CH407404A - Verfahren zum Erzeugen fadenförmiger Produkte aus einem pulverförmigen, schmelzbaren Material und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Erzeugen fadenförmiger Produkte aus einem pulverförmigen, schmelzbaren Material und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Verfahren zum Erzeugen fadenförmiger Produkte aus einem pulverförmigen, schmelzbaren Material und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht :sich auf ein Verfahren zum Erzeugen fadenförmiger Produkte, z. B. künst- licher Textilfäden mit Hilfe des Schmelzspsnnverfah- rens aus einem pulverförmigen, schmelzbaren Ma terial.
Das Scbm lzspinnverfahren findet in .grossem Um fang Anwendung beim Ziehen von Fäden aus thermo- plastischen Materialien. Die so hergestellten Fäden werden .als Textilfasern, Borsten, Bänder und für andere Zwecke verwendet. Bestimmte Polymere las- sen sich nur unter Schwierigkeiten mit Hilfe des Schmelzspinnverfahrens verarbeiten,
Ida bei den Schmelztemperaturen eine schnelle Verschlechterung der Eigenschaften ides Materialas sowie eine Verfär bung eintritt. Zu @diesen Materialien gehört auch das Zelluloseazetat.
In einem älteren Patent ist ein kontinuierlich ar- beitendes Schmelzspinnverfahren beschrieben, bei dem ,mit einer hohen Auspressgeschwindigkeit gear beitet werden kann und das sich ,daher zur Verarbel,L tung von Materialien eignet, die temperaturempfind- lich sind;
dieses Verfahren .beschränkt sich jedoch nicht auf das :Spinnen derartüger Materialien.
Bei dem Verfahren nach :dem erwähnten .Patent wird Idas thermoplastische Material .in Form eines Pulvers oder von Körnern. unter Druck kontinuierlich einem umschlossenen Raum zugeführt, in dem es zu einem Stopfen oder Ballen geformt wird.
Der Kopf idieses Stopfens liegt ran einer erhitzten, als elektri scher Widerstand @ausgebildeten Platte bzw. einer Düse an, so (dass oder Stirnfläche des Stopfens Wärme zugeführt wird;
hierbei wird die vorderste Schicht des Kopfes kontinuierlich geschmolzen, .und aus dem geschmolzenen Material dieser Schicht werden durch Auspressen über @däe Düsenöffnungen ständig Fäden geformt und gezogen, während der ,Stopfen von sei- hem Zuführungsende .her ständig dadurch erneuert wird,
dass weiteres thermoplastisches Material zu- geführt wind, narr Idas ,abgezogene igeschmolzene Ma terial ,zu ersetzen. Zweckmässig :
entspricht hierbei oder Abstand zwischen idem Ende ider Fönd!erschneeke und der Düse etwa einem Drittel bis etwa zwei Dritteln ides Durchmessers oder Düse.
Bei oder vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Verbesserung auf dem vorstehend bezeich- neten Gebiet, durch welche eine Steigerung der Ge- schwindigkeit @erzielt wird, mit oder Idas thermoplasti- sche Material .geschmolzen werden kann,
so dass sich insbesondere bei mehrfäIgem Garn höhere Auspress- geschwsndigkeiten erzielen lassen. Das eingangs ge nannte erfindungsgemässe Verfahren ,zeichnet sich @da- ,durch laus, :
dass das fadenbildende Material konti- nuierlich unter Druck zugeführt wird, während .ein vorderer Abschnitt ides zugeführten Materials um- ,schlossen gehalten wind,
nun paus ihm unter Ader Wir kung des @erwähnten Drucks einen massiven Stopfen zu formen, ider einen zylnndrisch:
en Körper und einen zur Zylinderachse symmetrisch geformten Kopf be sitzt, welch letzterer eine vordere Fläche aufweist, deren Flächeninhalt grösser äst als die Qu erschnätts;
- fläche des zylindrischen Körpers, @dass .eine kontinuler- liche gleichmässige Zufuhr von Wärme nur zu allen Teilen der vorderen Fläche ides ,Kopfes erfolgt, um an ider Stirnseite eine geschmolzene Schicht zu bil den, @dass aus der ;
geschmolzenen Schicht kontinwer- lich Fäden abgezogen werden, während ider Stopfen von @seiner Basis ,aus dadurch kontinuierlich erneuert wind, @dass weiteres pulverisiertes Material zugeführt wird,
um das abgezogen.- geschmolzene Material zu ersetzen. Dabei wird also ;der Stirnfläche des Schmelz- baren Materials Wärme durch eine ;
grössere Fläche zugeführt, so @dass sich eine Beschleunigung ödes Schmelzvorgangs einstellt, die im wesentlichen der Vergrösserung der Stirnfläche gegenüber Ader Quer schnittsfläche des Stopfens proportional ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durch führung des obigen Verfahrens besitzt ein Düsen- elernent zum Anbringen :am Ende eines eine Mün dung aufweisenden Strangpressrohres, und zeichnet sich aus (durch :
eine als elektrischer Widerstand wir- kende Metallplatt."di-e zur Anlage ran Odem Ende des Strangpressrohres gebracht werden kann und einen mit öffnungen versehenen Mittelabschnitt aufweist, der sich über idie Mündung des Strangpressrohres hin- weg erstreckt, wobei der mit Öffnungen versehene Abschnitt te11erähnlich .eingedrückt ist,
so dass er eine grössere Fläche aufweist als eine entsprechende fla che Platte.
