DE9490144U1 - Spinnzellen - Google Patents
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Description
Courtaulds Fibres (Holdings |.U« . ; # : ·*»::": DEGC-5794i.6
Spinnzellen
Diese Erfindung betrifft Spinnzellen und betrifft insbesondere Spinnzellen,
die zur Koagulierung von Lyocell-Filamenten verwendet werden.
Wie hierin verwendet, wird der Begriff "Lyocell" in Übereinstimmung mit
der Definition definiert, die von dem Bureau International pour la Standardisation de la Rayonne et de Fibres Synthetique (BISFA) festgelegt
wurde, nämlich:
"Eine Zellulosefaser, die durch ein organisches Lösungsspinnverfahren
erhalten wird, wobei:
(1) ein "organisches Lösemittel" im wesentlichen eine Mischung von
organischen Chemikalien und Wasser bedeutet; und
(2) "Lösungsspinnen" das Auflösen und Spinnen ohne Bildung eines
Derivates bedeutet."
Daher wird eine Lyocell-Faser durch das direkte Auflösen von Zellulose
in einem wasserhaltigen organischen Lösemittel - üblicherweise N-Methylmorpholin-N-oxid - ohne Bildung einer Zwischenverbindung
hergestellt. Nachdem die Lösung extrudiert (gesponnen) wurde, wird die
Zellulose als Faser ausgefällt. Dieses Herstellungsverfahren unterscheidet sich von jenem anderer zelluloseartiger Fasern wie Viskose, in welchen die Zellulose
zunächst in eine Zwischenverbindung umgewandelt wird, die dann in einem
anorganischen "Lösemittel" aufgelöst wird. Die Lösung in dem Viskoseverfahren wird extrudiert und die Zwischenverbindung wieder zu
Zellulose umgewandelt.
Das allgemeine Verfahren zur Herstellung von Lyocell-Fasern ist in
US-Patent 4.416.698, McCorsley, beschrieben und dargestellt, dessen Inhalt hierin zum Zwecke der Bezugnahme zitiert wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Spinnzelle, in welche
die extrudierten Fasern nach dem Verlassen der Spinndüse laufen, wobei sie
zunächst durch einen Luftspalt und dann in ein Koagulierungsbad gehen.
Daher schafft die vorliegende Erfindung in einem Aspekt eine Spinnzelle
zur Koaguliemng von Filamenten aus einer Zelluloselösung, die in einem
organischen Lösemittel für die Zellulose enthalten ist, wobei die Zelle ein
Spinnbad zum Auslaugen des Lösemittels aus den Filamenten und einen Spalt
oberhalb des Spinnbades enthält, welcher Spalt an der unteren Seite durch die
Oberfläche des Spinnbades und an der oberen Seite durch eine Spinndüse aus der die Filamente austreten, definiert wird, und Mittel aufweist, um einen
Gasstrom in dem Spalt zu erzeugen. Die Mittel umfassen vorzugsweise eine Saugdüse die an einer Seite des Spaltes einen Eingang aufweist.
In einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung von Zelluiosefilamenten aus einer Lösung von Zellulose in einem
organischen Lösemittel, welches die Schritte des Extrudierens der Lösung durch eine Düse mit einer Mehrzahl von Öffnungen zur Bildung einer Mehrzahl von
Strängen, des Hindurchleitens der Stränge durch einen gasförmigen Spalt in ein
wasserhaltiges Spinnbad zum Formen der Filamente und des Erzeugens eines
Zwangsgasstromes durch den Spalt parallel zu der oberen Wasseroberfläche in dem Spinnbad durch Erzeugung eines Gasstromes über den Spalt umfaßt. Das
Gas kann über den Spalt gesaugt werden.
Wie zuvor angegeben, ist die Erfindung besonders zur Herstellung von
Lyocell-Filamenten geeignet.
Der Spalt kann einfach ein Luftspalt sein und eine Blasdüse, die einen
Ausgang an einer Seite des Luftspaltes aufweist, kann an der der Saugdüse
gegenüberliegenden Seite des Luftspaltes vorgesehen sein.
Die Saugdüse weist vorzugsweise an ihrem Eingang einen größeren Querschnittsbereich auf als die Blasdüse an ihrem Ausgang.
In dem Spinnbad können Drosselelemente angeordnet sein, um die Fluß
von Flüssigkeitsströmen in dem Spinnbad zu begrenzen und die Oberfläche der
Flüssigkeit zu beruhigen, und in einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung eine Spinnzelle zur Koagulierung von Zelluiosefilamenten, die aus einer Lösung
von Zellulose in einem organischen Lösemittel gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle ein Spinnbad zum Auslaugen des Lösemittels aus
einem Spinnkabel der Filamente besitzt, während dieses durch das Spinnbad läuft, und das Spinnbad Drosseln zur Verringerung von Turbulenzen aufweist.
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Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Herstellung von Zellulosefilamenten aus einer Lösung von Zellulose in einem organischen
Lösemittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung durch eine Düse mit einer
Mehrzahl von Öffnungen zur Bildung einer Mehrzahl von Filamenten extrudiert
-. · 5 wird, die Filamente als Spinnkabel durch ein wasserhaltiges Spinnbad geleitet
werden, um das Lösemittel aus dem Filamenten auszulaugen, und Drosseln in
dem Spinnbad zur Verringerung von Turbulenzen vorgesehen sind.
In einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine
Spinnzelle zur Koagulierung von Zellulosefilamenten, die aus einer Lösung von
Zellulose in einem organischen Lösemittel gebildet werden, dadurch
( gekennzeichnet, daß die Zelle ein Spinnbad zum Auslaugen des Lösemittels aus
einem Spinnkabel der Filamente enthält, wobei in dem unteren Ende des
Spinnbades eine Öffnung vorgesehen ist, durch welche das Spinnkabel hindurchgeleitet werden kann, welche Öffnung mit einem elastischen Umfang
für den elastischen Kontakt mit dem Spinnkabel ausgebildet ist.
Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Herstellung von Zellulosefilamenten aus einer Lösung von Zellulose in einem organischen
Lösemittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung durch eine Düse mit einer Mehrzahl von Öffnungen zur Bildung einer Mehrzahl von Filamenten extrudiert
wird, die Filamente durch ein wasserhaltiges Spinnbad geleitet werden, um das Lösemittel aus den Filamenten auszulaugen, und das Spinnkabel der Filamente
durch eine Öffnung am unteren Ende des Spinnbades hindurchgeleitet wird, welche Öffnung mit einem elastischen Umfang für den elastischen Kontakt mit
dem Spinnkabel ausgebildet ist.
Der elastische Umfang kann durch eine zylindrische Gamasche aus
flexiblem, elastischem Material mit einer Öffnung gebildet werden, welche im nicht gedehnten Zustand einen etwas kleineren Querschnittsbereich als das
Spinnkabel aufweist, wobei die Gamasche dicht an dem oberen Ende um die
Öffnung in dem unteren Ende des Spinnbades befestigt ist und das Spinnkabel in Verwendung durch die Öffnung geht und somit den Querschnittsbereich der
Öffnung in der Gamasche ausdehnt.
