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Spinndüse zur Herstellung feiner künstlicher Hohlfäden Es ist seit
langem 'bekannt, daß auf kÜnstlichem Wege erzeugte Fäden gegenüber den mit Hohlräumen
durchsetzten natürlichen Fäden, z. B. solchen aus, Baumwolle, Seide oder Wolle,
gewisse Nachteile aufweisen, z. B. den, daß sie. in geringerem Maße wärmeisolierend
sind.
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Man hat sich deshalb seit langem bemüht, auch Kunstfäden mit darin
eingeschlossenen Hohlräumen herzustellen. Es. ist jedoch bisher nicht gelungen,
dünne Fäden, wie Kunstseid@efäden, mit durchgehenden Hohlräumen in, technisch befriedigender
Weisse herzustellen.
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Es ist zwar allgemein bekannt und üblich, größere Hohlgebilde, wie
starke Fäden, Schläuche u..dgl., mittels' Düsen herzustellen, in deren D.urchflußkanäle
Körper so, eingesetzt sind, daß diese _von der zu verspinnenden Masse umflossen
werden, wodurch bei der gleichzeitig oder unmittelbar darauf folgenden Verfestigung
der MasseHohlgebildeentstehien.
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Diese Arbeitswcis:e ist aber auf die Herstellung feiner Kunstfäden
nicht ohne weiteres übertragbar.
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Für die Herstellung von Kunstfäden hat man vielmehr bisher entweder
innerhalb der Düsenöffnung ein feines Rohr angeordnet, durch das Füllflüssigkeit
in die entstehenden Hohlfäden eingeführt wurde, .oder man hat zur Herstellung von
Hohlfäden Rillenwalzen verwendet und in die Rillen dies---r Walzen Nadeln eingelegt,
um hierdurch Hohlfäden zu erhalten. Schließlich ist es auch nicht mehr neu, in Düsenöffnungen
hin und her gehende Nadeln anzuordnen. Die Herstellung feiner, gleichmäßiger Hohlfäden
ist dadurch aber nicht gewährleistet.
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Diese bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von Hohlfäden führten
jedoch nicht zu gleichmäßigen Hohlraumbildungenoder erwiesen sich in der Durchführung
und erforderlichen Anordnung zu umständlich.
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Beider Herstellung ;besonders feiner, hohler Kunstfäden, z. B: solcher
von einem Durchmesser von 5o bis ioo ,u, treten auch Anforderungen an die Genauigkeit
des Fadens auf, denen die für die Herstellung stärkerer Gebilde bestimmten bekannten
Vorrichtungen nicht gewachsen sind, zumal. wenn ein gleichmäßig verlaufender Hohlraum
erzielt werden soll.
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Nach vorliegender Erfindung gelingt nun die Herstellung feiner künstlicher
Hohlfäden durch Verwendung einer Spinndüse, bei der die den Hohlraum im Faden erzeugenden,
axial verlaufenden Drähte am Eintrittsteil der Düsenöffnungen befestigt sind.
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Es war nicht zu erwarben, daß die an sich einfache Befestigungsweise
.des Hohlraum bildenden Drahtes am Eintrittsteil der Düsenöffnungen die Viscosemasse
bei diesen geringen Abmessungen der Düsenquerschnitte und den vorhandenen Auspreßdrucken
nach dem Vorbeigang an den Nadeln sich nicht verkleben und einen gleichmäßigen Durchfluß
an den Befestigungsstellen vorbei in die Düsenöffnungen
stattfinden
ließ, d. h. daß die notivendige Befestigung der Hol@lraumbildner außerhalb der Düsenöffnungen
nicht zu irgendwelchen Ungleichmäßigkeiten in der Ausbildung der Hohlräume führen
würde.
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Die Befestigung der Hohlraumbildner der Drähte an der Eintrittsseite
der Düsenöffnungen besitzt den Vorteil großer Einfachheit gegenüber der schwierigen
Anordnung etwa heivegter Nadeln in den Düsenöffnungen oder in Rillen von Walzen,
wobei noch durch Ungenauigkeiten in der Nadelbewegung oder geringfügige Veränderungen
der bewegten Teile zueinander die Fadenbildung beeinträchtigt wird.
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Es muß berücksichtigt werden, daß die Düsenöffnungen bei den hier
in Rede stehenden Maßen selbst mit bloßem Auge nur schwer zu erkennen sind und die
Hohlräume bildenden Nadeln nur bei guter Vergrößerung, z. B. mit Hilfe eines Mikroskopes,
ermittelt werden können.
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Wenn es danach schon bei der bisherigen Erzeugung von Hohlfäden größerer
Abmessung Schwierigkeiten machte, die den Hohlraum bildenden Nadeln im Düsenkanal
anzubringen, und man u. a. zu Hilfsmaßnahmen, wie einer Hinundh.erbewegung der den
Hohlraum bildenden Nadeln griff, so zeigt sich dadurch, wie wenig zu erwarten war,
daß bei derart feinen Düsenöffnungen noch Hohlraum bildende Elemente überhaupt wirksam
sein konnten. Erst die Erfahrung hat gelehrt, daßdie Übertraung der auch für weit
größere Verhältnisse' noch nicht eindeutig bewährten Anordnungen zur Bildung von
Hohlfäden u. dgl. auf die außerordentlich geringen Maße der Iiunstfädenherstellung
der genannten Art nicht zu schlechthin brauchbaren, sondern zu durch die Gleichmäßigkeit
vorzüglichen Ergebnissen führte und daß auf diesem Wege vor allem auch eine wirtschaftlich
verweindbare Hohlfädenerzeugung möglich ist.
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Es hat sich gezeigt, daß durch eine in der Düsenöffnung, an oder in
der Nähe derselben vorzusehende Verankerung der Nadel das gleichmäßige Durchfließen
der hochzähflüssigen Spinnmasse nicht behindert wird, daß also die Masse eimvandfrei
in die Düsenkanäle einfließt, daß aber die Hohlraumbildung beim Verlassen des Kanals
beendet ist und die Fäden innerlich nicht mehr verkleben.
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Die Anwendung der schlechthin durchaus üblichen Anordnung von Nadeln
u. dgl. zur Bildung von Hohlraumgebilden auf die Erzeugung von Kunstfäden größter
Feinheit setzt also die Überwindung nicht unbedenklicher Henimungen und Vorurteile
voraus.
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In der Zeichnung ist eine Spinndüse nach der Erfindung in einigen
Ausführungsbeispielen dargestellt. Abb. i zeigt eine übliche Düsenbohrung mit einem
konisch erweiterten Eintrittsteil, im übrigen zylindrischer Ausbildung, wie sie
in Spinndüsen zum Spinnen gewöhnlicher Kunstseide im allgemeinen gebräuchlich ist.
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Abb. 2 zeigt .eine Düsenbohrung gleicher Art mit einem axial von der
Eintrittsseite aus eingeführten und am Eintrittsteil der Düsenöffnung mittels eines
Querdrahtes gehaltenen Draht in zwei um 9o"' gegeneinander verdrehten Ansichten.
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Abb.3 zeigt eine andere Ausführungsform des den Hohlraum im Faden
bildenden Drahtes.
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Im einzelnen ist mit a der den Hohlraum im Faden bildende Draht bezeichnet"
während b einen Querdraht darstellt, durch den der Draht a in zentrischer Lage gehalten
wird. Der Querdraht b kann in einfacher Weise durch Eindrücken seiner freien Enden
in das Düsenmetall befestigt werden. Der Querdraht kann aber auch z. B. durch Verstemmen
mit der Düse in feste Verbindung gebracht werden.
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Beim Befestigen des Querdrahtes b durch Eindrücken ist es naturgemäß
erforderlich, daß das Metall des, Querdrahtes härter ist als das Düsenmetall.
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Düse und Draht können aber auch aus gleichem Werkstoff bestehen, wenn
zu ihrer Herstellung vergütbare Legierungen verwendet werden. In diesem Falle wird
dann der Querdraht in vergütetem Zustand in die unvergütete Düsenöffnung eingedrückt
und die letztere alsdann ebenfalls vergütet. Die Drähtea und b bestehen zweckmäßig
ebenfalls auch aus dem gleichen Metall.
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Es hat sich gezeigt, daß eine so einfache Befestigungsart, wie- die
vorstehend angegebene, durchaus ausreichend ist, um den axial in der Düsenbohrung
verlaufenden Draht zu halten und ein einwandfreies Arbeiten zu gewährleisten.
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Selbstverständlich kann man aber auch andere Befestigungen vornehmen,
z. B. mit Hilfe von zwei Drähten.
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Als weitere Befestigungsmöglichkeiten kommen in Betracht eine 'beiderseitige
Verklemmung des den Hohlraum im Faden bildenden Drahtes durch den Werkstoff des
Düsenbodens selbst, in dem der Draht in axialer Lage in der Bohrung durch einen
auf zwei entgegengesetzten Seiten auf den inneren Düsenboden mit einem geeigneten
Werkzeug gerichteten Druck selbst festgeklemmt wird. Hierdurch bilden sich schmale
Querstege aus dem Material des Düsenbodens, die den Draht in ähnlicher Weise wie
der in der Zeichnung dargestellte Querträger halten.
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Für manche Fälle, insbesondere bei Spinndüsen mit sehr kleinen Bohrungsdurchmessern,
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den
den Hohlraum im Faden
bildenden Draht über den äußeren Lochrand hinausragen zu lassen, wie dies in Abb.
3 beispielsweise verans-chaulicht ist.
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Beim Arbeiten mit der Spinndüse gemäß der Erfindung umgibt die Spinnlösung
beim Eintritt in die Düs-enbohrungin üblicher Weise den den Hohlraum im Fäden erzeugenden
Draht allseitig und gleichmäßig. Durch die strömende Vis,co,se -wird der Draht in
der Mitte der Bohrung gehalten, gegebenenfalls .auch bei geringer Schrägstellung
in die Axialsbellung gezwungen.
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Auf diese Weise gelingt die Herstellung künstlicher Hohlfäden in einfachster
und billigster Weise. Als Düsen dienen auf übliche Weise gebohrte Düsen, die durch
Einsetzen von mehr .oder weniger dünnen Drähten Hohlräume im Faden jeweils gewiinschter
Gestaltung ergeben bnv. Kunstfäden von verschiedener Manteldicke herzustellen gestatten.
Die den Hohlraum im Faden bildenden Drähte können ' in einfachster Weise eingeführt
und im Bedarfsfalle auch verhältnismäßig leicht ausgewechselt werden.
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Die ,erzeugten Fäden besitzen den Vorzug, daß sie bei geringsten Fadenstärken
gleiche Außendurchmesser, aber bedeutend geringeres Gewicht aufweisen als Vollfäden
und daß sie infolgedessen mit erheblich geringerem Materialaufwand hergestellt werden
können. Im übzigen besitzen sie die bekannten Vorzüge der Hohlfäden, insbesondere
den Vorteil ausgezeichneter Wärmeisolierung.