DE1421104B

DE1421104B - Method and device for the manufacture of fibers of high strength from thermoplastic material, in particular glass fibers, by centrifugation and with the aid of a gas stream

Info

Publication number: DE1421104B
Authority: DE
Inventors: Marcel Samt Gratien Mabru Marcel Paris Levecque, (Frankreich) DOIf 7 04
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Fasern großer Festigkeit aus thermoplastischem Material, insbesondere von Glasfasern, bei dem das geschmolzene Material einem rotierenden Schleuderkörper zugeführt und von diesem in Form von Masseströmen abgeschleudert wird, aus denen die Fasern entstehen, und bei dem auf die entstehenden Fasern ein den Schleuderkörper etwa ringförmig umgebender und vorzugsweise senkrecht zur Schleuderrichtung der Masseströme gerichteter Gasstrom von verhältnismäßig niedriger Temperatur einwirkt.The invention relates to methods and devices for producing fibers of great strength thermoplastic material, in particular of glass fibers, in which the molten material is a rotating centrifugal body is supplied and is thrown off by this in the form of mass flows, from which the fibers arise, and in the case of the resulting fibers a sling body, for example ring-shaped surrounding and preferably directed perpendicular to the centrifugal direction of the mass flows Acts gas stream of relatively low temperature.

Bei einem bekanntgewordenen Verfahren bzw. einer bekanntgewordenen Vorrichtung (vgl. deutsche Patentschrift 804 112) besteht der rotierende Schleuderkörper aus einer Scheibe, die in schnelle Umdrehung versetzt ist und auf die das geschmolzene Glas in Form eines dünnen Stromes geleitet wird. Von dieser Scheibe wird das Glas in Form von Masseströmen abgeschleudert, aus denen die Fasern entstehen. Der die Scheibe etwa ringförmig umgebende Gasstrom von verhältnismäßig niedriger Temperatur wirkt dabei in unmittelbarer Nähe der Scheibe und dient der Kühlung der abgeschleuderten Masseströme während ihres Ausziehens zu Fasern. Hierdurch soll die Güte, insbesondere die Festigkeit der erlangten Erzeugnisse verbessert werden. In der deutschen Patentschrift 804 112 ist auch gesagt, daß es in gewissen Fällen vorteilhaft sein kann, daß die Kühlvvirkung auf die geschmolzene Masse schon einsetzt, bevor diese den Schleuderkörper verlassen hat, so daß schon die Temperatur der geschmolzenen Masse verringert wird, aus der die Fasern gebildet werden.In the case of a method that has become known or a device that has become known (see German Patent 804 112) consists of the rotating centrifugal body from a disc, which in fast Rotation is offset and on which the molten glass is passed in the form of a thin stream. From this pane the glass is thrown off in the form of mass flows that make up the fibers develop. The gas flow surrounding the disk approximately in a ring shape is relatively lower The temperature acts in the immediate vicinity of the pane and serves to cool the thrown off Mass flows into fibers as they are drawn out. This is intended to improve the quality, in particular the strength of the products obtained are improved. In the German patent specification 804 112 it is also said that In certain cases it can be advantageous that the cooling effect on the molten mass already occurs begins before it has left the centrifugal body, so that the temperature of the melted The mass from which the fibers are formed is reduced.

Diese bekannte Maßnahme hat verschiedene Nachteile. Von der Oberfläche der rotierenden Scheibe kann nur eine begrenzte Menge von Masseströmen abgeschleudert werden. Auf diese Weise ist das Ausbringen gering. Ferner hat sich herausgestellt, daß die der Verbesserung der Festigkeit der erlangten Erzeugnisse dienende Kühlung in unmittelbarer Nahe der Scheibe das Ausziehen zu Fasern ungünstig beeinflußt, insbesondere wenn die Kühlwirkung auf die geschmolzene Masse schon einsetzt, bevor sie die Scheibe verlassen hat.This known measure has various disadvantages. From the surface of the rotating disk only a limited amount of mass flows can be thrown off. This is how it is deployed small amount. Further, it has been found that those of improving the strength of the obtained Cooling for products in the immediate vicinity of the pane makes it unfavorable to pull them out into fibers affects, especially if the cooling effect on the molten mass begins before they die Left disc.

Ferner ist bekanntgeworden (vgl. französische Patentschrift 1 124 487), ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung, bei der der rotierende Schleuderkörper in an sich bekannter Weise hohl und mit Schleuderöffnungen in seiner peripherischen Mantelfläche ausgebildet ist, zum Ausschleudern des im Schleuderkörper befindlichen geschmolzenen Materials durch Zentrifugalkraft in Form von feinen Masseströmen, aus denen die Fasern entstehen. Bei einer genügend großen Anzahl von Schleuderöffnungen, die auch in Reihen übereinander in der peripherischen Mantelfläche angebracht sein können, kann die Zahl der feinen Masseströme sehr groß sein, und man erhält daher ein gutes Ausbringen. Zur Begünstigung des Alisziehvorganges werden bei dieser bekannten Vorrichtung Flammen hoher Temperatur in die die peripherische Mantelfläche des Schleuderkörpers umgebende Zone, und zwar bis zu den Schleuderöffnungen hin und über die ganze Höhe der peripherischen Mantelfläche, gerichtet und auf die Masseströme von ihrem Austritt aus den Schleudcröffnungen an zur Einwirkung gebracht. Gemäß der französischen Patentschrift 1 124 487 lassen sich mit dieser bekannten Maßnahme besonders günstige Ergebnisse erzielen, wenn die Flammen so gerichtet werden, daß sie mit ihrem Teil höchster Temperatur auf die peripherische Mantelfläche des Schleuderkörpers auftreffen. Besonders feine Fasern von gleichmäßigem Durchmesser erhält man, wenn bei dieser bekannten Maßnahme die Flammen hoher Temperatur nach dem Auftreffen auf den peripherischen Mantel des Schleuderkörpers so geleitet werden, daß sie sich mit denIt has also become known (see French patent specification 1 124 487), a method and a device, in which the rotating centrifugal body is hollow and with centrifugal openings in a manner known per se is formed in its peripheral surface, for ejecting the in the centrifugal body located molten material by centrifugal force in the form of fine mass flows where the fibers arise. With a sufficiently large number of centrifuge openings, that too can be attached in rows one above the other in the peripheral surface, the number of fine mass flows can be very large, and a good output is therefore obtained. In favor of the Alisziehvorganges are in this known device flames of high temperature in the peripheral Zone surrounding the jacket surface of the centrifugal body, up to the centrifugal openings to and over the entire height of the peripheral surface, directed and directed to the mass flows of their exit from the centrifugal openings brought into action. According to the French patent specification 1 124 487 this known measure enables particularly favorable results to be achieved, if the flames are directed so that they with their part of the highest temperature on the peripheral Strike the surface of the slinger. Particularly fine fibers with a uniform diameter is obtained if, in this known measure, the high temperature flames after Impact on the peripheral jacket of the sling body are directed so that they are with the

ίο ausgeschleuderten Masseströmen bei deren Ausbreitung bewegen und diese während des Ausziehens zu Fasern umhüllen. Damit die Flammen die entstehenden Fasern auf einem möglichst langen Weg begleiten können, ist dabei gemäß der französischen Patentschrift 1 124 487 auch vorgesehen, die Flammen bzw. die von den Flammen herrührenden Gase hoher Temperatur gemeinsam mit den Fasern umzulenken durch Blasströme, die einen Unterdruck erzeugen und dadurch die gewünschte Umlenkung bewirken.ίο ejected mass flows as they spread move and wrap them into fibers as you pull them out. So that the flames do the resulting Being able to accompany fibers over the longest possible journey is according to the French Patent specification 1 124 487 also provides the flames or the gases originating from the flames high temperature together with the fibers deflect by blowing currents that create a negative pressure and thereby cause the desired deflection.

Diese Blasströme sind nicht zu vergleichen mit dem obengenannten, auf die entstehenden Fasern einwirkenden Gasstrom von verhältnismäßig niedriger Temperatur, wie er gemäß der deutschen Patentschrift 804 112 vorgesehen ist. Die Blasströme gemäß der französischen Patentschrift 1124 487 wirken lediglich umlenkend auf die Flammen bzw. auf die von den Flammen herrührenden heißen Gase, die die entstehenden Fasern umhüllen und begleiten. Eine abkühlende Wirkung auf die entstehenden Fasern können die Blasströme nicht ausüben. Somit sind diese Blasströme auch nicht geeignet, durch Kühlung die Güte,' insbesondere die Festigkeit der erlangten Erzeugnisse zu verbessern.These blowing currents cannot be compared with the one mentioned above, which acts on the resulting fibers Gas stream of relatively low temperature, as it is according to the German patent 804 112 is provided. The blowing currents according to French patent specification 1124 487 act only deflecting on the flames or on the hot gases originating from the flames, which the envelop and accompany emerging fibers. A cooling effect on the resulting fibers cannot exert the blowing currents. Thus, these blowing currents are also not suitable for cooling the quality, in particular to improve the strength of the products obtained.

Bei der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist ausgegangen worden von den beschriebenen bekannten Verfahren und Vorrichtungen. Im einzelnen wird im Rahmen dieser Aufgabe folgendes angestrebt:The object on which the invention is based is based on the known ones described Methods and devices. In detail, the following is aimed at within the scope of this task:

a) Für ein großes Ausbringen soll der Schleuderkörper hohl und mit Schleuderöffnungen in seiner peripherischen Mantelfläche versehen sein.a) For a large output, the centrifugal body should be hollow and with centrifugal openings in its be provided peripheral jacket surface.

b) Die Festigkeit der erlangten Erzeugnisse soll verbessert werden durch Einwirkung eines Gas-b) The strength of the obtained products should be improved by the action of a gas

stromes von verhältnismäßig niedriger Temperatur auf die entstehenden Fasern.current of a relatively low temperature on the resulting fibers.

c) Die hierbei auftretenden Schwierigkeiten beimc) The difficulties encountered in this

Ausziehen der Fasern sollen vermieden werden durch Schaffung von das Ausziehen begünstigenden Bedingungen.Pulling out of the fibers should be avoided by creating something that promotes pulling out Conditions.

Zu diesen Schwierigkeiten ist im einzelnen folgendes zu sagen. Beim Arbeiten mit einem hohlen Schleuderkörper ist es für den Erhalt feiner und gleichmäßiger Fasern wesentlich, den die Schleuderöffnungen tragenden Mantel in seiner ganzen Höhe auf einer ganz bestimmten, über seine Höhe völlig gleichmäßigen Temperatur zu halten. Ist die Temperatur ungleichmäßig, so ist es unmöglich, Fasern gleichen Durchmessers zu erhalten. Kühlt der Mantel ab, so kommt es zu Entglasungserscheinungen an den Öffnungen des Schleuderkörpers. Diese Öffnungen werden verstopft, der Schleudermantel wirft sich und muß durch einen neuen ausgetauscht werden.The following can be said in detail about these difficulties. When working with a hollow Centrifugal body, it is essential that the centrifugal openings are used to obtain fine and uniform fibers bearing coat in its entire height on a very specific, over its height completely keep constant temperature. If the temperature is uneven, it is impossible to get fibers of the same diameter. If the jacket cools down, devitrification phenomena occur on the Openings of the slinger. These openings are blocked and the centrifugal jacket throws itself and must be replaced with a new one.

Beim Arbeiten mit einem hohlen Schleuderkörper werden sehr feine Masseströme aus den Öffnungen ausgeschleudert, die sehr schnell abkühlen. Sind diese Masseströme bereits zu sehr abgekühlt, können sieWhen working with a hollow centrifugal body, very fine mass flows will emerge from the openings ejected, which cool down very quickly. If these mass flows have already cooled down too much, they can

nicht mehr ausgezogen werden. Im Rahmen der vorliegenden Aufgabe muß nun ein günstiger Kompromiß erzielt werden, bei dem einerseits das Ausziehen noch möglich ist, bei dem aber andererseits während des Ausziehens die Härtung erfolgt. Und dieser günstige Kompromiß soll nicht nur für einzelne Masseströme, sondern für alle Masseströme herbeigeführt werden, unabhängig davon, ob diese Masseströme mehr im oberen Teil oder mehr im unteren Teil des peripherischen Mantels des Schleuderkörpers austreten. Insbesondere eine große Anzahl von feinen Masseströmen, die aus einer Anzahl von Reihen übereinander angeordneter Löcher austritt, macht dieses Problem sehr schwierig. Alle Masseströme müssen auf gleicher Temperatur gehalten werden, wenn man aus ihnen Fasern gleichen Durchmessers herstellen will. Dieses Problem ist beim Schleuderkörper gemäß der deutschen Patentschrift 804 112 nicht vorhanden. Bei diesem Schleuderkörper wird nur mit einer einzigen Reihe von Masseströmen gearbeitet, die direkt vom Rand der Schleuderscheibe abgeschleudert werden und nicht aus Öffnungen, die in einer Vielzahl von Reihen übereinander in der Mantelfläche eines Schleuderkörpers angeordnet sind, austreten.can no longer be taken off. In the context of the task at hand, a favorable compromise must now be found be achieved in which on the one hand undressing is still possible, but on the other hand during the hardening takes place during extraction. And this favorable compromise should not only apply to individual mass flows, but for all mass flows, regardless of whether these mass flows leak more in the upper part or more in the lower part of the peripheral jacket of the slinger. In particular, a large number of fine mass flows arising from a number of series leaking holes arranged one above the other makes this problem very difficult. All mass flows must be kept at the same temperature if fibers of the same diameter are made from them wants to manufacture. This problem is with the centrifugal body according to German patent specification 804 112 unavailable. This centrifugal body only works with a single series of mass flows, that are thrown off directly from the edge of the slinger and not from openings that are arranged in a large number of rows one above the other in the lateral surface of a centrifugal body, step out.

Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß feine Masseströme in an sich bekannter Weise aus Schleuderöffnungen in der peripherischen Mantelfläche eines hohlen Schleuderkörpers ausgeschleudert werden, daß die Masseströme beim Austreten aus den Schleuderöffnungen gegen eine Abkühlung durch den Gasstrom geschützt werden und daß der danach auf die entstehenden Fasern einwirkende Gasstrom von so großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig so niedriger Temperatur ist, daß die entstehenden Fasern beim Ausziehen gehärtet werden.In order to achieve the object on which the invention is based, the method according to the invention is thereby characterized in that fine mass flows in a known manner from centrifugal openings in the peripheral surface of a hollow centrifugal body are ejected that the mass flows Protected against cooling by the gas flow when exiting the centrifugal openings and that the gas flow then acting on the resulting fibers is of such great speed and the temperature is relatively low enough that the resulting fibers are drawn out hardened.

Die vorstehend beschriebene, an sich bekannte Ausbildung des Schleuderkörpers ermöglicht ein um so größeres Ausbringen, je größer die Zahl der Schleuderöffnungen ist. Dabei kommen auch zahlreiche Reihen von Schleuderöffnungen übereinander in Frage. Um aus der Vierzahl der feinen Masseströme Fasern von gleichmäßiger Beschaffenheit und guten mechanischen Eigenschaften, insbesondere von großer Zugfestigkeit zu erzeugen, sind die vorstehend beschriebenen Maßnahmen erforderlich. Im Gegensatz zu der Art gemäß der obengenannten deutschen Patentschrift 804 112 muß der Gasstrom nicht nur eine verhältnismäßig niedrige Temperatur, sondern auch eine große Geschwindigkeit haben. Durch seine große Geschwindigkeit hat der Gasstrom die Möglichkeit, trotz seiner verhältnismäßig niedrigen Temperatur das Ausziehen zu bewirken. Außerdem muß die Temperatur genau bestimmt und gerade so niedrig sein, daß die entstehenden Fasern gehärtet werden. Ferner ist es sehr wichtig, daß die peripherische Mantelfläche des Schleuderkörpers gegen eine Abkühlung durch den Gasstrom geschützt ist. Weder in der deutschen Patentschrift 804 112 noch in der französischen Patentschrift 1 124 487 sind diese zusammenwirkenden Maßnahmen offenbart. Bei der Art gemäß der deutschen Patentschrift 804 112 wird zwar durch Anwendung von Kühlung die Festigkeit der erlangten Erzeugnisse verbessert, aber da die Kühlwirkung bei dieser bekannten Art nicht vom Umfang des Schleuderkörpers ferngehalten wird, vielmehr bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser bekannten Art ausdrücklich auch gerade auf den Schleuderkörper gerichtet ist, ist bei dieser bekannten Art das Ausziehen der Masseströme zu Fasern sehr erschwert und bei einem für ein großes Ausbringen geeigneten Schleuderkörper mit vielen Schleuderöffnungen zur Erzielung eines gleichmäßigen Erzeugnisses gänzlich ungeeignet. Bei der Art gemäß der französischen Patentschrift ίο 1124 487 sind dagegen das Arbeiten mit vielen Schleuderöffnungen und ein gutes und gleichmäßiges Auszielen der Fasern gegeben. Aber diese Fasern sind nicht gehärtet und weisen somit nicht die erfindungsgemäß angestrebte große Zugfestigkeit auf. Eine zweckmäßige Art des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Masseströme zur Erhöhung ihrer Temperatur beheizt werden, ehe sie in die Zone der Einwirkung des Gasstromes von großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur gelangen.The above-described, known design of the centrifugal body enables an order the greater the output, the greater the number of centrifugal openings. There are also numerous Rows of centrifugal openings one above the other in question. To from the four of the fine mass flows Fibers of uniform consistency and good mechanical properties, especially of To produce high tensile strength, the measures described above are required. In contrast to the type according to the above-mentioned German patent 804 112, the gas flow not only has to have a relatively low temperature, but also have a high speed. Through his The gas flow has the possibility of high speed, despite its relatively low temperature to cause undressing. In addition, the temperature must be determined precisely and just like that be low that the resulting fibers are hardened. It is also very important that the peripheral Jacket surface of the centrifugal body is protected against cooling by the gas flow. Neither in German patent specification 804 112 nor in French patent specification 1,124,487 are these cooperating measures disclosed. With the type according to the German patent specification 804 112 the strength of the products obtained is improved by using cooling, but since the cooling effect in this known type is not kept away from the circumference of the centrifugal body is, rather expressly in a preferred embodiment of this known type is also directed straight at the centrifugal body, is the pulling out of the mass flows in this known type to fibers very difficult and with a centrifugal body suitable for a large output with many spinning openings completely unsuitable for achieving a uniform product. at of the kind according to the French patent specification ίο 1124 487, on the other hand, are working with many Spin openings and a good and even aiming of the fibers given. But these fibers are not hardened and therefore do not have the high tensile strength desired according to the invention. An expedient type of the method according to the invention is characterized in that the fine mass flows are heated to increase their temperature before they enter the zone of action of the gas stream arrive at high speed and relatively low temperature.

Die Erfindung umfaßt auch Vorrichtungen zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Verfahrensarten. Eine grundsätzliche Art dieser Vorrichtungen weist einen rotierenden Schleuderkörper auf, der das ihm zugeführte geschmolzene Material in Form von Masseströmen abschleudert, aus denen die Fasern entstehen, sowie eine oberhalb des Schleuderkörpers konzentrisch zu ihm befindliche Ringdüse zur Erzeugung eines den Schleuderkörper etwa ringförmig umgebenden und vorzugsweise senkrecht zur Schleuderrichtung der Masseströme gerichteten, auf die entstehenden Fasern einwirkenden Gasstromes von verhältnismäßig niedriger Temperatur.The invention also includes devices for carrying out the methods according to the invention or types of procedure. A basic type of these devices has a rotating spinner which hurls off the molten material supplied to it in the form of mass flows, from which the fibers are formed, as well as one above the centrifugal body concentric to it Ring nozzle for generating an approximately ring-shaped surrounding the centrifugal body and preferably perpendicular to the centrifugal direction of the mass flows acting on the resulting fibers Gas stream of relatively low temperature.

Diese grundsätzliche Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie einen hohlen Schleuderkörper mit Schleuderöffnungen in seiner peripherischen Mantelfläche aufweist sowie Einrichtungen zum Schutz der peripherischen Mantelfläche gegen eine Abkühlung durch den Gasstrom und eine Ringdüse für den Gasstrom.According to the invention, this basic device is characterized in that it is hollow Has centrifugal body with centrifugal openings in its peripheral surface and facilities to protect the peripheral surface against cooling by the gas flow and a Ring nozzle for the gas flow.

Eine vorteilhafte Art der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die peripherische Mantelfläche des Schleuderkörpers beheizt ist.An advantageous type of device according to the invention is characterized in that the peripheral The surface of the centrifugal body is heated.

Eine besonders vorteilhafte Art der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine die peripherische Mantelfläche des Schleuderkörpers umgebende heiße Zone von praktisch gleichmäßiger Temperatur.A particularly advantageous type of device according to the invention is characterized by a the hot zone surrounding the peripheral surface of the centrifugal body is practically more uniform Temperature.

Im Gegensatz zur bekannten Art gemäß der französischen Patentschrift 1124 487 erstreckt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die heiße Zone bzw. die Beheizung, auch wenn sie durch einen Gasstrom hoher Temperatur oder durch Flammen erfolgt, nur auf die engere Umgebung des Schleuderkörpers. Danach gelangen die entstehenden Fasern in den Einwirkungsbereich des Gasstromes von großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur, wobei sie gehärtet werden und auf diese Weise besonders gute mechanische Eigenschaften und insbesondere eine große Zugfestigkeit erhalten. Die peripherische Mantelfläche des Schleuderkörpers und die nähere Umgebung dieser Mantelfläche sind dabei gegen eine Abkühlung durch den Gasstrom von großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur geschützt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dabei die nähere Umgebung der peri-In contrast to the known type according to French patent specification 1124 487 extends at the device according to the invention, the hot zone or the heating, even if it is by a gas flow high temperature or by flames, only on the closer environment of the centrifugal body. After that, the resulting fibers reach the area affected by the gas flow from large Speed and relatively low temperature, whereby they are hardened and on this Way particularly good mechanical properties and in particular a high tensile strength. The peripheral surface of the centrifugal body and the immediate vicinity of this surface are against a cooling by the gas flow of high speed and relatively lower Temperature protected. It is particularly advantageous if the immediate vicinity of the peri-

pherischen Mantelfläche eine gleichmäßige, entsprechend hohe Temperatur hat, so daß auch bei einer Vielzahl von Schleuderöffnungen, auch wenn diese in einer größeren Anzahl von Reihen übereinander angeordnet sind, gleiche Auszieh- und Härtungsverhältnisse für alle entstehenden Fasern gegeben sind. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt, die der Erläuterung der Erfindung dienen. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf diese Ausführungsbeispiele bzw. auf die Zeichnung. Sie beinhaltet aber zugleich eine weitere allgemeine Beschreibung der Erfindung. Es zeigenperipheral surface a uniform, accordingly has a high temperature, so that even with a large number of centrifugal openings, even if these are arranged in a larger number of rows one above the other, the same extraction and hardening ratios are given for all fibers produced. In the drawing, exemplary embodiments are shown, which serve to explain the invention. The following description refers to this Embodiments or on the drawing. However, it also contains a further general description the invention. Show it

Fig. 1 bis 5 Teilschnitte vom Schleuderkörper mit den zugeordneten Einrichtungen zur Zuführung und gegebenenfalls Leitung des Gasstromes von großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur sowie zum Schützen der peripherischen Mantelfläche des Schleuderkörpers gegen eine Abkühlung durch diesen Gasstrom undFig. 1 to 5 partial sections of the centrifugal body with the associated devices for feeding and, optionally, directing the gas stream at high velocity and relatively slower Temperature and to protect the peripheral surface of the centrifugal body against cooling through this gas flow and

F i g. 6 im Schnitt eine Einrichtung zur Erzeugung des Gastromes von großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur, die zur Einstellung der Temperatur auf einen vorbestimmten Wert einen seitlichen Lufteinlaßspalt aufweist.F i g. Figure 6 shows, in section, a device for generating the gas flow at high speed and in proportion low temperature, which is used to set the temperature to a predetermined value has a side air inlet gap.

In den Figuren ist der Schleuderkörper mit 1 bezeichnet. Seine peripherische Mantelfläche 2 hat Schleuderöffnungen 3 für das Ausschleudern des im Schleuderkörper befindlichen geschmolzenen Materials, insbesondere der geschmolzenen Glasmasse. Die Schleuderöffnungen sind auf mehrere, beispielsweise auf zwei bis zwanzig übereinander angeordnete Reihen verteilt.The centrifugal body is denoted by 1 in the figures. Its peripheral surface area 2 has Centrifugal openings 3 for ejecting the molten material in the centrifugal body, especially the molten glass mass. The spin openings are on several, for example Distributed in two to twenty rows one on top of the other.

Bei der Vorrichtung gemäß F i g. 1 ist konzentrisch zum Schleuderkörper 1 eine erste Ringdüse 4 angeordnet, die an ihrer Unterseite einen ringförmigen Schlitz 4« aufweist. Aus diesem Schlitz tritt der Gasstrom von großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur aus. Dieser Gasstrom kann beispielsweise ein Luft-, Dampf- oder Verbrennungsgasstrom sein, dessen Temperatur gegebenenfalls angemessen gesenkt worden ist.In the device according to FIG. 1 a first ring nozzle 4 is arranged concentrically to the centrifugal body 1, which has an annular slot 4 ″ on its underside. The gas flow emerges from this slot from high speed and relatively low temperature. This gas flow can be, for example, a stream of air, steam or combustion gas, the temperature of which, if appropriate has been appropriately lowered.