Die Vorrichtung kann, den Erfordernissen entsprechend, Mittel zum Zuleiten von Spinnbadflüssigkeit in ein Spinnbad umfassen;
sowie Mittel zur Entfernung der Spinnbadflüssigkeit aus dem Spinnbad;
und
Mittel zur Zuleitung von Luft mit einer bestimmten Temperatur und Feuchtigkeit zu der Blasdüse, falls vorgesehen.
Das zur Auflösung der Zellulose verwendete Lösemittel ist vorzugsweise
ein wässeriges N-Methylmorpholin-N-oxid-Lösemittel.
Die Lufttemperatur in dem Luftspalt wird vorzugsweise unter 5O0C
gehalten und über der Temperatur, die ein Frieren des Wassers in den Strängen der Mischung bewirkt, und die relative Feuchtigkeit der Luft wird vorzugsweise
unter einem Taupunkt von 1O0C gehalten.
Die Länge der Stränge in dem gasförmigen, z.B. Luft-, Spalt wird vorzugsweise im Bereich von 0,25 bis 50 cm gehalten.
Die Düse, durch welche die Lösung extrudiert wird, kann mehr als 500
Öffnungen und zwischen 500 und 100000 Öffnungen, vorzugsweise zwischen 5000 und 25000 Öffnungen und insbesondere zwischen 10000 und 25000
Öffnungen aufweisen. Die Öffnungen können einen Durchmesser im Bereich von 25 Mikron bis 200 Mikron haben.
Die Zelluloselösung kann bei einer Temperatur im Bereich von 900C bis
1250C gehalten werden.
Wie zuvor angeführt, kann das Gas Luft sein und die Luft kann sowohl
über den Luftspalt gesaugt als auch geblasen werden, und der Luftspalt kann eine Höhe zwischen 0,5 cm und 25 cm aufweisen. Die Lösung kann im
wesentlichen senkrecht nach unten in das Spinnbad extrudiert werden. Die Luft kann einen Taupunkt von 1O0C oder weniger und eine Temperatur im Bereich
von O0C bis 5O0C aufweisen.
Die Filamente können aus einer Öffnung im Boden des Spinnbades extrahiert werden und die Öffnung kann mit einer flexiblen Gamasche versehen
sein, um mit den hindurchgehenden Filamenten in Kontakt zu gelangen, so daß der Durchgang von Spinnbadflüssigkeit durch die Öffnung verringert wird.
Zur Begrenzung des oberen Flussigkeitspegels in dem Spinnbad kann eine
Wehrfläche vorgesehen sein. Die Wehr kann durch mindestens einen Rand des Spinnbades definiert sein. Es kann ein Entwässerungskanal an der Seite des
Spinnbades, die an die Wehr angrenzt, vorgesehen sein. In dem Entwässerungskanal kann ein Wasserabscheider angeordnet sein. Die Spinnzelle
kann eine rechteckige Form aufweisen, mit einer Blasdüse an einer längeren Seite und der Saugdüse an der gegenüberliegenden längeren Seite. An einer oder
beiden kürzeren Seiten der Zelle kann ein Zugang vorgesehen sein. Der obere Rand der Zelle an der Saugseite kann als Wehr zur Begrenzung des
Flüssigkeitspegels in der Zelle dienen. An der Außenseite der Wand mit der
Wehr kann ein Entwässerungskanal vorhanden sein. Der Entwässerungskanal
kann einen Flüssigkeitsabscheider enthalten um zu verhindern, daß Luft in den Kanal gesaugt wird.
In der Zelle können in mehreren Höhen Drosseln vorgesehen sein. Die
Drosseln können gelochte Platten umfassen.
Es kann eine wärmeisolierende Schicht unter den Seitenwänden der Spinndüse an mindestens der Blasseite vorgesehen sein. Die Isolierschicht kann
an der Blasseite und an den beiden kurzen Seiten vorgesehen sein.
Es werden nun als Beispiel Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von
welchen:
Figur 1 eine Querschnittsansicht entlang einer Nebenachse einer Spinndüsenanordnung ist,
Figur 2 ein Querschnitt eines Teiles von Figur 1, senkrecht zu der
Schnittansicht von Figur 1 ist;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Spinndüse ist,
Figur 4 eine Ansicht von unten der Spinndüse und Isolierung ist,
Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Spinnzelle ist,
Figur 4 eine Ansicht von unten der Spinndüse und Isolierung ist,
Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Spinnzelle ist,
Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausfuhrungsform der
Spinnzelle ist,
Figur 7 eine perspektivische Ansicht des oberen Teiles der Spinnzelle von
Figur 6 ist, welche den Luftspalt zeigt,
Figur 8 eine Querschnittsansicht des Ausganges aus der Spinnzelle ist,
Figur 9 eine perspektivische Ansicht der Oberseite eines Spinnbades ist,
5 und
Figur 10 eine Querschnittsansicht eines Wasserabscheiders ist.
Die Erfindung wird am besten durch den Vergleich der beigefügten Zeichnungen mit der in US-Patent 4.416.698 beschriebenen und dargestellten
Erfindung verstanden.
Aus Figur 2 von US-Patent 4.416.698 ist ersichtlich, daß die Lösung von
Zellulose in Aminoxid und einem Nichtlösemittel - üblicherweise Wasser durch
eine Düse oder Spinndüse 10 zur Bildung einer Reihe von Filamenten extrudiert wird, die durch einen Luftspalt in ein Wasserbad kufen. Die
Filamente gehen dann um eine Rolle 12, so daß sie an der oberen Oberfläche des Wasserbades auftauchen. Wenn die Filamente aus der Spinndüse 10 laufen
und auf den Luftspalt treffen, werden sie in dem Luftspalt gedehnt. Wenn die Filamente in die Flüssigkeit im Spinnbad eintauchen, wird das Lösemittel aus
den Filamenten ausgelaugt, so daß die Filamente umgeformt werden und die Zellulosefüamente an sich gebildet werden.
Die Anzahl von Filamenten, die durch die Spinndüse in dem zuvor genannten US-Patent 4.416.698 gebildet wird, ist gering - es werden
üblicherweise 32 Filamente gebildet, siehe Beispiel 1 (Spalte 6, Zeile 40).
Obwohl eine derart geringe Anzahl von Filamenten für die Herstellung
von filamentförmigem Lyocell-Garn geeignet sein kann, so ist bei der Bildung
von Stapelfasern erforderlich, eine sehr große Anzahl von Filamenten gleichzeitig zu spinnen. Üblicherweise werden mehr als 5000 Filamente pro
Spinnzelle gebildet und eine Mehrzahl von Spinnzellen ist nebeneinander angeordnet, um eine sehr große Anzahl - hunderttausende - Filamente
herzustellen, die zur Bildung von Stapelfasern gewaschen und geschnitten werden können.
Die Erfindung schafft eine Spinnzelle, in der ein quergerichteter Luftstrom
in dem Luftspalt zum Abkühlen der Filamente vorgesehen ist, wenn diese aus der Spinndüse kufen. Üblicherweise liegt die Temperatur, bei welcher die
Zelluloselösung durch die Spinndüse extrudiert wird, im Bereich von 950C bis
125°C. Wenn die Temperatur zu stark abfällt, wird die Viskosität der
Zelluloselösung so hoch, daß die Extrusion durch eine Spinndüse nicht durchführbar ist. Aufgrund der möglichen exothermen Eigenschaft der
Zelluloselösung in N-Methylmorpholin-N-oxid (in der Folge NMMO) wird
bevorzugt, daß die Temperatur der Lösung - die manchmal als Spinnlösung bezeichnet wird - unter 1250C und vorzugsweise unter 115°C gehalten wird.
Daher ist die Temperatur der Spinnlösung in der Spinndüse annähernd gleich
oder über dem Kochpunkt des Wassers, das üblicherweise in dem Spinnbad
verwendet wird. Die Inhaltsstoffe des Spinnbades können nur Wasser oder eine Mischung aus Wasser und NMMO sein. Da das NMMO kontinuierlich aus den
Filamenten in das Spinnbad ausgelaugt wird, enthält das Spinnbad im Normalbetrieb immer NMMO.
Es hat sich gezeigt, daß die Erzeugung des quergerichteten Luftstromes in
dem Luftspalt die Filamente stabilisiert, wenn sie aus der Spinndüse laufen, wodurch eine größere Anzahl von Filamenten zu einem bestimmten Zeitpunkt
gesponnen werden kann und die große Anzahl von Filamenten, die zur Herstellung von Stapelfasern in einem wirtschaftlichen Maßstab erforderlich ist,
gleichzeitig erzeugt werden kann.
Durch die Verwendung eines quergerichteten Luftstromes kann der Spalt
zwischen der Fläche der Spinndüse und der Flüssigkeit in dem Spinnbad auf
einer minimalen Höhe gehalten werden, wodurch die Gesamthöhe der Spinnzelle verringert wird.
Für eine optimale Leistung sollte die Feuchtigkeit der Luft so reguliert
werden, daß sie einen Taupunkt von 10°C oder weniger aufweist. Der Taupunkt
kann im Bereich von 4°C bis 100C liegen. Die Temperatur der Luft kann im
Bereich von 50C bis 3O0C liegen, aber die Luft kann 1O0C mit einer relativen
Feuchtigkeit von 100% aufweisen.
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&ogr;· · »J
Mit Bezugnahme auf Figur 5 ist eine Spinnzelle 101 dargestellt, die eine
im allgemeinen rechteckige Form mit einem prismatischen Teil 102 zum unteren Ende hin aufweist. Am Boden der Zelle befindet sich eine Auslaßöffnung 103,
die in der Folge ausführlicher beschrieben wird. Der obere Rand 104 der Spinnzelle definiert den oberen Flüssigkeitspegel in der Spinnzelle,
Üblicherweise ist die in der Zelle enthaltene Flüssigkeit eine Mischung aus
Wasser und 25% NMMO, aber es können Konzentrationen im Bereich von 10 Gew.-% bis 40 Gew.-% oder 20 Gew.-% bis 30 Gew.-% NMMO verwendet
werden. Die strichlierten Linien 105, 106 beschreiben den Weg der Filamente durch das Spinnbad während des Ausiaugungsverfahrens. Am oberen Ende der
Zelle befinden sich die Filamente in einer im wesentlichen rechteckigen Anordnung 107. Die Form der Anordnung 107 wird durch die Form der
Spinndüse oder Düse definiert, durch welche die Filamente in dem Spinnverfahren extrudiert werden. Zur Vermeidung zu starker Turbulenzen der
Spinnbadflüssigkeit in der Zelle sind perforierte Platten 108, 109, 110 mit 3 mm
Öffnungen und 40% Hohlraumanteil in dem oberen Bereich der Zelle angeordnet, um den Strom der Zellenflüssigkeit in der Zelle zu beschränken.
Wenn die Filamente in einem Spinnkabel nach unten durch die Zelle gehen, nehmen sie Spinnbadflüssigkeit, die bei 250C oder im Bereich von 200C
bis 300C gehalten wird, auf und die aufgenommene Flüssigkeit wird nach unten
befördert. Da der Gesamtquerschnittsbereich des Filamentspinnkabels verringert wird, während es sich der Öffnung nähert, wird überschüssige
Spinnbadflüssigkeit seitlich von dem Filamentspinnkabel ausgedrückt. Dies
erzeugt eine Pumpwirkung der Flüssigkeit in dem Bad, wodurch Flüssigkeitsströme in der Zelle entstehen können. Die Verwendung von porösen
Drosseln 108, 109 und 110 verringert die Turbulenzen an der Oberfläche des
Spinnbades und im oberen Teil des Bades deutlich. Diese Verringerung der Turbulenzen verhindert oder verringert deutlich das Verspritzen der
Spinnbadfiüssigkeit nach oben an die Fläche der Spinndüse und verhindert eine Reißbewegung der Filamente.
Wie in Figur 6 dargestellt, sind die Drosseln 111 und 112 vorzugsweise so
geformt, daß die sehr nahe an der bewegten Oberfläche des oder der Filamentspinnkabel liegen, die sich durch die Zelle nach unten bewegen. Es
wird eine Spinndüse verwendet, welche die Filamente zu zwei rechteckigen . ■ 5 Spinnkabeln 113, 114 formt, die durch die Spinnzelle als prismatische Bereiche
115, 116 nach unten laufen, bis sie beim Austreten durch die Öffnung 103 am
Boden der Spinnzelle vereint werden.
Mit Bezugnahme auf Figur 7 ist die Anordnung von Luftspalt und
quergerichtetem Luftstrom deutlicher dargestellt. Die obere Oberfläche 116 des
Spinnbades 115 wird durch die Ränder 117, 118, 119 und 120 der Spinnzelle
V- &igr; begrenzt. Die Ränder wirken effektiv als Dämme oder Wehr, und ein kleiner
Überschuß der Spinnbadflüssigkeit wird in die Zelle geleitet, um über die Wehr
zu fließen, so daß eine Oberfläche 116 mit konstanter Position und daher unveränderlicher Höhe gebildet wird.
Ein quergerichteter Strom in Form von Luft mit einer Temperatur im
Bereich von 1O0C bis 4O0C und einer relativen Feuchtigkeit im Bereich der
Taupunkte von 40C bis 1O0C wird von einer Blasdüse 121 über den Luftspalt in
eine Saugdüse 122 geblasen. Die Luft wird durch die Düse 122 angesaugt, so daß ein paralleler Luftstrom über dem Spinnbad aufrechterhalten wird. Die
Dicke der Blasdüse 121 beträgt etwa ein Viertel bis ein Fünftel der Dicke der
Saugdüse 122. Der untere Rand 123 der Saugdüse 122 liegt im wesentlichen auf
derselben Höhe wie der Rand 119 des Spinnbades. Der Rand 123 kann etwas unter der Höhe des Randes 119 des Spinnbades sein. Luft mit üblicherweise
2O0C wird mit 10 Metern/Sekunde über den Luftspalt geblasen.
Üblicherweise weist die Saugdüse 122 eine Dicke von etwa 25 mm auf, und der Luftspalt ist daher etwa 18 bis 20 mm hoch.
Die Düsenanordnung 124, welche die Filamente 125 erzeugt, umfaßt
vorzugsweise eine Spinndüse, die aus dünnen Schichten von rostfreiem Stahl
gebildet wird, die zu einer Struktur verschweißt sind, die eine flache untere Oberfläche aufweist, welche in einer Anordnung befestigt ist, die der Spinndüse
Wärme liefert und den Boden der Spinndüse wärmeisoliert. Solche Spinndüsen
*·♦ ·■»·■» mm ·#■· ♦ · *·
sind für eine Spinnzelle gemäß der vorliegenden Erfindung ideal geeignet, da
sich gezeigt hat, daß der quergerichtete Luftstrom die Filamente stabilisiert, die
aus der Spinndüse treten.
Mit Bezugnahme auf Figur 1 ist eine Düsenanordnung dargestellt, die in
5 einem isolierenden Gestell 2 mit Abdeckung 1 angeordnet ist. Das Gestell 2 ist
von seiner Stahlträgerkonstruktion wärmeisoliert und weist eine Bohrung 3 auf, die um das Gestell verläuft, durch welche ein geeignetes Heizmedium wie
warmes Wasser, Dampf oder Öl zum Erwärmen des unteren Endes des Gestells
geleitet werden kann. Da die Zelluloselösung, die durch die Düsenanordnung gesponnen wird, der Düsenanordnung bei erhöhter Temperatur, üblicherweise
1050C, zugeleitet wird, wird bevorzugt, eine Heizung vorzusehen, um die
Lösung bei der richtigen Temperatur zu halten, und eine Isolierung vorzusehen, um einen übermäßigen Wärmeverlust zu minimieren und eine Verletzung des
Personals zu verhindern.
An das Gestell 2 ist ein oberes Gehäuse 6 durch Schrauben oder Schraubbolzen 4, 5 festgeschraubt. Das obere Gehäuse bildet eine obere
Verteilerkammer 7, in welche ein Einlaßrohr 8 geführt ist. Das Einlaßrohr ist mit einer O-Ringdichtung 9 und einem Flansch 10 versehen. Ein Klemmring 11
ist an die obere Fläche 12 des oberen Gehäuses 6 angeschraubt, um den Flansch 10 zu erfassen und das Einlaßrohr am oberen Gehäuse zu halten. Zum
Verschrauben des Ringes 11 mit dem oberen Gehäuse 6 sind geeignete Schrauben oder Schraubbolzen 13, 14 vorgesehen.
An die Unterseite des oberen Gehäuses 6 ist ein unteres Gehäuse 20
geschraubt. Eine Reihe von Schrauben 21, 22 wird zum Verschrauben des
oberen und unteren Gehäuses verwendet, und ein ringförmiges Abstandsstück 23 bildet einen festen Anschlag zur Anordnung des oberen und unteren Gehäuses in
einem vorbestimmten Abstand zueinander.
Das untere Gehäuse 20 weist einen nach innen gerichteten Flanschteil 24
auf, der eine ringförmige nach außen gerichtete Oberfläche 25 besitzt. Das obere Gehäuse 6 hat eine ringförmige, nach unten gerichtete, horizontale
Klemmfläche 26.
Zwischen den Flächen 25 und 26 ist eine Spinndüse, eine Brecherplatte
und Filteranordnung geklemmt. Die in perspektivischer Ansicht in Figur 3 dargestellte Spinndüse umfaßt im wesentlichen im Grundriß ein rechteckiges
Element mit einem zylinderförmigen Querschnitt, welches eine nach oben
gerichtete Umfangswand umfaßt, die allgemein mit 28 bezeichnet ist und einen integrierten nach außen gerichteten Flanschteil 29 enthält. Die Spinndüse weist
eine Mehrzahl von Lochplatten 30, 31, 32 auf, welche die Öffnungen enthalten, durch welche die Lösung aus Zellulose in Aminoxid 33 zur Bildung von
Filamenten 34 gesponnen oder extrudiert wird.
An der oberen Oberfläche des Flansches 29 ist eine Dichtung 35 angeordnet. An der Oberseite der Dichtung 35 befindet sich eine Brecherplatte
36, die im wesentlichen eine gelochte Platte umfaßt, welche zur Halterung eines Filterelements 37 verwendet wird. Das Filterelement 37 ist aus gesintertem
Metall gebildet, und wenn das gesinterte Metall eine feine Porengröße aufweist, kann der Druckabfall über dem Filter bei Verwendung den Filter brechen. Die
Brecherplatte 36 trägt daher den Filter bei Verwendung. Ein Paar von Dichtungen 38, 39 an jeder Seite des Filters vervollständigt die Anordnung, die
zwischen der nach oben gerichteten Fläche 25 des unteren Gehäuses und der
nach unten gerichteten Fläche 26 des oberen Gehäuses angeordnet ist. Durch das Festklemmen der Anordnung mit den Schrauben 21, 22 werden die Spinndüse,
Brecherplatte und der Filter fest in Position gehalten.
Unterhalb des unteren Gehäuses 20 ist ein ringförmiger,
wärmeisolierender Ring 40 angeordnet, der im allgemeinen einen rechteckigen
Grundriß aufweist. Der ringförmige Isolierring erstreckt sich um den gesamten Umfang der Wand 28, welche Wand 28 unter der unteren Fläche 41 des unteren
Gehäuses 20 verläuft. An einer langen Seite der Spinndüse ist ein integrierter Verlängeningsteil 42 des Isolierringes 40 vorgesehen, der sich unter dem langen
Wandteil 43 der Umfangswand 28 erstreckt. An dem anderen langen Wandteil
41 der Umfangswand 28 weist der Isolierring 40 keinen integrierten Verlängerungsteil 42 auf, aber die untere Fläche 44 jenes Teiles des Ringes 40
liegt in derselben Ebene wie die Fläche 46 des Teiles 41 der Umfangswand 28
der Spinndüse.
Wie aus Figur 2 besser ersichtlich ist, erstrecken sich bei dem Isolierring
40, der an der Unterseite des unteren Gehäuses 20 durch Schrauben (nicht
5 dargestellt) befestigt ist, die integrierten Verlängerungsteile 50, 51 über die
unteren Flächen der Teile 52, 53 der kürzeren Längen der Umfangswand 28 der Spinndüse.
Mit Bezugnahme auf Figur 3 zeigt diese die Spinndüse, die in die Düsenanordnung eingebaut ist, in der Perspektive. Die Spinndüse, die allgemein
mit 60 bezeichnet ist, hat einen äußeren Flansch 29, der mit der Wand 28 einstückig ausgebildet ist. Die rechteckige Form der Spinndüse ist in der
perspektivischen Ansicht von Figur 3 deutlich erkennbar. Die Nebenachse der Spinndüse ist im Querschnitt von Figur 1 dargestellt, und die Hauptachse ist im
Querschnitt in Figur 2 dargestellt. In den Boden der Spinndüse sind sechs Lochplatten 61 geschweißt, von welchen drei Platten 30, 31, 32 in Figur 1 im
Querschnitt dargestellt sind. Diese Platten enthalten die tatsächlichen Öffnungen, durch welche die Zelluloselösung extrudiert wird. Die Öffnungen
können einen Durchmesser im Bereich von 25 &mgr; bis 200 &mgr; aufweisen und um
0,5 bis 3 mm, von Mitte zu Mitte gemessen, beabstandet sein. Die Unterseite der Spinndüse befindet sich in einer einfachen Ebene und kann den hohen
Extrusionsdrücken widerstehen, die beim Spinnen einer heißen Zelluloselösung in Aminoxid herrschen. Jede Platte kann zwischen 500 und 10000 Öffnungen
enthalten, d.h. bis zu 40000 Öffnungen für Düsen mit vier Platten. Es können bis zu 100000 Öffnungen verwendet werden.
Figur 4 ist eine Ansicht von unten der Spinndüse, welche die Anordnung
des ringförmigen Isolierelements 40 zeigt. Es ist ersichtlich, daß die Isolierschicht, die üblicherweise aus einem harzimprägnierten Gewebe wie
Tufnol (Warenzeichen) gebildet ist, unter dem unteren Teil der Umfangswand
28 an drei Seiten der Spinndüse verläuft. Daher ist, von unten gesehen, an den
Seiten 62, 63 und 64 der untere Teil der Wand 28 durch die Verlängerungsteile in der Isolierschicht verdeckt, wie bei 42, 50 und 51 in Figur 1 und 2
dargestellt. An der vierten Seite, Seite 65, ist jedoch der untere Teil 66 der
Wand 28 der Spinndüse 60 nicht isoliert und daher freiliegend. Der Isolierring umgibt daher die Spinndüse wirklich vollständig und verläuft an drei Seiten
unter der Umfangswand der Wand der Spinndüse.
Es wird festgestellt, daß die Brecherplatte 36 verjüngte Öffnungen 67
aufweist, welche den Strom der viskosen Zelluloselösung durch die Düsenanordnung verstärken, während sie eine gute Halterung für den Filter 37
bieten. Die Brecherplatte 36 wird ihrerseits von den oberen Rändern der inneren Verstrebungselemente oder -stäbe 68, 69, 70 getragen. Die oberen Ränder der
inneren Verstrebungselemente oder -stäbe können von der Mittellinie der
Elemente oder Stäbe verschoben werden, so daß der Eingangsbereich über jeder
Lochplatte gleich ist.
Die Flächen 25, 26 des Gehäuses und/oder der Brecherplatte 36 können
mit kleinen Vertiefungen wie der Vertiefung 80 (siehe Figur 2) versehen sein,
so daß die Dichtung in die Vertiefung extrudiert werden kann, um die Dichtung
zu verstärken, wenn die Schrauben, welche das obere und untere Gehäuse zusammenhalten, angezogen werden. Zwischen dem oberen und unteren
Gehäuse kann ein O-Ring 84 vorgesehen sein, um als zweite Dichtung zu
wirken, falls die Hauptdichtungen zwischen dem oberen und unteren Gehäuse
und der Brecherplatte und Filteranordnung versagen.
Eine Spinndüse, wie in der Erfindung verwendet, kann daher eine hochviskose Hochdruck-Zelluloselösung verarbeiten, wobei der Druck der
Lösung stromaufwärts des Filters üblicherweise im Bereich von 50 bis 200 Bar
und der Druck an der Innenseite der Düsenfiäche im Bereich von 20 bis 100 Bar
sein kann. Der Filter selbst trägt zu einem deutlichen Druckabfall im System während des Betriebs bei.
Die Anordnung der Erfindung erzeugt auch einen geeigneten Wärmeweg,
wobei die Temperatur der Spinnlösung in der Spinnzelle nahe bei der
Idealtemperatur zum Spinnen für Extrusionszwecke gehalten werden kann. Das untere Gehäuse 20 ist durch seine nach oben gerichtete Fläche 25 in einem
festen starren Kontakt mit der Spinndüse. Die Schrauben oder Stellschrauben
21, 22 garantieren eine festen starren Kontakt. Auf gleiche Weise garantieren
die Schrauben 4, 5, daß das untere Gehäuse 20 fest an dem Gestellelement 22 durch seine nach unten gerichtete Fläche 81 gehalten wird, die an einem nach
außen gerichteten Flanschteil 82 ausgebildet ist. Die Fläche 81 ist mit der nach
5 oben gerichteten Fläche 83 des Gehäuses 2 in festem Kontakt.
Durch Bereitstellung eines Heizelements in Form eines Heizrohres 3 direkt
unter der Fläche 83 entsteht ein direkter Strömungsweg für die Wärme von dem Heizmedium in der Bohrung 3 in die Spinndüse. Es ist ersichtlich, daß die
Wärme durch die Flächen 83, 81 strömen kann, die, wie zuvor erwähnt, durch die Stellschrauben 4, 5 in einem festen Kontakt gehalten werden. Die Wärme
kann dann durch das untere Gehäuse 20 über die Fläche 25 und den Flansch 29 in die Spinndüsenwand 8 strömen.
Es ist offensichtlich, daß Anordnungen jener Art, die in den beiliegenden
Zeichnungen dargestellt ist, normalerweise in einer Werkstatt mit Raumtemperatur zusammengebaut werden. Daher werden das untere und obere
Gehäuse, die Spinndüse, die Brecherplatte und Filterplattenanordnung üblicherweise bei Raumtemperatur durch Festziehen der Schrauben 21, 22
verschraubt. Damit die Spinndüse in das untere Gehäuse 20 eingesetzt werden kann, muß ein ausreichender Spalt zwischen der Umfangswand 28 und der
Innenöffnung des unteren Gehäuses 20 vorhanden sein, so daß die Spinndüse eingesetzt und entfernt werden kann. Es ist auch offensichtlich, daß die
Anordnung bei Verwendung auf üblicherweise 1000C erwärmt wird. Die
Kombination von Erwärmen und Innendruck bedeutet, daß es zu einer nicht regulierten Ausdehnung der Anordnung kommt. All dies bedeutet, daß es nicht
möglich ist, sich auf eine direkte Wärmeübertragung seitlich des unteren Teiles des unteren Gehäuses direkt horizontal in die Seite der Umfangswand 28 zu
verlassen.
