DE1212671B

DE1212671B - Verfahren zum Herabsetzen der Migration der Schlichte in Spinnspulen bei der Herstellung von Faeden aus mineralischen Stoffen, insbesondere Glasfaeden

Info

Publication number: DE1212671B
Application number: DEA43597A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Joachim Finken
Original assignee: Gerresheimer Glas AG
Current assignee: Gerresheimer Glas AG
Priority date: 1963-07-12
Filing date: 1963-07-12
Publication date: 1966-03-17
Also published as: GB1035277A; NL6407916A; CH428082A; BE650038A; SE308377B

Description

Verfahren zum Herabsetzen der Migration der Schlichte in Spinnspulen bei der Herstellung von Fäden aus mineralischen Stoffen, insbesondere Glasfäden Bei der Herstellung von kontinuierlichen Fäden aus Glas wird der Faden mit großer Geschwindigkeit in der Größenordnung von 50 m/sec und darüber mit Hilfe einer rotierenden Spule aus einer Düse mit bis zu 800 Bohrüngen ausgezogen und vor dem Aufwickeln auf der Spule mit einer Schlichte, meist einer organischen Schlichte, versehen.
Die Spinnspule enthält nach dem Aufwickeln etwa 6 bis 10% Wasser, da die Schlichte in Form einer wäßrigen Lösung, Dispersion oder Emulsion aufgebracht wird. Nun läßt sich eine Spinnspule mit so hohem Feuchtigkeitsgehalt schwer abspulen. Außerdem soll der Glasfaden, nachdem er zu Garn oder Zwirn weiterverarbeitet worden ist, nur noch maximal 1% Wasser enthalten, damit er während der Lagerzeit nicht etwa von Pilzen befallen wird, für die die organische Schlichte ein idealer Nährboden ist. Die feineren Typen verlieren das überflüssige Wasser zum Teil während einer gewissen Lagerzeit als Spinnspule und zum größten Teil während des Zwirnens. Die gröberen Fäden brauchen eine mehr oder weniger lange Lagerzeit als Spinnspule, damit nach dem Zwirnen der Wassergehalt unter 1% liegt. Die Trockenzeit der Spinnspulen ist abhängig von der verwendeten Schlichte und beträgt mindestens. 10 bis 16 Stunden. Sie kann jedoch bei bestimmten Fadenfeinheiten und Schlichten auf 48 bis 72 Stunden ansteigen.
Während dieser Trocknung, die in der Regel im Raumklima oder im Trockenofen mit zirkulierender Luft erfolgt, verdunstet ein Teil des Wassers aus der Oberfläche der Spinnspule und der Wassergehalt wird dort geringer. Das Wasser aus dem Innern der Spinnspule wandert in flüssiger Form nach außen und transportiert zusätzlich noch zum Teil die in der Schlichte enthaltene Festsubstanz zur Spulenoberfläche. Diese Erscheinung wird mit Migration bezeichnet. Je länger der Trockenprozeß dauert, um so mehr Schlichte wird aus dem Innern der Spule zur Oberfläche derSpinnspule transportiert. DerSchlichtegehalt kann in der Spulenoberfläche bis zu 100 % größer sein als der mittlere Gehalt der ganzen Spule.
Zum Zwirnen gelangen so Spinnspulen, die alle eine gewisse Migration aufweisen. Die Migration setzt die Qualität des Glasseidengarnes bzw. Zwirnes stark herab, weil nur ein bestimmter Schlichtegehalt dem Zwirn optimale Eigenschaften vermittelt. Außerdem beeinflußt der Schlichtegehalt die Farbe der Glaszwirne, wodurch die daraus hergestellten Gewebe streifig werden.
Ferner entstehen Schwierigkeiten beim Entschlichten von Geweben. Die Entschlichtung erfolgt in der Regel durch eine Hitzebehandlung, wodurch die Gewebefestigkeit herabgesetzt wird. Um die Gewebestellen mit wesentlich höherem Schlichtegehalt einwandfrei zu entschlichten, muß die thermische Behandlung des ganzen Gewebes ausgedehnt oder aber die Temperatur gesteigert werden, wodurch noch stärkere Festigkeitseinbußen eintreten.
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren, die Migration des Schlichtemittels so weit herabzusetzen, daß die oben angeführten Nachteile nicht auftreten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Schlichte versehene Faden, insbesondere Glasfaden, auf eine in radialer Richtung elastisch nachgiebige Manschette aus hitzebeständigem Material aufgewickelt und anschließend mittels eines Hochfrequenzfeldes (kapazitive Erwärmung) getrocknet wird.
Die Trockenzeit bis zu einem Wassergehalt von weniger als 1% dauert bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nur zwei bis drei Minuten. Da im Gegensatz zum Lufttrocknen, wo das Wasser nur an der Oberfläche der Spule verdunsten kann, das Wasser in Dampfform aus dem ganzen Spulenquerschnitt entweicht, wird die Schlichtemigration weitgehend unterbunden. Der Abzug des Dampfes wird durch die Verwendung einer gewellten Manschette noch erleichtert, da die Wellentäler Kanäle darstellen, längs denen der Dampf abziehen kann.
Die Ausführungsbeispiele darstellenden Kurven in F i g. 1 und 2 zeigen, in welchem Maße die Migration des Schlichtemittels durch sofortige Trocknung in einem Hochfrequenzofen unterbunden werden kann.
In F i g. 1 zeigt die Kurve 1 den Schlichteauftrag (Trockensubstanz) einer Spinnspule mit einer Gesamtfadenlänge von etwa 25 000 m, einem Elementarfadendurchmesser von 9 #L und einer Feinheit Nm 15, versehen mit einer Textilschlichte auf Stärkebasis, die 60 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet wurde. Die Kurve 2 zeigt eine aus dem gleichen Material bestehende Spule, die sofort nach ihrer Herstellung hochfrequenzgetrocknet wurde. Man erkennt, daß beide Spulen am Anfang und am Ende einen höheren Schlichteauftrag haben als in der mittleren Partie. Die Erhöhung des Schlichtegehalts kommt, wie bereits beschrieben, durch die Verdunstung des Wassers an der Oberfläche der Spinnspule zustande. Bei der zweiten Spule, die sofort nach der Herstellung hochfrequenzgetrocknet wurde, konnte, wie aus Kurve 2 zu ersehen ist, nur wenig Wasser an der Oberfläche verdunsten, so daß der Schlichtegehalt am Anfang der Spule wesentlich niedriger liegt als bei der bei Raumtemperatur getrockneten Spule (Kurve 1). Auch das Ende zeigt einen niedrigeren Schlichtegehalt. Maßgebend sind jedoch nicht nur der_Anfangs- und der Endpunkt, sondern insbesondere der Ordinatenunterschied beispielsweise im Bereich der ersten 4000 m.
In F i g. 2 stellt die Kurve 3 den Schlichteauftrag einer Spinnspule dar, die ebenso aufgebaut war wie die in F i g. 1 verwendeten Spinnspulen, mit dem Unterschied jedoch, daß sie die Feinheit Nm 30 hat. Diese Spinnspule wurde ebenso wie die Spinnspule der Kurve 1 60 Stunden lang bei Raumtemperatur getrocknet. Die Spinnspule der Kurve 4 war ebenso aufgebaut wie die Spinnspule der Kurve 3, wurde jedoch sofort im Hochfrequenzfeld getrocknet. Auch beim Vergleich der Kurven 3 und 4 tritt der höhere Scl-ichteauftrag am Anfang und am Ende der bei Raumtemperatur getrockneten Spinnspule zutage.
Die Trocknung von Spinnspulen in einem Hochfrequenzofen war bisher nicht möglich, da der bei der Trocknung der Spinnspule vermittels eines Hochfrequenzfeldes im Inneren der Spinnspule in der Nähe der Manschette sich bildende Dampf die Manschetten, die bisher meist aus Papier oder Kunststoff bestanden und glatt ausgebildet waren, sprengte und die Fadenlagen verwirrte. Durch die Verwendung einer in radialer Richtung elastisch nachgiebigen Manschette, insbesondere einer gewellten Manschette aus einem hochhitzebeständigen Material, z. B. einem Kunststoff wie Polypropylen, ist die Trocknung der Spinnspulen in einem Hochfrequenzofen erst möglich geworden, da die so ausgebildete Manschette die bei dieser Trocknung auftretenden Dampfdrücke infolge ihrer elastischen Ausbildung gut abfangen kann und auch die dabei auftretenden relativ hohen Temperaturen aushält. Damit die Fadenwickel nach der Trocknung nicht von der Manschette abgleiten können, ist die Manschette am unteren und gegebenenfalls auch am oberen Rand mit Nocken versehen.
Ein weiterer Vorteil einer solchen gewellten Manschette ist, wie bereits bekannt, der, daß sie unter der Einwirkung der durch das Aufspulen des Fadens hervorgerufenen Radialkräfte in den Wellen nachgeben, daher das aufgewickelte Fadenpaket rund bleibt und nicht wie bei den glatten Umbändern implodiert, wodurch das Abspulen infolge von Unwuchten erschwert und der nachfolgende Zwirnprozeß gestört wird.
Weitere Merkmale und Vorteile des erfmdungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung an Hand der Zeichnungen. Diese zeigen als Ausführungsbeispiele der Erfindung in F i g. 3 eine Seitenansicht einer Manschette und F i g. 4 eine Draufsicht der Manschette gemäß F i g. 3, F i g. 5 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, F i g. 6 einen Längsschnitt durch eine vom Hochfrequenzfeld durchflossene Spule.
Die HF-Trockenanlage besteht aus dem abgeschirmten Einlaufteil 1, Elektrodenraum 2 und dem abgeschirmten Auslaufteil 3. Durch alle drei Teile läuft ein Transportband 4, auf das die Spinnspulen S samt Manschette 6 aufrecht gestellt werden. Dieses Transportband bildet zugleich die eine Elektrode 4, die sich auf Erdpotential befindet. Der Elektrodenraum 2 enthält außerdem die in ihrer Höhe gemäß dem Pfeil 7 verstellbare Behandlungselektrode B. Die Höhe kann durch an sich bekannte Mittel beliebig von 25 bis 50 cm eingestellt werden.
Das Trockengut (Spinnspulen) wird unter dem Einfluß des HF-Feldes durch die, Reibungswärme der polaren Molekeln, die im Rhythmus der Hochfrequenz bewegt werden, getrocknet. Die entstehende Wärmemenge hängt ab von der Frequenz des anliegenden Wechselfeldes und von der Höhe der Spannung. Diese wird den Elektroden 8, 4, zwischen denen die Trocknung der Spinnspulen 5 erfolgt, zugeführt.
Die Energieaufnahme des Trockengutes bzw. die Belastung des Generators hängt von der Menge Wasser ab, die verdampft werden muß. Die Geschwindigkeit des Zuführungsbandes 4 oder die Beschickung des Bandes mit Trockengut muß der Belastbarkeit des HF-Generators angepaßt werden.
Der Hochfrequenzofen hat als Sicherung gegen Überlastung die »Bandstopeinrichtung«. Sie schaltet bei der maximal zulässigen Belastung des Generators den Antrieb des Transportbandes aus. Die Belastung des Generators sinkt dann ab, weil kein weiteres Trockengut zugeführt wird. Wenn die Leistungsaufnahme etwas abgesunken ist, schaltet sich das Transportband wieder ein.
Der beim Trocknen entstehende Wasserdampf wird durch einen nicht gezeichneten Lüfter abgesaugt. Die Trocknung der Spinnspulen bis zu einer Restfeuchtigkeit von etwa -1 % wird durch entsprechende Einstellung der Elektrodenhöhe erreicht. Die erforderliche Elektrodenhöhe wird empirisch ermittelt.
Meistens wird die Transportgeschwindigkeit höher gewählt als die Geschwindigkeit, bei der der Generator ausgelastet ist. Die Folge ist, daß die Bandstopvorrichtung regelmäßig in Tätigkeit tritt, und zwar ungefähr alle 10 bis 20 Sekunden. So ist eine gleichmäßige Behandlung sämtlicher Spulen unabhängig vom Spulengewicht gewährleistet. Die Restfeuchtigkeit kann durch Einstellurig der Elektrodenhöhe geregelt werden.
Die Spinnspulen sollen senkrecht auf das Transportband gestellt werden. Das Aufrechtstellen der Spinnspulen bietet sich schon deshalb an, weil sie nur so ohne besondere Vorrichtungen zu verwenden und auf dem Band durch den HF-Ofen transportiert werden können. Außerdem ist die Trocknung intensiver und wirtschaftlicher, weil das HF-Feld 11, das sich zwischen den beiden Elektroden bildet, parallel zur Spulenachse verläuft und in dem Fadenpaket eine Konzentration des Feldes erfolgt, was auch durch die Skizze der Spinnspule im HF-Feld zum Ausdruck gebracht wird.
In F i g. 3, 4 und 6 sind 9 die obenerwähnten Nokken, die ein Abrutschen des Spulenwickels (Fadenpaket) nach dem Trocknen verhindern sollen. 10 und 10' sind die Wellen der Manschette 6.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herabsetzung der Migration der Schlichte in Spinnspulen bei der Herstellung von Fäden aus mineralischen Stoffen, insbesondere Glasfäden, dadurch gekennzeichn e t, daß der mit der Schlichte versehene Faden auf eine in radialer Richtung elastisch nachgiebige Manschette aus hitzebeständigem Material aufgewickelt und anschließend mittels eines Hochfrequenzfeldes getrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnspulen mit ihrer Längsachse etwa parallel zur Feldrichtung das Hochfrequenzfeld durchlaufen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der das Hochfrequenzfeld erzeugenden Elektroden so eingestellt wird, daß bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit des die Spulen durch das Feld transportierenden Bandes der Feuchtigkeitsgehalt der Spinnspulen nach dem Trocknen 1% nicht übersteigt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer bestimmten Elektrodenhöhe die Bandgeschwindigkeit so eingestellt wird, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Spinnspulen nach dem Trocknen 1 % nicht übersteigt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer bestimmen Elektrodenhöhe und/oder einer bestimmten Bandgeschwindigkeit die HF-Leistung so eingestellt wird, daß der Feuchtigkeitsgehalt der Spinnspulen nach dem Trocknen 1 % nicht übersteigt.
6. Manschette zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus hitzebeständigem Kunststoff, z. B. Polypropylen, besteht.
7. Manschette nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie längsgewellt ist. B.
Manschette nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie am unteren und gegebenenfalls auch am oberen Rand der Außenwandung mit Nocken versehen ist.
9. Manschette nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine gelochte Ausbildung der Manschettenwandung.