DE1211352B

DE1211352B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faeden aus Glas oder anderen thermoplastischen Materialien

Info

Publication number: DE1211352B
Application number: DEC29234A
Authority: DE
Inventors: Rene Millet
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1959-05-29
Filing date: 1963-02-23
Publication date: 1966-02-24
Also published as: BE629668A; NL132485C; FR81342E; CH365825A; GB965384A; GB892903A; FI43629B; NL290369A; NL251657A; DE1161380B; CH417843A; US3248192A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Q.:

DOId

Deutsche KI.: 29 a - 6/30

Nummer: 1211352

Aktenzeichen: C 29234 VI b/29 a

Anmeldetag: 23. Februar 1963

Auslegetag: 24. Februar 1966

Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Fäden aus Glas oder anderen thermoplastischen Materialien, wobei das Material in geschmolzenem Zustand durch im Boden eines Vorrats- oder Schmelzbehälters vorgesehene Spinnöffnungen oder -nippel aus einer der üblichen Edelmetallegierungen in Form dünner Ströme ausfließt und diese Ströme zu Fäden ausgezogen werden.

Der Gegenstand des Hauptpatentes ist dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß die Ströme bzw. Fäden durch eine an sich bekannte Kammer geleitet werden, die sich an die Spinnöffnungen bzw. -nippel anschließt, und daß zur Beeinflussung der Fadeneingenschaften und/ oder der Fadenstärke und/oder der Ziehbedingungen in die Kammer eine bestimmte Gasart von bestimmter Temperatur eingeleitet wird. Dies kann mittels eines oder mehrerer Gebläse erfolgen, die in der Kammer vorgesehen sind und ein gasartiges Medium in diese einführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gegenstand des Hauptpatentes weiter auszubauen durch besondere Methoden zur Durchführung des Verfahrens sowie durch besondere Anordnungen, durch die zusätzliche Vorteile erzielt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung des Fadendurchmessers den Gasströmen in der Kammer in bezug auf die Faserbewegung eine ganz bestimmte Richtung gegeben wird.

Durch Versuche wurde festgestellt — und das ist für die Erfindung wesentlich — daß bei einer gegebenen Temperatur des Glases in der Nähe der Düsennippel und bei einer vorgegebenen Ziehgeschwindigkeit der Durchmesser der erzeugten Fäden bzw. Fasern variiert werden kann abhängig von nachfolgenden Faktoren:

1. Richtung der Gasströme in der Kammer in bezug auf die Fäden und/oder

2. Gasmenge und/oder

3. Temperatur des Gasstromes.

Durch Versuche ist nämlich festgestellt worden, daß es auf diese Weise insbesondere möglich ist, den Durchmesser der erzeugten Fäden bzw. Fasern in ziemlich weiten Grenzen zu variieren, und zwar ohne Änderung oder Ersatz der Düsen und unter Konstanthaltung der Temperatur des Glases in den Düsennippeln. Auf diese Weise erspart man sich die Notwendigkeit der Änderung der Temperatur im Inneren der Düse, eine Änderung, die den Nachteil besitzt, eine Änderung der Konvektionsströme in der Düse und somit Heterogenitäten hervorzurufen, die Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von
Fäden aus Glas oder anderen thermoplastischen
Materialien

Zusatz zum Patent: 1161 380

Anmelder:

Compagnie de Saint-Gobain,
Neuilly, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Scheller, Patentanwalt,
Aachen, Zollernstr. 1

Als Erfinder benannt:

Rene Millet, Neuilly, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 19. März 1962 (891478)

im Betrieb der Düse Störungen verursachen. Die Erfindung gestattet es andererseits, zur Erzielung eines gegebenen Faden- bzw. Faserdurchmessers mit niedrigeren Zieh-(Spinn-)Temperaturen zu arbeiten, wodurch die Abnutzung der Düsenöffnungen und die Verluste des Metalls (Platin), aus dem sie bestehen, herabgesetzt werden.

Man hat nämlich festgestellt, daß man, wenn man der Gasstrombewegung eine zur Fadenbewegung parallele und die gleiche Richtung aufweisende Komponente erteilt, bei sonst gleichen Bedingungen Fäden erhält, deren Durchmesser größer ist als der, den man erhält, wenn der Gasstrom eine zur Fadenrichtung entgegengesetzte Bewegungskomponente aufweist.

Die Kurven 1 und 2 der F i g. 1 der Zeichnungen zeigen, in Funktion mit der Glastemperatur an den Düsennippeln, die Fadendurchmesser, die erhalten werden, wenn der Stickstoffstrom einmal die gleiche Richtung hat wie die Fäden und einmal die entgegengesetzte Richtung. In den F i g. 1 a und 1 b sind Vorrichtungen gemäß dem Hauptpatent dargestellt, die die zwei verschiedenen Gaszuführungen zeigen, nämlich Fig. la von oben und Fig. Ib von unten.

609 509/285

Diese Kurven sind wie die übrigen Kurven mit einem Glas folgender Zusammensetzung erhalten worden:

Na₂O

Al₂O₃
Fe₂O₃

.... 0,33 .... 0,11 .... 7,70

F Spuren

K₂O
B₂O,

SiO₂ 52,31

.... 16,57

.... 0,42

CaO 17,60

MgO 5,05

Die Kurven 1 und 2 erhielt man mit trockenem N₂-Gas von etwa 140° C und einer Ziehgeschwindigkeit von 40 m/sec und einem Gasverbrauch von 8601 Stickstoff je Stunde (J= 19° C).

Man stellt fest, daß im Falle der Kurve 1 Fäden mit deutlich größerem Durchmesser erhalten werden als im Falle der Kurve 2, und zwar bei den gleichen Ziehtemperaturen, d. h. mit den gleichen Glastemperaturen an den Düsennippeln. Man stellt fest, daß man so über ein sehr einfaches Mittel verfügt, mit dessen Hilfe man, ohne die Ausflußöffnungen der Düse zu ändern, den gewünschten Fadendurchmesser erzeugen kann.

Die Variierung des Fadendurchmessers kann, wie oben angeführt, auch mit Hilfe der in die Kammer eingeführten Gasmenge herbeigeführt werden.

Die Kurven 3 und 4 der F i g. 2 der Zeichnungen ergeben in Funktion mit der Glastemperatur an den Düsennippeln die Fadendurchmesser, die erhalten werden, wenn ein N₂-Gasstrom in der gleichen Richtung wie die Fäden gerichtet wird (Eintritt von oben). Die Kurve 3 bezieht sich auf eine N₂-Gasmenge von 860 l/Stunde und Kurve 4 auf eine von 130 l/Stunde. Diese Kurven erhielt man mit trockenem N₂-GaS von etwa 130⁰C und einer Fadenziehgeschwindigkeit von 40 m/sec.

Man stellt fest, daß bei Erhöhung der in die Kammer eingeführten Gasmenge der Fadendurchmesser bei gegebener Düsennippeltemperatur und gegebener Ziehgeschwindigkeit zunimmt.

Die Kurven 5 und 6 der F i g. 3 sind an Hand von Versuchen aufgestellt worden, die unter den gleichen Bedingungen durchgeführt worden sind wie die Kurven 3 und 4 der F i g. 2, jedoch mit einem Gasstrom, der eine der Fadenrichtung entgegengesetzte Bewegungskomponente aufweist (Eintritt von unten). Man stellt fest, daß in beiden Fällen (Kurven 3, 4, 5 und 6) die Erhöhung der Gasmenge eine Erhöhung des Fadendurchmessers mit sich bringt. Die Kurven 5 und 6 entsprechen einer N_o-Gasmenge von 860 bzw. 130 l/Stunde. ' "

Die Kurven 7, 8 und 9 der F i g. 4 zeigen den Einfluß der Temperatur der Gasströme auf den Durchmesser der erhaltenen Fäden. Diese Kurven wurden auf Grund von Versuchen aufgestellt, die mit trokkenem N₂-GaS einer Menge von 130 l/Stunde (t = 19° C) durchgeführt wurden, das in die Kammern in der Weise eingeführt wurde, daß eine Komponente seiner Bewegung in Richtung der Fadenbewegung (Eintritt von oben) gerichtet war.

Die Kurven 7, 8 und 9 beziehen sich auf Temperaturen von N₂ von 128 bzw. 178 bzw. 215° C. Man sieht, daß bei einer konstanten Düsennippeltemperatur der Fadendurchmesser dazu neigt, geringer zu werden, wenn die Temperatur des Gasstromes erhöht wird.

Es ist gleichfalls zu beobachten, daß der Fadendurchmesser bei einer ausreichend hohen Gastemperatur (s. insbesondere Kurve 9) von der Spinntemperatur praktisch unabhängig wird. Unter diesen Umständen beeinflussen die fühlbaren Variationen der Glastemperatur an den Düsennippeln den Fadendurchmesser wenig.

Die Kurven 10 und U der Fig. 5 zeigen, daß die Natur des in die Kammer eingeführten Gases einen Einfluß auf die Ergebnisse ausübt. Die beiden Kurven wurden an Hand von Versuchen aufgezeichnet, die mit den gleichen Eintrittsbedingungen der Gasströme (von oben), einer Ziehgeschwindigkeit von m/sec und einer Gasmenge von 860 l/Stunde durchgeführt wurden. Die Kurve 10 betrifft ein trokkenes N₂-GaS von 137° C und die Kurve 11 Wasserdampf von 128° C. Man wird feststellen können, daß die Verwendung von Wasserdampf große Fadendurchmesservariationen zwischen etwa 6 und 11 μ bei Spinntemperaturen ermöglicht, die zwischen etwa und 1340° C variieren.

In allen Figuren sind als Bezug die Kurven angeführt, die die Variationen des Fadendurchmessers in Funktion mit der Glastemperatur an den Düsennippeln darstellen, und zwar ohne Kammer (Kurve a) bzw. mit Kammer (Kurve b) und ohne Zirkulation eines Mediums in der Kammer.

Diese Bezugskurven zeigen ganz allgemein die Verbesserung, die die Verwendung einer Kammer mit darin zirkulierendem Medium hervorruft.

Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Diese ist gekennzeichnet durch die Einstellbarkeit von Gasstromrichtung und/oder Gasmenge und/oder Gastemperatur.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Glas oder anderen thermoplastischen Materialien, bei dem das Material in geschmolzenem Zustand durch im Boden eines Vorrats- oder Schmelzbehälters vorgesehene Spinnöffnungen oder -nippel aus einer der üblichen Edelmetalllegierungen in Form dünner Ströme ausfließt und diese Ströme zu Fäden ausgezogen werden, wobei die Ströme bzw. Fäden durch eine an sich bekannte Kammer geleitet werden, die sich an die Spinnöffnungen bzw. -nippel anschließt und wobei zur Beeinflussung der Fadeneigenschaften in die Kammer eine bestimmte Gasart von bestimmter Temperatur eingeleitet wird, nach Patent 1161380, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung, in der die Gasströme in die Kammer geleitet werden, im Hinblick auf die gewünschten Fadendurchmesser gewählt wird, und zwar derart, daß die Gasströme bei gewünschter Verjüngung des Fadendurchmessers eine parallele und entgegengesetzt zur Ausziehrichtung gelegene Komponente und bei gewünschter Zunahme der Fadendurchmesser eine parallele und in Ausziehrichtung gelegene Komponente aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführten Gasmengen im Hinblick auf die gewünschten Fadendurchmesser gewählt werden, und zwar derart, daß die Gasmenge bei gewünschter Verjüngung der Fadendurchmesser verringert und bei gewünschter Zunahme vergrößert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gasströme Wasserdampf verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gasströme ein inertes Gas, wie z. B. Argon, trockener Stickstoff od. dgl., verwendet wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Einstellbarkeit der Richtung der Gasströme in der Kammer in bezug auf die Faserbewegung.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Einstellbarkeit der Menge der Gasströme.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch die Einstellbarkeit der Temperatur der Gasströme.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen