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"erfahren und Vorrichtung zum Kühlen ausgepresster, schmelzflüssiger
Fäden".
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen
einer Mehrzahl ausgepresster Fäden aus schmelzflüssigen Polymeren, um diese Fäden
in ihrer Gleichmäßigkeit, insbesondere hinsichtlich gleichförmigerer Farbe zu verbessern.
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Vorgeschlagen und auch angewendet ist bereits eine Anzahl von Verfahren,
um polymere Fäden bei ihrem Austreten aus der Spinnapparatur-abzuschrecken bzw.
abzukühlen. Verschiedene dieser Abschreckungsvorrichtungen sind speziell auf den
Zweck abgestellt, Ungleichmäßigkeiten der einzelnen, ausgesponnenen Fäden zu verringern.
Beispielsweise beschreibt die amerikanische Patentschrift Nr. 2.252.684 eine Abschreckvorrichtung,
welche die ausgesponnenen Fäden vollständig umgibt und ein gasförmiges Kühlmedium
von allen Richtungen auf die geschmolzenen Fasern aussprüht.
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Das gasförmige Medium wird dann in gleicher Richtung mit den abziehenden
Fasern nach unten abgedrängt. Die amerikanische Patentschrift Nr. 3.067.458 behandelt
eine Verbesserung dieser Vorrichtung durch die Inanspruchnahme eines zusätzlichen,horizontalen
Stromes eines gasförmigen Mediums,'quer zu den Fäden und unterhalb der zylindrischen
Abschreckvorrichtung, um dadurch die Auswirkung von Luftturbulenz innerhalb des
zylindrischen Kühlbereiches zu verringern. Die amerikanische Patentschrift Nr. 3.299.469
zeigt eine weitere Verbesserung mit der Anordnung einer zentral sich von der Spinnapparatur
nach unten erstreckenden und in die zylindrische ltühlkasmer hineinführenden Leitfläche.
Diese Leitfläche soll dazu dienen, Luftturbulenz im Zentrum des Fadenbündels auszuschalten.
Andere Kühlvorrichtungen, bei denen ein Luftstrom horizontal in gerader Richtung
und quer zu den Fasern geleitet wird, sind bekannt, so unter anderem aus der amerikanischen
Patentschrift Nr.
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2.273.105, Nach der amerikanischen PatentschxL ft Nr. 3.280.424 scheint
es sich um eine Verbesserung des Vorrichtungstypes zu handeln, bei dem die Spinndüse
im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und die Seitenwände der Kühlkammer für
eine Anbringung in einer festen Stellung zu den Schmelzefäden zugerichtet sind.
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Das Verfahren zum Kühlen eines aus einer im wesentlichen runden Spinnapparatur
nach unten ausgepressten Bikidels aus einer
Mehrheit schmelzflüssiger
Fäden aus synthetischem Polymer ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein gasförmiges
Kühlmedium in horizontaler Richtung radial nach innen quer auf die Fäden über einen
Kreisbogen von etwa 1800 richtet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Vorrichtung zum Kühlen
der schmelzflüssig aus der Spinnapparatur austretenden Polymerfasern einen zur Aufnahme
eines Kühlgasmediums ausgebildeten von Wänden begrenzten Kasten auf mit einer Frontwand,
die eine längsgerichtete, konkave, durchbrochene Oberfläche aufweist, die sich nach
dem Inneren des Kastens oder Gehäuses erstreckt und wobei die Kastenkanten gleichgerichtet
sind den Kanten der konkaven Fläche sowie der Kasten-einer Anordnung zur Zuführung
des besagten gasförmigen Mediums aufweist.
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Diese Apparatur wird nachstehend eingehender beschrieben anhand der
beigefügten Zeichnung, in welcher: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer
AusfUhrungsform einer erfindungsgemäßen Apparatur, teilweise aufgebrochen an einer
der Abschlußwände ist, und Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise perspektivisch,
teilweise im Schnitt, der Apparatur nach der Erfindung in Verbindung mit einer kreisförmigen
Spinnplatte zeigt.
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In den Figuren 1 und 2 ist der zur Teilumfassung dienende Kasten 1
der Kühlvorrichtung begrenzt von Abschlußwänden 2 und 3 (3 nicht sichtbar in Fig.
1), Seitenwänden 4 und 4' (4' nicht sichtbar)., einer Rückwand 5. (Fig. 2) und einer
Frontwand, bestehend aus den beiden seitlichen Frontwandabschnitten 6 und 6' und
einem langgestreckten konkaven, durchbrochenen Flächenteil 7 (Zylinderschale), der
sich nach innen in den Kasten einwölbt. Die durchbrochene Fläche 7 wird zweckmäßig
in Stellung gehalten durch zwei ebene Längs streifen.
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8 und 8 sowie zwei konkav gebogenen Streifen 9 und 92, die mittels
Schrauben 10 festgemacht sind. Die durchbrochene Fläche kann von einem Drahtnetz
oder einem gelochten Metallblech, einer Kombination aus beidem oder aus irgendeinem
anderen zur Luftverteilung geeigneten, durchbrochenen Gebilde gebräuchlicher Art
bestehen. Zwischen Frontwand und Rückwand des Kastens 1 ist außerdem noch eine gebogene,
durchbrochene Wand 11 angebracht, um eine gleichmäßigere Verteilung aus der Zuleitung
12 der zugeführten Luft oder eines anderen Kühlgases zu gewährleisten.
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Wie in Fig. 2 zu sehen, führt der Gaseinlaßstutzen 12 von der Rückwand
5 aus und ist so ausgebildet, daß er teleskopartig zu verbinden ist mit einem Rohr
13 von etwas größerem Kaliber, das nach innen in eine übliche, mit 14 bezeichnete
Trockenkammer einragt.
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Am freien Ende des Gaseinlaßstutzens 12 ist auf der Unterseite eine
Rastennase 15 für eine genaue Einstellung der Kühlapparatur, wozu die Nase 15 in
den Führungsschlitz 16 des Rohres 13 einschiebbar ist. Im Rohr 13 sind Öffnungen
17, damit das Gas leichter in den Einlaßstutzen 12 eintreten kann.
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Wenn vorstehend auch eine bestimmte Anordnung für die Versorgung mit
Kühlgas zum Kühlgerät besonders beschrieben ist, so schließt das nicht aus, daß
auch andere Ausführungsmittel verwendbar sein können; so kann beispielsweise der
Gaseinlaß -stutzen anschließen an den Boden oder die Radseite mit entsprechenden
Leitblechen, um das Kühlgas in der gewünschten Weise zu verteilen. Die Kühlvorrichtung
kann auch so angeordnet sein, daß sie relativ zur Spinndüse nach oben oder unten
verschieblich ist.
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Die Kühlapparatur ist so ausgebildet, daß sie möglichst dicht an der
runden Spinnplatte 18 angebracht werden kann, wie Fig.2 zeigt, damit die Fäden so
schnell wie möglich, erstarren. Die halbkreisförmige, durchbrochene Fläche der Kühlapparatur
ergibt einen halbkreisförmigen, horizontal gerichteten Kühlgas-Strom quer zu den
Fäden aber ohne einen weiteren Gasstrom,der gleichgerichtet ist mit den austretenden
Fäden, so daß praktisch einer Art Turbulenz vorgebeugt wird, wie sie bei Anwendung
eines vollkommen zylindrischen Kühlgehäuses auftritt, bei dem die Gasströme sich
in der Mitte des Fadenstromes aufeinander treffen.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglicht außer einer wirksamen
und praktisch gleichförmigen Kühlung der Fäden, auch einen leichteren Zugang zur
Spinnplatte, wenn deren Reinigung und sonstige Arbeiten vorzunehmen sind und sie
aus dem Materialzufluß genommen werden soll, -ohne daß sie dabei von geschmolzenem
Polymerisat verschmiert wird. Die Vorrichtung verbindet also die Eigenschaften einer
zylindrischen Kühlvorrichtung mit denen einer Eühlvorrichtung mit geraden Wänden
derart, daß nur die Vorteile beider nutzbar gemacht sind. Wie bereits erwähnt, entsteht
bei einer Vorrichtung nach der Erfindung nicht die Art von Luftturbulenz, wie bei
einer zylindrischen Kühlbeaufschlagung. Es kann ferner behauptet werden, daß nach
vorliegender Erfindung auch die Kühlleistung gegenüber der bei einer Kühlung mit
Anwendung von geraden Wänden, wie sich aus der US-Patentschrift Nr. 2.273.105 ersehen
läßt, vor allem nachdem dort die Kühlmittel nicht dicht an die Spinndüsenoberfläche
herangeführt sind.
