-
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von künstlichen Fasern aus
faserbildenden Flüssigkeiten Gegenstand des Patentes 689 870 ist ein Verfahren
zur Herstellung von künstlichen Fasern aus faserbildenden Flüssigkeiten, insbesondere
Acetylcellulose, unter Anwendung eines zwischen einer an der Flüssigkeitsabgabestelle
angeordneten Elektrode und einer entfernt von ihr angeordneten Gegenelektrode entgegengesetzter
Polarität bestehenden und die Faserbildung verursachenden elektrischen Hochspannungsfeldes,
bei dem an der Gegenelektrode eine so hohe Feldstärke erzeugt wird, daß sich der
Faseranziehungseffekt der Gegenelektrode, kurz bevor diese von den Fasern erreicht
wird, für letztere in einen Abstoßungseffekt umkehrt, so daß ein Anlagern der Fasern
an der Gegenelektrode verhindert wird.
-
Bei diesem Verfahren gelangen somit die gebildeten, von der Gegenelektrade,,zunächst
angezogenen und dann durch Umladung wieder abgestoßenen Fasern zwischen den beiden
Elektroden in einer hinsichtlich Anziehung und Abstoßung neutralen .Zone in einen
Schwebe- oder Gleichgewichtszustand, verdichten sich hier zu einem Faserbrand und
können dann als solches fortlaufend aus dem elektrischen Feld abgezogen werden,
ohne mit der Gegenelektrode in Berührung gekommen zu sein. Bei diesem Verfahren
bildet somit das Faserband eine Hilfselektrode und einen Träger für die Anlagerung
der später gebildeten Fasern.
-
Wird dieses Verfahren in einer Spinnkammer ausgeführt, wie es bei
der. Durchführung des Verfahrens im großen einerseits zwecks Wiedergewinnung des
verdampften Lösungsmittels der Spinnlösung und andererseits zwecks Beibehaltung
der gleichen atmosphäreschen
Bedingungen im Spinnfeld erforderlich
ist, so treten des öfteren noch Schwierigkeiten. dadurch auf, daß das gebildete
Faserband zerreißt, wodurch dessen fortlaufendes Abziehen au: dein Hochspannungsfeld
unterbrochen wird.
-
Es war daher die Aufgabe ztt lösen, das Spinnverfahren nach dein Hauptpatent
so zu verbessern, daß ein Zerreißen des gebildeten Faserbandes soweit wie möglich
verhindert wird, damit die Nildung der Fasern und das Abziehen des gebildeten Faserbandes
fortlaufend gestaltet wird und die Uberwachung des Verfahrens auf ein Minimum lyeschränlct
«erden kann, Es wurde nun gefunden, dall die genannten Schwierigkeiten behoben werden
können, wenn gemäß vorliegender Erfindun- die Faserhersteellung in einer aus einemelektriscli
leitenden Stoff bestehenden oder innen mit einem solchen Stoff ausgelegten und guerdeten,
mit einer Einrichtung zur Verlagerung der neutralen Zone zwischen den beiden Hochspannungselektroden
ausgerüsteten Spinnkammer erfolgt, aus welcher das in der neutralen Zone des Hochspannungsfeldes
zwischen den beiden Hochspannungselektroden gebildete Faserband durch einen schn--11
umlaufenden Trichter aus dem Hochspannungsfeld abgezogen wird, wobei die Luft in
<leg Spinnkammer während des Spinnvorganges umgewälzt und das beim Spinnen verdampfte
Lösungsmittel der Spinnlösung in der Weise aus der Spinnkammer abgezogen wird, daß
die Luft in der Spinn.kannner mit Lösungsinitteldämpfen gesättigt bleibt.
-
Die Verwendung von elektrisch leitfähigen und geerdeten Spinnkammern
hat den Vorteil, daß elektrische. Stauungen im Hochspannungsfeld, die bei Verwendung
elektrisch isolierter Spinnkammern durch Aufladen der Wandungen aufzutreten scheinen
und den Spinnvorgang bzw. das gewünschte Verdichten der Fasern zu einem Faserband
stören, vermieden werden.
