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Verfahren zur Herstellung von Kunstfäden aus Cellulosederivaten nach
dem Trockenspinnverfahren. Bei der Herstellung von Kunstfäden aus Cellulosederivaten
(Ester, Äther u. dgl.) nach dem Trockenspinnverfahren ist es üblich, die Verdunstung
der Lösungsmittel innerhalb eines ganz oder fast ganz geschlossenen Raumes herbeizuführen,
in der ''eise, daß die aus den Spinndüsen au=trctenden Fäden einen am besten warmen
Gasstrom antreffen, d.et gewöhnlich dem Lauf der Fäden entgegengeleitet wird.
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Die vorliegende Erfindung ist dazu bestimmt, in einfacher Weise die
unabhängige Regelung der Temperatur in der Düsengegend und gleichzeitig das Spinnen
in einer an Dämpfen reichen Atmosphäre in einem beliebig langen Teil der Zelle zu
bewirken. Dabei wird, wie schon früher üblich und im Gegensatz zu einem neueren
Verfahren, bei dem die Verdunstung der Lösungsmittel auf dem ganzen von den Fäden
in der Zelle durchlaufenen Wege in einer mit Lösungsmitteldämpfen bereits angereicherten
Atmosphäre bewirkt wird, zum Verdunsten der Lösungsmittel eine %ve;etitliclie 'Menge
frischer Atmosphäre in die Zelle eingeführt. 'Wie weiter unteti erklärt, wird aber
diese Atmospliäre in sehr rationeller Weise ausgenutzt.
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Die Erfindung besteht darin, in einer mittleren Zone die dort vorbeiströmenden
Gase der Zelle ganz oder teilweise zu entziehen und diese Gase in der Gellend der
Spinndüsen der Zelle wieder zuzufiiliren, nachdem diese Gase gegebenenfalls erwärmt
worden >ind.
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Der Einfaclilieit halber soll der so a.b-#lezweigte Gasstrom in der
Folge - Zweigstrom:< genannt %%-erden, ini Gegensatz zu dein Hauptstrom, der
bei Austritt der Fäden eintritt. In Wirklichkeit vermengen sich die zwei Ströme,
wenn sie einen gewissen Teil der Zelle gemeinsam durchfließen; die-vorstehend gewählten
Ausdrücke bleiben aber trotzdem verständlich. Das Ausmaß des Zweigstroin.es wird
durch die -Menge der aus der Zelle entnommenen und demzufolge auch durch die in
der Nähe der Düsen wieder eintretenden Gase bestimmt. Das Ausmaß des Haupt_.tromes
hängt von der Menge der in die Zelle neu eingeführten Atmosphäre, demzufolge auch
vor- der aus der Zelle zum Zweck der Wiedergewinnung der Lösungsmittel endgültig
entfernten Gasmenge ab; letztere vermehrt sich natürlich um die -Menge der aufgenommenen
Lösungsmitteldämpfe.
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Es geht hieraus hervor, daß der Zweigstrom an der Verdampfung der
Lösung-Mittel in derjenigen Gegend der Zelle, wo diese Verdampfung besonders stark
ist, mitwirkt. Eine etwaige Erwürmun- des Zweigstromes wird diese Wirkung noch wesentlich
verstärken. Unter sonst gleichen Bedingungen und für eine gegebene Seidenerzeugung
kann man also die neu eingeführte Atmosphäre (Hauptstrom) wesentlich verringern.
Dieselbe -Menge neuer Atmosphäre, nach vorliegender Erfindung verwendet, wird viel
größere )Mengen Lösungsmittel verdun>ten können; man kann also mit wesentlich größerer
Gc=chwindi-kcit ,pinnen und die Spinnanlalge dcmgemäßbesser ausnutzen.
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\1a11 besitzt so ein Mittel, um für eine -e--ebene Arbeit_lcistun-
die mit I.iizun<,sniitteln beladene Ga#stnenge zu verringern, also
die
Konzentration der Dämpfe zu erhöhen, was große Ersparnis zur Folge hat, da bekanntlich
bei den meisten Wiedergewinnungsverfahren der Gehalt der Atmosphäre nicht nur auf
die Ausbeute, sondern auch auf den Au,nutzungskoefiizicntet? der die Lösungsmittel
aufnehmenden Stoffe einen wesentlichen Einfluß ausübt.
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,Nach der Erfindung durchwandern die aus den Düsen austretenden frischen
Fäden gleich von Anfang an eine mit Lösungsmitteln =tack beladene Atmosphäre.
