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Vorrichtung zur Herstellung von künstlichen Fäden nach dem
Nassspinnverfahren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von künstlichen Fäden nach dem Nassspinnverfahren. bei welcher der Spinndüsenhalter, dessen an den Spinndüsenboden anschliessender Teil kugelförmig ist, in den kelchförmig ausgebildeten Eingang eines koaxial zu der Spinndüse angeordneten Rohres reicht.
Derartige Vorrichtungen sind an sich bereits bekannt.
Bei diesen Vorrichtungen ist die Form der Innenseite des Kelches so gewählt, dass die Geschwindigkeit der Spinnbadflüssigkeit beim Strömen durch den Raum zwischen dem Spinndüsenhalter und dem Kelch gleich bleibt. Im Zusammenhang damit wird der Abstand zwischen dem S. *''. mdüsenhalter und der Innenfläche des Kelches in der Strömungsrichtung der Spinnbadflüssigkeit immer grösser.
Es hat sich nun herausgestellt, dass Wirbelbildungen in der Koagulationsflüssigkeit, die bei Anwendung der oben angedeuteten Spinnvorrichtung vor den Öffnungen in der Spinndüse auftreten, durch eine Änderung der Form und der Anordnung des Kelches zu der Spinndüse verhindert werden können.
Die Erfindung besteht darin, dass auch die Innenseite des Kelches kugelsegment-, zweckmässig etwa halbkugelförmig, ausgebildet ist und dass der Abstand der beiden Kugelsegmentflächen voneinander gegen den Spinnboden zu kontinuierlich abnimmt.
Durch diese Massnahmen wird nicht nur das Auftreten von Wirbeln in der Nähe des Spinndüsenbodens weitgehend unterdrückt, sondern auch bewirkt, dass die Spinnbadflüssigkeit gegen die Mitte des Spinndüsenbodens weiter durchdringt. Dadurch wird die Koagulation der aus den Spinndüsenöffnungen ausgepressten Spinnlösung begünstigt.
Die. günstigsten Resultate - was die Unterdrückung der Wirbelbildung betrifft-werden erhalten, wenn gemäss einer erfindungsgemässen Ausführungsform der Vorrichtung der Abstand der Mittelpunkte der beiden Kugeise gmentflächen voneinander 1/7-1/8 des Radius der Innenfläche des Kelches beträgt und der Radius der Kugelsegmentfläche des Spinndüsenhalters sich zum Radius der Kugelsegmentfläche des Kelches verhält wie etwa 5 : 8.
DieAufrechterhaltung der koaxialen Lage des Rohres mit dem kelchartigen Eingang in bezug auf den Spinndüsenhalter, die für die dauernde Erzielung des angestrebten Effektes von besonderer Bedeutung ist, kann auf verschiedene Weise gesichert werden.
Beispielsweise kann dies mittels eines mit axialen Durchgängen versehenen Ringes bewirkt werden, der innen passend an den Spinndüsenhalter anschliesst und mit dem Aussenrand den Kelchrand festhält. Hiebei kann der Aussenrand des Ringes am Innenrand des Kelches anliegen oder der Ring kann mit einem umgebördelten Rand den Kelch umgreifen. Auch ist die Anwendung von Schraubengewinden möglich.
Es ist auch eine Ausführungsform möglich, bei welcher der Spinndüsenhalter und das Rohr mittels am Spinndüsenhalter befestigter Speichen, deren Aussenenden in Rillen in der Kelchwand reichen, gegeneinander zentriert sind.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass nach dem Anspinnen, bei welchem die Spinndüse in das Spinnbad gebracht und der gebildete Faden durch das Spinnrohr gezogen wird, der Spinndüsenhalter und das Spinnrohr durch eine kleine Verdrehung des Spinnrohres miteinander gekuppelt werden können.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der eifindungsgemässen Vorrichtung darge-
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stellt. Es zeigen : Fig. l diese Ausführungsform teilweise in Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt ;
Fig. 2 einen Teil von Fig. 1 in vergrössertem Massstab und Fig. 3 einen Teil der Vorrichtung schaubildlich in zerlegtem Zustand.
In Fig. 1 ist mit 1 die Spinnbadwanne bezeichnet, die mit Koagulationsflüssigkeit gefüllt ist. In der
Wanne 1 ist ein Rohr 2, das in bekannter Weise aus zwei zylindrischen Teilen 5 und 6 verschiedenen
Durchmessers besteht, welche mittels eines konischen Rohrstücks 7 miteinander verbunden sind, auf Stüt- zen 3 und 4 angeordnet.
