DE1284029B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von thermoplastischen Fasern - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- liegenden Reihen das Kühlgas gegenläufig aufgeblastellen von thermoplastischen Fasern, die als Fäden sen, so daß es in gleicher Richtung die* Fäden umaus in zahlreichen Reihen im Boden eines Schmelz- strömen kann und damit Stauwirkungen, die zu einer behälters angeordneten Spinndüsen gezogen werden, Ungleichförmigkeit des Strömungsverlaufs führen, sowie eine Vorrichtung zum Kühlen von aus zahl- 5 vermieden werden.

reichen Reihen von Spinndüsen aus einem Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfin-

Schmelzbehälter gezogenen Fäden aus thermoplasti- dungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichschem Material. net, daß an einem Ende des Einströmraumes zwi-

Ein wesentliches Problem bei einem derartigen sehen mindestens je zwei Reihen von Spinndüsen Ausziehen von Fäden aus einem thermoplastischen io Kühlluftdüsen vorgesehen sind, welche die Kühlluft Material liegt darin, daß in Abhängigkeit von einer parallel zu den Reihen und etwa in Höhe der Spinngegebenen Viskosität des thermoplastischen Materials düsenaustritte einblasen. Dabei können an beiden am Düsenaustritt, einer gegebenen Abziehgeschwin- Enden der Spinndüsenreihen Kühlluftdüsen vorgesedigkeit und anderen Daten die Gleichförmigkeit der hen sein. Um zu verhindern, daß durch Aufeinanderausgezogenen Fäden sehr weitgehend von der 15 prallen von Kühlluftstrahlen bei gruppenweiser AnGleichförmigkeit der Abkühlung nach dem Ausziehen Ordnung der Kühlluftdüsen beidseits der Spinndüsen abhängt. eine Wirbelbildung entsteht, sind vorzugsweise die

Um eine gleichförmige Abkühlung aller aus den Gruppen von Kühlluftdüsen beidseits der Reihen von Reihen von Spinndüsen abgezogenen Fäden zu er- Spinndüsen gegeneinander so versetzt angeordnet, reichen, ist es bekannt, zwischen den Reihen wärme- so daß sie sich nicht gegenüberliegen,
abführende Elemente, z. B. Kupferblechstreifen, an- Zur Vereinfachung der Konstruktion können die

zuordnen oder auch bandartige Flüssigkeitsstrahlen Kühlluftdüsen jeder Seite an einem gemeinsamen so zu lenken, daß die Fäden ohne direkte Berührung hohlen Träger angeordnet sein, der als Zuführ- und mit der Flüssigkeit ihre Wärmestrahlung abgeben. Verteilleitung für die Kühlluft dient.
Die Kühlwirkung dieser Anordnung ist jedoch gering, 35 Die Erfindung wird im folgenden an Hand der und um eine gleichförmige Abkühlung zu erreichen, Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläumuß der Abstand der Wärmeleitelemente zu den ein- tert. In den Zeichnungen zeigt
zelnen Fadenreihen sehr genau eingestellt werden. Fi g. 1 einen Aufriß einer Vorrichtung zur Glas-

Die Verwendung von strömenden Kühlmedien, die faserherstellung unter Ausnutzung der Erfindung,
in direkte Berührung mit den Fäden gelangen, stößt 30 Fig. 2 einen Schnitt durch die Kühlvorrichtung, auf die Schwierigkeit, daß durch die Wirbelung des Fig. 3 einen Schnitt entlang der LinieIII-III in

strömenden Mediums die Wärmeübertragung infolge F i g. 2,

der unterschiedlichen Strömungsverhältnisse un- Fig. 4 einen Schnitt entlang der LinieIV-IV in

gleichförmig wird und daß außerdem die Gefahr be- F i g. 2,

steht, daß die Strömungsenergie zu einer Deforma- 35 F i g. 5 eine Ansicht ähnlich F i g. 4 auf eine andere tion der noch plastischen Fäden führt. Daher muß Ausführungsform der Erfindung,
bei direkt mit den Fäden in Berührung kommenden F i g. 6 eine Ansicht ähnlich F i g. 4 und 5 auf eine

strömendem Kühlmittel eine sehr kleine Strömungs- weitere Ausführungsform der Erfindung und ..
geschwindigkeit gewählt werden, wodurch anderer- Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 4, 5 und 6,

seits die Kühlwirkung gering ist. 40 welche die Erfindung in Anwendung auf einen ring-

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Auf- förmigen Düsenkopf erläutert.