Die Düse, die hier in ihrer waagrechten Lage beschrieben wind, kann einen sich waagrecht erstrek- kenden ringförmigen Bund umfassen, der zur .An lage am Ende :
eines Strangpressrohres .gebracht wer den kann und einen kreisrunden Schalenabschnitt umgibt, der sich aus einem sich nach unten erstrak- kenden äusseren Mantel und einem zentralen kon vexen Teil zusammensetzt. Die Düs.--nöffnungen sind zweckmässig in einem schmalen ringförmIgen Ab schnitt zwischen darr Mantel und dem konvexen Teil ,ausgebildet.
Bei einer besonders bevorzugten Aushildungs; form kann der konvexe Teil konisch geformt sein und sich nach oben vorzugsweise über das Niveau des erwähnten Bundes oder Flansches hinaus erstrecken. Der konvexe Teil ist zweckmässig in Richtung auf seinen Scheitelpunkt vorzugsweise symmetrisch ver dickt.
Der Bund oder Flansch kann auf beiden Sei ten der Düse mit Fortsätzen verbunden sein, die an Klemmen .angeschlossen sind, welche einen Teil eines ,elektrischen Stromkreises bilden, so ,dass ein elektri scher Strom von einer Klemme :aus zur anderen Klemme :durch ..die Düse hi:ndurchgeschickt werden kann.
Durch weitere konstruktive Massnahmen kann eine Zentrierung der Düse gegenüber :dem Strang pressrohr gewährleistet werden. Hierdurch kann si- chergestellt werden, :dass sich während des Strang- pressvorgangs ein asymmetrischer und konzentrischer Stopfen :
ausbildet, und (dass infolgedessen ein gleich- mässiges Schmelzen des Materials unter :gleichmässi gem Druck ,an den verschiedenen Düsenöffnungen erfolgt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand sche matischer Zeichnungen an mehreren Ausführungs beispielen näher erläutert.
Feg. 1 zeigt in einem Längsschnitt Aden unteren Teil einer Spinnvorrichtung, die mit der Düse aus gerüstet äst, wobei man die Anordnung der Düse gegenüber ,der Förderschnecke erkennen kann.
Fig. 2 ist die Unteransicht der Vorrichtung nach Flg. 1.
Fig. 3 ist eine Draufsicht des Wi:derstandsele- ments der Düse nach Feig. 1 und 2, :bei welcher die Leitungswege des durch das Element hindurchge- Schickten Stromes durch gestrichelte Linien und Pfeile :a#ngcdeutet ,sind.
Fäg. 4 ist eine Seitenansicht des unteren Teiles der Vorrichtung nach Fig. 1 und veranschaulicht ins besondere, auf welche Weise Idas Düs-enaggre.gat mit ,dem unteren Ende :des Zuführungsrohrs verspannt ist.
Fig. 5 zeigt im Grundriss ein ein Widerstands- clement und @die Anschlussklemmenumfassendes Aggregat und lässt insbesondere die Beziehung zwi- schen der eigentlichen Düse und ihren elektrischen Anschlüssen erkennen.
Fig. 6 zeigt die Konstruktion der eigentlichen Düse und Ader zugehörigen Anschlussstücke in aus- einandergemoge ner Darstellung.
Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung einer ,abgeänderten Ausbildungsform eines Düsenaggregats. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, umfasst die Vorrichtung allgemein einen Zuführungstopf, in dem sich das .auszupressende Pulver befindet; dieser Topf mündet in einem Trichter 19, der seinerseits mit einem .als G:ussstück ausgebildeten Gehäuse 39 ver bunden ist.
Bei Odem hier beschriebenen Ausführungs beispiel bildet Idas Gussstück 39 ein gesondertes, mit einem Flansch versehenzs Bauteil, das konzentrisch zum unteren Ende :des Trichters 19 an diesem mit Schrauben 38 befestigt ist. In das mit Innengewinde versehene untere Ende des Rauteils 39 ist ein mit Aussengewinde versehenes Strangpressrohr 40 ein geschraubt.
In Odem Zuführungstopf ist eine insgesamt mit S bezeichnete Förderschnecke angeordnet, die sich durch :den Trichter 19 hindurch und bis in das Rohr 40 hinein erstreckt. Die Förderschnecke besteht aus einer Welle 8 mit schraubenlinienförmigen Stegen und Gängen 3 und 4, zwischen denen sich schrau- benlinien :förmige Kanäle 2 erstrecken.
Die Welle 8 läuft in geeigneten Lagern und kann durch geeignete Mittel :angetrieben werden. Der Zu führungstopf und :das Stra%pressaggregat sind so aus- gebildet, dass eine gasdichte Abdichtung gewährleistet ist. Weitere Einzelheiten der Konstruktion der Strang- pressvorrichtung wurden in dem weiter oben genann ten älteren Patent bereits beschrieben.
Die vorlie gende Erfindung :befasst sich mit einer nachstehend beschriebenen besonderen Au sbildungsform.
Die Düse J ist auf zwei getrennten, kräftig aus gebildeten Anschlussstücken 28 angeordnet, :die vor- zwgsweise ,aus Elektrolytkupfer hergestellt sind, um eine maximale Leitfähigkeit zu gewährleisten. Die Anschlussstüeke 28 sind bei 27a durch Nieten sowie ausserdem durch Hartlöten mit flügelähnlichen Fort- :
sätzen 52 verbunden, die zusammen mit der Düse J ,ein ;einheitliches Bauteil bilden. Diese Konstruktion ,dient dazu, einen möglichst niedrigen elektrischen Widerstand .an :den Verbindungsstellen zwischen der eigentlichen Düse und ,den Anschlussstücken zu ge währleisten.