Der aus dem Schlitz 4 a mit großer Geschwindigkeit austretende Gasstrom wirkt auf die entstehenden Fasern ein, die ihren Ursprung in den aus den Schleuderöffnungen ausgeschleuderten feinen Masseströmen haben. Die Wirkung des Gasstromes ist in der die Schleuderöffnungen umgebenden Zone im wesentlichen senkrecht zu der Schleuderrichtung der feinen Masseströme. Hierbei erzeugt der Gasstrom von hoher Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur eine wirksame örtliche Härtung der Fasern.The gas flow emerging from the slot 4 a at high speed acts on the resulting Fibers that have their origin in the fine mass flows ejected from the centrifugal openings to have. The effect of the gas flow is in the zone surrounding the centrifugal openings essentially perpendicular to the centrifugal direction of the fine mass flows. The gas flow is generated here effective local cure at high speed and relatively low temperature of the fibers.

Zum Schutz der peripherischen Mantelfläche 2 des Schleuderkörpers 1 gegen eine Abkühlung durch den Gasstrom von hoher Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur dient die mit Hochfrequenzströmen gespeiste Wicklung 5, durch die die Mantelfläche 2 mittels Induktionsströme auf einer geeigneten Temperatur gehalten wird.To protect the peripheral surface 2 of the centrifugal body 1 against cooling by the Gas flow of high velocity and relatively low temperature is used with high frequency flows fed winding 5, through which the jacket surface 2 by means of induction currents on a suitable Temperature is maintained.

Fi g. 2 zeigt eine etwas anders ausgeführte Art der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der zum Schutz der peripherischen Mantelfläche 2 des Schleuderkörpers I gegen eine Abkühlung durch den Gasstrom von hoher Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur zusätzlich eine Beheizung dieser peripherischen Mantelfläche und gegebenenfalls deren unmittelbarer Umgebung mittels Flammen oder heißer Gase erfolgt. Die Zuführung der Flammen oder heißen Gase kann durch eine Ringdüse 6 erfolgen, aus deren Schlitz 6 ο die Flammen oder heißen Gase ausströmen. Die Ringdüse 6 liegt konzentrisch innerhalb der Ringdüse 4, aus deren Schlitz 4 a der Gasstrom von hoher Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur ausströmt. Die induktive Beheizung der Mantelfläche 2 mittels der stromdurchflossenen Wicklung 5 kann bei der Ausführungsart gemäß Fig. 2 gegebenenfalls auch in Fortfall ίο kommen.Fi g. 2 shows a somewhat different type of device according to the invention, in which, to protect the peripheral jacket surface 2 of the centrifugal body I against cooling by the gas flow at high speed and relatively low temperature, this peripheral jacket surface and possibly its immediate surroundings are additionally heated by means of flames or hotter Gases takes place. The supply of the flames or hot gases can take place through an annular nozzle 6, from whose slot 6 ο the flames or hot gases flow out. The ring nozzle 6 lies concentrically within the ring nozzle 4, from the slot 4 a of which the gas stream flows out at high speed and at a relatively low temperature. The inductive heating of the jacket surface 2 by means of the current-carrying winding 5 can optionally also be omitted in the embodiment according to FIG. 2.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsart, bei der die peripherische Mantelfläche 2 des Schleuderkörpers 1 durch die ringförmigen Platten 7, la gegen eine Abkühlung durch den aus dem Schlitz 4 a austretenden Gasstrom von großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur geschützt ist. Gemäß F i g. 3 sind die Platten 7, Ta am oberen und unteren Ende der peripherischen Mantelfläche2 am Schleuderkörper 1 befestigt, so daß sie mit dem Schleuderkörper 1 rotieren. Es kommt aber auch in Frage, daß die Platten stationär befestigt sind und nicht mit dem Schleuderkörper 1 rotieren. Die Höhe der Befestigung der Platten ist aber auch bei ihrer stationären Befestigung zweckmäßig die gleiche, wie sie gemäß F i g. 3 vorgesehen ist. Durch die Platten werden die aus den Schleuderöffnungen 3 austretenden feinen Masseströme gegen Abkühlung geschützt und behalten in dieser geschützten Zone eine genügend hohe Temperatur. Die Platten können auf der gleichen oder einer höheren Temperatur als die peripherische Mantelfläche gehalten werden. Eine zusätzliche Beheizung durch Induktionsströme mittels der Wicklung 4 kann vorgesehen sein.F i g. 3 shows an embodiment in which the peripheral surface 2 of the centrifugal body 1 is protected by the annular plates 7, la against cooling by the high speed and relatively low temperature gas flow emerging from the slot 4 a. According to FIG. 3, the plates 7, Ta are attached to the upper and lower ends of the peripheral surface 2 on the centrifugal body 1 so that they rotate with the centrifugal body 1. However, it is also possible that the plates are fixed in a stationary manner and do not rotate with the centrifugal body 1. The height of the fastening of the plates is, however, also expediently the same in the case of their stationary fastening, as shown in FIG. 3 is provided. The fine mass flows emerging from the centrifugal openings 3 are protected against cooling by the plates and maintain a sufficiently high temperature in this protected zone. The plates can be kept at the same or a higher temperature than the peripheral surface. Additional heating by induction currents by means of the winding 4 can be provided.

Bei der Ausführungsart gemäß F i g. 4 ist eine sich über die ganze Höhe der peripherischen Mantelfläche 2 erstreckende und diese umgebende Zone 8 vorhanden, durch die der Gasstrom von großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur mit praktisch gleichbleibender Temperatur hindurchströmt. Dieser Gasstrom tritt aus dem Schlitz 4 α der Ringdüse 4 aus und gelangt in den Abschnitt 11 einer vorgesehenen Führungsleitung. Der Abschnitt 11 hat in Strömungsrichtung sich vergrößernden Querschnitt und ist durch zwei zueinander geneigte Wände 9 a, 10 gebildet. An die Wand 9 a schließt sich eine parallel zur peripherischen Mantelfläche 2 des Schleuderkörpers 1 verlaufende Wand 9 b an. Zusammen mit den Platten 7, la wird durch die Wand 9 b und die peripherische Mantelfläche 2 ein Abschnitt 8 der vorgesehenen Führungsleitung gebildet, der einen wenigstens zwischen der oberen und unteren Reihe der Schleuderöffnungen 3 in der peripherischen Mantelfläche 2 gleichbleibenden Querschnitt hat. Die Führungsleitung endet in einem Abschnitt 13 mit in Strömungsrichtung zunehmendem Querschnitt, gebildet durch die Wände 9 c und 12, die zueinander geneigt sind. Diese Ausbildungsart verhindert das Auftreten störender Strömungen, insoesonderc das Einströmen von Außenluft, erhöht die Wirksamkeit des Gasstromes von großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur und gewährleistet die gleichmäßige Beschaffenheit aller in einem Fabrikationsgang hergestellten Fasern. Eine Heizung durch Induktion mittels der Wicklung 5 kann wiederum vorgesehen sein.In the embodiment according to FIG. 4 there is a zone 8 which extends over the entire height of the peripheral surface area 2 and surrounds it, through which the gas stream flows at high speed and at a relatively low temperature at a practically constant temperature. This gas flow emerges from the slot 4 α of the annular nozzle 4 and arrives in the section 11 of a guide line provided. The section 11 has a cross-section that increases in the direction of flow and is formed by two walls 9 a, 10 which are inclined towards one another. A wall 9 b , which extends parallel to the peripheral surface 2 of the centrifugal body 1, adjoins the wall 9 a . Together with the plates 7, la is through the wall 9b and the peripheral lateral surface 2, a portion 8 is formed of the intended transfer line having a constant at least between the upper and lower rows of the slinger ports 3 in the peripheral lateral surface 2 cross-section. The guide line ends in a section 13 with an increasing cross section in the direction of flow, formed by the walls 9c and 12, which are inclined to one another. This type of construction prevents the occurrence of disruptive currents, insoesonderc the inflow of outside air, increases the effectiveness of the gas flow at high speed and relatively low temperature and ensures the uniformity of all fibers produced in one production process. Heating by induction by means of the winding 5 can in turn be provided.

Die Ausführungsart gemäß F i g. 5 ergibt sich durch Kombination der Ausführungsart gemäß Fig. 2 mit einer Führungsleitung. Zum Schutz der peri-The embodiment according to FIG. 5 results from a combination of the embodiment according to FIG. 2 with a management team. To protect the peri-

pherischen Mantelfläche 2 des Schleuderkörpers 1 gegen eine Abkühlung durch den aus dem Schlitz 4 a austretenden Gasstrom von großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur ist die Ringdüse 6 vorgesehen, aus deren Schlitz 6 a ein Gasstrom von verhältnismäßig hoher Temperatur austritt, der der Beheizung der peripherischen Mantelfläche 2 dient und zwischen zwei Wänden 14,15 geführt wird. Die Wand 14 ist derart geneigt, daß dieser heiße Gasstrom die peripherische Mantelfläche 2 anströmt. Die allgemeine Führungsleitung besteht aus den Abschnitten 11, 8 und 13, die den mit den gleichen Ziffern versehenen Abschnitten in F i g. 4 entsprechen. The peripheral surface 2 of the centrifugal body 1 against cooling by the gas flow exiting the slot 4 a at high speed and relatively low temperature, the annular nozzle 6 is provided, from the slot 6 a a gas flow of relatively high temperature exits, which is used to heat the peripheral surface 2 is used and is guided between two walls 14,15. The wall 14 is inclined in such a way that this hot gas stream flows against the peripheral jacket surface 2. The general guidance line consists of sections 11, 8 and 13 corresponding to the same numbered sections in FIG. 4 correspond.

Die Ausführungsart gemäß F i g. 6 zeigt als Teilschnitt eine zweckmäßige Einrichtung zur Erzeugung des Gasstromes von großer Geschwindigkeit und verhältnismäßig niedriger Temperatur. Der Gasstrom wird erzeugt in der ringförmigen Verbrennungskammer 16 und tritt aus aus der Austrittsöffnung 16 ω. Unterhalb der Austrittsöffnung 16 a ist ein Zwischenraum (seitlicher Lufteinlaßspalt) 17 vorgesehen, über den sich der Gasstrom mit Luft mischt. Hierdurch wird die Temperatur des Gasstromes abgesenkt. Durch Regelung der einströmenden Luftmenge durch Regulierung des Lufteinlaßspaltes 17 kann das Gas-Luft-Gemisch auf die gewünschte Temperatur eingestellt werden. Danach tritt der Gasstrom in eine Führungsleitung ein, von der in Fig. 6 nur der obere Teil dargestellt ist und die grundsätzlich der Führungsleitung von Fig. 4 oder Fig. 5 entsprechen kann. In F i g. 6 hat diese Führungsleitung zunächst einen Abschnitt 20 mit abnehmendem Querschnitt, der durch die zueinander geneigten Wände 18 α und 19 a gebildet ist. Es folgt dann ein Abschnitt 21 mit zunehmendem Querschnitt, der durch die Wände 18 b, 19 b gebildet ist. Daran schließt sich an der Abschnitt 22 mit gleichbleibendem Querschnitt, der etwa dem Abschnitt 8 in den F i g. 4 und 5 entspricht.The embodiment according to FIG. 6 shows, as a partial section, an expedient device for generating the gas flow at high speed and at a relatively low temperature. The gas flow is generated in the annular combustion chamber 16 and emerges from the outlet opening 16ω. Below the outlet opening 16 a an intermediate space (lateral air inlet gap) 17 is provided, through which the gas stream mixes with air. This lowers the temperature of the gas flow. By regulating the amount of air flowing in by regulating the air inlet gap 17, the gas-air mixture can be adjusted to the desired temperature. The gas flow then enters a guide line, of which only the upper part is shown in FIG. 6 and which can basically correspond to the guide line of FIG. 4 or FIG. 5. In Fig. 6, this guide line initially has a section 20 with a decreasing cross section, which is formed by the mutually inclined walls 18 α and 19 a . There then follows a section 21 with an increasing cross section, which is formed by the walls 18 b, 19 b . This is followed by section 22 with a constant cross-section, which corresponds approximately to section 8 in FIGS. 4 and 5 corresponds.

Claims

Claims: 40

1. Process for the production of fibers of great strength from thermoplastic material, especially of glass fibers, in which the molten material is a rotating centrifugal body is supplied and thrown off by this in the form of mass flows from which the fibers arise, and in the case of the resulting fibers a centrifugal body for example ring-shaped surrounding and preferably directed perpendicular to the centrifugal direction of the mass flows Acts gas flow at a relatively low temperature, characterized in that that fine mass flows in a manner known per se from centrifugal openings in the peripheral Surface of a hollow centrifugal body are centrifuged that the mass flows when exiting the centrifugal openings against cooling by the gas flow are protected and that the gas flow then acting on the resulting fibers of so great a speed and so comparatively low a temperature that the resulting Fibers are hardened when drawn out.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fine mass flows to Increase in their temperature to be heated before they enter the zone of action of the gas flow at high speed and at a relatively low temperature.

3. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 or 2 with a rotating centrifugal body which throws off the molten material supplied to it in the form of mass flows from which the fibers arise, and with an annular nozzle located above the centrifugal body concentrically to it for generating one of the Centrifugal body approximately ring-shaped surrounding and preferably perpendicular to the centrifugal direction of the mass flows, acting on the resulting fibers gas flow of relatively low temperature, characterized in that it has a hollow centrifugal body (1) with centrifugal openings (3) in its peripheral surface (2) and devices (5, 6, 7, Ta) to protect the peripheral surface against cooling by the gas flow and an annular nozzle (4) for the gas flow.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the peripheral jacket surface (2) of the centrifugal body (1) is heated.

5. Apparatus according to claim 4, characterized by heating by induction (winding 5), a gas stream of high temperature or by flames (supply through annular nozzle 6 with slot 6 a).

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized by a peripheral Jacket surface (2) of the centrifugal body (1) surrounding hot zone of practically more uniform Temperature.

7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized by a shielding of the peripheral surface (2) of the centrifugal body (1) surrounding space against the gas flow of high speed and relatively low temperature by concentric to the centrifugal, annular plates (7, la ) at the height of the upper and lower ends of the sling body, which can optionally be attached to the sling body.

8. Device according to one of claims 3 to 7, characterized by a first annular nozzle (4, 4 a) located concentrically to it above the centrifugal body (1), which is used to supply the gas stream at high speed and relatively low temperature.

9. Apparatus according to claim 8 and optionally one of claims 3 to 7, characterized by a second ring nozzle (6, 6 a) which is concentrically enclosed by the first ring nozzle (4, 4 a) and which is used to supply the high temperature gas stream , which is provided to exert a limited heating effect on the peripheral surface (2) of the centrifugal body (1) and possibly its immediate surroundings.

10. Device according to one of claims 3 to 9, characterized by a guide line (11, 8, 13) for the gas flow of high velocity and relatively lower Temperature which surrounds the peripheral surface (2) of the centrifugal body (1) and which differs from the feed point (outlet slot 4 α of the first

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Ring nozzle 4) for the gas flow up to at least the last row of the centrifugal openings in the peripheral jacket surface (2) of the centrifugal body (1) extends.

11. The device according to claim 10, characterized in that the guide line in the extending over the entire height of the peripheral surface (2) of the centrifugal body (1) Section (8) has a constant cross-section.

12. Device according to one of claims 10 and 11, characterized in that the the peripheral surface (2) of the centrifugal

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body (1) surrounding section (8) of the guide line a line section (13) with it enlarging cross-section connects.

13. The apparatus according to claim 10, characterized by one above the centrifugal body (1) concentric to it, into the guide line (20, 21, 22) opening (16 a) annular combustion chamber (16) designed to generate the gas flow of great speed and relatively low temperature is used and below that to lower the temperature a lateral air inlet gap (17) is provided to a predetermined value.

1 sheet of drawings