gäbe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaf- In Fig. 1 wird ein Glasschmelzofen bzw. ein Vor-

fen, durch die eine wesentlich beschleunigte Küh- herd 10 gezeigt, der geschmolzenes Glas 11 enthält lung gleichförmig über alle Fäden erzielt wird. und an dessen Boden ein Düsenkopf 13 befestigt ist.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, 45 Der Düsenkopf 13 ist aus.einer Platin-Rhodium-Ledaß mindestens von einer Seite des Düsenkopfes gierung mit annähernd 90% Platin trogartig geferzwischen die Reihen der aus den Düsen austretenden tigt. Sie wird über Anschlußklemmen 14 durch elek-Fäden unmittelbar unterhalb des Düsenkopfes meh- trischen Strom beheizt. Die Bodenfläche des Düsenrere Strahlen eines Kühlgases eingeblasen werden. kopfes 15 ist mit einer Reihe von Austrittsöffnungen Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren kommt 50 mit nach unten gerichteten Düsenspitzen 15 versehen, die Luft im wesentlichen tangential mit der Faden- Die Düsen sind in einer Anzahl von Längsreihen, Oberfläche in Berührung, und zwar über die ganze z. B. 4 bis 20 oder mehr Reihen, mit je 30 bis 50 Länge der Reihe mit etwa gleichförmiger Geschwin- oder mehr Düsen angeordnet. Die Düsen 15 jeder digkeit und damit gleichförmiger Kühlwirkungv-Es .Längsreihe sind mit den"Düsen 15 in angrenzenden wird also auch bei relativ hoher Einströmgeschwin- 55 Reihen so ausgerichtet, daß querlaufende Reihen mit digkeit des Kühlgases und damit guter Kühlwirkung vorzugsweise paarweise angeordneten Düsen gebildet eine gleichförmige Wirbelung in allen Fäden der von werden, wobei der Raum zwischen den Paaren von einem Strahl beeinflußten Reihen erreicht und Reihen größer als der Raum zwischen den ein Reiaußerdem ein direktes Aufprallen des strömenden henpaar bildenden Reihen ist.

Kühlmediums und damit eine Deformation der noch 60 Glaselementarfäden 19 werden aus den Kegeln 20 plastischen Fadenabschnitte verhindert. Außerdem aus Glas gezogen, die von jeder der Düsen 15 nach wird die durch die Abziehgeschwindigkeit der Fäden unten hängen. Diese Fäden werden bei einer sehr bewirkte Luftabförderung und Unterdruckbildung hohen Geschwindigkeit, vorzugsweise 1500 bis am Düsenkopf verhindert. 6000 m/Min., gezogen und durch Fadenführer 26

Vorzugsweise wird das Kühlgas abwechselnd von 65 auf eine rasch rotierende Spule 22 aufgewickelt. Die gegenüberliegenden Seiten zwischen die Fadenreihen Glaselementarfäden werden zu einem Faden 24 vereingeblasen. Durch diese Anordnung wird an den spönnen mittels einer Walze 27, die in einem gegenüberliegenden Seiten der zwischen den Düsen Schlichtebehälter 28 angebracht ist und eine Schlichte

aus einem flüssigen Bindemittel und Gleitmittel, z. B. eine Mischung von Stärke und Pflanzenöl, auf die Fäden überträgt. Der Faden 24 wird in Längsrichtung der Spule 22 mittels eines rotierenden Vorschubmechanismus 30 verteilt.

Gemäß der Erfindung ist eine Luftzuführung 32 unter dem Düsenkopf 13 auf Höhe der Düsen entlang der Stirnseiten der Düsenreihen angeordnet. Luft wird der Zuführung 32 durch eine Leitung 33 zugeführt. Die Zuführung 32 ist an einem gekühlten, hohlen Tragbauteil 34 befestigt. Dieses Teil 34 wird dadurch gekühlt, daß man eine Kühlflüssigkeit, wie Wasser, bei etwa 25° C mittels Einlaß- und Auslaßleitungen 35 durchführt, so daß die Zuführung 34 und das durch diese strömende Gas kühl gehalten wird.

Von der Luftzuführung wird die Luft durch Düsen 36 zwischen die Paare von Düsenreihen geblasen. Diese Luftdüsen 36 erstrecken sich nur wenig von der Zuführung 32 in Richtung auf die Strömungs- ao räume zwischen den Düsenreihen, jedoch nicht bis in diese hinein. Die Luftdüsen sind nur so lang, daß die Luft in die gewünschte Richtung gelenkt wird. Der Durchmesser der Röhrchen kann z. B. 0,2 bis 1 mm sein.