Dies ist erwünscht, @da die Wärmever- loste möglichst klein gehalten werden sollen. Jedes ,der Anschlussstücke 28 weist ein bogenförnüg be- grenztes Ende 28a auf, Idas sich mit einer gebogenen Schulter 5 der eigentlichen Düse J ,deckt, so dass in Richtung der ,
axialen Erstreckung des Rohrs 39 eine im wesentlichen lückenlose gekrümmte Fläche vor handen ist. Diese gekrümmten Flächen passen auf beiden Seiten .auf idie Umfangsfläche des Rohrs 40 und dienen dazu, die Düse J gegenüber dem Strang- pressrahr genau in ihrer konzentrischen Lage zu hal ten.
Zwischen den gekrümmten Flächen 28a und 5 einerseits und dem Rohr 40 anderseits ist ein isolie render Ring 42 (angeordnet.
Die Anschlussstücke 28 .besitzen Öffnungen 51 zum Aufnehmen von Schrauben, anittels ideren die Düse ,an die Stromquelle angeschlossen wenden kann. Es sind hier nicht gezeigte elektrische Anschlüsse vorgesehen, um durch die Düse J von einer Seite zur anderen einen .Strom hindurchzuleiten,
und zwar von .dem einen Anschlussstück 28 aus Kupfer zu dem ebenfalls aus Kupferbestehenden anderen Anschluss- stück 28, so ;dass :die Düse infolge :ihres elektrischen Widerstandes erhitzt wird.
Der wirksame Teil ider Düse umfasst einen Bund abschnitt oder Flansch 55 zwischen dem Krens 3' und dem Kreis 4' (siehe Fig. 3).
Der Flansch 55 liegt am unteren Ende ,des Strangpnessrohnes 40 an und wirkt zusammen mit der Dichtung 44 als Ab dichtungsring, um ein Entweichen des geschmolze nen, zu Fäden zu verarbeitenden Materials ian ,uner- wünschten Stellen zu verhindern.
Um ,die Düse zeit dem unteren Ende des Rohrs 40 zu verspannen, ist .ein Klemmstück 30 vorgesehen, ,dessen Oberseite an der isolierenden Dichtung 46 anliegt, welche sich ihrerseits an der Unterseite des Flansches 55 der Düse J :
abstützt, so @dass die Düse nach oben gegen die Dichtung 44 gedrückt wind, wel che ihrerseits am unteren Ende des Rohrs 40 anliegt. Das Kl:
mmstück 30 nagt gemäss Fig. 2 nach beiden Seiten über Idas Düsenaggregat hinaus.
Dias Klemm stück weist eine Öffnung 32 auf, die sich unmittelbar unterhalb ides ,arbeitenden Teils der Düse >befindet und sich gemäss Fig. 1 nach unten ikonisch erwei- tert. Mittels Schrauben 34, die sich durch Idas Kliem:
m- stück 30 erstrecken, ist das Klemmstück am Flansch 29 des Gussteils 39 befestigt. Auf ,diese Weise kann das Klemmstück 30 fest mit dem Düsenaggregat ver spannt werden, um es am unteren Ende des Rohrs 40 und konzentrisch mit diesem festzuhalten.
Der wirksame Teil der Düse J umfasst ferner einen nach unten @abgewänkelten Manteiabschnitt 61, der bei der bevorzugten Ausbildungsform durch einen Kegelstumpf gebildet wind, welcher :
an s einem grössten Durchmzisser (durch den Kreis 3' und an seinem klein- sten Durchmesser durch den Kreis 2' (Fig. 3) be grenzt wind und von dem Flansch 55 der Düse aus nach unten ragt.
An das untere Ende des Mantels 61 schliesst sich ein ;damit konzentrischer flacher Ring 63 an, der sich gemäss Fig. 3 zwischen (den Kreisen 1' und 2' :
erstreckt. Dieser Ring 63 weist eine grosse Anzahl von Löchern 63a auf, idie ,auf einem Kreis oder mehreren konzentrischen Kreisen liegen. In der Mitte ist die Düse durch einen konischen Teil 65 verschlossen,
ider sich von dem .Rinig 63 aus nach oben erstreckt, (an seinem grössten Durchmesser durch Iden Kreis 1' begrenzt wird und ;an dem Scheitel 0 seinen höchsten Punkt erreicht.
Die Wandstärke des konvexen Teils 65 wind in oder ;aus Fig. 1 ersichtlichen Weise in Richtung auf seinen oberen Teil allmählich grösser.
Gemäss Fg. 3 ist Idas Mass a der Durchmesser des durch den Kreis 4' begrenzten äusseren Rings oder Bundes 55, und Idas Mass b ist idie kleinste Breite ,des ;
schmalen Abschnitts 26 (der flügelähnli- chen Fortsätze 52, die als Anschlussstücke idienen, um der Aussenkante des ringförmigen Flansches 55 .den elektrischen Heizstrom .zuzuführen.
In Fig. 3 veranschaulichen ,die gestrichelten Li nien und die Pfeile, auf welche Weise der Heizstrom venanlasst wird, längs konvergierender Bahnen zu fliessen, so -dass eine,
maximale Stromdichte ian Aden schmalen Abschnitten 26 ,auftritt, wo idie An:schluss- stücke 28 :in ,den äusseren Rand ,des Flansches 55 übergehen;
ferner ist zu erkennen, wie sich .diese erhöhte Strom@dichtte in derRTI ID="0003.0244" WI="18" HE="4" LX="1494" LY="1224"> eigentlichen Düse wieder vermindert, so dass eine (gleichmässige Erhitzung ge- währleistet ist.
Wegen ider Konzentration tdes Heiz- stroans an Aden schmalen Abschnitten 26 steht an diesen Stellen zusätzliche Wärme zur Verfügung, um .die Wärmewerluste ,an Iden flügelähnlichen Fortsätzen 52 und Iden Anschlussstücken 28,
die auf Wärme- leitung .und Abstrahlung ,zurückzuführen Bind, aus- zugleichen.
Die äussere konische Fläche 61 ider Düse ist gegenüber der Achsei des Rohrs 39 vorzugsweise un- ter einem Winkel von 22 gezeigt.
Der (bevorzugte Neigungswinkel der oberen Fläche :65 gegenüber der Achse des Rohrs 39 beträgt<B>.55'.</B> Anstelle dieser Win kel könnte man spitzere Winkel vorsehen, ohne (das einwandfreie Arbeiten ider Düse zu beeinträchtigen, ,doch wenn man idiese Winkel grösser wählen würde,
so würde ider Flächeninhalt der wirksamen Flächen zurückgehen, und die Praduktions@geschwindigkeit würde ,entsprechend herabgesetzt.
Beispielsweise kann der Neigungswinkel ider Fläche 61 gegenüber der Achse des Rohrs 40 zwischen 15 ,und 45 liegen. Entsprechend kann ider Neigungswinkel ödes zentra- len Kegels 65 gegenüber der Achse (des Rohrs 40 zwischen etwa 40 und etwa 65 variieren.
Das Verhältnis zwischen dem Mass b und dem Mass a anuss innerhalb ziemlich enger Toleranzen genau eingehalten wenden, um die ,gewünschte Kon- zertration ides Heizstroans in Odem Flansch 55 und ,den winksiaznen Teilen der Düse zu erzielen. Bei einer bevorzugten Konstruktion,
bei ider (die Dicke ider Düse etwa 1,5 man ,und ider Innendurchmesser des .Stranbapressrohrs etwa 30 mmbeträgt, würde das Ver hältnis zwischen den Abmessungen<I>a</I> und<I>b</I> etwa 1,39:
1,betragen. Weitere Verhältnisse zwischen ;den Massen a und b, .die sich bei Vorrichtungen anderer Abmessungen und bei ,anderen Wandstärken des Düsenmaterials sowie bei anderen Polymersorten bewährt haben, lie gen zwischen 1,28 : 1 und 1,51 : 1.
Für Iden Fach mann liegt es auf der Hand, @dass sich ein geeignetes Verhältnis .bei gegebenen Abmessungen des Strang- pressrohres durch Versuche ermitteln lässt.
Beim Betrieb der Vorrichtung ist der Aden Trich ter 19 umfassende Zuführungstopf mit dem zu Fäden zu verarbeitenden Materialgefüllt. Der elektrische Strom wind so durch @die Düse J hindurchgeleitet, dass die Temperatur der Düse oberhalb des Schmelz- punktes (des Materials liegt. Die ,annähernde Kon zentration ;
des Heizstroms und der Verlauf Ader Strom- flussbahnen in der eigentlichen Düse wurde bereits an Hand von Fig. 3 :beschrieben.
Um die Vorrich; tung in Betrieb ,zu setzen, wird die Förderschnecke 3 angetrieben, so @dass das Material ;aus (dem Trichter 19 durch das Rohr 40 zu der Düse gefördert wird. Das zwischen ,dein unteren En de ;der Förderschnecke und der Düse liegende Material wird zu einem festen Stopfen verdichtet.
Das vordere Ende dieses Stopfens wird durch die Düse. geschmolzen, und das geschmol- zene Material wird in Form von Fäden über die Düsenöffnungen -63a abgezogen.
Die Zuführungsge schwindigkeit ,des Materials wird entsprechend der Düsentamperatur geregelt, so dass das Material stän dig zwischen dem Ende der Förderschnecke und der Düse zu einem massiven Stopfen verdichtet und das :
geschmolzene Material .in Form von Fäden ebenso schnell abgezogen wird, wie es schmilzt. Weggen der besonderen Form der Düse J kann man die Schmelz- @geschwindigkeit und damit auch die Geschwindigkeit des Auspressens im Vergleich zu einer .flachen Düse um mindestens 50 % erhöhen.
Das untere Ende der Förderschnecke S ist kn einem genügend kleinen Abstand von Ader Wider standsplatte bzw. der Düse ,angeordnet, so Ilass der erzeugte Druck Idas Material zu einem massiven Klotz verdichtet, --und anderseits ist Idas Ende der Förder- schnecke von :
der Düse genügend weh entfernt, so .dass die Schraubengänge keine Rührwirkung mehr ausüben, idie .zu einem ungleichmässigen Auspressen führen würde.
Natürlich wird eine gewisse Rührwir- kung am Ende ider Förderschnecke ,auftreten, da Idas Material die Förderschnecke längs der schrauben- linienfömigen Nuten 2 verlässt.
Ein bevorzugter Ab stand zwischen Odem Ende der Förnderschnecke und .der Widerstandsplatte oder Düse liegt zwischen etwa einem Drittel .und etwa zwei Dritteln ödes Durch messers der Förderschnecke .bzw. der Kammer in nerhalb ödes Rohrs 40.
Um die Auspre8ge:schwindigkeit zu erhöhen, kann man Aden konvexen Teil 65 der Düse J nicht nur konisch, sondern ,auch halbkugelförmig oder in an derer Weise uls gekrümmte Fläche oder radiale Ver tiefungen von unterschiedlicher Form und Dicke aus bilden. Ebenso können gerippte Flächen vorgesehen werden.
