DE906256C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung kuenstlicher fadenartiger Produkte aus pulverfoermigen, schmelzbaren, fadenbildenden Werkstoffen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 11. MÄRZ 1954

B 16560 VII129 a

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Textilfaden und anderen fadenartigen Produkten, wie Borsten, Strohhalme, Bänder u. dgl., und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung künstlicher fadenartiger Produkte aus schmelzbaren, fadenbildenden Werkstoffen (beispielsweise Celluloseacetat) in Pulverform.

Das Verfahren zur Herstellung künstlicher fadenartiger Produkte aus pulverförmigem, schmelzbarem, fadenbildendem Werkstoff besteht allgemein darin, daß der fadenbildende Werkstoff in Pulverform gegen eine Seite einer erhitzten Platte mit Spinnöffnungen darin gepreßt wird, so daß das pulverförmige Material durch die von der Platte zugeführte Wärme geschmolzen wird, und daß frischer Werkstoff der Platte ständig zugeführt und der geschmolzene Werkstoff durch die Öffnungen in Form von Fäden abgeführt wird. Es hat sich herausgestellt, daß es auf diese Weise möglich ist, einwandfreie Fäden, ohne daß ein Verkohlen oder sonstige Zersetzung des Werkstoffs oder die Bildung von übermäßigen Blasen und anderen Fehlern in den hergestellten Fäden verursacht werden, aus sehr unterschiedlichen schmelzbaren, fadenbildenden Werkstoffen in Pulverform herzustellen, einschließlich solcher Werkstoffe, deren Verspinnen zu Fäden aus dem geschmolzenen Zustand bisher als nicht durch-

führbar angesehen wurde. Das in Form von Fäden durch die Öffnungen in der erhitzten Platte abgezogene Material wird durch Zufuhr von frischem pulverförmigem Material ersetzt, so daß eine Schicht aus fadenbildendem Material in Berührung mit der Platte ständig aufrechterhalten wird. Das Pressen des pulverförmigen Materials gegen die Platte kann durch intermittierendes Ausüben eines mechanischen Druckes auf die Stoffpartikel an der von der Platte entfernten ίο Seite der Schicht bewirkt werden. Eine derartige intermittierende Ausübung des Druckes ermöglicht die Zuführung von pulverförmigem Material in sehr kleinen Mengen in den Zeiträumen zwischen den aufeinanderfolgenden Ausübungen des Druckes zwecks Ersatzes des geschmolzenen, durch die Spinnöffnungen abgezogenen Materials. Die ständige Zufuhr von frischem Material in dieser Weise ermöglicht, daß die auf der Platte aufrechterhaltene Schicht aus pulverförmigem Material eine ziemlich dünne Schicht ist, in der Größenordnung von etwa 6 mm oder weniger, was deswegen erwünscht ist, weil hierdurch die Wirkung des intermittierend auf eine Seite der Schicht ausgeübten Druckes, das Material auf der anderen Seite der Schicht in innige Berührung mit der erhitzten ^a5 Platte zu bringen, gesteigert wird. Ferner wird die Zeit des Verbleibens des pulverförmigen Materials in der auf der Platte aufrechterhaltenen Schicht klein gehalten und, da nur ein Teil des Materials in der Schicht unmittelbar der Erwärmung durch die Platte in jedem Augenblick ausgesetzt ist, ist die Zeit, für die das Material solcher Erwärmung ausgesetzt ist, noch kleiner.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung zur Durchführung des oben angegebenen Verfahrens weist einen Behälter, eine Platte in einer Wand des Behälters mit einer oder mehreren Öffnungen, Mittel zur Erhitzung der Platte (beispielsweise Durchgang eines elektrischen Stromes durch die Platte) auf eine höhere Temperatur als diejenige aller anderen in Berührung mit dem fadenbildenden Material befindlichen Teils der Vorrichtung auf, ferner Mittel zum Pressen des fadenbildenden Materials in Pulverform gegen die Platte innerhalb des Behälters und Mittel zum Zuführen von frischem pulverförmigem Material aus dem Behälter zur Platte zwecks Ersatz des durch die Öffnungen in Form von Fäden abgezogenen Materials. Zum Pressen des pulverförmigen Materials gegen die Platte können Mittel innerhalb des Behälters vorgesehen sein, durch die intermittierend ein mechanischer Druck auf das pulverförmige Material ausgeübt wird. Das pulverförmige Material wird dem Behälter von Hand oder durch irgendeine geeignete Speisevorrichtung zugeführt und gelangt zu der in Berührung mit der Platte befindlichen Materialschicht in kleinen Mengen während der Intervalle zwischen den aufeinanderfolgenden Ausübungen des mechanischen Druckes.

Das Ausüben und das Entlasten des mechanischen Druckes kann durch geeignete Mittel bewirkt werden, die dem Werkstoff ermöglichen, zu der Platte zu gelangen. So kann etwa ein leichter senkrechter Preßkolben verwendet werden, der axial mit etwa drei bis fünfzig Hüben pro Sekunde vibriert und pneumatisch, elektrisch oder rein mechanisch betätigt wird, wobei die Spitze oder Arbeitsfläche des Preßkolbens in einer Bohrung arbeitet, an deren Grunde die erhitzte Platte angeordnet ist. Eine kleine Menge von frischem pulverförmigem Material gelangt unter Einwirkung der Schwere, jedesmal wenn der Kolben gehoben wird, unter die Spitze des Kolbens. Der Kolben kann so weit gehoben werden, daß er von dem Bohrloch freikommt, oder es kann ein Abstand zwischen den Wänden des Loches und dem Preßkolben vorgesehen sein, um dem im Behälter befindlichen Werkstoff zu ermöglichen, unter die Kopfseite des Preßkolbens zu gelangen. Eine andere Möglichkeit der Ausübung von mechanischem Druck in intermittierender Weise besteht in der Verwendung von Flügeln, die sich von einer rechtwinklig zu der Platte angeordneten umlaufenden Spindel aus erstrecken, wobei die Platte am Boden einer kreisförmigen Bohrung angeordnet und mit einem oder mehreren konzentrischen Kreisen von Öffnungen versehen ist. Die Flügel sind schräg angeordnet, so daß sie den Werkstoff, jedesmal wenn sie über die Platte hinweggehen, nach abwärts drücken. Durch die oberen Kanten der Flügel wird frischer Werkstoff von der Zuspeisung in den Behälter nach unten in die in Berührung mit der Platte befindliche Werkstoffschicht gebracht.

Das Abführen des geschmolzenen Werkstoffs kann dadurch erfolgen, daß man die Produkte, die aus den Öffnungen in der erhitzten Platte austreten, einfach durch ihr Eigengewicht herunterfallen läßt. Abgesehen von der Herstellung von Borsten und ähnlichen kräftigen fadenförmigen Produkten ist es jedoch wünschenswert, das geschmolzene Material mit größerer linearer Geschwindigkeit abzuziehen, beispielsweise indem die Fäden um eine Abzugswalze geführt werden, die mit geeigneter Umfangsgeschwindigkeit umläuft und in ausreichendem Abstand von der erhitzten Platte angeordnet ist, damit die Fäden durch Abkühlung erhärten.

Die gemäß der Erfindung hergestellten fadenförmigen Produkte können folglich in Form eines Bündels feiner Fäden, beispielsweise von 10 Denier abwärts bis zu ι Denier oder weniger, hergestellt werden, wobei die Fäden so einander zugeordnet sind, daß sie ein Fadenbündel bilden, das in jedem gewünschten Maße verzwirnt werden kann oder, allein oder in Verbindung mit anderen derartigen Fäden, in Faserstapel umgewandelt werden kann zwecks Verarbeitung zu Stapelfasergarnen. Jedoch können auch Fäden von stärkerem Denier (beispielsweise von 10 bis 200 Denier) hergestellt werden, die für sich oder in kleinen Gruppen nach Art von Garnen für Textilzwecke verwendbar sind. Durch Verwendung einer einzigen Öffnung in der Platte können noch stärkere Fäden bis zu Denier oder mehr hergestellt werden, beispielsweise zwecks Verwendung als Borsten. Durch Anordnung einer Öffnung in der Platte in Form eines Schlitzes können schließlich auch schmale Streifen oder Bänder oder strohartige Produkte von einer Breite in der Größenordnung von 1 bis 5 mm oder mehr hergestellt werden. Solche Produkte können von den Öffnungen abgezogen Werden, um ihren Denier zu verringern, ohne daß das Verhältnis von Breite zu Dicke ihres ursprünglichen Querschnitts verlorengeht.

Das für die Herstellung feiner Fäden verwendete Abziehmaß, d. h. das Verhältnis zwischen der Querschnittsfläche der Öffnungen in der Platte und der Querschnittsfläche der Fäden, beträgt größenordnungsmäßig etwa 500 bis 1000 oder mehr. Für starke Fäden kann jedoch ein kleineres Abzugsmaß verwendet werden, das von 1 aufwärts bis zu der Denierzahl der herzustellenden Produkte reichen kann. Die Möglichkeit der Verwendung eines hohen Abzugsmaßes vermeidet die Notwendigkeit sehr feiner Öffnungen in der Platte und ermöglicht, daß die gleichen Öffnungen für Fäden mit sehr verschiedenen Denierzahlen verwendet werden können. So können beispielsweise Öffnungen in der Größenordnung von 0,5 mm oder mehr im Durchmesser verwendet werden, die herstellungsmäßig keine besonderen Schwierigkeiten bieten, wobei der Denier der herzustellenden Fäden durch das Maß des Abzugs bestimmt wird. Von der Abzugswalze, durch welche das Verfeinern bewirkt wird, gelangen die Fäden zu einer Sammelvorrichtung, z. B. einem einfachen Haspel oder, im Falle eines Fadenbündels, zu einer Ringspindel oder einer sonstigen Zwirn- und Aufwickelvorrichtung. Die Fäden können auf ihrem Wege von der erhitzten Platte zu der Aufwickel- oder Sammelvorrichtung mit einem elektrostatische Aufladung verhindernden Schmiermittel oder einem anderen Behandlungsmittel behandelt werden.

Das Verfahren und die Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurden, können erfolgreich in Luft bei Atmosphärendruck ausgeführt werden bzw. arbeiten. Jedoch sind gewisse Vorteile erzielbar, wenn um das der Platte zugeführte pulverförmige Material eine Atmosphäre eines inerten Gases (beispielsweise Stickstoff) aufrechterhalten wird, insbesondere bezüglich des Bereiches der Temperaturen, auf welche die Platte ohne Beschädigung der hergestellten Fäden durch Verkohlen, übermäßige Blasenbildung oder sonstige Fehler erhitzt werden kann. Für diesen Zweck ist der Behälter, in welchen das pulverförmige Material zwecks Zuführung zu der erhitzten Platte zugespeist wird, gegebenenfalls mit einem Abschluß und mit einem Zufuhrrohr zur Zuführung des inerten Gases versehen. Es ist im allgemeinen nicht erwünscht, das pulverförmige Material unter einem überatmosphärischen Gasdruck zu halten, gleichgültig ob, es als Gas, Luft oder inertes Gas verwendet wird, da festgestellt wurde, daß durch Verwendung eines solchen Druckes die Tendenz zur Bildung von zahlreichen kleinen Gasblasen in den hergestellten Fäden erheblich verstärkt wird, wodurch sie ein undurchsichtiges Aussehen und ein erheblich vermindertes spezifisches Gewicht erhalten. Sofern jedoch fadenförmige Produkte dieser Art für bestimmte Zwecke, beispielsweise für thermische oder elektrische Isolation, erwünscht sind, ist die Verwendung von Druck ein zweckmäßiges Mittel zur Erzielung solcher Produkte.

Die Vorteile der Aufrechterhaltung einer inerten Atmosphäre um das pulverförmige Material können auch erreicht werden und in noch größerem Maße und mit zusätzlichen Vorteilen hinsichtlich der Eigenschaften der sich ergebenden Fäden durch Aufrechterhaltung eines unteratmosphärischen Druckes um das der erhitzten Platte zugeführte pulverförmige Material. Wenn das pulverförmige Material aus Celluloseacetat besteht und auf einem unteratmosphärischen Druck gehalten wird, so kann die Temperatur von der niedrigsten Temperatur, bei welcher die Herstellung befriedigender Fäden möglich ist, aufwärts bis zu einer um 80 bis ioo° höheren Temperatur reichen. Die Verwendung höherer Temperaturen steigert die Geschwindigkeit, mit welcher die Fäden hergestellt werden, und die Leichtigkeit, mit welcher sie von den Öffnungen in der erhitzten Platte abgezogen werden können, während die Verfügbarkeit über einen großen Bereich praktisch in Frage kommender Temperaturen Fäden von sehr weit verschiedenem Charakter ermöglicht, von Fäden mit hoher Festigkeit und verhältnismäßig niedriger Dehnbarkeit, wie sie bei niedrigen Temperaturen hergestellt werden, bis zu Fäden mit geringerer Festigkeit, jedoch größerer Dehnbarkeit, wie sie bei höheren Temperaturen hergestellt werden. Gewünschtenfalls kann ein inertes Gas bei unteratmosphärischem Druck zu diesem Zweck verwendet werden.

Zwecks Aufrechterhaltung des unteratmosphärischen Druckes kann der Behälter, dem das pulverförmige Material zugeführt wird, als geschlossener Behälter ausgebildet sein, der mit einer Hilfssperrkammer versehen ist, die mit dem Behälter mittels eines Ventils verbunden ist und der das pulverförmige Material zugeführt wird, beispielsweise von einem Trichter mittels eines anderen Ventils, derart, daß das eine oder andere der beiden Ventile stets geschlossen ist und das Material eingeführt werden kann, ohne das Teilvakuum innerhalb des Behälters aufzuheben. Das Teilvakuum kann mittels einer an den Behälter angeschlossenen Pumpe aufrechterhalten werden. Die Betätigungselemente zur abwechselnden Ausübung und Aufhebung des mechanischen Druckes (d. h. die Teile, die mit dem Material in Berührung kommen) sind in dem Behälter enthalten, können jedoch von außerhalb mittels einer umlaufenden oder hin und her beweglichen Welle betätigt werden, die durch eine passende Druckstopfbüchse in einer Behälterwandung hindurchgeführt ist. Das erforderliche Maß an Vakuum braucht nicht so hoch zu sein, daß verwickelte und teuere Pumpen, Stopfbuchsen und Druckschleusen zu seiner Aufrechterhaltung erforderlich sind. Ein Vakuum entsprechend einem Unteratmosphären druck von 0,7 kg/cm² absolut wird für die meisten praktischen Zwecke als ausreichend angesehen, und auch ein geringeres Vakuum kann bestimmte Vorteile bieten. Vorzugsweise wird ein Unteratmosphärendruck in der Größenordnung von 0,25 bis 0,4 kg/cm² absolut verwendet. Wenn das im Behälter vorhandene Gas ein inertes Gas ist, kann Vorsorge getroffen sein, damit das Gas langsam in den Behälter einlecken kann, während es aus dem Behälter mittels der Pumpe zwecks Aufrechterhaltung des unteratmosphärischen Druckes ständig abgesogen wird. Zusätzlich kann Vorsorge getroffen sein, daß die Schleusenkammer mit inertem Gas geflutet wird, wenn jeweils eine frische Charge von pulverförmigem Material der Kammer zugeführt wird, um das Eintreten von Luft auf diesem Wege zu verhindern. Es kann zweckmäßig sein, daß ein geringes

Lecken durch die Stopfbüchse, durch welche eine Stange oder eine Welle zur Betätigung der Vorrichtung zur Ausübung eines intermittierenden mechanischen Druckes in den Behälter eingeführt ist, vorgesehen wird, wodurch das Eindringen von Luft durch die Stopfbüchse verhindert wird.

Die Erfindung ist nachstehend ausführlicher beschrieben, insbesondere unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung, die ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist. In der Zeichnung zeigt

Fig. ι eine Seitenansicht einer Vorrichtungseinheit gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine im Querschnitt dargestellte Einzelheit der in Fig. ι veranschaulichten Vorrichtung,

Fig. 3 ein Schaltbild der elektrischen Heizeinrichtung der Vorrichtung nach Fig. i,

Fig. 4 und 5 eine Vorderansicht bzw. Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 6 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 7 eine Abänderung der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer Zone unteratmosphärischen Druckes um das zugeführte Material und

Fig. 8 eine Abänderung für ähnlichen Zweck der in Fig. 4 und 5 dargestellten Vorrichtung.

Die in Fig. 1 und 2 der Zeichnungen dargestellte Vorrichtung weist eine Grundplatte 10, zwei hintere Säulen 11, eine vordere Säule 12 und eine Kopfplatte 13 auf. Die Kopfplatte 13 trägt den Antriebsmotor 14 der Vorrichtung, der mittels einer nachgiebigen Kupplung 15 mit einem Exzenter 16 verbunden ist, dessen Kurbel 17 radial in einem Schlitz 18 verstellbar und in der gewünschten Stellung mittels einer Schraube 19 gesichert ist. Der Exzenter 16 treibt über eine Verbindungsstange 20 eine senkrecht bewegbare Stampferstange 21, die in einem an der Vordersäule 12 der Vorrichtung befestigten Führungsbock 22 verschiebbar geführt ist. Unterhalb des Bockes 22 ist ein in Flucht liegendes Rohr 23 befestigt, welches in Fig. 2 im Schnitt dargestellt ist. Das untere Ende der Stampferstange 21 innerhalb des Rohres 23 ist bei 24 gegabelt und trägt einen durch einen senkrechten Schlitz 26 im oberen Ende des Stampferhalters 27 hindurchgehenden Zapfen 25. Der Stampferhalter 27 ist in dem Rohr 23 geführt und wird mittels einer starken Druckfeder 28 nach unten gedrückt. An dem in seinem Durchmesser verkleinerten unteren Ende des Stampferhalters 27 ist der eigentliche Stampfer 29 befestigt.

Der Stampfer 29 arbeitet in einer Düseneinrichtung 31, die von einem Bock 32 getragen wird, der verschiebbar an der vorderen Säule 12 gelagert ist und mittels einer Spindel 33 senkrecht einstellbar ist, so daß die Einrichtung 31 in ihrer Höhe bezüglich des Stampfers eingestellt werden kann oder vom Stampfer erforderlichenfalls abgesenkt werden kann. Die Düseneinrichtung weist eine Düsenplatte 35 auf, die zwischen zwei Platten 36, 37 aus hitzebeständigem, elektrisch isolierendem Werkstoff befestigt ist. Die obere Platte 36 ist bei 38 ausgebohrt, um eine Bohrung zu bilden, welche die Spitze des Stampfers 29 mit einem Spiel von etwa 1,5 mm aufnimmt. Die untere Platte 37 ist bei 39 in ähnlicher Weise ausgebohrt, und die Düsenplatte 35 ist mit einem Kreis von neun Spinnöffnungen 41 versehen, die j-e einen Durchmesser von 0,65 mm aufweisen. Die Enden der Düsenplatte 35 sind mittels kräftiger Kupferanschlußklemmen 42 mit einer Nieder-Spannungsstromquelle verbunden, wie es deutlicher in Fig. 3 dargestellt ist. Die untere Platte 37 ruht auf einem winkelförmigen Träger 43, der von dem Bock 32 getragen ist. Die Platten 36, 37 und die Düsenplatte 35 sind zwischen dem Träger 43 und einer oberen Platte 46 mittels Schrauben 47 miteinander eingespannt. Ein von der oberen Platte 46 getragener Hals 48 ist mit Schraubgewinde versehen zur Aufnahme einer großen Mutter 49, an welcher ein einen Pulvertrog darstellender Metallblechkegel 50 befestigt ist.

Die Düsenplatte 35 wird mittels eines elektrischen Stromes geheizt, der durch die Ansehlußstücke 42 zugeführt wird, wobei die Stromzuführung durch den in Fig. 3 dargestellten Kreis gesteuert wird. Der Steuerkreis nach Fig. 3 wird mit Wechselstrom von den Hauptklemmen 52 unter einer Spannung von 200 Volt gespeist. An die Klemmen 52 sind in Reihe die Primärwicklungen 53, 54 eines Haupttransformators 55 bzw. eines Hilfstransformators 56 angeschlossen. Der die Primärwicklungen 53, 54 enthaltende Kreis weist einen veränderlichen Widerstand 57 auf. Die Sekundärwicklung 58 des Haupttransformators 55 ist durch die Ansehlußstücke 42 mit der Düsenplatte 35 verbunden und ergibt einen Spannungsabfall im Verhältnis von 200: i. Die Sekundärwicklung 60 des Hüfstransformators 56 ist eine Spule mit hohem Widerstand, die einen Spannungsanstieg von 1: 3 ergibt. Die Wicklung 60 ist an einen veränderlichen Widerstand 61 und ferner an ein Paar von Kontakten 62, 63 angeschlossen, die parallel zu dem Widerstand 61 angeordnet sind und mittels eines schreibenden Temperaturreglers 64 bekannter Bauart gesteuert werden.

Das Instrument 64 wird mittels eines Thermoelements 65 betätigt, das an der Düsenplatte 35 innerhalb der unteren Platte 37 befestigt ist, so daß eine Temperatur verzeichnet wird, die so nach wie möglich bei der Temperatur der Spinnöffnungen 41 liegt. Der obere Kontakt 62 folgt der Bewegung des Schreibstiftes 66 des Instruments 64, das durch einen geeigneten elektronischen Servomechanismus bekannter Bauart angetrieben wird. Der untere Kontakt 63 ist ein fester, jedoch einstellbarer Kontakt, seine Stellung wird verändert mit der gewünschten Temperatur der Düsenplatte 35. Wenn die Temperatur der Düsenplatte, wie sie durch das Thermoelement und den Schreibstift 66 aufgeschrieben wird, einen vorher bestimmten Wert überschreitet, so werden die Kontakte 62, 63 geöffnet, und die reflektierte Impedanz der Primärwicklung 54 des Hilfstransformators 56 steigt. Hierdurch vermindert sich die Spannung an der Primärwicklung des Haupttransformators 55, so daß der Strom durch seine Sekundärwicklung 58, d. h. der der Düsenplatte 35 zugeführte Strom, vermindert wird. Wenn die Temperatur der Düsenplatte infolgedessen fällt, so kommen die Kontakte 62, 63 wieder in Berührung, und der Strom wird wieder hergestellt.

Auf diese Weise kann die Temperatur der Düsenplatte 35 sehr genau auf einem gewünschten Wert gehalten werden. Der veränderliche Widerstand 6i ermöglicht die Einstellung der reflektierten Impedanz der Primärwicklung 54 zwecks Erzielung der gewünschten Veränderung der von der Sekundärwicklung 58 zugeführten Energie. Eine Änderung in Größenordnung von 10% hat sich als zweckmäßig erwiesen. Durch Einstellung des veränderlichen Widerstandes 57 bei geschlossenen Kontakten 62, 63 kann der Strom von der Sekundärwicklung 58 so eingestellt werden, daß er etwas über den Wert hinausgeht, der zur Aufrechterhaltung der gewünschten Düsentemperatur notwendig ist.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird pulverförmiges Material dem Pulvertrog 50 zugeführt, der Strom durch die Düsenplatte 35 wird angestellt, und wenn die gewünschte Temperatur, wie sie von dem Regler 64 angezeigt wird, erreicht ist, wird der Motor 14 eingeschaltet. Das Material geht um den Stampfer 29 herum in die Bohrung der oberen Platte 36 hinein nach unten, und der flache Kopf des senkrecht oszillierenden Stampfers 29 stampft es auf die Düsenplatte 35. Das so in Berührung mit der heißen Düsenplattenfläche gepreßte Pulver wird geschmolzen, und der ausgeübte Druck ist, obwohl intermittierend ausgeübt, kräftig genug, um das geschmolzene Material durch die öffnungen 41 hindurchzupressen, von wo es mittels der Walze 69 in Form von Fäden 68 abgezogen und einer Ringspinnvorrichtung 70, 71 zugeführt wird, wodurch die Fäden zusammengeführt und verzwirnt werden. Die Fäden können auf ihrem Wege von der Walze 69 zu der Ringspinnvorrichtung 70 über einen Docht 72 geführt werden zwecks Aufbringung eines elektrostatische Aufladung verhindernden Schmiermittels oder Behandlungsmittels.

Die Geschwindigkeit, mit der das pulverförmige Material unterhalb des Kopfes des Stampfers 29 zugeführt wird, stellt sich selbsttätig ein, so daß sie gleich ist der Geschwindigkeit, mit welcher das Material aus den Öffnungen 41 in Form von Fäden 68 "abgezogen wird. Dies wird durch die Form der Verbindung zwischen der Stampferstange 21 und dem Stampferhalter 27 erreicht. Infolge der Zapfen- und Schlitzverbindung 25, 26 wird der Kopf des Stampfers stets auf eine konstante Höhe gehoben bei jeder Drehung des Exzenters 16. Diese Höhe ist bezüglich der Düseneinrichtung 31 mittels der Spindel 33 einstellbar. Eine geeignete Höhe ist z. B. 3 mm oberhalb der oberen Fläche der Platte 36. Der Stampfer 29 geht jedoch nur so weit abwärts, als die Dicke der über der Düsenplatte 35 liegenden Materialschicht es erlaubt, da der Zapfen 25 in dem Schlitz 26 ermöglicht, daß die Restbewegung der Stampferstange 21 unter Einwirkung des Exzenters 16 unabhängig von dem Stampferhalter erfolgen kann. Die Menge des unter den Kopf des Stampfers 29 bei jedem Anheben des Stampfers eingeführten frischen Materials hängt von dem Raum ab, der zwischen der Kopffläche des Stampfers in seiner höchsten Stellung und der oberen Fläche der auf der Düsenplatte liegenden Materialschicht hergestellt wird. Wenn das Material unter den Kopf des Stampfers mit größerer Geschwindigkeit eintreten würde als diejenige, mit welcher es in Form der Fäden 68 abgeführt wird, so würde die Stärke der Materialschicht steigen, und der unter der Spitze des Stampfers geschaffene freie Raum würde abnehmen, so daß die Zufuhrgeschwindigkeit von frischem Material entsprechend abnehmen würde. Folglich tritt ein Ausgleich zwischen der Geschwindigkeit der Entfernung des Materials in Form der Fäden 68 und der Zufuhrgeschwindigkeit in Form von frischem pulverförmigem Material aus dem Pulvertrog 50 ein.

Die in Fig. 4 und 5 dargestellte Geräteeinheit ist eine von einer Reihe von in Linie angeordneten Einheiten. Die Einheiten werden von einer gemeinsamen Welle 76 angetrieben, die eine Reihe von Exzentern ηη trägt, die je mit einer Verbindungsstange 78 für den Antrieb einer Stampferstange 79 und eines Stampferhalters 80 versehen sind, welche durch eine Zapfen- und Schlitzverbindung 81, 82, ähnlich derjenigen, die in Fig. 2 gezeigt ist, miteinander verbunden sind. Die Stampferstange 79 und der Stampferhalter 80 sind geführt durch Buchsen 83 in zwei Schienen 84 bzw. 85, die sich entlang der Reihen von Einheiten erstrecken. Eine der Feder 28 in Fig. 2 ähnliche Feder 86 wirkt zwischen der oberen Schiene 84 und einer Platte 87, welche durch den Stampferhalter 80 getragen wird. Der Hauptunterschied zwischen der in Fig. 4 und 5 dargestellten Apparateeinheit und der in Fig. 1 und 2 dargestellten liegt in der Form des Stampfers und der Düseneinrichtung.

Die Düseneinrichtung weist eine Düsenplatte 89 in Form eines langen durchgehenden Streifens auf, der sich entlang der ganzen Reihe von Einheiten erstreckt und entlang jeder Kante durch ein Paar von Blöcken 91, 92 aus wärmefestem, elektrisch isolierendem Werkstoff festgehalten wird. Entlang der Mitte des Streifens 89 sind zwei durchgehende Reihen von Spinnöffnungen 90 angeordnet. Die Blöcke 91, 92 sind miteinander verbunden durch Schrauben 93, die nach oben in ein Paar Metallschienen 94 reichen. Die inneren Kanten der oberen Blöcke 91 sind bei 95 leicht abgeschrägt und belassen unterhalt des abgeschrägten Teils einen Kanal 96 mit senkrechten Seiten und einen durch die Düsenplatte 89 gebildeten flachen Boden. Die Innenflächen der Metallschienen 94 sind bei 97 steil abgeschrägt und bilden so einen trogartigen Trichter, der in den Kanal 96 führt.

Der Stampfer hat die Form eines Metallschaftes roo, der mit dem unteren Ende des Stampferhalters 80 mittels einer einstellbaren Verbindung 101 verbunden ist und an seinem unteren Ende einen Stampferfuß 102 in Form einer horizontalen Schiene von einer Länge trägt, die gleich ist dem Abstand zwischen den Einheiten der Serie. Die ebenen Seiten 103 des Fußes 102 stehen je im Eingriff mit einem Paar von Schrauben 104, die sich durch die Schienen 94 hindurch erstrecken und in ihrer Lage mittels Sperrmuttern 105 gehalten sind. Mittels der Schrauben 104 und der Sicherungsmuttern 105 kann die Arbeitskante 106 des Stampferfußes so eingestellt werden, daß sie genau in der Mitte des Kanals 96 arbeitet, zwischen dessen senkrechten Seiten und den Seiten der Arbeitskante ein Spiel in der Größenordnung von 1,5 mm vorhanden ist. Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist ähnlich derjenigen der

in Fig. ι und 2 beschriebenen Vorrichtung, und die Düsenplatte 89 wird erhitzt durch den Durchgang eines in Längsrichtung durch die Platte von einem Ende zum anderen hindurchgehenden Stromes, der geregelt wird durch einen Temperaturregler ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten. Die als eine Schar aus der Reihe von Öffnungen 90 in der Düsenplatte 89 austretenden Fäden 107 können nach unten zu einer Sammelführung 108 geführt werden, wie in Fig. 4 dargestellt ist, wo sie rechtwinklig abgelenkt werden, um mit den durch andere Einheiten hergestellten Fäden zusammenzutreffen und einen Strang 109 aus endlosen Fäden zu bilden, die am Ende der Einheitenreihe in geeigneter Weise gesammelt werden. Der Strang 109 ist geeignet für Umwandlung in Faserstapelgarne.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Düsenplatte 35 ähnlich derjenigen nach Fig. 1 und wird durch elektrischen Strom geheizt, der durch Anschlußstücke 42 zugeführt wird. Die Düsenplatte 35 ist zwischen einer oberen Platte 114 und einer unteren Platte 115 aus wärmebeständigem, elektrisch isolierendem Werkstoff eingeklemmt. Das Einklemmen erfolgt mittels Schrauben 116, die durch eine Halteplatte 117 und einen Winkeleisenträger 118 in die Grundplatte 119 eines Formstücks 120 eingeführt sind. Über das Formstück 120 ist eine Mutter 121 geschraubt, die einen konischen Metallblech-Pulvertrog 122 trägt, wobei das Innere des Formstücks 120 und des Trägers 118 konisch ausgebildet sind zwecks Bildung einer Fortsetzung des konischen Troges 122. Die Mutter 121 weist eine ringförmige Konsole 123 auf, deren Innenkante bei 124 an ihrer Unterseite konisch abgeschrägt ist. Die obere Platte 114 aus Isolierstoff ist mit einer zylindrischen Bohrung 125 versehen, in welche ein mit Flügeln versehener Rotor 126 eingepaßt ist, der als Fuß an einer drehbaren Spindel 127 befestigt ist. Die Flügel 128 des Rotors 126 sind durch Wegschneiden breiter schraubenförmiger Rillen 129 aus einem zylindrischen, in die Bohrung 125 passenden Glied gebildet. Die Spindel 127 trägt einen konischen Ventilkörper 130, der von unten her mit der Konsole 123 der Mutter 121 zusammenarbeitet. Der obere Teil der Spindel ist ♦5 bei 131 verdickt und mit einer Bohrung versehen, die eine Antriebsspindel 132 aufnimmt, welche einen senkrechten Schlitz 133 aufweist, der sich durch die Spindel 132 hindurch erstreckt. Ein diametral durch die Bohrung des verdickten Teils 131 befestigter Zapfen 134 geht durch den Schlitz 133 hindurch und verbindet die Spindel 127 mit der Antriebsspindel 132, wobei jedoch eine senkrechte Bewegung der Spindel 127 ermöglicht wird. Die Antriebsspindel 132 wird in einem Lager 135 geführt, an welchem ein mit Schraubgewinde versehener Teil 136 befestigt ist, der eine Rändelmutter 137 trägt. Zwischen der Mutter 137 und einem Flansch 138 an dem verdickten Teil 131 ist eine kräftige Feder 139 eingespannt, deren Druck mittels der Mutter 137 einstellbar ist. Die Feder drückt die Spindel 127 abwärts, so daß der Zapfen 134 zum Boden des Schlitzes 133 hin gedrückt wird.

Beim Betriebe der Vorrichtung wird pulverförmiges, fadenbildendes Material in den Trog 122 eingeführt und gelangt durch den Ringraum zwischen dem Ventilkörper 130 und der Konsole 123 und abwärts in die Bohrung 125. Wenn die Antriebsspindel 132 und die Spindel 127 gedreht werden, drücken die Flügel 128 des Rotors 126 das Pulver nach unten gegen die Düsenplatte 35. Hierdurch sammelt sich eine Schicht aus fadenbildendem Werkstoff unter dem Rotor 126 an, wobei sich die Spindel 127 entgegen dem Druck der Feder 139 zwecks Anpassung an diese Schicht anhebt. Das fadenbildende Material in der Schicht wird durch Berührung mit der Düsenplatte 35 geschmolzen und durch die Öffnungen 41 in der Düsenplatte abgeführt, wie es in bezug auf Fig. 1 und 2 beschrieben wurde. Der Ventilkörper 130, der mit der Konsole 123 zusammenarbeitet, macht die Zuführung von Pulver zu der Düsenplatte 35 selbsteinstellend, da, wenn die Schicht aus fadenbildendem Material unterhalb des Rotors 126 anwächst, das Spiel zwischen dem Ventilkörper 130 und der Konsole 123 abnimmt und die Zufuhr von pulverförmigem Werkstoff zu der Bohrung 125 abgeschaltet wird.

Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Abänderung der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung zum Zweck der Aufrechterhaltung eines unteratmosphärischen Druckes um das der erhitzten Platte zugeführte Pulver. Die Düsenplatte 35 ist zwischen oberen und unteren Platten 36, 37 aus wärmebeständigem, elektrisch isolierendem Material eingeklemmt, wobei die Befestigung mittels Schrauben 141 erfolgt, die durch eine Halteplatte 142 unterhalb der Platte 37, durch die beiden Platten 36, 37 hindurchgehenden und in einem Formstück 143, welches einen konischen Trog 144 trägt. Der Trog 144 ist durch einen Deckel 145 mit einer zentralen Buchse 146 abgeschlossen, durch welche der Stampfer 29 hindurchgeführt ist. Die Anordnung zum Antrieb des Stampfers ist ähnlich wie diejenige nach Fig. 1 und 2. Durch den Deckel 145 ist eine zu einer nicht dargestellten Vakuumpumpe führende Vakuumleitung 147 und eine zu einem Vakuummeßgerät, das ebenfalls nicht dargestellt ist, führende Vakuumleitung 148 hindurchgeführt. Die Vakuumpumpe hat eine solche Leistung, daß sie einen unteratmosphärischen Druck von etwa 0,28 kg/cm² absolut innerhalb des Pulverbehälters 144 aufrechtzuerhalten vermag. Für die Zuführung von pulverförmigem, fadenbildendem Material in den Trichter 144 1 to ist der Deckel mit einer Schleusenkammer 149 versehen, die ein oberes Ventil 150, ein unteres Ventil 151 und einen oberhalb des oberen Ventils angeordneten Trichter 152 aufweist. Ein Fenster 153 im Deckel 145 ermöglicht die Erkennung der im Behälter 144 vor- 1x5 handenen Menge von pulverförmigem Werkstoff. Wenn der Vorrat im Behälter 144 abnimmt, kann frischer pulverförmiger Werkstoff in den Behälter aus dem Trichter 152 zugeführt werden, indem zunächst das obere Ventil 150 geöffnet wird, um eine Charge von Pulver in die Schleusenkammer 149 eintreten zu lassen, worauf dann, nach dem Schließen des Ventils 150, das Ventil 151 geöffnet wird, damit die Charge in den Behälter 144 eintreten kann. Auf diese Weise kann das Einspeisen von pulverförmigem Werkstoff in den Behälter 144 vorgenommen werden, ohne das

Vakuum zu unterbrechen, das durch Saugwirkung durch die Vakuumleitung 147 aufrechterhalten wird. Die Vakuumleitung 147 und die Meßleitung 148 sind mit Gazefiltern 154 versehen, um den Durchgang von pulverförmigem Werkstoff zu verhindern.

Die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung ist eine Abänderung der Vorrichtung nach Fig. 4 und 5 zu dem gleichen Zweck wie die in Fig. 7 dargestellte Abänderung, nämlich zur Aufrechterhaltung eines unteratmosphärischen Druckes um das der erhitzten Düsenplatte zugeführte pulverförmige Material. Die Düsenplatte 8g mit den darin angeordneten Spinnöffnungen 90 hat die Form eines langen Streifens, wie in Fig. 4 und 5, der zwischen oberen Isolierblöcken 91 und unteren Isolierblöcken 92 mittels Schrauben 93 und einer Halteplatte 161 befestigt ist, wobei die Schrauben 93 durch die Platte 161, die Blöcke 91, 92, einen Winkeleisenträger 162 hindurchgehen und in Schienen 163 enden, die in ihrer Funktion ähnlich den Schienen 94 nach Fig. 4 und 5 sind. Die Schienen 163 tragen die Seitenwände 164 eines Pulvertroges 165, der mit einem Deckel 166 versehen ist, der an Flanschen 167 an den oberen Kanten der Seitenwände 164 befestigt ist. Der Stampferschaft 100 geht durch einen Führungsblock 168 hindurch, der am Deckel 166 befestigt ist. Der Durchgang ist mittels einer Gummimanschette 169 abgedichtet, die an dem Führungsblock 168 und der Verbindung 101 nach Fig. 4 und 5 befestigt ist. Die Manschette 169 ist mittels Drähten 170 befestigt. Der Deckel 166 ist mit einer Vakuumleitung 171 versehen, die zu einer nicht dargestellten Vakuumpumpe führt. Das Rohr 171 führt in einen rohrförmigen Gazefilter 172, der sich über die Länge des Troges 165 erstreckt. Infolge der besonderen, durch die Führungsblöcke 168 bewirkten Führung des Stampferschaftes 100 sind die in Fig. 4 und 5 beschriebenen Schrauben 104 nicht erforderlich. Bei der dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung wird der Trog 165 von Hand nach Entfernen des Deckels 166 nachgefüllt, und die Vorrichtung läuft so lange, bis die so zugeführte Charge verbraucht ist.

Durch Anwendung des beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung können fadenartige Produkte aus einer Anzahl von Stoffen erfolgreich hergestellt werden, einschließlich nicht nur solcher Stoffe, die bei ihren Schmelzpunkten und oberhalb derselben stabil sind, sondern auch vieler Stoffe, die einer langsamen Zersetzung und Entfärbung unterliegen, wenn sie eine beträchtliche Zeit auf etwa der Temperatur gehalten werden, bei der sie zuerst fließbar werden. Das Verfahren nach der Erfindung erfordert nicht, daß das Material für länger als eine sehr kurze Periode in einem fließbaren Zustande ist. Die Zeit, während welcher das fadenbildende Material gegen die Düsenfläche gepreßt wird, ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Vorrichtung etwa 1 Minute oder weniger, und das Material kann einer Temperatur ausgesetzt werden, die sich derjenigen der erhitzten Düsenplatte für nur einen Teil dieser Zeit annähert. Es ist natürlich schwierig oder unmöglich, den tatsächlichen Zustand des fadenbildenden Materials in der Vorrichtung während des Betriebes zu ermitteln, jedoch wurde festgestellt, daß, wenn die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 stillgesetzt und abgekühlt wurde und die zwischen der Düsenplatte und dem Stampferfuß befindliche Materialmasse untersucht wurde, daß sich eine Schicht aus geschmolzenem und teilweise geschmolzenem Material auf der Düsenplatte befand, die durch eine erhebliche Materialschicht bedeckt war, das sich noch in körniger Form befand, woraus sich ergibt, daß der Temperaturgradient durch das Material über die Stärke der Schicht im wesentlichen stetig verläuft. Die sehr kurze Erhitzungsperiode ermöglicht das Schmelzspinnen von Werkstoffen der obenerwähnten Art, selbst bei Verwendung von wesentlich höheren Plattentemperaturen als denjenigen, bei denen die Werkstoffe schmelzbar werden, und zwar ohne wesentliche Verkohlung oder Verfärbung der erzielten Produkte. Eine weitere unerwartete Wirkung der Erfindung besteht darin, daß sie insbesondere anwendbar ist bei schmelzbaren, fadenbildenden Substanzen, die nicht einen scharfen Schmelzpunkt besitzen, sondern erweichen und allmählich an Fließbarkeit über einen Temperaturbereich zunehmen. Wenn Werkstoffe mit scharfen Schmelzpunkten verwendet werden, so ist es oft vorteilhaft, ein erhebliches Maß von Verziehen anzuwenden. Diejenigen Werkstoffe, die keinen scharfen Schmelzpunkt aufweisen, können jedoch im allgemeinen ganz leicht ohne einen wesentlichen Verzug versponnen werden (z. B. mit nicht mehr Verzug, als er durch das Gewicht des ausgepreßten Produktes verursacht wird), um kräftige Borsten herzustellen.

Wie bereits erwähnt wurde, ist Celluloseacetat ein Beispiel der Materialien, bei denen die Erfindung anwendbar ist. Das verwendete Celluloseacetat kann ein völlig acetyliertes oder ein teilweise verseiftes (d. h. acetonlösliches) Produkt sein. Obwohl, wie oben dargelegt wurde, das Material einer hohen Temperatur nur für eine sehr kurze Zeit ausgesetzt wird, ist es erwünscht, geeignete Maßnahmen zur Stabilisierung des Materials gegen Wärmezersetzung anzuwenden. Demgemäß wird, wenn ein teilweise verseiftes Celluloseacetat verwendet wird, vorzugsweise ein heißgereiftes Material verwendet, d. h. ein Material, welches durch Reifung bei einer wesentlich oberhalb Raumtemperatur liegenden Temperatur verseift ist, vorzugsweise nachdem die gesamte als Katalysator bei der Acetylierung verwendete Schwefelsäure ganz oder teilweise neutralisiert ist. Ferner ist das verwendete Material vorzugsweise ein Material, welches nach der Reifung durch Erhitzung unter Druck mit Wasser oder stark verdünnter Säure auf eine wesentlich oberhalb des Kochpunktes bei normalem Druck der Mischung liegende Temperatur stabilisiert worden ist. Eine weitere Maßnahme, die auf eine Anzahl verschiedener Materialien anwendbar ist und die Herstellung von fadenartigen Produkten gemäß der Erfindung erleichtert, ist die Erhitzung des lufttrockenen pulverförmigen Materials in Luft oder im Vakuum, beispielsweise im Falle von Celluloseacetat auf eine Temperatur von 150 bis 2oo° für eine Zeitdauer von ¹J₂ bis ¹Ji Stunde. Das Celluloseacetat kann mit oder ohne Gehalt an plastizierenden Mitteln, wie beispielsweise Tricresylphosphat oder Diäthylhexylphthalat, verwendet werden.

Die benutzten Materialien werden für die Zwecke der Erfindung in Pulverform zugeführt. Die Korngröße des Pulvers ist nicht entscheidend, sofern sie nicht zu grob ist, um in die in Berührung mit der erhitzten Platte befindliche Materialschicht einzugehen, oder nicht so fein ist, daß die Vorrichtung verstopft wird oder zu Schwierigkeiten im Betriebe durch Ausblasen Anlaß gibt. Es hat sich als befriedigend erwiesen, ein Pulver zu verwenden, dessen Partikeldurchmesser in

ίο derselben Größenordnung wie die Durchmesser der Spinnöffnungen in der erhitzten Platte liegen und erheblich darunter reichen. Bei Öffnungen von einem Durchmesser von 0,65 mm hat es sich als brauchbar herausgestellt, ein Pulver zu verwenden, welches durch

ein Sieb mit 12 Öffnungen pro Zentimeter hindurchgeht, aber von einem Sieb von 24 Öffnungen pro Zentimeter zurückgehalten wird.

Im folgenden werden Beispiele der Anwendung der Erfindung auf die Herstellung von Fäden aus pülver-

ao förmigem Celluloseacetat gegeben. Die angegebenen Temperaturen sind die durch das Thermoelement in dem Steuerkreis nach Fig. 3 angezeigten Temperaturen; die Temperatur des Materials unmittelbar oberhalb der Düsenplatte wird jedoch um etwa 20° höher geschätzt. Die Festigkeitswerte sind in Gramm pro Denier ausgedrückt.

Beispiel I

Ein heißgereiftes druckstabüisiertes Celluloseacetat mit 53 °/₀ Acetylwert (berechnet als Essigsäure) wurde gemahlen und derart gesiebt, daß ein Pulver erhalten wurde, welches durch ein Sieb mit 12 Öffnungen pro Zentimeter hindurch ging, jedoch von einem Sieb mit 24 Öffnungen pro Zentimeter zurückgehalten wurde.

Das Pulver wurde 15 Minuten lang bei 200⁰ erhitzt und wurde nach Abkühlung der in Fig. 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung zugeführt. Die Düsenplattentemperatur war auf 235⁰ eingestellt. Aus den neun Öffnungen in der Düsenplatte traten starke Fäden aus, die von der Zuführungswalze mit einer Geschwindigkeit von 35 m pro Minute abgezogen und als ringverzwirntes Garn mit 100 Denier und 100 Drehungen pro Meter aufgespult wurden. Das verzwirnte Garn hatte eine Festigkeit von 1,29 und eine Dehnung (Bruchdehnung) von 13,7%.

Beispiel II

Ein Celluloseacetatpulver, das wie im Beispiel I vorbereitet und behandelt wurde, wurde einer in Fig. 4 und 5 beschriebenen Vorrichtung zugeführt, wobei die verwendete Düsenplatte eine Länge von 30 cm und zwei Reihen von 300 Öffnungen je mit einem Durchmesser von 0,5 mm aufwies. Die hergestellten Fäden wurden mit einer Geschwindigkeit von 10 m pro Minute abgezogen und als unverdrehter Strang von etwa 6000 Denier (10 Denier pro Faden) mit einer Festigkeit von 2,47 und einer Dehnung von 6,8 % gesammelt.

Beispiel III

Ein Celluloseacetat mit einem Acetylwert von56,i^a/₀ wurde als Pulver vorbereitet und behandelt und in Fäden umgewandelt gemäß Beispiel I unter Verwendung einer Düsenplattentemperatur von 227⁰ und ergab ein Produkt von 66 Denier, einer Festigkeit von 1,14 und einer Dehnung von 14,9 ⁰J₀.

Beispiel IV

Ein Celluloseacetat mit einem Acetylwert von6i,i°/₀ wurde gemahlen und gesiebt gemäß Beispiel I, und das Pulver wurde der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 mit einer Düsenplattentemperatur von 233⁰ zugeführt. Die Fäden wurden abgezogen mit einer Geschwindigkeit von 80 m pro Minute und ringverzwirnt mit 40 Drehungen pro Meter und ergaben ein Garn von 38 Denier, einer Festigkeit von 0,98 und einer Dehnung von 15,9%

Beispiel V

Ein wie in Beispiel I vorbereitetes Celluloseacetatpulver wurde der in Fig. 7 beschriebenen Vorrichtung zugeführt und bei einem Vakuum Null bei einer Temperatur von 235⁰ zu Fäden geformt. Die Fäden wurden abgezogen mit 16 m pro Minute und hatten eine Denierzahl pro Faden von 9,2, eine Festigkeit von 2,31 und eine Dehnung von 6,7%. Bei Anwendung eines Vakuums von 0,28 kg/cm² absolutem Druck hatten die erzeugten Fäden einen Denierwert von 9,6, eine Festigkeit von 2,5 und eine Dehnung von 5 °/₀.

Beispiel VI

Bei Ausführung des zweiten Teils von Beispiel V wurde die Temperatur auf 250° erhöht, wobei sich ein Produkt von 10,7 Denier pro Faden mit einer Festigkeit von 2,33 und einer Dehnung von 7,4 % ergab.

Beispiel VII

Bei Ausführung des zweiten Teils von Beispiel V wurde die Temperatur auf 340⁰ erhöht, wobei sich ein Produkt mit einem Denierwert pro Faden von 21,1, einer Festigkeit von 1,35 und einer Dehnung von ioo 30,7% ergab.

Beispiel VIII

Bei Ausführung des Beispiels VII wurde die Abzugsgeschwindigkeit auf 50 m pro Minute erhöht, wobei ein Produkt mit einem Denierwert pro Faden von 8,7, einer Festigkeit von 2,41 und einer Dehnung von 17,6% erhalten wurde.

Beispiel IX

Ein wie im Beispiel III vorbereitetes und behandeltes Celluloseacetatpulver wurde der Vorrichtung nach Fig. 7 zugeführt und bei einem Vakuum von 0,35 kg/cm² absolutem Druck in Fäden umgewandelt. Die Düsenplattentemperatur wurde stufenweise über einen Bereich von 236 bis 350° verändert, wobei ein Produkt erhalten wurde, das sich von 5,9 Denier pro Faden, einer Festigkeit von 2,4 und einer Dehnung von 10 % bis zu einem Produkt von 14,7 Denier pro Faden, einer Festigkeit von 1,46 und einer Dehnung von 17,2% erstreckte.

Die Erfindung ist auch anwendbar auf die Herstellung von fadenförmigen Produkten aus anderen geeigneten fadenbildenden Stoffen als Celluloseacetat. Beispiele solcher anderer Stoffe, aus denen fadenförmige Produkte erfolgreich hergestellt wurden, sind zu-

sammen mit den zu ihrer Herstellung verwendeten Thermoelement-Temperaturen weiter unten genannt.

A. Andere Ester ,j organischer Säuren oder Cellulosemischester

Cellulosepropionat, sowohl mit einem Propionylwert von 63,4% als auch von 66,7% (Tripropionat) (berechnet als Propionsäure), wurde zu Borsten und Fäden bei Temperaturen geformt, die von 215 bis 240⁰ bei atmosphärischem Druck und von 215 bis 290⁰ unter Vakuum reichen.

Celluloseacetopropionat mit einem Acetylwert von 26,7% (berechnet als Essigsäure) und einem Propionylwert von 30,4 % wurde zu Borsten und feinen Fäden bei 225 bis 240° unter atmosphärischem Druck und bei 225 bis 300⁰ unter Vakuum geformt.

Celluloseacetobutyrat mit einem Acetylwert von

40,0 °/o ^un(i einem Butyrylwert von 18,1 °/₀ (berechnet als Buttersäure) wurde zu Borsten und feinen Fäden

ao bei 230 bis 270⁰ unter atmosphärischem Druck und bei 230 bis 300⁰ unter Vakuum geformt.

B. Celluloseester

Äthylcellulose mit einem Äthoxygehalt von 45,1 °/₀ as wurde zu Borsten geformt bei 190 bis 205⁰ unter atmosphärischem Druck und bei 190 bis 220⁰ unter Vakuum, wobei die Borsten unter ihrem Eigengewicht nach unten fallen und einen Denierwert von 1300 bis 600 entsprechend der Temperatur haben. Benzylcellulose mit einem Benzoxygehalt von etwa 63 % wurde zu Borsten und feinen Fäden geformt bei Temperaturen, die bei Atmosphärendruck von 120 bis 165⁰ und unter Vakuum von 120 bis 190⁰ reichen.

C. Mischpolymere

Polyäthylen wurde zu Borsten geformt bei Temperaturen von 140 bis 230° einmal unter Atmosphärendruck und zum anderen unter Vakuum und wurde zu feinen Fäden bei 190 bis 230⁰ geformt. Polystyrol wurde zu Borsten und feinen Fäden geformt bei 132 bis 150⁰ und Atmosphärendruck sowie bei 132 bis i6o° unter Vakuum.

D. Kondensationsprodukte

Polyhexamethylenheptamethylenharnstoff (aus Hexamethylen-di-isocyanat und Heptamethylendiamin) wurde zu feinen Fäden geformt bei Temperaturen von 220 bis 260⁰ unter Atmosphärendruck und bei 220 bis 270° unter Vakuum.

4,4-Polyurethan (aus Tetramethylendiamin und dem Dichlorameisensäureester von r, 4-Butandiol) wurde zu Borsten und feinen Fäden geformt bei 195 bis 220° sowohl bei Atmosphärendruck als auch unter Vakuum.

Polyäthylenterephthalat wurde zu Borsten und feinen Fäden geformt, sowohl unter Vakuum als auch in Stickstoff bei atmosphärischem Druck von Temperaturen von 230 bis 260⁰, wobei das Pulver vor Anwendung auf 200° im Vakuum für 15 Minuten erhitzt wurde.

Das aus Sebacindihydrazid und Hydrazin hergestellte Polyaminotriazol wurde zu feinen Fäden geformt unter Vakuum bei Thermoelementtemperaturen von 235 bis 265⁰, wobei das Material vor Gebrauch unter Vakuum auf 200⁰ für 15 Minuten erwärmt wurde.

Die Pulverform, in welcher die Materialien zugeführt werden, ermöglicht die Verwendung von Mischungen verschiedener Materialien, indem die gesondert gepulverten Materialien zusammengemischt werden. So sind z. B. eine Mischung von 95 °/₀ acetonlöslichem Celluloseacetat mit 5 % des erwähnten Polyaminotriazols, eine Mischung von 50 % Celluloseacetat mit 50% Polyhexamethylenadipamid und eine Mischung von 90 °/₀ Celluloseacetat und 10 % Cellulosepropionat mit einem Propionylwert von 63,4 % erfolgreich zu Borsten geformt und zu feinen Fäden verzogen worden.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht ferner darin, daß sie die Herstellung von fadenartigen Materialien ermöglicht, die Pigmente, Farbstoffe und andere Effektmaterialien eingefügt enthalten, indem einfach die pulverförmigen fadenbildenden Materialien mit den pulverförmigen Effektmaterialien gemischt und das Gemisch für das Fadenherstellungsverfahren gemäß der Erfindung verwendet wird. Es ist auf diese Weise möglich, Fäden zu erzielen, bei denen das Pigment oder sonstiges Effektmaterial für Handelszwecke genügend gleichmäßig und fein verteilt ist, ohne daß es erforderlich ist, daß Effektmaterial durch die Substanz des fadenbildenden Materials vorher gleichmäßig und fein zu verteilen. Es ist erforderlich, daß die Partikelgröße des Effektmaterials klein ist im Vergleich zu der Größe der Spinnöffnungen und bezüglich des Querschnitts der herzustellenden Fäden. Unter diesem Vorbehalt können jedoch viele weiße und farbige Pigmente in der Form der handelsüblichen Produkte verwendet und einer Vorrichtung mit einem vibrierenden Stampfer, wie oben beschrieben, zugeführt werden, ohne daß eine besondere vorherige Behandlung zwecks Verminderung ihrer Partikelgröße oder etwa zwecks Aufbrechens von Agglomeraten erforderlich ist. Es scheint, daß die Wirkung des vibrierenden Stampfers eine solche ist, daß kleine Pigmentagglomerate aufgerissen werden und das Pigment mit dem den Faden bildenden Material mehr oder weniger im Augenblick der Fadenbildung vermischt wird. Auf diese Weise können sehr verschiedene Pigmente, Farbstoffe und andere Effektmaterialien in die Fäden eingeführt werden. Darüber hinaus können gewünschtenfalls zwji Arten von pulverförmigem fadenbildendem Material, die sich dadurch unterscheiden, daß sie verschiedene Pigmente oder Effektstoffe enthalten, der Vorrichtung getrennt zugeführt werden, beispielsweise zu gegenüberliegenden Seiten des Stampfers, um verschiedenartige Effekte zu erzeugen. Auf diese Weise können Gruppen von Fäden hergestellt werden, von denen einige ein Effektmaterial und andere ein anderes Effektmaterial enthalten oder bei welchen einige oder sämtliche Fäden beide Effektmaterialien enthalten, die abwechselnd in Abständen entlang ihrer Länge in Erscheinung treten.

Die folgende Tabelle gibt die Farbtöne an, welche erzielt wurden durch Verspinnen von Fäden von etwa Denier pro Faden aus einer Mischung von pulverförmigem Celluloseacetat mit dem genannten Anteil verschiedener Pigmente, Farbstoffe und deren Mischungen.

Prozentualer Anteil von Pigment oder Farbstoff, bezogen auf das Gewicht des Celluloseacetats Farbton

^τ· 5>° % Monolit echtrot 4 RH (Azopigmentfarbe aus diazotisiertem 2-Amino-

5 4-nitro-toluol und Beta-oxynaphthöesäure^-chloranilid)

2. 3,0 % Titandioxyd (TiO₂)

3· 0.5 % Monastral echtblau BS (Kupferphthalocyanin)

4· °>5 % Monolit gelb GTS (Azopigmentfarbe aus tetrazotisiertem Dichlorbenzidin

10 und 2 Mol Acetessigsäureanilid)

5. i,o % Monastral echtblau BS, 0,5 % Monolit gelb GTS

6. 0,5 % Türkischrot Oxyd 5 RS (Eisenoxydpigment)

7. 0,7 % Monastral echtblau BS, 0,3 % Monolit echtrot 4 RH

8. 1,0 °/₀ Azofarbe aus diazotisiertem s-nitro^-amino-anisol und Dimethylanilin 15 (handelsübliches Pulver von etwa 30 % Gehalt)

9. 0,7% Monolit gelb GTS, 0,2 °/₀ Monolit rot 2 RS (Azopigmentfarbe aus diazotisiertem 2, 5-Dichloranüin und Beta-oxynaphthöesäure-anilid) ■

10. 1,0 % Monolit echtrot 4 RH, 2% Monastral echtgrün GS (chloriertes Kupferphthalocyanin)

²⁰ 11. i,o % Alpha-äthanolamin-anthrachinon (handelsübliches Pulver mit etwa 30 °/₀ Gehalt)

12. 1,0 % Preußischblau

13. 1,0% 2, 4-Dinitro-diphenylamin (handelsübliches Pulver von etwa 30°/₀ Gehalt)

14. 1,0 °/₀ i-Amino-2-methyl-anthrachinon (handelsübliches Pulver von etwa 30 % ^a5 Gehalt)

15. 0,4 % Monastral echtgrün GS

16. 1,0 % Azopigment aus diazotisiertem Amino-azo-toluen und dem 2, 5-Dimeth-

oxy-anilid von 3-Oxy-2-carboxy-diphenylamin-oxyd

17· 2,5% Monastral echtblau BS, 1,5 °/₀ Monastral echtgrün GS, 0,5% Monolit

3° echtrot 4 RH

18. 0,5 % Monolit echtrot 4 RH

Flaggenrot (Signalrot) Bleichweiß (Blanche White) Blau (Whirlpool Blue)

Mimose Jadegrün Rehfarben Violett

Ziegelrot

Altgold

Schokolade

Fleischfarben

Pfauenblau

Narzissengelb

Gold Smaragd

Hellbraun

Marineblau Geranienrot

Effektmaterialien anderer Klassen als die oben beispielsweise genannten, die in gleicher Weise verwendet werden können, sind Küpenfarbstoffe, z. B. Caledon Blue RN (I. C. I.) (Indanthren) und Paradon Yellow G (L. B. HoÜiday) (Flavanthron), wasserlösliche Farbstoffe, z. B. saure Wollfarben, pulverförmiges Glas oder Carborundpulver zur Erzeugung von für Schleifzwecke geeigneten Produkten, Ofenruß. Der letztgenannte Stoff kann jedoch zu einem unbefriedigenden Spinnvorgang führen, wenn er bei Öffnungen mit einem Durchmesser von weniger als etwa 0,5 mm und bei einem 0,5 % erheblich übersteigenden Gehalt verwendet wird.

Claims (20)

1. Patentansprüche;

   ι. Verfahren zur Herstellung künstlicher fadenartiger Produkte aus pulverförmigen, schmelzbaren, fadenbildenden Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß der fadenbildende Stoff in Pulverform gegen eine Seite einer erhitzten, mit Spinnöffnungen versehenen Platte gepreßt wird, so daß das pulverförmige Material durch die von der Platte zugeführte Wärme geschmolzen wird, daß frisches Material der Platte ständig zugeführt wird und daß

   das geschmolzene Material durch die Öffnungen in Form von Fäden abgeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Stoffpartikel an einer Seite einer Schicht aus fadenbildendem Stoff in Berührung mit der erhitzten Platte ein mechanischer Druck intermittierend ausgeübt wird, so daß das pulverförmige Material gegen die Platte gedruckt wird, und daß frisches pulverförmiges Material zwischen den aufeinanderfolgenden Druckausübungen zugeführt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck gleichzeitig über im wesentlichen die ganze Schichtfläche ausgeübt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck konstant über einen Teil der Schichtfläche ausgeübt und dieser Teil bewegt wird, so daß die ganze Fläche regelmäßig in Intervallen überstrichen wird.
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die fadenförmigen Produkte von den Öffnungen schneller abgeführt werden, als sie unter Wirkung ihres Eigengewichtes fallen würden.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte mittels Durchgangs von elektrischem Strom durch die Platte erhitzt wird.
7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Atmosphäre eines inerten Gases um das pulverförmige Material aufrechterhalten wird, das der Platte zugeführt ist.
8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß um das pulverförmige, der Platte zugeführte Material ein Druck wesentlich unter atmosphärischem Druck aufrechterhalten wird.
9. g. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als fadenbildendes Material pulverförmiges Celluloseacetat ohne Weichmacher verwendet wird,
   ίο io. Verfahren nach einem der vorhergehenden
10. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als pulverförmiges, fadenbildendes Material ein Material verwendet wird, dessen Partikeldurchmesser in der gleichen Größenordnung wie der Durchmesser der Spinnöffnungen in der Platte liegen und darunter reichen.
11. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem pulverförmigen, fadenbildenden Material pulverförmige Farbstoffe, Pigmente oder sonstige Effektstoffe gemischt werden.
12. 12. Vorrichtung zur Herstellung von künstlichen fadenförmigen Produkten aus pulverförmigen, schmelzbaren, fadenbildenden Stoffen, insbesondere zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Behälter aufweist, in dessen einer Wandung eine Platte mit einer oder mehreren Spinnöffnungen vorgesehen ist, wobei Mittel zum Heizen der Platte auf eine höhere Temperatur als diejenige aller anderen in Berührung mit dem fadenbildenden Material befindlichen Teils der Vorrichtung vorgesehen sind, ferner gekennzeichnet durch Mittel zum Pressen des fadenbildenden Materials in Pulverform gegen die Platte innerhalb des Behälters und durch Mittel zum Zuführen von frischem pulverförmigem Material aus dem Behälter zu der Platte zwecks Ersatz des ständig von den Öffnungen in Form von Fäden abgeführten Materials.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Mittel innerhalb des Behälters zur intermittierenden Ausübung eines mechanischen Drukkes auf die Materialpartikel an der der Platte abgewandten Seite einer Schicht aus fadenbildendem Material.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Stampfer mit einer Arbeitsfläche, die gegen die Platte wirkt, und durch Mittel zum Oszillieren des Stampfers in Längsrichtung.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte als lange Platte mit einer oder mehreren Reihen von Spinnöffnungen in Richtung der Plattenlänge ausgebildet ist und daß die Spitze des Stampfers die Form eines Fußes aufweist, der eine lange, sich über die Reihen von Öffnungen erstreckende Arbeitskante hat.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine umlaufende, im wesentlichen rechtwinklig zur Platte angeordnete Welle, von welcher radial schräge Flügel vorragen, die bei Drehung der Welle pulverförmiges Material gegen die Platte drücken.
17. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, gekennzeichnet durch Mittel zum Erhitzen der Platte durch Durchgang eines elektrischen Stromes durch die Platte.
18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch selbsttätige Mittel zur Regelung des Stromes gemäß der Temperatur der Platte.
19. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter als geschlossener Behälter ausgebildet ist und mit Einrichtungen zum Zuführen einer inerten Gasatmosphäre zu dem Behälter versehen ist.
20. 20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 19, gekennzeichnet durch einen geschlossenen Behälter und durch Pumpeinrichtungen zur Aufrechterhaltung eines unteratmosphärischen Druckes innerhalb des Behälters.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

    Q 5812 3.54