Ähnliche Einschränkungen treffen auf die direkte horizontale Übertragung
von Wärme in die äußere Seitenwand des unteren Gehäuses 20 direkt von dem erwärmten unteren Teil des Gestells 2 zu. Durch Schaffung einer seitlich
festgeklemmten Oberfläche, wie der Oberfläche 81, 83, wird ein bestimmter
Weg für die Übertragung von Wärme von dem Medium innerhalb der Bohrung
3 zu der Spinndüse geschaffen. Es kann jedes geeignete Heizmedium, wie warmes Wasser, Dampf oder erwärmtes Öl, durch die Bohrung 3 geleitet
werden.
Die Bereitstellung der unteren Wärmeisolierung 40, die zwar von
Standpunkt der Sicherheit für das Personal nicht erforderlich ist, garantiert, daß
die Wärme von der warmen Zelluloselösung selbst von der Bohrung 3 in die
Düsenanordnung geleitet wird und nicht durch die untere Fläche des unteren Gehäuses entweicht.
Es ist offensichtlich, daß die Komponenten der Spinnzelle aus einem
Material hergestellt werden sollten, das imstande ist, jeder hindurchgeleiteten Lösemittellösung zu widerstehen. Daher kann die Spinndüse zum Beispiel aus
rostfreiem Stahl hergestellt werden und die Gehäuse können aus rostfreiem Stahl oder gegebenenfalls aus Gußeisengüssen hergestellt werden. Die Dichtungen
können aus PTFE gebildet werden.
Ohne Einschränkung der vorliegenden Erfindung wird angenommen, daß
der quergerichtete Luftstrom dazu neigt, einen Teil des in der Zellulose-NMMO-Wasserlösung enthaltenen Wassers zu verdampfen, so daß an
den Filamenten eine Haut entsteht, wenn sie aus der Spinndüse laufen. Die Kombination von Kühlungseffekt des quergerichteten Luftstromes und
Verdampfen von Feuchtigkeit von den Filamenten kühlt die Filamente, wodurch eine Haut entsteht, welche die Filamente vor deren Eintritt in das Spinnbad
stabilisiert. Dies bedeutet, daß eine sehr große Anzahl von Filamenten gleichzeitig erzeugt werden kann.
Am unteren Ende der Spinnzellen sind die Öffnungen 103 jeweils mit
einer Gamasche versehen, wie in Figur 8 ausführlicher dargestellt ist. Das Filamentspinnkabel 130 geht durch die Öffnung 103 in eine elastische Gamasche
131, die an ihrem oberen Ende in einem festen und flüssigkeitsdichten Kontakt
mit der Wand gehalten wird, in welcher die Öffnung 103 ausgebildet ist. Die
Gamasche 131 weist an ihrem unteren Ende eine Öffnung auf, die einen etwas
kleineren Durchmesser als das Spinnkabel 130 besitzt. Die Gamasche wird aus
Neoprengummi gebildet, und das Spinnkabel 130 dehnt den Gummi leicht aus,
so daß ein Formkoniakt mit dem Spinnkabel entsteht, wenn dieses durch die Gamasche läuft. Die Gamasche begrenzt somit den überschüssigen
Flüssigkeitsstrom aus dem Boden der Spinnzelle.
Das Spinnkabel läuft anschließend unterhalb einer Galette und dann nach
oben zum Waschen und zur Weiterverarbeitung. Unterhalb der Galette kann eine Tropfschale vorgesehen sein, um Spinnbadflüssigkeit aufzufangen, die mit
dem Spinnkabel mitgefühlt wird und durch die mit Gamasche versehene Öffnung 103 läuft.
Der Fluß der Spinnbadfiüssigkeit in dem oberen Teil der Spinnzelle wird
nun ausführlicher mit Bezugnahme auf Figur 9 und 10 beschrieben. Figur 9 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf einen leeren oberen Teil einer
Spinnzelle. Die Spinnzelle umfaßt im Prinzip ein flüssigkeitsdichtes Gefäß, das von den Seitenwänden 135 und 136 und den Stirnwänden 137 und 138 begrenzt
wird. Die Seitenwände 135 und 136 sind durchgehende Stahlseitenwände, während die Stirnwände 137 und 138 mit Türen 139 und 140 versehen sind, wie
in der Folge ausführlicher beschrieben wird.
Außerhalb der flüssigkeitsdichten Spinnzelle, die von den Wänden 135 bis
138 begrenzt wird, befindet sich ein äußeres Rahmengestell, das von den
Seitenwänden 141 und 142 und den Stirnwänden 143 und 144 begrenzt wird. Es ist ersichtlich, daß die Stirnwände 143 und 144 mit U-förmigen Ausschnitten
versehen sind, die allgemein mit 145 und 146 bezeichnet sind. Die oberen Ränder der Seitenwände 135 und 136 befinden sich etwas unter den oberen
Rändern der Stirnwände, insbesondere jenem Teil der Stirnwände, der durch die
Türen 139 und 140 begrenzt wird. Die Türen können aus Metall gebildet sein oder können aus Glas oder einem durchsichtigen Kunststoffmaterial hergestellt
werden. Die Türen sind in den Seitenwänden befestigt, so daß sie einfach geöffnet werden können. Die Türen können zum Beispiel an ihren unteren
Rändern angelenkt sein und durch Seitenschrauben in der geschlossenen Position gehalten werden, oder die Türen können an drei Seiten der Seitenwände der
Zelle verschraubt sein.
Bei Verwendung wird ein geringer Überschuß von Flüssigkeit in die
Spinnzelle gepumpt, und die überschüssige Flüssigkeit fließt über die oberen
Seiten der Ränder 135 und 136 zur Bildung einer oberen Flüssigkeitsoberfläche in der Zelle. Falls erwünscht, können die oberen Ränder gezackt sein.
5 An der Saugseite der Zelle befindet sich vorzugsweise ein Flüssigkeitsabscheider. Dieser ist in Figur 10 deutlicher dargestellt, aber umfaßt
im wesentlichen einen Kanal, der zwischen einer winkeligen Wand 147 und dem oberen Teil der Seitenwand 135 ausgebildet ist. Die Saugdüse 148 weist einen
abhängenden Streifen 149 auf, der sich unter die obere Oberfläche des Kanals 147 erstreckt. Überschüssige Flüssigkeit fließt dann über den oberen Rand 150
in den Kanal 151 zum Befüllen des Kanals und fließt wie bei 152 in eine Rinne 153 über. Überschüssige Flüssigkeit fließt aus einem Rohr 154 aus der Rinne
153, um nach Bedarf zurückgeleitet zu werden. Durch die Kombination aus der
Flüssigkeit in dem Kanal 151 und dem abhängenden Streifen 149 wird eine gasdichte Dichtung gebildet, welche verhindert, daß die Saugdüse 148 Luft
entlang der Seite der Zelle zwischen den Wänden 141 und 135 aufsaugt.