Der Flächeninhalt ödes Düsenteils 65 kann .gegenüber demjenigen flacher Düsen des gleichen Durchmessers um mehr als 50 % vergrössert werden. Vorzugsweise wind der Flächeninhalt des mittleren tellerähnlich eingedrückten Abschnitts um mindestens 10 % ,grösser sein .als bei einer flachen Düse.
Die Düse soll aus einem Metall mit hohem elektrischem Wä- .derstand bestehen. Bevorzugt werden,daher Legierun gen für Heizelemente oder Widerstände verwendet, z.
B. Nickel/Chrom Legierungen. Am besten bewäh- ren ,sich die unter den Chro#- m-el bzw. Nichrome erhältlichen Legierungen. Nichtrostender Stahl ist ebenfalls brauchbar.
Das Rohr 40 besteht aus Stahl oder einem anderen Me tall, Idas von Odem auszupressenden Material nicht angegriffen wird.
Die Wandstärke der Düse kann je nach den<B>Ab-</B> messungen der Düse variieren. Im ,allgemeinen wird ihre Wandstärke zwischen etwa 0,9,und etwa 2,5 mm liegen.
Zum Spinnen von Zellulosetriazetat mit verschie denen Deniergewichten sind Spinndüsendurchmesser von etwa 0,2 his etwa 1,5 mm geeignet. Dem Fach mann ist wohne weiteres möglich, für jedes ge wünschte Deniergewicht und das zu verarbeitende Material einen geeigneten Spinndüsendurchm "sser zu wählen.
Der für das Spinnen von Zellulosetriazetat geeig nete Temperaturbereich liegt zwischen etwa 300 C und etwa 400 C. Auch (die Wahl einer geeigneten Temperatur zum Spinnen einesbestimmten Materials und zum Erzeugen von Fäden eines bestimmten De- niergewichtes bietet dem Fachmann keine Schwie- rigkeiten. Der Druck @am Ende der Förderschnecke kann <RTI
ID="0004.0199"> zwischen etwa 20 und etwa 70 kg/em2 variie ren, und @er rächtet sich nach der Auspressgeschwin- digkeät, die ihrerseits von der Drehzahl der Förder- schnecke und der Stärke des Heizstroms abhängt.
Quantitativ wind die Auspressgeschwindigkeit in Abhängigkeit von Aden Eigenschaften (der benutzten Vorrichtung, ihren Abmessungen und .anderen Fak toren variieren.
In manchen Fällen beträgt die Aus- trittsgeschwindigkeit bei Verwendung einer flachen Düse und eines Strangpressrohrs mit einem Innen- durchmesser von etwa 30 mm zwischen 8 und 10RTI ID="0004.0227" WI="12" HE="4" LX="1208"LY="2083"> Gramm ,in der Minute, was für eine bestimmte Vorrichtung gilt,
während die Strangpressgeschwindig- keit bei einer entsprechenden Vorrichtung mit einer konischen Düse 12 bis 14 Gramm in der Minute beträgt.
In Fig. 7 ist eine abgeänderte Au sbilidungsform ,der Erfindung dargestellt. Die jeweils um 100 ver grösserten Bezugsziffern ,bezeichnen hierbei Teile, die Teilen der vorstehend beschriebenen Ausbildungs- form entsprechen.
Bei der Ausbildungsform nach Fig. 7 ist jedoch ider Flansch 155 der Düse von einem einzigen An- schlussstück 128 vollständig umgeben. Das ,andere A.nschlussstück 175 ist als auf der Mittelachse der Düse angeordnete senkrechte Stange ausgebildet, de- ren konisches oberes Ende<B>176</B> ;an oder Unterseite des .konvexen Düsenteils <B>165</B> anliegt.
Die idurch die Platte 128 und die Stange 175 ,gebildeten Anschluss- stücke werden so mit einer Stromquelle verbunden, .dass der Strom von der Stange 175 ;aus über deren konisches Ende 176 und weiter durch die Düse .1' zu der :Platte 128 fliesst.
Beim Schmelzspinnen empfindlicher Materialien bieten die erläuterten Reispiele oder Erfindung gegen über Iden bisher bekannten Spinndüsen folgende Vor teile: 1. Wegen ihrer doppelt konischen Form und der dadurch vergrösserten Oberfläche ist (die Schmelz leistung der Düse nundestens 50 % .grösser als bei einer flachen Düse.
2. Infolge der konzentrischen Anordnung der bei den konischen Flächen in Verbindung mit Odem fla chen ringförmigen Zwischenabschnitt, :an Aden sich zwei Klemmenteile anschliessen, die sich symmetrisch in entgegengesetzten Richtungen erstrecken, ist eine gleichmässige Erhitzung der wirksamen Fläche oder Düse gewährleistet.
3. Infolge der -auf diese Weise sichergestellten gleichmässigen Temperatur erfolgt ;das Schmelzen des Polymers, das ständig gegen die wirksame Düsen fläche gedrückt wird, unter optimalen: Bedingvngem ohne eine Schädigung des Materials, :
die sich beim Vorhandensein von zu heissen Stellen ergeben würde, und ohne die Gefahr eines nur teilweise erfolgenden Schmelzens des Polymers, die beire Vorhandensein zu kalter Stellen gegeben wäre :und dazu führen würde, @dass sich Löcher der Spinndüse verstopfen und nicht :
die volle Zahl von ,Fäden erzeugt wird.
4. Die Düse ist insbesondere für wärmeempfind- läehe Materialien geeignet, die man nur während einer sehr kurzen Zeit lauf oder Schmelztemperatur halten kann, die sich nur innerhalb :
eines @sehr engen Tem- peraturbereichs einwandfrei im Wege ;
des Strangpres- sens bzw. ,des Schmelzspinnens verarbeiten lassen und ,die innerhalb dieses Temperaturbereiches eine sehr hohe Viskosität besitzen,
so @dass zwischen dem Zeit- punkt (des Schmelzens und dem Zeitpunkt des Aus- pressens eine Wärmeübertragung oder ein Fliessen ,des Materials nur in einem :geringen Ausmass oder überhaupt nichterfolgt.
5. Wenn anarktfähige mehrfällige Garne erzeugt werden sollen, muss die Geschwindigkeit des Aus pressens @an sämtlichen Löchern der Spinndüse Im wesentlichen die .gleiche sein,
.und Ida die Dicke oder geschmolzenen Schicht zwischen der wirksamen Flä che der Düse und dem noch fasten Polymeranaterial nur wenige Tausendstel Zoll -(rund 0,025 mm):
be trägt, richtet sich (der Durchmesser oder aus den Lö- chern der Spinndüse raustretenden Fäden nach der Temperatur des jedes Loch unmittelbar umgebenden Metalls.
Es ist möglich, die Dichte des Heizstroms in ,dem Metall der .Düse so einzustellen, dass das Ma terial durch sämtliche Löcher einer Spimdüse für mehrere Fäden im wesentlichen mit dergleichen Ge- schwindigkelt @ausgepresst wird.
6. Wegen oder doppelt konischen Form Ader Düse und des Vorhandenseins eines zwischen Aden koni schen Flächen liegenden Troges, indessen Boden die Spinndüsenöffnungen rausgebildet sind, wird Idas ge- schmolzene Material Aden :Düsenöffnungen zugeführt.
7. Die äussere, nach unten .konvergierende Kegel- fläche wirkt ähnlich wie Idas tellerähnlich eingedrückte Ende eines Druckgefässes, während ider nach oben konvergierende innere Kegel nach Art eines in der ,entgegengesetzten Richtung tellerähnlich eingedrück ten Druckkopfes wirkt,
wobei die beiden Kegelflä chen eine Umschliessung bilden, deren mechanische Festigkeit :ein Ausbeulen oder Düse verhindert, das andernfalls durch die Förderschnecke hervorgerufen werden könnte, die das Polymermaterlal ständig gegen,die Düse drückt.
B. Ein weiterer Vorteil besteht darin, @dass (die Entstehung von Gasblasen vermieden wird, die sich immer dann bilden, wenn Idas Polymermaterial zu lange erhitzt oder ,auf eine zu hohe Temperatur ge bracht wind. Diese Gasblasen rufen Unterbrechungen in Aden Fäden hervor,
so dass die Herstellung eines marktfähigen Garnes ummöglich äst.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH I Verfahren zurr Erzeugen fadenförmiger Produkte aus -einem pulverförmigen, schmelzbaren Material, da durch ,gekennzeichnet, @dass Idas fadenbildende Mate rial kontinuierlich unter Druck zugeführt wird, wäh rend :ein vorderer Abschnitt des ,zugeführten Mate- rials umschlossen igehalten wird, .um RTI ID="0005.0239" WI="5" HE="4" LX="1646" LY="1490"> paus ihm unter der Wirkung ges erwähnten Drucks einen massiven Stopfen zu formen, der einen zylindrischem Körper und einen zur Zylinderachse symmetrisch geformten Kopf besitzt,welch letzterer .eine vordere Fläche auf- weist, (deren Flächeninhalt grösser ist als die Quer- sehnittsfläche des zylindrischen Körpers, idass eine kontinuierliche gleichmässige Zufuhr von Wärme nur zu ;allen Teilen oder vorderen Fläche des Kopfes er folgt, um ,an der Stirnseite eine geschmolzene Schicht zu bilden, :dass paus der :geschmolzenen Schicht kon- tinumerlich Fäden abgezogen wenden, während der Stopfen von seiner Basis :aus dadurch kontinuierlich erneuert wird, @dass weiteres pulverisiertes Material zugeführt wind, um Idas abgezogene ;geschmolzene Material. zu ersetzen. UNTERANSPRUCH 1.Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Flächeninhalt des vorderen kreisrunden Teilers das Kopfes um mindestens 10 grösser gehalten ist :als @derjenige :einer ebenen Platte.PATENTANSPRUCH 1I Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, ahnt einem Düsenelement zum Anbringen tarn Ende eines eine .Mündung aufweisen den Strangpressrohres, gekennzeichnet durch eine als elektrischer Widerstand wirkende Metallplatte (J), die zur Anlage an dem Ende des Str.angpressrohres (40)gebracht werden kann und einen mit Öffnungen (63a) versehenen Mittelabschnitt 61, 63, 65) aufweist, der sich über .die Mündung :des Strangpressrohres (40) hinweg erstreckt, wobei :der mit Öffnungen (63a) ver sehene Abschnitt<B>(</B>61, 63, 65) tellerähnlich ein gedrückt ist, @so @dass er eine :grössere Fläche aufweist als eine entsprechende flache Platte. UNTERANSPRÜCHE 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, @d,ass idie Dicke des Mittelabschnittes (61, 63, 65) :des Düsenelements (J) im Bereich von etwa 0,9 bis etwa 2,5 .mm liegt.3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch :gekennzeichnet, :dass ider Flächeninhalt des Mittelab schnittes (61, 63, 65) mindestens um 10 % grösser ist als derjenige einer flach-,n Widerstandsplatte. 4.Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, @dass sich die Wandstärke des Mittel abschnittes (61, 63, 65) in Richtung :auf seinen Mittel punkt !(0) allmählich vergrössert.5. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet"dass ,der Mittelab.schmtt {61, 63, 65) kegelstumpfförmig :ausgebildet ist. 6. Vorrichtung .nach Patentanspruch II und Un- teransprüchen 2, 3 und 4.7. Vorrichtung nach Patentanspruch II, .gekenn- zeichnet :durch eine Widerstandsplatte (J) aus Metall mit einem ringförmigen Flanschabsohnitt @(55), der zur Anlage am Ende des Sbrangpressrohres (40) ge bracht werden kann, einem sich ian :den Flanschab- schnitt (55) .anschliessenden kreisrunden Abschnitt, :der sich von dem Flanschabschnitt (5.5) aus nach ,innen erstreckt, :um :die Mündung :des Strangpress- rohrs (40) zu verschliessen, wobei ;dieser kreisrunde Abschnitt eine sich nach aussen und unten enstrek- kende Mantelfläche .(61) umfasst, ferner einen sich an dieser Mantelfläche anschliessenden, damit kon zentrischen kreisrunden Abschnitt (63), und einen sich nach oben erstreckenden mittleren Teil (65),sowie mit zwei mit dem Düsen elem@ent :(J) aus :einem Stück bestehenden, einander diametral gegenüberlie genden, sich von dem Flanschabschnitt (55) nach aussenerstreckenden flügelähnlichen Fortsätzen (52). B.Vorrichtung nach Unteranspruch <B>7,</B> dadurch gekennzeichnet, :dass der Flächeninhalt der Platte (J) um mindestens 10.19o .grösser ist :als derjenige einer fla chen Platte. 9.Vorrichtung mach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, @dass die erwähnte .Mantelfläche (61) gegenüber dem Flanschabschnitt (55) unter einem Winkel von 45 Abis 75 geneigt ist.10. Vorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, idass (die Dicke :des Flansahabschnit- tes t55) des mittleren Abschnittes (6.1, 63, 65) und der flügelähnlichen Fortsätze (52) im Bereich von 0,9 bis 2,5 mm liegt. 11.Vorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass oder mittlere Teil (65) gegenüber dem Flanschabschnitt (55) unter einem Winkel von 25 .bis 50 geneigt ist. 12. Vorrichtung nach Unteranspruch<B>7,</B> dadurch gekennzeichnet, @dass die Mantelfläche (61) .gegenüber ,dem Flanschabschnitt (55) unter einem Winkel von 45 Abis 75 und der zentrale Abschnitt (65) :gegenfib.-r ,dem Flansahabschnitt (55) unter einem Winkel von 25 bis 50 geneigt sind.13. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, gekenn zeichnet :durch eine :dünne elektrische Widerstands platte (J) mit einem Mittelabschnitt (55), der zur An lage .am Ende des Strangpressrohrs (40) geibracht wer den kann, einem kreisrunden inneren Abschnitt (61, 63, 65) zum Verschliessen :der Mündung des Strang- pressrohrs (40) :sowie mit elektrische Anschlüsse bil denden, zum Zentrum (0) der Platte (J) symmetri schen, sich in entgegengesetzten Richtungen erstrek- kenden äusseren Abschnitten (52), wobei oder Mittel- ,abschnitt (61, 63, 65) zur Achse :des Strangpressrohrs (40) symmetrisch verformt ,ist, so dass er eine grössere Oberfläche besitzt als eine flache Platte, wobei die Wandstärke des Mittelabschnittes (61, 63, 65) in Richtung auf seinen mittleren Teil (65) zunimmt, um Aden elektrischen Strom zu verteilen, und wobei die Breite des äusseren Abschnittes und :die Dicken änderung des inneren Teiles so aufeinander ab- ,gestimmt sind, @dass eine im wesentlichen :gleichmässige Widerstandserhitzung der Platte gewährleistet ist.14. Vorrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass oder erwähnte mittlere Teil (6.5) in Richtung auf :seinen Mittelpunkt (0) allmählich @dieker wind und wobei @die Dicke des Metalls in dem mittleren Teil :(65) im Vergleich zur Dicke des Me talls in dem Flanschabschnitt (55) und der Breite der flügelähnlichen Fortsätze (52) so abgestimmt ist, @dass eine im wesentlichen gleichmässige Verteilung des elektrischen Stroms über die wirksame Fläche ,des Düsenelementes (J) .aufrechterhalten wird. 15.Vorrichtung nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jeder ;der flügelähnlichen Fort sätze (52) dicker ist als oder F1anschabschnitt (55) und eine mit dem Flanschabschnitt (55) konzentri- sche, sich nach oben erstreckende Schulter (5) auf weist.16. Vorrichtung nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzssichnet, dass sich jeder :der flügelähnlichen Fortsätze .(52) von dem Flansohabschnitt (55) aus nach aussen verbreitert.17. Vorrichtung nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, :dass sich jeder der flügelähnlichen Fortsätze l(52) von dem Flanschabschnitt (55) :aus nach aussen verbreitert und dicker ist als Ader Flansch- abschnitt (55) und eine .mit dem Flanschabschnitt (55) konzentrische, sich nach oben erstreckende Schulter @(5) ,aufweist. 