Die Luft kann mit einem Druck von 50 bis 1300 mm WS zwischen die Düsenreihen gerichtet werden. Man kann Luft von Raumtemperatur oder gekühlte Luft benutzen. Auch können andere Kühlgase, z. B. Stickstoff, Kohlendioxid oder Schwefeldioxid, verwendet werden.

Gemäß F i g. 4 sind die Luftdüsen 36 nur an einer Seite des Düsenkopfes vorgesehen, so daß die Luft zwischen die Paare von Düsenreihen von der einen zur anderen Seite strömt.

Gemäß F i g. 5 sind die Luftdüsen 36 an beiden Seiten des Kopfes angeordnet, so daß die Luft von beiden Seiten in den Mittelbereich der Strömungsräume wandert, sich dort vereinigt und nach unten in Richtung des Laufes der einzelnen Fäden 19 strömt.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Düsen 36 an gegenüberliegenden Seiten des Düsenkopfes gestaffelt sind. Dabei strömt die Luft über den Boden des Düsenkopfes in den Strömungsraum zwischen zwei Paaren von Düsenreihen in der einen Richtung und in den angrenzenden Strömungsräumen in der entgegengesetzten Richtung. Dieses Arbeitsverfahren hat sich als günstig erwiesen, wenn feinere Glaselementarfäden gebildet werden sollen und die Anzahl der Spinndüsen 15 groß ist, z. B. 400 oder mehr.

In Fig. 7 wird die Luft aus Kurzdüsen 40 zugeführt, die von der Mitte durch ein ringförmiges Zuführstück 42 nach außen sternförmig zwischen sich radial erstreckende Paare von Spinndüsenreihen in einem Düsenring eingebaut sind. Die Radialreihen entsprechen den Querreihen eines rechteckigen Düsenkopfes. Das Zuführstück 42 ist auf einem flüssigkeitsgekühlten, hohlen, ringförmigen Trägerteil montiert. Luft wird dem Zuführstück 42 durch eine Leitung 46 und eine Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, dem Trägerteil 44 durch eine Leitung 48 zugeführt.

Eine Strömungsregeleinrichtung 52 kann in der Leitung eingesetzt sein, um die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases entweder vor, während oder nach der Faserbildung zu erhöhen oder zu verringern. Regelungen im Luftstrom können in den einzelnen Düsen getrennt vorgenommen werden, um die besten Arbeitsbedingungen für jede Düse unabhängig von anderen Düsen zu erzielen. Eine Spinnlängenbzw. Dickeneinstellung kann während der Faserbildung dadurch erreicht werden, daß man ständig die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlgases aus den Düsen erhöht, während die Fasern auf der Spule, die mit konstanter Geschwindigkeit rotiert, aufgewickelt werden. Dies kann erfolgen mittels eines Stufenschalters (nicht gezeigt), der mit einem Zeitschaltmechanismus (nicht gezeigt) zur Regelung der öffnungen in den Strömungsregeleinrichtungen verbunden ist. Der Glasausfluß zwischen den Faserbildungszeiten kann durch Erhöhen der Strömungsmenge des Kühlgases verringert werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von thermoplastischen Fasern, die als Fäden in zahlreichen Reihen aus im Boden eines Schmelzbehälters angeordneten Spinndüsen gezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens von einer Seite des Düsenkopfes zwischen die Reihen der aus den Düsen austretenden Fäden unmittelbar unterhalb des Düsenkopfes mehrere Strahlen eines Kühlgases eingeblasen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgas abwechselnd von gegenüberliegenden Seiten zwischen die Fadenreihen eingeblasen wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seite des Düsenkopfes (13) zwischen mindestens je zwei Reihen von Spinndüsen (15) Kühlluftdüsen (36) angeordnet sind, die die Kühlluft parallel zu den Reihen und etwa in Höhe der Spinndüsenaustritte einblasen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an gegenüberliegenden Seiten der Spinndüsenreihen Kühlluftdüsen (36) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen von Kühlluftdüsen (36) beidseits der Reihen von Spinndüsen gegeneinander so versetzt angeordnet sind, daß sie sich nicht gegenüberliegen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlluftdüsen (36) von einem gemeinsamen hohlen Träger (34) gehalten sind, durch dessen Hohlraum die Kühlluft allen Seiten zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen