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Verfahren zur Herstellung einer Spinndüse, insbesondere zur Erzeugung
vollsynthetischer Fäden Vollsynthetische Fäden, insbesondere Fäden aus Polyamiden
und ähnlichen Polykondensaten sowie anderen hochpolymeren Stoffen, werden im allgemeinen
so hergestellt, daß der fertige Stoff im geschmolzenen oder plastischen Zustand
durch Spinnöffnungen gedrückt wird und dann heim Abkühlen zu Fäden erstarrt. Dieser
Vorgang stellt an die Spinnorgane viel höhere Anforderungen als die schon lange
bekannten Verfahren bei der Herstellung von Kunstseidefäden und Zellwolle. Die Temperaturen
liegen bis zu 2oo° höher, und die Drücke sind-sogar um Größenordnungen höher als
bi den früheren Verfahren. Die Spinnöffnungen, die beispielsweise an der Austrittsseite
der Spinnscheibe einen Durchmesser von o,25 mm haben, müssen bei diesen vergleichsweise
hohen Temperaturen und Drücken ihr genaues Maß behalten. Obwohl die Spinnöffnungen
hei diesen Drücken und Temperaturen außerdem der steten Reibung durch die austretende
Kunstharzmasse ausgesetzt sind, müssen sie ihren Hochglanz behalten und dürfen nicht
raub werden. Diese Eigenschaften der Oberfläche der Spinnöffnungen dürfen auch nicht
beim Reinigen mit konzentrierten Säuren verlorengehen.
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Um diesen hohen Anforderungen zu entsprechen, wurden bereits ve?schiedenartige
Vorschläge gemacht. So hat man sich beispielsweise nicht mit den üblichen säurebeständigen
rostfreien Stählen begnügt, sondern, besondere Legierungen, die auf diesen Anwendungszweck
zugeschnitten sind, entwickelt. Weiterhin hat man schon vorgeschlagen, in einer
Scheibe aus säurebeständigem Stahl Einsätze
aus Edelmetallen anzubringen.
Also auch hier glaubte man, zur Behebung der Schwierigkeiten eine umständliche und
kostspielige Herstellung in Kauf nehmen zu müssen.
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Weiterhin hat man schon vorgeschlagen, Spinndüsen auf galvanischem
Weg mit einem Metallüberzug, insbesondere auch einem Überzug von Chrom zu versehen.
Es sind jedoch keine Mittel bekanntgeworden, wie man auf ,diese Weise wirklich einen
gleichmäßigen Überzug der Öffnungen erreichen kann, auf den es in der Praxis entscheidend
ankommt.
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Die Erfindung hat nun die Aufgabe gelöst, eine Spinndüse aus Metall
herzustellen, hei der die Spinnöffnungen einen völlig gleichmäßigen Chromüberzug
tragen. Im allgemeinen wird hierbei die ganze Spinndüse oder Spinnscheibe mit dem
galvanischen Chromüberzug, insbesondere Hartchromüberzug, versehen; gegebenenfalls
kann man sich mit einer teilweisen Verchromung begnügen, wobei auf jeden Fall die
Spinnöffnungen selbst den Überzug tragen müssen.
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Es wurde ein Weg gefunden, um die Spinnöffnungen vollkommen gleichmäßig
und maßhaltig zu verchromen, obwohl ihr Durchmesser an der Austrittsseite der Fäden
nur von der Größenordnung eines Zehntelmillimeters ist. Um dieses Ziel zu erreichen,
wird erfindungsgemäß .die Anode in Form eines dünnen Drahtes konzentrisch in den
Spinnöffnungen angeordnet. Es ist Bekanntlich möglich, Nickeldrähte bis zu einem
Durchmesser von 15,11 herunter herzustellen. Um dem Anodendraht eine größere Festigkeit
zu geben, kann inan auch dem Drahtstück im breiteren Hauptteil der Spinnöffnung
einen größeren Querschnitt geben und es an der Stelle verjüngen, wo es durch das
kurze Stück der engen Austrittsöffnung geführt wird.
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Dabei ergibt sich sofort bei der Durchführung der 'Erfindung ein wesentlicher
Fortschritt. Bei den bekannten säurebeständigen Stählen macht es oft schon Schwierigkeiten,
Öffnungen mit einem Durchmesser von 0,25 mm in ihrer genau vorgeschriebenen
geometrischen Form anzubringen. Die Schwierigkeiten steigen erheblich, wenn man
noch wesentlich engere Öffnungen anbringen ,will. Hier schafft die vorliegende Erfindung
Abhilfe. Es ist bei Durchführung der Hartverchromung mit dünnen, zentrisch in den
Spinnöffnungen angeordneten Anodendrähten ohne weiteres möglich, die Spinnöffnungen
ohne Veränderung der geometrischen Form zu verengen. So kann beispielsweise auf
eine Spinnöffnung mit einem Durchmesser von 0,25 mm eine 0,05 mm dicke Chromschicht
aufgetragen und so ein Durchmesser von 0,15 inin erzielt werden.
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Die Dicke der Chromschicht kann in weiten Grenzen schwanken und beispielsweise
zwischen o,i ,ce und o,i min liegen. Während man früher hei Spinndüsen zur Herstellung
von Fäden aus Polyamiden auf säurebeständige Stähle angewiesen war und darüber hinaus
sogar glaubte, bestimmte Speziallegierungen anwenden zu müssen, läßt die Erfindung
nunmehr in der Wahl des Werkstoffes für den Hauptteil des Spinnorgans einen großen
Spielraum, da der haftfeste Chromüberzug den darunterliegenden Werkstoff: vor mechanischen
und chemischen Angriffen schützt.
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Während man so bereits bei der Herstellung gegenüber den vorbekannten
Spinndüsen für .den gleichen Zweck sehr erhebliche Vorteile hat und sogar Düsen
herstellen kann, die sich auf andere Weise nicht herstellen lassen, ergehen sich
darüber hinaus bei der Anwendung weitere, sehr bemerkenswerte Fortschritte.
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Die Hochglanzpolitur bleibt hei nach dem neuen Verfahren hergestellten
Spinndüsen bei der Beanspruchung durch den unter hohem Druck hindurchfließenden,
vergleichsweise hocherhitzten Kunststoff weit besser erhalten als bei den bisher
bekannten Spinndüsen. Dabei behalten auch feinste Spinnöffnungen ihre genaue geometrische
Form, selbst bei wiederholten Reinigungen mit Säure, weit besser als die Spinnöffnungen
bei den bisher bekannten Düsen, die hierbei häufig an der engste-i Stelle ausbrechen.
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Mit den nach dem neuen Verfahren hergestellten Spinndüsen werden besonders
gute Spinnergebnisse erzielt. Man kann trotz der erheblichen thermischen, mechanischen
und chemischen Beanspruchung des Werkstoffes schnell spinnen, ohne Störungen befürchten
zu müssen.
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Wenn auch als Beispiel für die zu verspinnenden Stoffe eingangs die
Polyamide besonders hervorgehoben sind, so ist das Verfahren der Erfindun r auf
die Herstellung dieser Spinndüsen nicht he schränkt. Es findet vielmehr allgemein
bei Spinndüsen zur Erzeugung künstlicher Fäden Amvendung, hei denen ähnliche Anforderungen
vorliegen. Unter dem Begriff Spinndüse sind irn vorliegenden Fall die verschiedenartigsten
Formkörper zu verstehen, durch die I#?,-unststoffe zur Fadenbildung ausgestoßen
werden, also nicht nur die heim Verspinnen .der Polyamide bekannten Scheiben.