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Dieser Gehalt an Lösungsmitteln kann übrigens verändert werden, indem
das Verhältnis der im Hauptstrom und im-Zweig-troin strömenden Gasmengen geändert
wird. Dem Geiste der Erfindung nach ist es, zweckmäßig, den Zweigstrom wesentlich
stärker als den Hauptstrom zu wählen.
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Bei unveränderter Stärke der .beiden Ströme kann man den Gehalt der
abgezweigten Gase und damit den Gehalt in der Düsengegend ändern, indem man den
Ort der Abzweigung und den Ort des schließlichen Abflusses der Verdampfungsatmosphäre
gegenseitig verschiebt.
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Schließlich kann man auf diese .'eise sehr einfach die Temperatur
ii? der Düsengegend auf eine gewünschte Höhe bringen, indem man die Temperatur des
Zweigstromes,, dessen Stärke in weiten Grenzen geändert werden kann, regelt.
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Für bestimmte Spinnbedingungen und für eine bestimmte Stärke des Zweigstromes
genügt es, die Temperatur zu bestimmen, auf die man den Zweigstrom zu bringen hat,
um bei den Düsen die gewünschte Temperatur zu erzielen; diese Heizung kann aber
natürlich mit jeder beliebigen, dem gleichen Zwecke dienenden Anordnung verbunden
werden.
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Die Erfindung kann in sehr verschiedener Weise ausäeführt werden.
Die den Einzelzellen entnommenen Gasmengen können für eine oder mehrere Gruppen
von Zellen in einem einzigen Sammelrohr vereinigt werden; die Fortbewegung kann
durch beliebige mechanische Mittel bewirkt werden, die Verteilung auf die einzelnen
Zellen erfolgt durch ein anderes Samiuelrohr. Damit alle Zellen genau die gleichen
Gasmengen abgeben und erhalten, verwendet man zweckmäßig die in der Patentschrift
,110 723 beschriebenen Vorrichtungen.
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Diese bestehen darin, daß alle einem Sv-#;tem angehörenden Zellen
auf möglichst symmetrische Weise durch Röhren von ausgiebig berechneter `reite mit
dem Saug- oder Drucksy.teni verbunden und mit untereinander genau gleichen Druckreduzierern
- ausgerüstet werden.
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Die Heizung des GIeichstrome:kann aii einer beliebigen Stelle vorgenommen
werden; die Leitungen für die warmen Gase %%-erden in üblicher Weise thermisch isoliert.
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Man kann aber auch für jede Zelle den lweigstrorn besonders einrichten,
die Fortder Gase wird mechanisch oder durch das Spiel der spezifischen Gewichte
bewirkt. Im letzteren Falle kann man nach .Maßgabe der an den verschiedenen Punkten
herrschenden Temperaturen das Ausmaß des Stromes durch Anordnung und Stärke der
Leitungen, Einschaltung von Diaphragmen, Einschnürsngen usw., die natürlich für
alle Zellen, die dasselbe Gut erzeugen, genau gleich sein müsz.en, regeln.
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Um den Gasstrom zu verteilen, kann man für die Entnahme sowie für
die Wiedereinführung der Gase die ringförmige Anordnung verwenden, die in der Patentschrift
428 74.5 beschrieben ist. Bei dieser ist der Eintritt und Austritt der Gasströme
so angebracht, daß der übertritt in möglichst gleichmäßiger Weise auf den Umfang
der Zelle verteilt wird.
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Die vorliegende Erfindung kann auf alle Arten von Spinnzellen angewendet
werden; die Trockenatmosphäre wird aber am besten ausgenutzt, wenn zylindrische
Wellen gewählt werden, von denen jede nur die zu einem Faden nötigen Einzelfäden
erzeugt; es werden entweder Düsen mit vielen öffnungen oder Einzeldüsen, auf einem
ringförmigen Rohr verteilt, benutzt. 11Ian vermeidet so die toten Winkel der rechteckigen
Zellen und verteilt die Fäden vollständig symmetrisch den Gasströmen gegenüber.
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Der Durchmesser der Zellen soll so gering als möglich sein, ebenfalls
zur besseren Ausnutzung der Atmosphäre; die Zellen können an ihrem unteren Ende
mit dem in der Patentschrift 403 736 beschriebenen Trichter, der mit glatten
Innenwandungen ausgestattet ist und an seiner Spitze die Au_trittsöffnung für den
gebildeten Faden trägt, Versehen werden, so daß der Austritt der Fäden in der Achse
der Zelle sich befindet.
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Man kann übrigens die Zellen ganz oder zum großen Teil konisch gestalten,
entsprechend dein Kegel, den die zu vereinigenden Einzelfäden bilden.