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Ein Polyaethylenterestalatharz mit einer Eigenviskosität von ungefähr
0,6, wie sie durch eine Lösung des Harzes in einer Lösungsmittelmischung von 60
Gew. % Phenol, 40 Gew % Tetrachloraethan bei 300 C festgelegt ist, wurde zu 2 verschiedenen
70 Denier, 34-er Fadengarne verarbeitet nach zwei getrennten Methoden A und B unter
dabei gleichen Spinn- und Streckbedingungn aber unter Anwendung unterschiedlicher
Kühlvorrichtungen für das aus der Spinnapparatur austretende Fadengut.
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Bei der Methode nach A wies die Kühlvorrichtung eine durchbrochene
Luftverteilungsoberfläche von 18-cm Breite und 76-cm Länge vor einer Trockenkammer
im Abstand von etwa 13-cm hinter dem Zentrum der Schmelxfasern und etwa 13-cm unter
der Oberfläche der Spinndüse auf.
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Bei der Methode nach B wurde eine Kühlvorrichtung nach vorliegender
Erfindung - im wesentlichen, wie in der beiliegenden Zeichnung dargestellt - angewendet
statt einer solchen nach Methode A. Die Vorrichtung war ungefähr 46-cm lang und
die durchbrochene Gasausschrittsfläche etwa 5-cm vom Zentrum der Schmelzefasern
entfernt. Die Vorrichtung wurde dicht an der Fläche der Spinnplatte - wie etwa in
Fig. 2 der Zeichnung gezeigt, angeordnet. Die Kühlluft hatte in beiden Fällen A
und B, innerhalb etwa 12 mm von der äußeren Oberfläche der durchlochten Wände, gemessen,
eine Geschwindigkeit von 12,2 bis 15,2 m pro Minute.
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Die nleichhcit und Nichtgleichförmigkeit der Garne wurde gemessen
nach der üblichen Versuchsanordnung, nach ASTMD-1425, "Method of Test for Uneveness
of Textile Stands, unter Verwendung eines Prüfgerätes zur direkten Ermittlung der
Eigenschaften des Garnes, indem die Kapazitätsänderung eines Kondensators bei Durchlauf
des Garnes zwischen dessen Platten gemessen wird.
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Je geringer der ermittelte Inert bei diesem Pr1lfverfahren ist, desto
gleichmäßiger ist das Fadenprodukt. Farbaufnahmevermögen nach Barre'-Graden wurden
visuell, unabhängig voneinander, von drei entsprechenden Spezialisten festgestellt
und die Mittelwerte der Ergebnisse gezogen. Die Bewertungen am Garn wurden vorgenommen,
nach wirken zu einer Hülse. Die Barre'-Werte sind geschätzte Größen mit Einheiten
von 1 - 5 und Teilwerten, die um je 0,25 steigen; je höher die Barre'-Zahl, desto
gleich -mSßiger das Produkt in seinem Farbaufnahmevermögen.
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Folgende ergebnisse wurden bezüglich Nichtübereinstimmung und nach
dem Barre'-Verfahren erhalten: Garne Behandlungsweise Behandlungsweise A Nichtgleichförmigkeitswert
2.31 1.24 Farbgleichförmigkeit (nach Barre') 4.25 4.73 Die obigen Ergebnisse sind
besonders bezeichnend in Hinsicht darallf, die Gleichförmigkeit von Polyester-Garn
auf die von im Handel erhältlichem Garn zu bringen oder sogar zu überschreiten.
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Die Kühlvorrichtung nach vorliegender Erfindung arbeitet vorzugsweise
mit einer Kühl luft- oder anderen Kühlgasgeschwindigkeit von etwa 9 bis zu etwa
30 m pro Minute.
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Die geringeren Geschwindigkeiten sind vorzuziehen für ein Garn mit
geringerem Denier, während die höheren Geschwindigkeiten vorzugsweise angewendet
werden für Garn mit höherem Denier.