Gegenüber dem Einlass 8 des Rohrteiles 5, welcher nach einer Kugelfläche 9 begrenzt ist, befindet sich die Spinnvorrichtung 10, der während des Betriebs durch eine Leitung 11 die Spinnlösung zugeführt wird. Die Leitung 11 endet an der Seite der Spinnvorrichtung in. einem Flansch 12 (s. Fig. 2). Auf der Rohrleitung 11 ist eine Büchse 13 angebracht, die mit Aussengewinde versehen ist. Zwischen der Hülse 13 und dem Flansch 12 befindet sich ein Gummiring 14. Auf der andern Seite des Flansches 12 sind ein schwerer Gummiring 15, ein Filtertuch 16 und die Spinndüse 17 vorgesehen, über welche eine Überwurf- mutter 18 greift. Diese ist mit der Hülse 13 verschraubt, um die Gummiring 14 und 15 sowie das Filtertuch 16 abdichtend zusammenzupressen. Nach Abnehmen der Überwurfmutter 18 kann die Spinnvorrichtung 10 auseinandergenommen werden.
Die dem Rohr 2 zugewandte Seite der Überwurfmutter 18 ist anschliessend an den Boden der Spinndü- sel7 kugelförmig ausgebildet. Der Mittelpunkt dieser Kugelfläche 19 liegt zwischen dem Mittelpunkt der Kugelfläche 9 und dem Rohrteil 5. Demzufolge wird der Abstand zwischen den Kugelflächen 9 und 19 in Richtung zur Mündung des Rohrteiles 5 kleiner, was während des Spinnens eine Verminderung der Wirbelbildungen in der Koagulationsflüssigkeit im Raum vor der Spinndüse 17 zur Folge hat.
Zur Festlegung der richtigen gegenseitigen Lage der Spinndüse 17 und des Rohres 2 sind an der Über- wurfmutter 18 vier Speichen 20 befestigt, deren freie Enden mit Schlitzen 21 auf der Innenseite des Einlasses 8 zusammenwirken. Die Schlitze 21 bestehen aus einem axialen Teil 22, der beim Rand des Einlasses 8 beginnt, und einem in der Umfangsrichtung verlaufenden Teil 23, der an das ändere Ende des axialen Teiles 22 anschliesst.
Die richtige Lage der Spinnvorrichtungl0 zum Rohr 2 wird dadurch erhalten, dass die Enden der Speichen 20 in die axialen Schlitzteil 22 gebracht werden, worauf das Rohr 2 verdreht wird, so dass die Speichenenden in die Umfangsteile 23 eintreten.
Gegenüber dem Auslass des weiten Rohrteiles 6 ist eine frei drehbare Leitrolle 24 angeordnet, über welche die aus dem Rohr austretenden Fäden 25 einer ausserhalb der Spinnbadwanne vorgesehenen, angetriebenen Abzugrolle 26 zugeführt werden.
Die Abmessungen der oben beschriebenen Vorrichtung hängen vom Gesamttiter des Fadens, der damit gesponnen werden soll, und vom Durchmesser der verwendeten Spinndüse ab.
Bei der Herstellung von Rayon mit einem Titer von 80 bis 120 den, wobei der äussere Kranz der Spinndüsenöffnungen z. B. einen Durchmesser von 9 mm hat, ist der Innendurchmesser des engen Rohrteiles in der Regel etwa 10-12 mm. Dazu passt ein Einlass 8 mit einer Kugelfläche 9, die einen Radius von 20 bis 24 mm hat, und eine Überwurfmutter, die eine Kugelfläche 19 mit einem Radius von 13 bis 15 mm besitzt. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten der beiden Kugelflächen 9 und 19 beträgt in diesem Fall gewöhnlich 2-3 mm.
Der Innendurchmesser des weiten Rohrteils wird 1, 2-1, 5 mal grösser als derjenige des engen Rohrteiles gewählt, was auf einen Durchmesser von 13 bis 17 mm herauskommt. Der weite Rohrteil. der zum Erzeugen einer Saugwirkung im engen Rohrteil dient, wirkt bereits bei einer Länge von20 bis40cm befriedigend.
Bei der Herstellung von Fäden mit einem grösseren Titer, z. B. von 1600 den, die zur Herstellung von
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Spinndüse etwa 16 mm. Der Innendurchmesser des engen Rohrteiles ist dann etwa 20-22 mm und derjenige des weiten Rohrteiles 26-28 mm. Zu einem Innendurchmesser des engen Rohrteils von 20 mm passen ein Radius der Kugelfläche 9 von 40 mm und ein Radius der Kugelfläche 19 von 25 mm, während ein Abstand von 5 mm zwischen den beiden Mittelpunkten der Kugelflächen als Regel Anwendung findet.
Die Kugelflächen des Rohreinganges und der Spinnvorrichtung sind vorzugsweise als Halbkugelflächen ausgebildet. Durchaus nötig ist dies jedoch nicht. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass auch bei einer geringeren Ausdehnung der genannten Flächen gute Resultate erhalten werden.
Die Aussenseite des Rohreinlasses kann-dies sei vollständigkeitshalber noch bemerkt-auf beliebige Weise ausgebildet sein. Eine kugelförmige Gestalt dieser Seite ist also nicht erforderlich.
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Beispiel : Viskose, die aus Lintercellulose hergestellt war, einen Cellulosegehalt von 7,3 Gew.-%, einen Alkaligehalt von 5,5 Gew. -0/0, ein Xafithogenatverhältnis von 0, 42 und eine Kugelviskosität von 60 sec besass, sowie 0, 1 Gew.-% Polyäthylenoxyd mit einem Molekulargewicht von 3000 und 0,03 Gew.-lo des Stoffes enthielt, der unter dem Namen Hüls V 1011 T in den Handel gebracht wird und Vertreter der Gruppe
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in4, 5 Gew.-% Zinksulfat enthielt. Die Spinndüse war mit 1060 Löchern versehen, die je einen Durchmesser von 60 Mikron hatten. Der Durchmesser des Aussenkranzes der Spinndtisenöffnungen betrug 16 mm. Der enge Teil des Rohres hatte einen Innendurchmesser von 20 mm, der weite Rohrteil eine lichte Weite von 26 mm.
Der enge Rohrteil war 30 cm, der weite Rohrteil 20 cm und der Übergang zwischen dem engen und weiten Rohrteil 4 cm lang.
Die primäre Abzugsgeschwindigkeit, die von der zwangsläufig angetriebenen Abfuhrrolle 26 zustande gebracht wurde, betrug 45 m/min, während die Aufwickelgeschwindigkeit 90 m/min war. Das Verstrekken der Fäden erfolgte in einem zweiten Bad von 900 C, das 3 Gel.-% Schwefelsäure enthielt.
Die erhaltenen Fäden mit einem Titer von 1800 denhatten in lufttrockenem Zustand eine Festigkeit von 40 g/tex und eine Dehnung von 23, 0 %. Sie wiesen keine gebrochenen Filamente auf, die wohl vorhanden waren, wenn die Fäden unter Anwendung eines Spinurohres mit dem üblichen'trompetenförmigen Einlass gesponnen wurden.
Obwohl die Erfindung an Hand einer Vorrichtung mit einem Spinnrohr erläutert ist, das aus Teilen mit verschiedenen Innendurchmessern besteht, bedeutet dies nicht, dass die Erfindung darauf beschränkt ist. Auch bei Spinnvorrichtungen mit einem Rohr, das über die ganze Länge einen gleichen Durchmesser hat, sowie bei Vorrichtungen, bei welchen die Koagulationsflüssigkeit durch Anwendung eines Niveauunterschiedes zur Zirkulation gebracht wird, ergibt die besondere Form der Spinnvorrichtung und des Rohreinlasses in bezug auf die Unterdrückung von Wirbelbildungen in der umlaufenden Koagulationsflüssigkeit bzw. das Verhindern von Filamentbrüchen günstige Resultate.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Herstellung von künstlichen Fäden nach dem Nassspinnverfahren, bei welcher der Spinndüsenhalter, dessen an den Spinndüsenboden anschliessender Teil kugelförmig ist, in den kelchförmig ausgebildeten Eingang eines koaxial zur Spinndüse angeordneten Rohres reicht, dadurch gekennzeich- net, dass auch die Innenseite (9) des Kelches (8) kugelsegment-, zweckmässig etwa halbkugelförmig, ausgebildet ist und dass der Abstand der beiden Kugelsegmentflächen (9, 19) voneinander gegen den Spinnboden (17) zu kontinuierlich abnimmt.