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Nachstehend wird als Beispiel die Anwendung der Erfindung auf eine
Gruppe zylindri; scher Zellen, die auf den Abb. i und 2 schematisch dargestellt
sind, beschrieben.
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A, A sind die Einzelzellen, die fast in ihrer ganzen Länge aus dünnwandigen
und engen (6 bis 15 cm Durchmesser) Metallröhren bestehen, was eine sehr billige
I-Iei'-stellun11 ermöglicht.
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Der obere Teil dieser Zellen ist 7weck-;??:i;.'.i;; e#t'@t'eael't,
:m7 mittels eitie-s Tiirclic#iis
(das auf der Zeichnung nicht dargestellt
ist), Zugang zu den Spinndüsen B zu geben; die Zellen erhalten so einen gewissen
Abstand voneinander, so daß man die nötigen Vorrichtungen zum Spulen, Zwirnen usw.
für die aus jeder Zelle austretenden Fäden anbringen kann.
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Die Röhren A können in ihrem unteren Teil auf bekannte Weise (Doppelwandungen
mit Heizflüssigkeit, elektrische Heizung) erwärmt werden. Auf den Abb. i und 2 ist
als Beispiel ein einfacher Kasten C, die Röhren A umgebend, dargestellt werden;
in diesem Kasten befinden sich die von einer Flüssigkeit durchflossenen Heizkörper,
wobei die Leitungen einen Doppelstrang bilden, dessen Hälften von der Wärmeflüssigkeit
nach dem Gegenstromprinzip durchflossen werden. Man erhält so in der ganzen Gruppe
eine sehr gleichmäßige Heizung. Man kann auch die Röhren A innerhalb des Kastens
C mit weiten Öffnungen versehen, um den Austausch der Temperaturen zu erleichtern:
in diesem Falle muß man aber den Kasten zwischen den Zellen mit Wänden versehen,
damit jede Zelle selbständig arbeiten kann.
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Die Röhren A können unterhalb des Kastens C verlängert werden, so
daß die frische Atmosphäre, die bei der Austrittsöffnung der Fäden eintritt, die
Fäden abkühlen kann, was für die nachfolgenden Operationen: Spulen, Zwirnen usw.
vorteilhaft ist. Die Zellen tragen unten den TrichterD" der, wie in der Patentschrift
.103 736 ausgeführt ist, mit glatten Innenwandungen ausgestattet ist und
an seiner Spitze die Austrittsöffnung für den gebildeten Faden trägt. An dem Trichter
kann auch hier eine Tür angebracht werden.
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Das Abzapfen von Atmosphäre erfolgt in E
mittels eines ringförmigen
Ansatzes. Das Sammelrohr F nimmt die aus den verschiedenen Zellen herkommenden Gase
auf. Aus dem '-;aminelrohr G gehen die Röhren aus, die die entzogenen Gase bei H,
in der Nähe der Düsen. wieder in die Zellen zurückführen.
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Der Ventilator f befördert den Gasstrom; die Heizvorrichtung l dient
zu dessen Erwärmen. falls dies gewünscht ist; beide sind nur schematisch dargestellt
worden. I kann an irgendeiner Stelle angebracht werden, so auf dein Sammelrohr G,
auf den Röhren zwischen G und H, die man dann entsprechend verlängert.
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Der endgültige Austritt der Gase befindet sich bei K; die mit Dämpfen
beladenen Gase gehen nach dem Sammelrohr L, das zur ZViedergewinnung führt.
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Für alle ein gleiches Gut herstellende Zellen wird die Identität der
Öffnungen für Zweigstrom und Hauptstrom durch die in der Patentschrift .1i0
723 beschriebenen Einrichtungen erzielt. Diese bestehen aus einen Druckverlust
herbeiführenden Vorrichtungen (Diaphragma, Einschnürungen usw.), die dem Zweck entsprechend
berechnet werden.
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Abb.3 gibt ein anderes Beispiel; es ist nur der obere Teil einer Zelle
dargestellt. Der Zweigstrom verläuft unabhängig für jede Zelle und wird durch den
Unterschied in der Dichte, der durch die Heizung .erzeugt wird, in Gang gebracht.
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Das Abzapfen geschieht bei M, die Wiedereinführung bei N, die Erwärmung
des, Zweigstromes erfolgt in P. Die Heizflüssigkeit wird für eine größere Anzahl
von Zellen durch ein Sammelrohr Q zugeführt und durch ein anderes Rohr R abgeführt;
beide Sammler sind thermisch isoliert. Der endgültige Austritt der Gase .erfolgt
bei S, sie gehen durch das Sammelrohr T nach der Mliedergewinnungsanlage.