18.Vorrichtung nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, @dass jeder der flügelähnlichen Fort sätze (52) einen sich von dem Flanschabschnitt (55) ,aus nach aussen @erstreckenden schmalen Abschnitt (26) von gleicher Dicke wie der Flanschabschnitt (55) sowie einen sich von dem .schmalen Abschnitt (26) aus nach aussen erstreckenden Abschnitt (5.2)von grösserer Dick;, als der Flansch.abschnitt (55) aufweist, wobei der dickere Abschnitt (52) eine den schmalen Abschnitt (26) begrenzende kreisboigenför,- mige Schulter (5) bildet, die zur Anlage an der Um fangsfläche des Stran,gpressrohrs (40) ,gebracht wer den kann. 19.Vorrichtung nach Unteranspruch 18, dadurch g kenuzeschnet, @dass das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Flanschabschnittes (55) (und ider Breite des schmalen Abschnittes (26) 1,28 bis 1,51 beträgt.20. Vorrichtung nach Patentanspruch TI, gekenn zeichnet durch Beine Düse :(J) mit einem kreisrunden plattenähnlichen Trogabschmätt, der einen konvexen mittleren Teil (65) und.ausserhalb desselben angeord nete Spinnöffnungen (63a)@sowie zwei sich von dem Trogabschnitt aus nach aussen erstreckende flügel ähnliche Fortsätze (52) aufweist, Anschlussplatten (28), von denen je eine an jedem der flügelähnlichen Fortsätze (52) befestigt mit, wobei jede Anschlussplatte (28) :ein kreisbogenförmig begrenztes Ende (28a), be sitzt, Idas eine .Anlagefläche für ,das Ende eines Strang pressrohrs (40) bildet, um :die Düse (J) gegenüber dem Strangpressrohr (40) zu zentrieren, wobei die flügelähnlichen Fortsätze (52) an ihrer Verbindungs- stelle mit dem Trogabschnütterheblich schmaler sind als der Trogabschnitt und sich dann in Richtung auf ihre Verbindungsstelle reit den Anschlussplatten (28) verbreitern,um eine gleichmässige Erhitzung des Trogabschnittes zu gewährleisten, wenn ein elektri- scher Strom von einer Anschlusspl:atte (28) über die Düse (J) Dur .anderen Anschlussplatte (28) geleitet wird. 21.Vorrichtung nach Unteranspruch 20, (gekenn- zeichnet :durch ein geformtes Bauteil (J) aus Blech mit zwei flügelähnlichen Anschlussfortsätzen (52), zwischen denen ein Flanschabschnitt (55)( reit Odem kreisrunden Trogabschnitt liegt, wobei der Trogab- ,schnitt ein;, sich nach untererstreckende ringförmige äussere Wand (61) aufweist, an die sich ein einen nach oben ragenden Mittelabschnitt,(65) (umgebender kreisrunder Ring (63) anschliesst, wobei die flügel- ähnlichen Anschlussabschnitte (52)an ihrer Verbin dungsstelle mit dem Trogabschnitt erheblich schmaler sind ,als der Trogabschnitt und sich dann bis zu ihrer Verbindungsstelle reit :den Anschlussplatten (28) ver breitern, so @dass eine ,gleichmässige .Erhitzung ider ge samten Fläche ,des Trogabsohmttes gewährleistet ist, wenn ein elektrischer Strom von einer A-nschluss- platte (28) über die Düse @(J) zu der @anderen An schlussplatte (28)t geleitet wird. 22. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, gekenn- zeichnet durch ein Zuführungsrohr (40)., dem (das zu verarbeitende Material unter Druck ,zugeführt wind, .so @dass es auf eine elektrische Widerstandsplatte (J) trifft, die mit Spinnöffnungen (63a)versehen äst, da- mit Idas der elektrischen Widerstandsplatte (J) un mittelbar benachbarte feste Material geschmolzen und durch Idas nachgeschobene feste Material durch die Spinnöffnungen (63a) hindurchgedrückt wird,wobei die elektrische Widerstandsplatte (J) einen am Ende (des Zuführungsrohrs @(40) ,anliegenden, von (dem Zu führungsrohr @(40) isolierten Flanschabschnätt (55) sowie einen sich (daran anschliessenden, zur Achse des Rohrs (40) symmetrischen, reit Öffnungen (63a) ver sehenen, tellerähnlich eingedrückten Abschnitt (6.1,-63, 65) umfasst, :der sich von der Wand des Zufüh rungsrohrs (40) laus über ,dessen Mündung erstreckt, woben der Flächeninhalt des tellerähnlich eingedrück ten Abschnittes (61, 63, 65) um mindestens 10 grösser ist als der Flächeninhalt einer ebenen Fläche vom :gleichen Durchmesser, ferner A.nschlussorgane (28), von denen je eines mit jedem Flanschabschnitt (55) verbunden ist, Mittel, @die mit den Anschluss- organen @(28) verbunden sind, umständig einen elek- trischen Strom durch die Widerstandsplatte (J) zu leiten,so (dass die Temperatur der Heizfläche ober halb der Schmelztemperatur des zu verarbeitenden Materials gehalten wird, Mittel, um (die Widerstands- platte (J) in ihrer zentrierten Lage iam Ende des Zuführungsrohrs (40) festzuhalten, sowie Mittel, um ,das zu verarbeitende pulverförmige Material kon- tinuierlich in das Zuführungsrohr (40) und in Rich- tung auf (die elektrische Widerstandsplatte (J) zu för dern.23.RTI ID="0007.0239" WI="19" HE="4" LX="1226" LY="1867"> Vorrichtung nach Unteranspruch 22, dadurch ,gekennzeichnet, @dass idäe Dicke des tellerähnlich einr- gednückten Abschnittes (61, 63, -65) mm Bereich von 0,9 bis 2,5 mm .liegt.
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