DE746708C - Vorrichtung zur Herstellung von Fasern und Faserbaendern aus faserbildenden Loesungen mittels Hochspannungselektrizitaet - Google Patents

Description

F 88574

Dk bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen zur Herstellung von Fasern oder Faserbändern aus fäserbildenden Lösungen mittels Hochspannungselektrizität arbeiten nach drei verschiedenen. Grundsätzen, von denen die beiden wichtigsten an Hand der Fig. ι erläutert werden sollen.

Die in einem elektrisch isoliert aufgestell-' ten Gefäß α befindliche Spinnlösung wird durch eiiie Vorrichtung b zu einer oder mehreren Düsen c gefördert. Die aus den Düsen austretende Spinnlösung ist mit demeinen J¹Ol einer Gleich-, Wechsel- oder Drehstromhochspannungsanlage d leitend verbunden.

Der in einer gewissen Entfernung von den Düsen ihnen gegenüber befindliche Gegenpol oder die Gegenpole bestehen bei der einen Vorrichtung aus einer oder mehreren feststellenden Spitzen, aus einem mit Spitzen versehenen endlosen Band, aus einem oder mehreren dünnen Drähten e oder anderen Vorrichtungen, die den Austritt von Elektrizität in Form von Sprühungen, sog. Ionenwind, gestatten. Durch die austretende Elektrizität entsteht zwischen den beiden Elektroden ein Ausgleich der elektrischen Spannungen, eine Art neutrale Zone, die in der Zeichnung durch die Linie 0-0 angedeutet ist. Die ursprüngliche elektrische Aufladung der Fasern wird in der neutralen Zone beseitigt, und nach Überschreiten derselben werden die Fasern mit der entgegengesetzten Polarität aufgeladen. Man kann das gebildete Faserband aus dem Gebiet unmittelbar jenseits der neutralen Zone auf eine Aufwickelvorrichtung, wie Haspel o. dgl., bringen. Durch die elektrische Umladung des Faseranteils, der die neutrale Zone überschritten hat, wird ihm die Fähigkeit verliehen, die neugebildeten, heranfliegenden Fasern anzuziehen. Erst hierdurch ist ein fortlaufender Faserabzug möglich.
Es hat sich gezeigt, daß die mit einer sol-

chen Vorrichtung hergestellten Fasern nur eine geringe Festigkeit aufweisen, die in keinem Verhältnis steht zu der Festigkeit, die man mit der gleichen Spinnlösung nach anderen Verfahren, z. B. nach dem Trockenspinnverfahren, erreichen kann. Der Durchgang der Fasern durch die neutrale Zone bewirkt die nach diesem Verfahren erhaltenen geringen Faserfestigkeiten. Diese Tatsache ίο hat die Spinnverfahren mit der bisher beschriebenen Vorrichtung praktisch unmöglich·· gemacht.

Bei anderen bekannten Vorrichtungen zur Herstellung von Fasern mittels Hochspannungselektrizität ist das Aufnahmeorgan des erzeugten Faserbandes gleichzeitig als Gegenelektrode ausgebildet und ersetzt dadurch die Vorrichtung e der Fig. 1. Bei dieser Vorrichtung findet die Faseranlagerung an dem be-.20 weglichen Pol in dem elektrischen Feld statt, das zwischen der Düse und dem lieweglichen Pol gebildet wird. Die von der Düse an das als Gegenpol ausgebildete Aufnahmeorgan fliegenden Fasern werden elektrisch umgeladen und liegen aitf diesem Aufnahmeorgan locker auf, solange sie sich im elektrischen Feld befinden, da hier auch noch die entgegengesetzte Elektrizität der Düsen anziehend • auf die Fasern einwirkt. Bewegt sich nunmehr dieses kreis- oder bandförmige Aufnahmeorgan, so entfernt es die an ihm haftende Faser aus dem elektrischen Feld, und diese legt sich nunmehr fest an das Aufnahmeorgan an. Das Abnehmen der Fasern vom Aufnahmeorgan ist jetzt sehr viel schwieriger geworden als beim Abzug in dem zwischen Düse und Pol bestehenden elektrischen Feld. Man muß daher bei der Abnahme der Fasern irgendwelche komplizierten mechanisehen Abnahmevorrichtungen anbringen. Die Anwendung eines größeren Zwanges auf die noch halbplastischen Fasern wirkt sich auf deren Eigenschaften ungünstig aus. Zudem benötigt diese Spinnapparatur einen verliältnismäßig großen Raum, da außer für das elektrische Feld noch zusätzlich Raum für die Abnahmevorrichtung vorhanden sein muß.

Eine dritte Vorrichtung, bei der durch die Anwendung eines starken, in der Flugrichmug der frisch gebildeten Fasern gehenden Luftstromes, durch den die Fluggeschwindigkeit der Fasern erhöht und gleichzeitig die durch Spitzenentladung des Gefäßes für die Spinnlösung entstehenden Ionen entfernt werden sollen, ermöglicht nicht die Bildung eines zusammenhängenden Faserbandes, sondern führt zu einer watteartigen faserigen Alasse für Füll- und Isolierzwecke. Vor allem wird bei Vorrichtungen genannter Art stets eine besondere Abnahmevorrichtung für die entstandenen Fasern notwendig.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Ausbildung von Gegenpolen, die ein Austreten von Elektrizität unmöglich machen und von denen die entstandenen Faserbänder auf die einfachste Art unmittelbar aus dem elektrischen Feld entfernt werden können. Dies wird dadurch erreicht, daß als Gegenelektrode oder -elektroden Röhren oder Stan-. gen dienen, die so bemessen sind, daß ein i-'Äi.istreten von Elektrizität unmöglich wird, so daß die sogenannte neutrale Zone beseitigt wird. Als Material für die Gegenelektrode oder -elektroden können außer elektrischen Leitern, wie Metallen, zweckmäßig auch schwache Leiter, sogenannte elektrische Halbleiter, verwendet werden. Die Verwendung eines Halbleiters verhindert eine zu hohe Aufladung der Gegenelektrode, durch die sonst ein periodisches Abstoßen und Anziehen der Fasern erfolgen würde. Wählt man einen Halbleiter als Gegenelektrode, so gleiten die Fasern an ihr entlang und können mühelos abgezogen werden.

Bei Verwendung einer Spinnlösung aus einem Teil Celluloseacetat geringerer Qualität in 4,45 Teilen Aceton und 0,6 Teilen Wasser wurde beim Verspinnen mit einer Vorrichtung nach Abb. 1 eine Faser von 0.5 g/den. Festigkeit erhalten, während beim Verspinnen der gleichen Lösung mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Faserfestiglceit von 1,2 g/den, erzielt wurde. Ähnliche Unterschiede in der Faserfestigkeit zeigten sich bei der Verwendung - von Spinnlösungen anderer Zusammensetzung.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung gelangen Einzelfasern von den Düsen her an den Gegenpol oder an die Gegenpole und werden hier durch Berührung (Kontakt) unmittelbar elektrisch umgeladen. Diese Fasern leiten nun ihrerseits das Gegenpolpotential den neugebildeten anfliegenden Fasern durch Berührung (Kontakt) z-u.

Die Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung nach der »05 Erfindung. Von dem elektrisch isoliert aufgestellten Lösungsbehälter α gelangt die Spinnlösung durch eine Fördervorrichtung, •z.B. eine Spinnpumpe/;, elektrisch isoliert in das Düsenrohr c in der Spinnkammer 1/. no Durch tue Düsen mit einem Lochdurchmesser von etwa 0,1 bis ο,ό mm Durchmesser ausfließend, wird die Spinnlösung unter Abgabe oder chemischer Zersetzung der Lösuns;silüssigkeit durch die elektrische Ladung zu Fa- "5 seni ausgezogen und diese werden von <k-r mit dem entgegengesetzten elektrischen Potential geladenen Gegenelektrode e angezogen. Die Gegenelektrode besteht aus einer Metallstange oder einem Metallrohr, welches einen so großen Durchmesser hat, daß ein Austreten von Elektrizität vermieden wird.

