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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus künstlichen
Hochpolymeren mit Amidgruppen in der Kette nach dem Schmelzspinnverfahren Die Herstellung
von künstlichen Textilfasern auf Cellulosebasis geschieht dadurch, daß die aus vielen
Einzelfäden bestehenden Fäden aus einer * großen Anzahl von Spinndüsen zu einem
stärkeren Strang zusammengefaßt werden. Dieser Strang kann aus 'mehreren hunderttausend
Einzelfäden bestehen.
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Der zusammengefaßte Strang wird zumeist mittels Quetschwalzen von
der Spinnmaschine abgezogen und einer Nachbehandlung im kontinuierlichen Verfahren
zugeführt. An irgendeiner Stelle der Nachbehandlung wird der Strang in einzelne
Teile (Stapel) zerschnitten, so daß die für die textile Verarbeitung gewünschte
Faserlänge entsteht.
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Bei der Herstellung von Fasern aus Kunststoffen, wie z. B. aus Superpolyamiden
oder Polyurethanen, lag zunächst der Gedanke nahe, dasselbe Verfahren anzuwenden.
Dies scheiterte jedoch in der Hauptsache aus folgenden Gründen: Währdnd bei den
eingangs erwähnten Kunstfasern auf Cellulosebasis mit Abzugsgeschwindigkeiten gerechnet
werden kann, welche sich etwa in den Grenzen von 5o bis 300m je Minute bewegen,
also Geschwindigkeiten, mit welchen manuell und maschinell gearbeitet werden kann,
kann die Abzugsgeschwindigkeit beim Verspinnen der Kunststoffe unter günstigen Bedingungen
auf weit über zooo m je Minute eingestellt werden. Dadurch, daß diese Fasern, um
brauchbare textile Eigenschaften zu erhalten, noch auf etwa die vierfache Länge
verstreckt werden müssen, würden sich bei Übertragung des bekannten Verfahrens Arbeitsgeschwindigkeiten
von mehreren tausend Metern je Minute ergeben. Daß ein mit solchen Geschwindig-.
keiten
laufendes Spinnkabel weder manuell noch maschinell bearbeitet, d. h. nachbehandelt,
gestreckt und geschnitten werden kann, ist naheliegend.
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Es wurde nun gefunden, daß die hauptsächlich mit der hohen Spinngeschwindigkeit
der Kunststoffäden zusammenhängenden Schwierigkeiten dadurch überwunden werden können,
daß man den aus der Spinnvorrichtung kommenden Fadenstrang in Zentrifugen ablegt,
deren Körbe mehrfach waagerecht unterteilt sind, und nach Füllung des Korbes die
in den einzelnen Ringkammern entbaltenen unterteilten Spinnstrangwicklungen nach
Durchschneiden ihrer Verbindungsfäden zusammenfaßt und im laufenden Arbeitsgang
verstreckt.
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Der Fadenstrang wird mit Hilfe einer Abzugvorrichtung, «-elche aus
einer Anzahl voll Walzen mit oder ohne gegenseitige Berührung bestehen kann, mit
der der Spinngeschwindigkeit entsprechenden hohen Geschwindigkeit abgezogen und
in eine große Zentrifuge von beispielsweise i m Korbdurchmesser abgelegt. In diesem
Falle soll die Zentrifuge etwa i45oUmdrehungen je Minute machen. Würde man einen
der üblichen Zentrifugenkörbe verwenden, so würde der hierin abgelegte Spinnstrang
bei dem Herausnehmen für die Weiterverarbeitung sich so stark verwirren, daß eine
einwandfreie Verarbeitung eines solchen Zentrifugenkuchens nicht möglich wäre. Daher
wird der Zentrifugenkorb in bekannter Weise durch Einbau einer größeren Anzahl von
waagerecht liegenden Blechringen in mehrere einzelne Ringkammern unterteilt. Dadurch,
daß die einzelnen Kammern mit Hilfe eines in senkrechter Richtung gesteuerten Ringes,
welcher im Innern des Zentrifugenkorbes von der Korböffnung her angebracht ist und
welcher außerdem Changierungsbewegungen ausführen kann, der Reihe nach mit Spinnstrang
aufgefüllt werden, entstehen mehrere unterteilte Spinnkuchen, welche infolge der
Unterteilung bei der Weiterverarbeitung- nicht auseinanderfallen können. Selbstverständlich
kann der genannte Ablegering, falls es sich in dem einen oder anderen Falle als
zweckmäßig erweisen sollte, auch durch ein beliebig anders gestaltetes Ablegeorgan
ersetzt werden.
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Die Unterteilung des Spinnkuchens ist aus folgendem Grunde von besonderer
Bedeutung: Wie eingangs erwähnt, müssen die gesponnenen Spinnstränge bei vielen
Kunststoffen nach dem Spinnen auf die mehrfache Länge, beispielsweise um das Vierfache,
ausgestreckt werden. Das Verstrecken kann nicht mit beliebig hoher Geschwindigkeit
durchgeführt werden. Um es einwandfrei durchführen zu können, wird beispielsweise
mit einer Einzugsgeschwindigkeit voll loo m je Minute und einer Endgeschwindigkeit
von 400 111 je Minute gearbeitet. Bei der angenommenen Spinngeschwindigkeit von
i ooo m je Minute geht der Streckprozeß also gemäß dem angenommenen Beispiel mit
nur 1/1Q dieser Geschwindigkeit vor sich. Da aber bei einer zehnfachen Unterteilung
des Spinnkuchens in dem Zentrifugenkorb ein Band voll zehn Spinnstrangstärken auf
einmal der Streckmaschine zugeführt werden kann, so kann, bei Anwendung von mindestens
zwei Zentrifugen, die eine der Zentrifugen in derselben Zeitspanne nach der Streckmaschine
hin entleert werden, während welcher die andere der Zentrifugen von der Spinnmasebine
her mit Spinnstrang gefüllt wird. Durch diese Anordnung ist es möglich, was voll
besonderer Bedeutung ist, das Spinnen und Strecken in fortlaufendem Verfahren durchzuführen.
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1n den beiden Abb. i und 2, bei welchen der Zentrifugenkorb in sechs
einzelne Ringkammern unterteilt ist, ist eine der möglichen Ausführungsformen des
Verfahrens als Beispiel schematisch dargestellt.
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Der voll der Spinnmaschine kommende Spinnstrang I( wird der Zentrifuge
mittels des Walzenpaares 11% zugebracht. Beim Allspinnen läuft die Zubringer«valze
Il' mit geringer Geschwindigkeit. Der langsam laufende Spinnstrang wird durch den
am geschlossenen Zentrifugendeckel D angebrachten kleinen Führungsring r in die
noch stehende Zentrifuge geworfen, wodurch er auf den Boden des Zetitrifug;nl;orl)es
fällt. Alsdann wird vier Zetitrifugenl;orb in Umdrellutig versetzt, der Le_tring
R so tief gesenkt. daß der infolge der Zentrifugalkraft nach außen geschleuderte
Spinnstrang in die unterste der Ringkammern i zur Ablage kommt. Die Zubringerwalze
wird sodann auf normale Geschwindigkeit gebracht. Ist die Kammer i bis zu einem
gewissen Grade, z. B. zu etwa 3/4 gefüllt, so macht der Leitring R eine Bewegung
nach oben, so daß die folgende Ringkammer 2 mit Spinnstrang gefüllt wird usf.
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Da: beim Umschalten des Leitringes von der einen Kammer zur anderen
Kammer der Spinnstrang, wie in Abb. i bei der linken Hälfte des Zentrifugenkorbes
angedeutet, von der obersten Lage der Kammer i über das Ringblech hinweg in die
unterste Lage der Kammer 2 geleitet wird, entsteht bei S die Möglichkeit, den Spinnstrang
nach Füllung des gesamten Zentrifugenkorbes und nach dem Anhalten desselben durchzuschneiden.
Wird dieser Schnitt bei sämtlichen Ringkammern durchgeführt, so erhält man aus jeder
Kammer ein Spinnstrangende. Werden diese Enden zusammengenommen, nach oben
durch
den feststehenden Ring r und sodann über die Leerlaufwalze L gebracht, so können,
wie aus Abb. z ersichtlich ist, sämtliche Kammern bei hochgestelltem Leitring und
bei stehendem Zentrifugenkorb gleichzeitig in Form eines n-fachen Spinnstranges
nach den Streckvorrichtungen abgezogen werden, wobei die Fördergeschwindigkeit 1/n
der ursprünglichen Geschwindigkeit betragen kann.
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Eine Ausführungsform der Vorrichtung, welche dazu dient, den Leitring
während des Einspinnens jeweils in der richtigen Lage zu halten, ist in der Abb.
i angedeutet. An dem Leitring selbst sind senkrechte Stangen A angebracht, die durch
Lagerböcke, welche am äußeren Mantel der Zentrifuge angebracht sein können, geführt
werden. Die Getriebe zur Steuerung des T.eitringes und die Getriebe, die dem Leitring
eine Changierungsbewegung erteilen sollen, können gegebenenfalls in beliebiger Weise
ausgeführt werden.
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Der Deckel der Zentrifuge kann fest montiert sein und braucht beim
Betreiben der Zentrifuge nicht geöffnet zu werden. Lediglich in der Mitte des Deckels
befindet sich das durch den Ring r gebildete kleine Einlaufloch. Außerdem besitzt
der Deckel einen kleinen Schiebe- oder Klappdeckel, welcher dazu dient, nach beendeter
Füllung der Zentrifuge das Zerschneiden des Spinnstranges zuzulassen. Es muß natürlich
Vorsorge getroffen werden, daß der Zentrifugenkorb nicht in Bewegung sein kann,
solange der kleine Deckel geöffnet ist, was durch eine der üblichen Sperren erreicht
werden kann.
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Falls in besonders gelagerten Fällen der Spinnstrang naß in die Zentrifuge
eingelegt werden soll, sei es, daß er in nasser Form anfällt oder aber auf dem Wege
zur Zentrifuge oder in der Zentrifuge selbst naß behandelt werden soll, so ist dies
nach dem vorliegenden Verfahren selbstverständlich ohne weiteres möglich.