Durch die Ausbildung der Öffnung 130 am Boden der Spinnbadzelle, wie
oben beschrieben, wird das anfängliche Einführen des Spinnkabels als
Vorbereitung für die Herstellung von Lyocell-Fasern deutlich vereinfacht. Das
Verfahren für den Herstellungsbeginn umfaßt daher einfach das Spinnen einer geringen Menge von Fasern in die Zelle und dann das Erfassen der Fasern durch
die Öffnung im Boden, um das Spinnkabel um die untere Galette oder Rolle (nicht dargestellt) nach unten zu ziehen und dann das Spinnkabel durch die
folgenden Faserwasch- und Fasertrocknungsabschnitte (nicht dargestellt) weiterzuziehen.
Durch den schmalen Spalt zwischen dem oberen Ende der Spinnzelle und
den unteren Bereichen der Düsenanordnung wird das Einführen des Spinnkabels durch die Ausbildung der Türen 139 und 140 deutlich vereinfacht. Zum
Einfädeln der Zelle bei Beginn eines Spinnvorganges werden die Türen 139 und
140 geöffnet - die Spinnbadflüssigkeit von der Zelle fällt dann in die umgebenden Auffangbehälter. Dann wird mit dem Spinnen begonnen, und die
gesponnenen Fasern können manipuliert und durch die Öffnung am Boden der
Zelle geschoben werden. Sobald die Zelle eingefädelt wurde, können die Türen 139, 140 geschlossen werden, die Zelle neu befüllt und der Betrieb dann
. . automatisch fortgesetzt werden.
Falls erforderlich, kann zu Beginn klares Wasser im Spinnbad verwendet
werden. Dieses Wasser neigt dazu, weniger als wässerige Aminoxidmischungen zu schäumen und erleichtert die Inbetriebnahme der Zelle. Die Ausbildung der
Türen 139, 140 ermöglicht auch einen einfachen Zugang zu dem Inneren des Spinnbades und zu den Rändern der Saugdüse. Dadurch können geringe Mengen
an kristallinem Wachstum, die während des Betriebs an der Zelle entstehen, { entfernt werden. Es wird angenommen, daß dieses kristalline Wachstum durch
die leichte Verdampfung von Aminoxid entsteht.
Es ist offensichtlich, daß eine große Anzahl von Zellen in einem seitlichen
Verhältnis ausgerichtet werden kann und der Boden jeder Zelle für den Bediener leicht zugänglich ist. Wenn andererseits die Fasern durch die obere Oberfläche
des Spinnbades auftauchen, ist das Einfädeln des Systems komplizierter und ein
Bediener muß versuchen, unterhalb der Oberfläche des Spinnbades zu arbeiten, um die Fasern in einem Spinnkabel unterhalb der Oberfläche des Spinnbades
einzusammeln. Wenn eine große Anzahl von Zellen in einem seitlichen
Verhältnis angeordnet ist, wird es außerdem schwierig, Zugang zu der Oberseite der Zelle zu erhalten, insbesondere, wenn der Luftspalt sehr klein und die
Zellen sehr schmal sind. Es ist offensichtlich, daß durch Verwendung eines
schmalen ..., der etwas größer als der durch das Spinnbad gehende Spinnkabelkeil ist...
Claims (43)
1. Spinnzelle zur Koagulierung von Filamenten, die aus einer
Lösung von Zellulose in einem organischen Lösemittel geformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle ein
Spinnbad (101, 115) zum Auslaugen des Lösemittels aus den Filamenten (34) und einen Spalt oberhalb des Spinnbades
(101, 115), wobei der Spalt an der unteren Seite durch die
Oberfläche des Spinnbades (101, 115) und an der oberen Seite durch eine Spinndüse (60) begrenzt wird, aus welcher
Filamente (34) austreten, sowie Mittel zur Erzeugung eines Gasstromes über den Spalt aufweist.
2. Spinnzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel eine Saugdüse (122, 148) mit einem Eingang an
einer Seite des Spaltes umfaßt.
3. Spinnzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blasdüse (121) so angeordnet ist, daß sie einen
Ausgang an der dem Eingang der Saugdüse (122, 148) gegenüberliegenden Seite des Spaltes aufweist.
4. Spinnzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugdüse (122, 148) einen größeren Querschnittsbereich
an ihrem Eingang aufweist als die Blasdüse (121) an ihrem
Ausgang.
5. Spinnzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Drosselelemente (108, 109, 110,
111, 112) in dem Spinnbad zur Beschränkung der Flüssigkeitsströme in dem Spinnbad und zur Beruhigung der Flüssigkeitsoberfläche
angeordnet sind.
6. Spinnzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch eine Öffnung (108) am unteren Ende des
Spinnbades, durch welche koagulierte Filamente in Form eines Spinnkabels (103) austreten, und eine Gamasche (131)
aus flexiblem elastischen Material mit einer Öffnung, die im nicht gedehnten Zustand einen etwas kleineren Querschnittsbereich
als das Spinnkabel (130) aufweist, wobei die Gamasche dichtend an ihrem oberen Ende um die Öffnung
(103) am unteren Ende des Spinnbades (101, 115) befestigt ist und wobei das Spinnkabel bei Verwendung durch die
Öffnung geht und dadurch den Querschnittsbereich der Öffnung erweitert.
7. Spinnzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle (101, 115) eine rechteckige
Form aufweist und die Blasdüse (122, 140) an einer der längeren Seiten angeordnet ist.
8. Spinnzelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Zugang (139, 140) in mindestens einer der kürzeren
Seiten der Zelle befindet.
9. Spinnzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand (150) der Zelle
an der Saugseite (148) als Wehr dient, um den Flüssigkeitspegel in der Zelle zu begrenzen.
10. Spinnzelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entwässerungskanal (153) an der Außenseite der Wand
mit der Wehr vorgesehen ist.
11. Spinnzelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwässerungskanal (153) einen Flüssigkeitsabscheider
(149, 151) enthält, um zu verhindern, daß Luft den Entwäs-
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serungskanal hochgesaugt wird.
12. Spinnzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine wärmeisolierende Schicht
(40) unter den Seitenwänden der Spinndüse (60) an mindestens der Blasseite vorgesehen ist.
13. Zellulosefilamente, hergestellt aus einer Lösung von Zellulose in einem organischen Lösemittel, insbesondere in
einer Spinnzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, durch Extrudieren der Lösung durch eine Düse (60) mit
einer Mehrzahl von Öffnungen zur Bildung einer Mehrzahl von Strängen, durch Leiten der Stränge (125) durch einen
gasförmigen Spalt in ein wasserhaltiges Spinnbad (101, 115) zur Formung der Filamente und durch Erzeugung eines
Zwangsgasstromes durch den Spalt parallel zu der oberen Oberfläche (116) des Wassers in dem Spinnbad (101, 115).
14. Zellulosefilamente nach Anspruch 13, wobei das Gas über den Spalt gesaugt wird.
15. Zellulosefilamente nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Düse (60) zwischen 500 und 100000 Öffnungen, vorzugsweise
zwischen 1000 und 15000 Öffnungen und insbesondere zwischen 2000 und 10000 Öffnungen aufweist.
16. Zellulosefilamente nach Anspruch 13, 14 oder 15, wobei die Zelluloselösung bei einer Temperatur im Bereich von 1000C
bis 1250C gehalten wird.
17. Zellulosefilamente nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das Gas sowohl über den Spalt gesaugt als auch
geblasen wird.
18. Zellulosefilainente nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
wobei das Gas Luft ist.
19. Zellulosefilamente nach Anspruch 18, wobei die Luft einen Taupunkt von 10"C oder weniger aufweist.
20. Zellulosefilamente nach Anspruch 18 oder 19, wobei die
Luft eine Temperatur zwischen 0°C und 500C aufweist.
21. Zellulosefilamente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Spalt zwischen 0,5 cm und 25 cm hoch ist.
22. Spinnzelle zur Koagulierung von Zellulosefilamenten, die aus einer Lösung von Zellulose in einem organischen Lösemittel
gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle ein Spinnbad (101, 115) zum Auslaugen des Lösemittels
aus einem Spinnkabel (130) der Filamente aufweist, wobei das untere Ende des Spinnbades (101, 115) eine
Öffnung (103) für das Durchleiten des Spinnkabels (130) aufweist, die mit einem elastischen Umfang für den elastischen
Kontakt mit dem Spinnkabel (130) versehen ist.
23. Spinnzelle nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Umfang durch eine elastische Gamasche (131)
gebildet wird.
24. Spinnzelle nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Gamasche (131) dicht an ihrem oberen Ende
um die Öffnung (103) befestigt ist und an ihrem unteren Ende eine Öffnung aufweist, die einen etwas kleineren
Durchmesser als das Filamentspinnkabel (130) besitzt.
25. Spinnzelle nach Anspruch 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Spalt oberhalb des Spinnbades (101, 115) vorgesehen ist und zwischen der oberen Oberfläche des
Spinnbades und der unteren Oberfläche einer Düse (60),
durch welche die Filamente (34) geformt werden, begrenzt wird.
26. Spinnzelle nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (121, 122) vorgesehen sind, um einen Zwangsgasstrom
durch den Spalt parallel zu der oberen Oberfläche des Spinnbades (101, 115) zu erzeugen.
27. Zellulosefilamente, hergestellt aus einer Lösung von Zellulose in einem organischen Lösemittel, insbesondere in
einer Spinnzelle nach einem der Ansprüche 22 bis 26, durch Extrudieren der Lösung durch eine Düse (60) mit einer
Mehrzahl von Öffnungen zur Bildung einer Mehrzahl von Filamenten (34), durch Leiten der Filamente als Spinnkabel
durch ein wasserhaltiges Spinnbad (101, 115), um das Lösemittel aus den Filamenten auszulaugen, und durch
Leiten des Spinnkabels aus Filamenten (130) durch eine Öffnung (103) am unteren Ende des Spinnbades (101, 115),
die mit einem elastischen Umfang für den elastischen Kontakt mit dem Spinnkabel versehen ist.
28. Zellulosefilamente nach Anspruch 27, wobei die Öffnung (103) mit einer elastischen Gamasche (131) zur Erzeugung
des elastischen Umfangs für den Kontakt mit dem Spinnkabel versehen ist.
29. Zellulosefilamente nach Anspruch 28, wobei die Gamasche (131) eine Öffnung an ihrem unteren Ende aufweist, die
einen etwas geringeren Durchmesser als das Spinnkabel (130) aufweist.
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30. Zellulosefilamente nach einem der Ansprüche 27 bis 29,
wobei die Filamente (34) durch einen Spalt zwischen der Düse (60) und dem Spinnbad (101, 115) geleitet werden und
ein Zwangsgasstrom durch den Spalt parallel zu der oberen Oberfläche der Flüssigkeit in dem Spinnbad erzeugt wird.
31. Spinnzelle zur Koagulierung von Zellulosefilamenten, die aus einer Lösung von Zellulose in einem organischen Lösemittel
gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle ein Spinnbad (101, 115) zum Auslaugen des Lösemittels
aus einem Spinnkabel (130) von Filamenten, während es durch das Spinnbad (101, 115) läuft, aufweist und das
Spinnbad mit Drosseln (108, 109, 110, 111, 112) zur Verringerung von Turbulenzen versehen ist.
32. Spinnzelle nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (108, 109, 110, 111, 112) porös sind.
33. Spinnzelle nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (108, 109, 110, 111, 112) perforierte
Platten sind.
34. Spinnzelle nach Anspruch 31, 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drosseln (108, 109, 110, 111, 112) in mehreren Höhen in dem Spinnbad (101, 115) angeordnet sind.
35. Spinnzelle nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (108, 109, 110, 111, 112)
im oberen Bereich des Spinnbades (101, 115) angeordnet sind.
36. Spinnzelle nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseln (108, 109, 110, 111, 112)
so geformt sind, daß sie nahe der bewegten Oberflächen des
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oder der Spinnkabel (130) von Filamenten angeordnet werden,
welche durch das Spinnbad (101, 115) laufen.
37. Spinnzelle nach einem der Ansprüche 31 bis 36, dadurch
gekennzeichnet, daß der Spalt oberhalb des Spinnbades (101, 115) vorgesehen und zwischen der oberen Oberfläche
des Spinnbades und der unteren Oberfläche einer Düse (60) begrenzt ist, durch welche die Filamente (34) geformt
werden.
38. Spinnzelle nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (121, 122) vorgesehen sind, um einen Zwangsgasstrom
durch den Spalt parallel zu der oberen Oberfläche des Spinnbades (101, 115) zu erzeugen.
39. Zellulosefilamente, hergestellt aus einer Lösung von Zellulose in einem organischen Lösemittel, insbesondere in
einer Spinnzelle nach einem der Ansprüche 31 bis 38, durch Extrudieren der Lösung durch eine Düse (60) mit einer
Mehrzahl von Öffnungen zur Bildung einer Mehrzahl von Filamenten (34) und durch Leiten der Filamente als Spinnkabel
(130) durch ein wasserhaltiges Spinnbad (101, 115) zum Auslaugen des Lösemittels aus den Filamenten, wobei
Drosseln (108, 109, 110, 111, 112) in dem Spinnbad zur Verringerung von Turbulenzen vorgesehen sind.
40. Zellulosefilamente nach Anspruch 31, wobei der Querschnittsbereich
des Spinnkabels (130) verringert wird, während es sich zu dem Auslaß des Spinnbades (101, 115)
bewegt.
41. Zellulosefilamente nach Anspruch 38 oder 40, wobei die Drosseln (108, 109, 110, 111, 112) porös sind.
42. Zellulosefilamente nach Anspruch 39, 40 oder 41, wobei die Drosseln (108, 109, 110, 111, 112) in mehreren Höhen in
dem Spinnbad (101, 115) vorgesehen sind.
43. Zellulosefilamente nach einem der Ansprüche 39 bis 42, wobei die Filamente (34) durch einen Spalt zwischen der
Düse (60) und dem Spinnbad (101, 115) geleitet werden und ein Zwangsgasstrom durch den Spalt parallel zu der oberen
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