Kugeln, auch aneinandergereiht, und andere Formen können ebenfalls als Gegenelektrode Verwendung· finden.

Die Düsen sind mit dem einen Pol und die Gegenelektrode mit dem anderen Pol einer elektrischen Gleich- oder Wechselstromhochspannungsanlage m von etwa 40 bis 120 kV Spannung leitend verbunden. Einzelne Fasern fliegen an die Gegenelektrode und wer-

10. den durch Berührung (Kontakt) mit dem Potential der Gegenelektrode'geladen. An diese Fasern setzen sich nunmehr weiter neugebildete Fasern bis zur Bildung eines .abzugsfähigen Faserbandes an. Dieses Faserband/ wird durch eine Rolle g, deren Umfangsgeschwindigkeit die Abzugsgeschwindigkeit des Faserbandes f bestimmt, durch die hohle Welle eines Ventilators h abgezogen. Der Ventilator bezweckt durch die Erzeugung eines Kreislaufluftstromes eine Nachtrocknung des Faserbandes sowie das Ausschleudern von Unreinigkeiten (Tröpfchen usw.). Eine bleibende Drehung des Faserbandes, welche zu Verklebungen von Einzelfaseni untereinander führen würde, findet hier nicht statt.

Um beim Anlaufen der Apparatur ein zusammenhängendes Faserband zu erhalten, wird nach Einschalten der Spinnvorrichtung ein dünner Holzstab durch die hohle Welle/i eingeführt und mit den sich an ihm sammelnden Fasern wieder zurückgezogen-. Alle weiteren gebildeten Fasern fliegen an dieses Band heran, das alsdann über die Abzugsrolleg" auf eine Aufnahmevorrichtung geleitet wird. Eine zweite Möglichkeit der Faserbandbildung beim Anlaufen besteht darin, daß man eine kurze Zeit lang einen dünnen Faden durch die Spinnkaminer, die hohle Welle und über die Abzugsrolle g laufen läßt. Auch an ihm sammeln sich die Fasern, die dann ohne jede weitere Unterstützung ein zusammenhängendes Faserband bilden, wenn der Anfang der frisch gesponnenen Fasern über die Abzugsrolle g hinaus gelangt ist.

Xach dem Passieren der Abzugsrolle g kann das Faserband b auf einem Haspel oder einer sonstigen Aufnahmevorrichtung, z. B. auf einer Ringspindel i, aufgewunden werden.

Der zur Bildung und Erhärtung der Fasern notwendige Zustand im Innern der Spinnkammer d wird durch Zuführung von sauren, neutralen oder basischen Dämpfen oder Gasen von bestimmter Temperatur erreicht. Diese Zuführung in die Spinnkammer erfolgt durch den Kanal k.

Die mit dem Lösungsmittel der Spinnlösung angereicherten oder chemisch veränderten, durch den Kanal k eingetretenen Gase oder Dämpfe werden evtl. zum Zwecke der Wiedergewinnung durch den Kanal / abgesaugt.

Bilden sich in der Spinnkammer brennbare oder explosive Gasgemische, so kann die Spinnkammer mit einem leichten Deckel oder einer Sicherungsklappe versehen werden.

Als Material für die Umhüllung der Spinnkammer wird zur Vermeidung von Kurzschlüssen zweckmäßig ein elektrischer Halbleiter gewählt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Fasern und Faserbändern aus faserbildenden Lösungen mittels Hochspannungselektrizität, dadurch gekennzeichnet, dati die der Spinnlösuugsaustrittsstelle als der einen Elektrode in einer bestimmten Entfernung gegenüber befindliche Gegenelektrode oder -elektroden Stangen- oder Rohrform haben.

2. . Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektroden aus einem Halbleiter bestehen.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

französische Patentschrift .. Xr. 707 191;

USA.-Patentschriften - 705691,

ι 975 S04. 2 048 651, 2 123 992.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen