DE2144376A1 - Verfahren zur Behandlung von Fasern - Google Patents
Verfahren zur Behandlung von FasernInfo
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Description
DBR/By München-Pullach, 2.September 1971
Case 3090/GER
COAL INDUSTRY (PATENTS) LIMITED, Hobart House, Grosvenor Place, London S.W.1, England.
Verfahren zur Behandlung von Fasern
Die Erfindung betrifft die Behandlung von Fasern. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Fasern,
Fäden oder Folien in kontinuierlicher Weise.
Es sind verschiedene Formen von Vorrichtungen bekannt geworden, um kontinuierliche Fasern, Fäden oder Folien mit Gasen zu behandeln.
Diese benötigten ganz allgemein die Verwendung komplizierter Walzensysteme oder ähnliches, um so eine Vorrichtung
mit einem grossen Durchsatz jedoch relativ kleiner Gesamtabmessungen zu schaffen. Beispielsweise müsste eine Faser, Faden oder
Folie, die eine einstündige Behandlung bedingt und in der Menge von 50 m/min hergestellt werden soll, falls sie gradlinig wäre,
3000 m lang sein. Falls eine Länge von lediglich 50 m Verwendung findet, würde dieses ungefähr 60 Gruppen von Walzen bedingen,
über welche die Faser, Faden oder Folie verläuft. Derartige Walzen
vergrössern die Komplexität der Vorrichtung erheblich, ins-
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besondere falls hohe Temperaturen angewendet werden.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, das für die Behandlung einer kontinuierlichen Faser, Faden oder
Folie in Anwesenheit eines Gases geeignet ist, bei dem die kontinuierliche Faser, Faden oder Folie durch ein Rohr von mindestens
1 m Länge geleitet wird, während ein Gas durch das Rohr in Bewegungsrichtung der Faser, Faden oder Folie und an dieser
vorbei geleitet wird, wobei der Gasstrom die Faser, den Faden ψ oder die Folie durch das Rohr trägt.
Das Rohr kann abgebogen sein, und falls dies der Fall ist, kann
es zweckdienlich in einem Herd oder Ofen angeordnet oder auf eine andere Weise beheizt sein, so dass der Faden, Faser oder
Folie in einem kompakten Herd oder Ofen erwärmt werden kann, ohne dass komplizierte Walzen oder andere Einrichtungen notwendig
sind. Vorzugsweise sind derartige Biegungen durchgehend einstückig mit dem Rohr ohne Kanten oder Leisten ausgebildet, über
welche die Richtung der Faser, Faden oder Folie sich plötzlich ändert. Die Biegungen sollten in einem ausreichend grossen Radius
ausgebildet sein, dass die Faser, der Faden oder die Folie nicht springt oder abreisst.
Die Faser, der Faden oder die Folie sollte vorzugsweise nicht unter von aussen aufgebrachter Spannung stehen oder sollte unter
einer von aussen aufgebrachten Spannung stehen, die gerade ausreicht, um die Faser, den Faden oder Film aus dem Rohr auf
irgendeine Aufwiekelspule oder Trommel oder dergleichen herauszuziehen.
Der viskose Sog des Gases, das an der Faser, dem Faden oder der Folie vorbeiströmt, erzeugt eine Kraft in der Faser,
Faden oder Folie allgemein in Art einer Zugspannung, welche ausreichen sollte, um die Faser, den Faden oder den Film durch
das Rohr zu ziehen. Bevorzugt wird gerade eine ausreichende Spannung durch den viskoseiSbg des an der Faser, dem Faden oder
der Folie vorbeiströmenden Gases erzeugt, dass in der Faser, dem Faden oder der Folie am nachlaufenden Ende an den Biegungen des
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Rohres im wesentlichen keine Zugspannung vorhanden ist. Die Faser, der Faden oder die Folie kann, falls gewünscht, an diesem
Punkt unter Druckspannung stehen. Dadurch werden die Reibungskräfte in der Biegung des Rohres minimiert. In vielen Fällen
ist es vorteilhaft, die Faser, den Faden oder die Folie gerade zu halten, wenn sie behandelt wird, so dass eine geringelte
Faser, Faden oder Folie nicht gebildet wird und folglich muss eine Spannung aufrecht erhalten werden. Durch das erfindungsgemässe
Verfahren ist es somit möglich, die Fasern, die Fäden oder Folien zu behandeln, während diese unter relativ niedriger Spannung
stehen und dadurch die Möglichkeiten von Brüchen zu minimieren.
Das Rohr kann von irgendeinem zweckdienlichen Querschnitt sein. Es kann beispielsweise kreisförmig oder elliptisch sein. Alternativ
kann es auch rechteckig oder quadratisch im Querschnitt ausgebildet sein. Falls eine Folie behandelt wird, ist der
Querschnitt vorzugsweise rechteckig oder weist zumindest eine gerade Linie an der Biegung des inneren Querschnittes auf, so
dass die Beanspruchung des Filmes oder Folie minimiert wird.
Mehr als eine Faser, Faden oder Folie können gleichzeitig durch Hindurchleiten durch das Rohr behandelt werden. Beispielsweise
kann ein Strang oder Bündel, das aus mehreren hundert von Fasern oder Fäden besteht, dadurch behandelt werden, dass der Strang
durch ein einzelnes Rohr geleitet wird. Dieses bietet den weiteren Vorteil, dass das Gas in die Mitte des Bündels oder Stranges
gezwungen wird, wodurch die Behandlung der Fasern oder Fäden in der Mitte des Stranges oder Bündels unterstützt wird.
Falls angestrebt kann das Gas unter Überdruck stehen. Ein leichter
Unterdruck kann gleichfalls Verwendung finden.
Falls das Rohr relativ lang ausgebildet ist, kann ein zu grosser Druckabfall über die Länge des Rohres auftreten. Die Geschwindigkeit
des Gases längs des Rohres kann so gross sein, dass es
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einen zu grossen viskosen Sog erzeugt und folglich auch eine zu grosse Spannung in der Faser, dem Faden oder der Folie. Um
dieses zu vermeiden, kann überschüssiges Gas an einen oder mehreren zwischenliegenden Punkten über die Länge des Rohres ausströmen.
Falls der Gasstrom pulsierend oder auf andere Weise nicht kontinuierlich ist, können die Pulse oder Gaswellen Verwendung
finden, um die Faser, Faden oder Folie längs des Rohres zu bewegen und zwar in entsprechend kleinen Schritten. Der Gasstrom
kann einen begrenzten Minimalwert haben oder gleich Null sein.
Das Gas kann mit dem Material der Faser, des Fadens oder Folie reagierend sein oder es kann bezüglich des Materials inert sein.
Das Gas kann erwärmt werden, indem das Rohr in einem Herd oder Ofen angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Gas,
erwärmt werden, ehe es in das Rohr eingelassen wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere zur Behandlung
von Fasern, Fäden oder Folien geeignet, wie dies in der deutschen Patentanmeldung P 20 42 194.7, Priorität Grossbritannien
27.August 1969, beschrieben ist, in der ein Verfahren zur Her- w stellung von Fasern, Fäden oder Folien erläutert ist, die aus
Kohle/bestehen, welches das Verspinnen oder Stranggiessen einer Lösung oder eines Extraktes von Kohle als Verfahrensschritt
aufweist, um eine Faser, Faden oder Folie zu bilden, das Oxydieren
beispielsweise mit Luft bei 230°C der gesponnenen oder
stranggepressten Faser, Faden oder Folie zumBilden einer Faser, Faden oder Folie, die stabilisiert ist, für eine Wärmebehandlung
und den Verfahrensschritt des Karbonisierens der stabilisierten
Faser, Fadens oder Filmes, indem beispielsweise die stabilisierte Faser, Faden oder Folie in einer inerten Atmosphäre bei ungefähr
11000C oder bis zu einer Temperatur von 26000C erhitzt
wird, wobei im letzteren Falle eine.Graphitfaser, -faden oder
-folie gebildet wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann sowohl in der Stabilisierungsstufe, in welchem Falle das
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Gas zweckdienlicherweise Sauerstoff oder Luft sein kann, oder
in der Karbonisierungsstufe (einschliesslich der Graphitisierung) Verwendung finden, in welchem Falle das Gas Stickstoff
sein kann.
Entsprechend einer abgeänderten Form der vorliegenden Erfindung kann das Gas durch eine Flüssigkeit ersetzt Werden.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung näher erläutert, in welcher ein schematischer Schnitt einer zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens
zweckdienlichen Vorrichtung veranschaulicht ist. Die Vorrichtung weist ein Rohr 1 auf, welches einen Strang von Fasern enthält,
welcher durch eine einzelne dicke Linie 2 in der Zeichnung veranschaulicht ist. Das Gas und die Fasern werden in Richtung
der veranschaulichten Pfeile durch das Rohr hindurch geführt. Am stromaufwärts liegenden Ende des Rohres 1 ist eine Eintritt
skammer 3 vorgesehen, welche eine Eingangsöffnung 4 für das Gas aufweist und eine Zuführungsspule 5, die derart ausgebildet
ist, dass sie sich mit einer gesteuerten Geschwindigkeit dreht. Am stromabwärts liegenden Ende des Rohres 1 ist eine Aufnahmekammer
6 vorgesehen, die eine Auslassöffnung 7 für Gas und eine Aufwickelspule 8 aufweist, welche derart ausgebildet ist,
dass sie den Strang von Fasern 2 unter Aufbringen der minimalsten Spannung auf den Fasernstrang aufnimmt.
Beim Betrieb wird durch die Einlassöffnung 4 in die Einlasskammer 3 und durch das Rohr 1 Gas geleitet. Der Gasstrom an dem
Faserstrang 2 vorbei zieht den Faserstrang in und durch das Rohr 1 von dem Zufünrungsrad 5, welches derart gesteuert ist,
dass die Zufuhrmenge des Faserstranges 2 in der konstanten gewünschten Geschwindigkeit erfolgt. Das Gas verlässt das Rohr 1
durch die Aufnahmekammer 6 und die Auslassöffnung 7. Der Faserstrang 2 wird auf das Aufwickelrad Θ gezogen.
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Sämtliche in der Zeichnung erkennbaren und in der Beschreibung
erläuterten technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.
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Claims (5)
1. Verfahren zur Behandlung einer kontinuierlichen Faser, Fadens oder Folie in Anwesenheit eines Gases, bei dem die kontinuierliche
Faser, Faden oder Folie durch eine Öffnung geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung
in einem Rohr (1) von mindestens einem Meter Länge vorgesehen ist, und dass man das Gas durch das Rohr in Bewegungsrichtung
und an der Faser, Faden oder Folie vorbeileitet, wodurch der Gasstrom die Faser, Faden oder Folie durch das Rohr trägt, und
dass man beispielsweise durch Erwärmen oder durch chemische Reaktion die Faser, Faden oder Folie während ihrer Bewegung
durch das Rohr behandelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr mit einer Biegung Verwendung findet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das nachlaufende Ende der Faser, Fadens oder Folie in den Biegungen
des Rohres spannungsfrei gehalten wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strang oder Bündel von Fasern
oder Fäden durch das Rohr geleitet wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr in einem Ofen angeordnet wird.
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