse Luft angesaugt. Dieser Luftstrom wird durch das -Gebläse 20, 54 erzeugt, indem die aus den Blas,düs.en des Gebläses mit hoher Geschwindigkeit austretenden Gase zwischen der Gebläseoberseite und der Unterseite 18 der Buchse 15 atmosphärische Luft ansaugen, die die Austrittsöffnungen und ,die Massekegel intensiv bestreicht und dann mit und längs den entstehenden Fäden durch den Durchgang 2I des Gebläses hindurchgeht.
• " Die Kühlgase kühlen die äußeren Flächen der aus den Öffnungen 14 kommenden Kegel thermoplastischer Masse, so daß auf ihnen eine Haut entsteht, die in den .endgültigen Fadendurchmesser über und in -diesem aufgeht. Auf diese Weise erfolgt ,die vollständige Verdünnung des Fadens auf den -,gewünschten feinen Durchmesser auf einer verhältnismäßig sehr kurzen Strecke, wenn auch die Verdünnung des weichen, dicken Ausgangsfadens gleichmäßig fortschreitend vor sich geht.
• Infolge der Abkühlung des Massekegefs läßt sich der Fertigdurchmesser des Fadens dicht unter dem Kegel erreichen. Es werden daher ein Verdünnen oder Ausziehen der Masse über eine große Länge und die damit verbundenen Schwierigkeiten, wie die Entstehung von dicken und dünnen Stellen der Fäden, vermieden. Wenn beispielsweise ein weicher Strom thermoplastischer Masse auf einer grol3eri Strecke ausgezogen wird, so verdünnen sich Fadenteile, welche heißer als andere sind, in viel .stärkerem ;Maße und führen zu übermäßig dünnen Teilen. die schließlich zerreißen. Die benachbarten kälteren und damit zähflüssigeren Teile widerstehen der Ziehkraft dagegen entsprechend stärker und führen entsprechend zu unerwünscht dickeren Stellen. Dieser Nachteil wird bei dem erfindiu.ngsgemäßen Verfahren vermieden, indem das Verdünnen hzw. Ausziehen des Fadens unmittelbar an den Auslaßöffnungen, und zwar auf einer kleinen Strecke von wenigen Millimetern .erfolgt. Außerdem werden durch die gleichmäßige Anwendung des Gases auf jeder Seite der Ma.ssekegel diese auch gleichmäßig gekühlt und so ungleiche Zähflüssigkeiten und damit verbundene unregelmäßige Verdünnungserscheinungen vermieden. Der Gasdruck des Gebläses braucht nicht groß zu sein. Es genügen hierfür wenige Atmosphären. Die angewendeten Temperaturen hängen von den Eigenschaften des zu verarbeitenden Stoffes ab. Für Glas sind im allgemeinen 115o° bis 1350° C zufriedenstell.end. Für Naturharze, Kunstharze oder andere organische Stoffe, die sich zu Fäden ausziehen lassen, genügen viel niedrigere Temperaturen, um das Material in den geeigneten Flüssigkeitszustand zu bringen.

Claims (2)

1. PATENTÄNSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Erzeugen von Fäden aus in-der Hitze plastischen Massen, insbesondere von Fäden aus Glas, hei welchem diese Fäden durch kleine Austrittsöffnungen eines Behälters aus einer in diesem enthaltenen Masse ausgezogen «-erden, nach Patent 726 122. dadurch gekennzeichnet, daß die künstliche Kühlung der in hochflüssigem Zustand aus den Austrittsöffnungen tretenden 1-lasseströme an diesen Öffnungen selbst, und zwar an dem von der austretenden Masse sich bildenden Kegel erfolgt, indem das einen Kühlstrom (.Luft, Dampf, Gas) auf und längs den Masseströmen richtende Gebläse so nahe den Austrittsöffnungen angeordnet wird, daß die von dem Gebläse oberhalb desselben angesaugten atmosphärischen Gase (Luft) den aus den Austrittsöffnungen austretenden Massekegel kühlend bestreichen, der dadurch eine erhöhte, für das Ausziehen zu Fäden geeignete Zähigkeit erhält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch r, hei welchem eine Mehrzahl der aus den Masseströmen gebildeten Fäden zu einem Fadenbündel zusammengeführt und aufgewickelt werden, dadurch geketrrizeichnet, daß das Ausziehen und Fortführen der Fäden durch ein mit Abstand unterhalb des den Kühlstrom erzeugenden Gebläses angeordnetes weiteres' Gebläse (57) erfolgt, das seine Blasströme im wesentlichen parallel zu den Fäden richtet. Zur Abgrenzung des ;Inmmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: französische Patentschrift ... Nr. 822 336i.