-
Die genannte Einrichtung an der Spinnhammer, durch die die Potentialdifferenz
der beiden Hochspannungselektroden gegeneinander geändert und somit die Lage der
neutralen Zone zwischen ihnen verschoben, d. h. mit Bezug beispielsweise auf die
negative Elektrode dieser gegenüber gehoben oder gesenkt wird, hat den Vorteil,
daß der Spinnprozeß den jeweiligen Eigenschaften der zu verspinnenden Flüssigkeiten
und auch den atmosphärischen Verhältnissen in der Spinn-I;amnter fortlaufend angepaßt
und die Verdichtung der gebildeten Fasern zu einem Faserband in die vorteilhafteste
Lage im elektrischen Hochspannungsfeld genau einreguliert werden kann, so daß ein
Zerreißen des gebildeten Faserbandes weitgehendst verhindert wird.
-
Wird ferner erfindungsgemäß das gebildete, noch lockere Faserband
aus dein eiektrisclien Feld durch einen schnell timiatifrtiden Trichter abgezogen,
wobei das Faserband zentrisch oderexzentrisch durch den Trichter hindurchgeführt
werden kann, so eraält das lockere Faserband eine gewisse Zwirnung, und es wird
ein geschlosseneres, f; st-et«es Faserband in der Entwicklungszone erhalten, das
sich leichter aus dem Hochspannungsfeld abziehen läßt, ohne ein Zerreißen 1),efiircliteit
zu müssen. Die exzentrische Durchführung des Faserbandes durch den umlauf@n;l@n
Trichter hat dabei den Vorteil, daß tt«-aie Verunreinigungen, wie auf d.en Fas1-rn
sitzende, noch unverdampfte Flüssig'"cvitsti-t'ipfchen, durch Zentrifugallzraft
a.l>geschleu Irrt werden, was zu einer weiteren Trocknung der Fasern beiträgt. Das
auf diese Weise et-haltene Faserband kann unmittelbar oder mit einer Drehung versehen
(r bis 2 Drebungen je cm) für Kette und Schuß in der Weberei verwendet werden und
ebenso ohne weiteres auf Baumwoll- oder Wollspinninascliiiten zu Feingarnen verarbeitet
tv@r@len.
-
Das L'inwälzen der Luft in der Spinnkantnier nach an sich bekannten
Verfahren. lxispielsweise dein Böcklerschvn t_niw<i@zverfahren, und das Abziehen
des beine Spinnen verdampften Lösungsmittels der Spinnlösung derart, daß die Luft
in der Spinnkaminen mit Lösungsmitteldämpfen gesättigt bleibt. hat den Vorteil,
- daß auf diese Weise in der Spinnkammer fortlaufend die gleichen atmosphärischen
Verhältnisse auirechterhalten bleiben, wodurch das Spinnverfahren wesentlich verbessert
wird. Durch die Rückgewinnung des verdampften Lösungsmittel: wird außerd,etn das
Verfahren verbilligt.
-
Bei dem Verfahren des Hauptpatentes werden ferner vorzugsweise für
jede Düsenreihe zwei Gegeneld:troden aus dünnen Drähten benutzt. Es hat sich jedoch
gezeigt, daß die Abscheidung der Fasern zu einem schweb°nden Faserband ebensogut
erfolgt, wenn für jede Düsenreihe nur eine Gegenelektrode aus einem dünnen Draht
benutzt wird.
-
Die genannten erfindungsgemäßen Verbesserungen des eliAtrischen Spinnverfahrens
nach dem Hauptpatent werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
-
In dieser stellt r die Spinn caminer dar, in der nebeneinander eine
beliebige Anzahl Düsenrohre 2 mit Spinndüsen 3 angeordnet ist, die zugleich die
eine Elektrode des Hochspannungsfe-Ides bilden. Jeder Düsenreihe ist in einem gewissen
Abstand eine Gegenelektrode in Gestalt eines sehr dünnen Drahtes .I
zugeordnet,
doch können für jede Düsenreihe auch mehrere derartige Gegenelektroden benutzt werden.
Erfindungsgemäß - ist die Spinnkammer i aus einem elektrisch leitenden. Stoff hergestellt
oder innen mit einem solchen belegt und durch die Leitung 5 geerdet. Die zu verspinnende
Flüssigkeit wird der Düsenreihe = unter Druck durch das Rohr 6 zugeführt.
-
Wird zwischen den beiden Elektroden 3 und 4 ein Hochspannungsfeld
hergestellt, so erfolgt in diesem wie nach dem Hauptpatent eine Umwandlung der aus
den Düsen 3 austretenden Flüssigkeit zu Fasern, die von der Gegenelektrode 4 angezogen
-werden. Im Hauptpatent wurde nun schon darauf hingewiesen, daß es durch Erzeugung
einer hohen Feldstärke an der' Gegenelektrode möglich ist, den Faseranziehungseffekt
der Gegenelektrode, kurz bevor die Gegenelektrode von den Fasern erreicht wird in
einen Abstoßungseffekt mit einhergehender Umkehrung der elektrischen Ladung der
Fasern umzuwandeln, so daß ein Anlagern der Fasern an der Gegenelektrode nicht stattzufinden
vermag. Bei diesem Verfahren gelangen -also die Fasern kurz oberhalb der Gegenelektrode
4 in einen Gleichgewichts--oder Schwebezustand, d. h. in eine neutrale. Zone, in
der sich die Anziehung und die Äbstoßung das Gleichgewicht halten. In dieser neutralen
Zone lagern; sich die Fasern zu einem Faserband 7 zusammen und können dann als solches
aus dem elektrischen Feld abgezogen werden.
-
Um hierbei die Lage der genannten neutraler Zone zwischen den beiden
Hochspannungselektroden 3 und :4 den Eigenschaften der zu verspinnenden Flüssigkeit
entsprechend verschieben zu .können, kann beispielsweise bei Verwendung einer Wechselstromanlage
für die Erzeugung des Hochspannungsfeldes u. a. so vorgegangen werden, daß in die
Leiturig des auf hohe Spannung transformierten Stromes zwei Gleiehrichteranlagen
eingebaut werden, die zusammengeschaltet werden. Die erste Gleich.richteranlage
G1 liefert beispielsweise eine Spannung von -j- jokV gegen Erde. Der Minuspol 8
dieser Gleichrichteranlage wird durch die Leitung g geerdet und durch die Leitung
io mit der geerdeten Wand der Spinnkammer verbunden. Der positive Pol i i wird beispielsweise
über einen Widerstand W1 durch die Leitung 12 mit dem Düsenrohr :2 verbunden. Die
Spannung dieser Gleichrichteranlage kann durch die Anordnung des Transformators
T1 praktisch von o bis 5okV geregelt werden: Die zweite Gleichrichteranlage G2 ist
ebenfalls für 5o kV Gleichspannung ausgelegt. Der Pluspol 13 dieser Anlage wird
durch die Leitung 14 geerdet und der Minuspol 15 über einen Schutzwiderstand W2
durch die Leitung 16 mit der Gegenelektrode 4 der Spinnkammer verbunden. Die Spannung
dieser zweiten Gleichrichteranlage kann durch den Transformator T2 ebenfalls von
o bis zum Maximalwert von 5o kV geregelt werden, und zwar vollkommen unabhängig-
von der zuerst beschriebenen Gleichrichteranlage, Auf diese Weise ist es somit möglich,
die Potentialdifferenzen der beiden Hochspannungselektroden. 3 und 4 gegeneinander
beliebig zu ändern und somit auch die genannte neutrale Zone zwischen ihnen in weiten
Grenzen zu verschieben.
-
Die zwischen je einer Düsenreihe, 3 und der Gegenelektrode 4 in der
neutralen Zone gebildeten Faserbänder 7 werden erfindungsgemäß je durch ,einen Trichter
17 aus der Spinnkammer i abgezogen, der beispielsweise durch einen Elektromotor
18 in schnelle Umdrehung versetzt wird, und dann auf einem Haspel ig aufgewickelt.
Während des ganzen Spinnvorganges wird die Luft in der Spinnkammer nach an sich
bekannten Verfahren umgewälzt und das aus - der Spinnlösung. verdampfte Lösungsmittel
aus der Kammer in der Weise abgezogen, daß die Luft in der Kammer fortlaufend mit
Lösungsmitteldämpfen gesättigtbleibt.