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Verfahren. zur Herstellung von Kunstfasern Stapelfasern wurden bisher
hauptsächlich in der Weise hergestellt, daß zuerst auf Kunstseidenspinnmaschinen
endlose Fäden erzeugt und diese dann in kurze Faserstücke zerschnitten wurden.
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Um diese kurzen Fadenstücke in einem Arbeitsgang zu erhalten, ist
auch schon vorgeschlagen worden, dieselben durch periodische Unterbrechung des Ausspritzens
der Spinnlösung in das Fällbad herzustellen oder auch mittels Reißleiste den austretenden
Faden an der Spinndüse in kurzen Stücken abzureißen. Beide Verfahren haben sich
aber als praktisch undurchführbar erwiesen.
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Das neue Verfahren vermeidet ebenfalls den Umweg über den endlosen
Kunstseidenfaden und stellt direkt aus der Spinnlösung kurze Einzelfasern her. Die
Fadenerzeugung in Form kurzer Fadenstücke geschieht durch Schleuderkraft, welche
auf den aus der Spinndüse austretenden Flüssigkeitsstrahl zur Einwirkung gelangt.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, mit Hilfe der Schleuderkraft endlose
Kunstseidenfäden herzustellen, indem z. B. aus einer mit Spinndüsen versehenen umlaufenden
Trommel Celluloselösung in Form feiner Strahlen herausgepreßt wird, welche dann
in einem Fällbad koaguliert werden, das sich in einer zweiten um die Spinntrommel
konzentrisch angeordneten Schleuder befindet. Die gefällten endlosen Fäden treten
dabei mit der Fällfiüssigkeit unten aus der äußeren umlaufenden Trommel aus und
werden durch die Schleuderdrehung gezwirnt und dann aufgehaspelt.
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Dieses Verfahren hat indessen keinen Eingang in. die Kunstseidentechnik
gefunden, da es sich als praktisch undurchführbar erwies. Zum Herauspressen der
Spinnlösung sind nämlich erhebliche Umfangsgeschwindigkeiten nötig; dementsprechend
erhält auch die äußere Fällbadtrommel, deren Drehzahl bedingt durch die Abzugsgeschwindigkeit
der Fädchen von derjenigen der Spinntrommel abhängig ist, sehr hohe Umfangsgeschwindigkeiten
infolge des größeren Durchmessers. Wenn die ausgefällten Fädchen mit der Fällfiüssigkeit
aus der schnell umlaufenden Trommel auf den feststehenden Führungstrichter übergehen,
wird die hohe Geschwindigkeit plötzlich abgebremst, und die eben ausgefällten, noch
sehr empfindlichen Einzelfädchen werden durch die auftretenden schädlichen Kräfte
und Flüssigkeitswirbel zerrissen, bevor sie zu einem festeren Faden zusammengezwirnt
werden können.
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Es wurde nun gefunden, daß unter Anwendung desselben Grundsatzes auf
vorteilhafte Weise direkt verspinnbare Stapelfaser hergestellt werden kann. plan
läßt auf die fortlaufend aus den Spinndüsen herausgeschleuderten, noch nicht verfestigten
Spinnstrahlen, nachdem sie eine gewisse Wegstrecke zurückgelegt haben,
durch
das umlaufende Fällbad so starke anders gerichtete Zugkräfte einwirken, daß die
Spinnstrahlen, sowie sie vom Fällbad erfaßt werden, aus ihrer Flugrichtung abgelenkt
und stark ausgezogen werden, bis sie schließlich an der Stelle der stärksten Beanspruchung
abreißen. Dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend. Das Abreißen geschieht meist
in dem zwischen Spinndüsen und Fällbadwand befindlichen Luftzwischenraum, bevor
die Fädchen vollständig koaguliert sind.
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In der Zeichnung ist eine zur Ausübung des neuen Verfahrens dienende
Vorrichtung in einer beispielweisen Ausführungsform dargestellt.
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Eine hängend angeordnete Schleuder a ist an der Wandung der Schleudertrommel
mit einzelnen oder in Gruppen angeordneten Düsen b versehen und steht durch das
Zuleitungsrohr c mit dem Vorratsbehälter z für die Spinnlösung in Verbindung. Die
Trommel der Schleuder a ist von einer zweiten größeren, stehend angeordneten Schleuder
d umgeben. Die hohle Welle c dieser Schleuder ist durch Stopfbüchse f und Leitung
g mit dem die Fällflüssigkeit enthaltenden Vorratsgefäß r in Verbindung. Der Rand
der Außenschleuder d ist von einem ringförmigen Sammelbehälter h umgeben für das
aus dar Schleudx d austretende Gemisch von Fasern und Fällbad.
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Die Düsen odar Düsengrupp3n können beliebig gestaltet und angeordnet
sein.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die innere Trommel
an den Stellen, wo die Düsen sitzen, mit Ausweitungen zu versehen, so daß die auswechselbaren
Düsen sich an den Stellen größten Trommeldurchmessers befinden.
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Vergrößert man die Drehzahl der Außenschleuder immer mehr, so daß
man eine immer größere Geschwindigkeitsdifferenz gegenüber der Innenschleuder erhält,
so werden die austretenden Spinnstrahlen, die von der mit der Außentrommel d schnell
umlaufenden Fällfiüssigkeit erfaßt werden, während das Durchlaufens der Luftschicht
zwischen Düsenöffnung und Fällbadschichtimmer stärker von der ihnen erteilten Flugrichtung
abgebogen, werden dabei immer stärker ausgezogen, bis sie schließlich jeweils an
der Stelle der größten Beanspruchung auseinanderreißen, wobei sie an dieser Stelle
zu ganz feinen Spitzen ausgezogen werden. Dieser Vorgang wiederholt sich immer wieder,
sobald das abgerissene Fadenende von neuem die umlaufende Fällbadschicht erreicht.
Die abgetrennten Einzelfädchen werden vom Fällbad »aufgenommen, koaguliert und verlassen
die Schleuder zusammen mit dem Fällbad ebenfalls unter Wirkung der Schleuderkraft.
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Die Fadenlänge ist innerhalb gewisser Grenzen einstellbar. Sie ist
in der Hauptsache abhängig von dem Unterschied der Drehzahl der beiden Schleudern.
Durch entsprechende Regelung der Zähigkeit der verwendeten Spinnlösung können die
Einzelfädchen, bevor sie abreißen, mehr oder weniger stark ausgezogen werden.
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Dar Vorteil dieses neuen Verfahrens gegenüber den bekannten Kunstseidenspinnverfahren
zur Herstellung endloser Fäden liegt vor allem darin, daß Fadenbrüche und ähnliche
Vorgänge, z. B. auch Verstopfung einzelner Düsen, keinen nachteiligen Einfluß auf
die gewonnenen Fasern ausüben können. Auf die geringe Festigkeit des eben erst ausgefällten
Fadens braucht bei den kurzen Fasern keine Rücksicht genommen zu werden. Es ist
deshalb möglich, mit sehr hohen Drehzahlen und Abzugsgeschwindigkeiten zu arbeiten,
wie sie bei der endlosen Fadenherstellung überhaupt nicht verwendet werden können;
außerdem kann die Mengenleistung durch Verwendung größerer Schleudern, auf denen
eine größere Düsenanzahl untergebracht ist, erheblich gesteigert werden, während
diese bei den bekannten Spinnmaschinen beschränkt bleiben muß auf die Zahl der zu
einem gezwirnten Faden zu vereinigenden Einzelfäden. Besonders feine Fäden werden
erhalten, wenn man Innen- und Außenzentrifuge in verschiedenem Drehsinn umlaufen
läßt, so daß man also sehr hohe Geschwindigkeitsdifferenzen erhält. Dabei können
Fädchen erhalten werden, welche feiner sind, als sie auf irgendeinem anderen Wege
heute hergestellt werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, daß man bei hohen
Abzugsgeschwindigkeiten ziemlich große Düsenöffnungen verwenden kann und daß im
Gegensatz zu den bekannten Kunstseidenspinnverfahren die Mengenleistung kaum zurückgeht,
wenn sehr feine Fädchen hergestellt werden. Auch die Weiterverarbeitung der gewonnenen
Stapelfaser ist einfacher, da ja Spulen und Haspeln. wegfallen und das Waschen und
Trocknen der wenig empfindlichen Fasern schneller durchgeführt werden kann.
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Die gewonnene Faser ist wie die Naturfaser leicht verspinnbar, während
die zerschnittene Kunstseidenfaser erst durch entsprechende Vorbehandlung spinnbar
gemacht werden muß.