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Dokumentenidentifikation DE69214426T2 27.03.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0562053
Titel VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON ORGANISCHEN FASERN
Anmelder Schuller International Inc., Denver, Col., US
Erfinder ROOK, Robert, Henry, Littleton, CO 80127, US;
BAJER, Daniel, Constantine, Littleton, CO 80123, US;
JACKSON, Fred, Lee, Littleton, Colorado 80123, US
Vertreter Grättinger und Kollegen, 82319 Starnberg
DE-Aktenzeichen 69214426
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IT, LI, LU, MC, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 21.04.1992
EP-Aktenzeichen 929111920
WO-Anmeldetag 21.04.1992
PCT-Aktenzeichen US9203248
WO-Veröffentlichungsnummer 9219798
WO-Veröffentlichungsdatum 12.11.1992
EP-Offenlegungsdatum 29.09.1993
EP date of grant 09.10.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.03.1997
IPC-Hauptklasse D01D 5/18

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Herstellung von organischen Fasern. Insbesondere betrifft sie eine Vorrichtung wie in der Präambel von Anspruch 1 definiert und ein Verfahren gemäß der Präambel von Anspruch 18 zur Herstellung von feinen organischen Fasern.

Hintergrund der Erfindung

Es besteht eine zunehmende Nachfrage nach organischen polymeren oder thermoplastischen Fasern von kleinem Durchmesser, die oft als Mikrofasern bezeichnet werden, für eine Vielzahl von Anwendungen, wie beispielsweise zur Herstellung von Filtermedien oder Sorbensmaterial. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung solcher Fasern ist ein Drehverfahren, bei dem geschmolzenes Polymer einer Drehscheibe zugeführt wird, die Myriaden von kleinen Löchern enthält, durch die das Material aufgrund der Zentrifugalkraft fließt. Das Drehverfahren ermöglicht nicht nur die Herstellung großer Fasermengen mit schneller Geschwindigkeit, sondern erlaubt eine leichtere Steuerung der physikalischen Parameter der Fasern.

Der spezielle Typ des eingesetzten Drehverfahrens kann stark variieren. Ein Beispiel ist die in der U.S.-Patentschrift Nr. 4 937 020 beschriebene Vorrichtung, welche einen Drehdüsenkopf verwendet, in den geschmolzenes Polymer unter einem Vordruck eingeleitet wird, und die resultierenden Fasern werden zusätzlich durch Gasströme verstreckt, die aus dem Düsenkopf in der Nachbarschaft der Düsenlöcher austreten. Der Düsenkopf umfaßt getrennte Gänge, durch die das geschmolzene Polymer und die Gase fließen, wobei jeder Gang axiale und radiale Komponenten einschließt. Außerdem sind Heizspulen zur Kontrolle der Temperatur der Schmelze an den Austrittslöchern eingeschlossen. Da das Verfahren im wesentlichen vollständig im Inneren des Düsenkopfes stattfindet, müssen der Düsenkopf und seine verschiedenen Komponenten für extrem anspruchsvolle Toleranzen gefertigt sein. Somit neigen die Kosten für die Prozeßapparatur dazu hoch zu sein, und die Wartung der Vorrichtung ist schwierig.

Ein weiteres Beispiel für eine faserformende Drehvorrichtung ist in der britischen Patentschrift Nr. 952 793 beschrieben, die den jüngsten Technikstand offenbart. Die Grundanordnung verwendet eine vertikale Leitung, durch die erhitztes organisches Material einer Drehscheibe zugeführt wird, die in einer Seitenwand faserformende Löcher enthält. Die Leitung ist auf der Achse der Scheibe angeordnet, und verschiedene Mittel sind bereitgestellt, um das organische Material zu einem Fluß nach außen in Richtung der Seitenwand zu veranlassen. Diese Anordnung erfordert einen komplizierteren Aufbau der Drehscheibe und des Abgabesystems für das organische Material als er herkömmlicherweise in der Glasfaserindustrie eingesetzt wird.

Vorzuziehen wäre die Anwendung eines Verfahrens, das aus einzelnen Komponenten besteht, die wirtschaftlicher herzustellen und zu warten sind, die es jedoch ermöglichen, daß die organischen Polymerfasern von verschiedenen Parametern leicht mit hohen Geschwindigkeiten produziert werden. Außerdem wäre es wünschenswert, daß es möglich ist, organische Polymerfasern auf möglichst dieselbe Weise herzustellen wie die Mikrofasern aus Glas hergestellt werden, um die bewährten Verfahren zur Herstellung von Fasern aus geschmolzenem Material bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten zu nutzen. Außerdem ist die bei der Herstellung von Glasmikrofasern verwendete Vorrichtung relativ einfach im Aufbau und ist nicht abhängig von unabhängigen Düsenkonstruktionen, wie sie in der oben erwähnten Patentschrift beschrieben sind.

Leider ist es nicht möglich, zufriedenstellende Fasern herzustellen, indem einfach geschmolzenes Polymer durch eine Glasfaser-Drehvorrichtung laufen gelassen wird. Ein Hauptgrund dafür besteht darin, daß der Aufbau der zur Herstellung von Glasmikrofasern verwendeten Vorrichtung in großem Maße durch die Temperatur und die physikalischen Charakteristika des geschmolzenes Glases bestimmt wird. Da die Temperatur und das spezifische Gewicht von geschmolzenem Glas beträchtlich höher sind als die Temperatur und das spezifische Gewicht von geschmolzenen Polymeren, können die Vorrichtung und die Verfahrensparameter, die bei der Glasmikrofaserproduktion angewendet werden, nicht zur Produktion organischer Polymerfasern angewendet werden.

Es ist darum eine Aufgabe der Erfindung, eine vereinfachte Vorrichtung zur Herstellung von organischen Polymerfasern bereitzustellen, die wo möglich die Prinzipien des Grunddrehverfahrens zur Herstellung von Glasmikrofasern anwendet.

Es ist selbstverständlich, daß, obwohl sich die folgende Beschreibung auf die Herstellung von Fasern hauptsächlich aus geschmolzenem organischem Polymer oder aus thermoplastischem Harz bezieht, die Bezeichnung "organisches Polymer" manchmal verwendet wird, um beide Typen von Materialien zu bezeichnen. Wo angemessen kann diese Bezeichnung auch so interpretiert werden, daß sie auch warmhärtende Harze einschließt, wie es ausführlicher in der Beschreibung erklärt wird.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß ist eine Faserformscheibe eines Durchmessers im Bereich von 7,6 cm (3 in.) bis 122 cm (48 in.) mit einem im wesentlichen vertikalen Schaft verbunden, der zur axialen Drehung montiert ist, wobei die Scheibe eine Bodenwand, eine kreisförmige Seitenwand, die sich von der Bodenwand nach oben erstreckt, und einen oberen Flansch, der sich von dem oberen Ende der Seitenwand nach innen erstreckt, einschließt. Die Seitenwand umfaßt die Faserformlöcher. Mittels einer Düse, die zwischen Bodenwand, Seitenwand und einer Ebene, die sich durch das obere Ende der Seitenwand parallel zu der Bodenwand erstreckt, angeordnet ist, wird der Drehscheibe geschmolzenes organisches Material zugeführt. Die Düse ist näher an der Seitenwand als an dem im wesentlichen vertikalen Schaft, innerhalb des Bereiches von etwa 1,3 cm (1/2 in.) bis 3,8 cm (1 S in.) von der Bodenwand und etwa 1,3 cm (1/2 in.) bis 7,6 cm (3 in.) von der kreisförmigen Seitenwand angeordnet. Vorzugsweise ist die Düse in einem Winkel sowohl zu der Bodenwand als auch zu der Seitenwand nach außen gerichtet, wodurch geschmolzenes von der Düse abgegebenes Material Komponenten sowohl nach unten als auch seitwärts aufweist.

Dieser Aufbau, wie ausführlicher im Folgenden definiert, erlaubt die schnelle Herstellung von organischen Fasern durch ein Verfahren, das im allgemeinen den bewährten faserformenden Drehverfahren bei der Herstellung von Glasfasern ähnlich ist, obwohl das in Frage kommende Material im Charakter von Glas ziemlich unterscheidet.

Die Scheibengrundstruktur und andere Charakteristika der Vorrichtung können auf eine Reihe von Wegen modifiziert werden, um weitere Vorteile bereitzustellen. Es kann ein Bodenflansch so bereitgestellt werden, daß er sich von der Seitenwand über die Bodenwand hinaus erstreckt, um mit der Bodenwand einen Einschluß zu bilden, der zur Beherbergung von Isoliermaterial oder einer Bodenheizung zur Unterstützung der Temperatursteuerung innerhalb der Scheibe verwendet werden kann. Anstelle der herkömmlichen Scheibenform kann eine ringförmige Scheibe verwendet werden. Mit beiden Typen des Scheibenaufbaus kann die Scheibe mittels einer Induktionsheizung erhitzt werden.

Eine verbesserte gasbefeuerte Heizung wird auch zum Erhitzen des Scheibeninneren bereitgestellt, in der ein Gasbrenner und eine Ansaugdüse oberhalb der Scheibe angeordnet sind. Es werden Mittel zum Einleiten eines Kühlgases, im allgemeinen Umgebungsluft, in die Mischdüse bereitgestellt, um die Abgabetemperatur aus dem Brenner zu verringern, was die Oxidation und Zersetzung der polymeren oder thermoplastischen Schmelze verhindert oder minimiert.

Es werden ferner Mittel zur Änderung des normalen Flusses des Stroms von Fasern, die aus der Düse austreten, bereitgestellt, um die Ablagerung der Fasern besser zu steuern. Bei einer Anordnung wurde der Luftring, der üblicherweise bereitgestellt wird, um Druckluft nach unten zu leiten, modifiziert, um zu ermöglichen, daß die Luft selektiv von verschiedenen Punkten des Rings gesteuert wird. Bei einer anderen Anordnung werden Mittel bereitgestellt, um die Abwärtsbewegung der Fasern, die aus der Scheibe austreten, nach außen umzulenken, so daß die Fasern zu einer gleichmäßigeren Ablagerung auf einer sich bewegenden Sammelfläche unterhalb der Scheibe veranlaßt werden. Das Umlenkmittel, das eingesetzt wird, kann einen Druckluftstoß oder eine Struktur umfassen, die die herabfallenden Fasern von dem Mittelteil der sich bewegenden Sammelfläche physikalisch zu den Seitenteilen bewegt.

Es ist ferner wünschenswert, das geschmolzene Material in dem Überführungsrohr, das verwendet wird, um das Material an die Düse zu liefern, zu erhitzen, um die Temperatur des fließenden geschmolzenen Materials zur optimalen Faserbildung inner halb eines zuvor festgelegten Bereiches zu halten.

Diese Charakteristika sowie andere Charakteristika und Gesichtspunkte der Erfindung und die verschiedenen Vorteile davon gehen aus der ausführlicheren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen hervor, die folgt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

FIG. 1 ist ein vereinfachter seitlicher Aufriß der Vorrichtung, die erfindungsgemäß zur Herstellung von organischen Polymerfasern verwendet wird;

FIG. 2 ist ein vergrößerter seitlicher Aufriß der Faserformscheibe, teilweise im Querschnitt gezeigt, und der damit verbundenen Vorrichtung, die innerhalb des Kreises 2 von FIG. 1 eingeschlossen ist;

FIG. 2A ist eine weitere vergrößerte Ansicht eines Teils der Faserformscheibe, die eine modifizierte Lochanordnung erläutert, bei der unterschiedlich große Löcher in verschiedenen Mustern verwendet werden;

FIG. 2B ist eine weitere vergrößerte Ansicht eines modifizierten Brenners, der anstelle des in FIG. 2 gezeigten Brenners verwendet werden kann;

FIG. 3 ist eine Längsschnittansicht einer modifizierten Form der Faserformscheibe;

FIG. 4 ist eine Längsschnittansicht einer weiteren modifizierten Form der Faserformscheibe;

FIG. 5 ist eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Faserformscheibe;

FIG. 6 ist eine Längsschnittansicht entlang der Linie 6-6 von FIG. 5;

FIG. 7 ist eine bildliche Ansicht eines modifizierten Luftrings zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren;

FIG. 8 ist eine bildliche Ansicht einer weiteren modifizierten Form des Luftringes;

FIG. 9 ist eine Längsschnittansicht der Faserformscheibe und des Förderers durch eine Ebene rechtwinklig zu dem Förderband und zeigt Mittel zum Verteilen der Fasern gleichmäßig über die Breite des beweglichen Förderers;

FIG. 10 ist ein seitlicher Aufriß eines weiteren Mittels zur Verteilung der Fasern gleichmäßig über die Breite des sich bewegenden Förderers; und

FIG. 11 ist ein Endaufriß des Faserverteilungsmittels von FIG. 10.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf FIG. 1 steht ein Einfülltrichter 10, der Polymergranalien oder Polymerpulver enthält, mit dem Extruder 12 in Verbindung und ermöglicht das Einspeisen der Granalien in den Extruder, wo sie mittels Heizungen geschmolzen und einer rotierenden Schnecke zugeführt werden. Weder die Heizung noch die Schnecke sind gezeigt, da ihre baulichen Details nicht Teil der Erfindung sind. Beide Gegenstände sind jedoch gut bekannte Bauteile von Extrudersystemen und den Fachleuten in der Fasertechnik vertraut. Ein Überführungsrohr 14, das mit dem Auslaß des Extruders 12 verbunden ist, nimmt den Fluß des geschmolzenen Polymeren durch ein geeignetes Ventil 15, wie ein Hochtemperatur-Nadelventil, auf. Eine Zahnradpumpe 16 kann verwendet werden, um den erforderlichen Gegendruck für den Extruder bereitzustellen und um einen regulierten Fluß des Polymeren zu der Scheibe zu gewährleisten. Das Überführungsrohr 14 wird mittels einer elektrischen Widerstandsheizung beheizt und unter Verwendung eines Thermoelementes 18 überwacht, um die Temperatur des geschmolzenen Polymeren innerhalb eines engen Bereiches wie innerhalb von 2,8 ºC (5 ºF) der gewünschten Temperatur des fließenden Polymeren zu halten. Es ist selbstverständlich, daß, obwohl die Details des Überführungsrohres nicht gezeigt sind, das beheizte Überführungsrohr isoliert ist, um ein Entweichen von Wärme zu verhindern, wodurch die Kontrolle der Polymertemperatur unterstützt wird. Es kann auch ein Thermoelement 20 bereitgestellt werden, um die gewünschte Temperatur des Polymeren, wenn es in die Überführungsschlauchdüse 22 fließt, beizubehalten.

Die Düse 22 ist angeordnet, um das geschmolzene Polymer an die Scheibe 24 abzugeben, und eine Heizung 26 ist gegenüber der Scheibe montiert. Die Scheibe ist an einem rotierenden Schaft 28 zur Bewegung damit montiert. Ein Luftring 30, der oberhalb der rotierenden Scheibe 24 montiert ist, lenkt Druckluft nach unten, so daß die Fasern F, die aus den Löchern 32 in der Seitenwand der Scheibe austreten, sowohl verlangsamt als auch dazu veranlaßt werden, daß sie sich in einen Strom nach unten zu dem sich bewegenden Förderer 34 bewegen. Der Förderer ist porös, typischerweise in Form einer dicht gewebten Kette, so daß ein stationärer Ansaugkasten 36 unterhalb des Förderers die Sammlung der Fasern auf dem Förderer bewirkt. Die Fasern sammeln sich somit unter Bildung einer Schicht oder Matte M einer Dicke an, die bestimmt wird durch die Geschwindigkeit der Bewegung des Förderers und der Menge der durch die Drehscheibe erzeugten Fasern.

Das soweit beschriebene eigentliche Verfahren ist im Prinzip dem eigentlichen Verfahren zur Herstellung von Glasmikrofasern durch das Drehverfahren ähnlich. Bestimmte spezielle Charakteristika der Erfindung jedoch unterscheiden sich recht stark von dem Glasfaserverfahren. Wie vorstehend erwähnt, ist die Temperatur von geschmolzenem Glas höher als die Temperatur von geschmolzenem Polymer. Die Temperatur von geschmolzenem Glas bei einem Drehverfahren liegt typischerweise im Bereich von 816 bis 1649 ºC (1500 ºF bis 3000 ºF), während die Temperatur von geschmolzenem Polymer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren typischerweise im Bereich von 66 bis 454 ºC (150 ºF bis 850 ºF) in Abhängigkeit von dem bestimmten eingesetzten Polymer liegt. Das spezifische Gewicht und die Viskosität des geschmolzenen Glases sind ferner recht unterschiedlich von denjenigen des geschmolzenen Polymeren. Beispielsweise liegt das spezifische Gewicht von geschmolzenem Glas im Bereich von 2,2 bis 2,7, während das spezifische Gewicht von geschmolzenem Polymer, das bei der Erfindung verwendet wird, typischerweise im Bereich von 0,9 bis 1,9 liegt. Die Bereiche von Temperatur und spezifischem Gewicht, die für geschmolzene Polymere angegeben sind, treffen auch auf thermoplastische und warmhärtende Harze zu. Scheiben von größerem Durchmesser als diejenigen, die bei der Glasfaserherstellung verwendet werden, können verwendet werden, da die Materialstärkebeschränkungen für die Scheiben, die durch die höheren Betriebstemperaturen eines Glasfaserverfahrens verursacht werden, nicht länger zutreffen. Somit können anstelle davon, daß Scheiben im Bereich eines Durchmessers von 30,5 cm bis 61 cm (12 in. bis 24 in.) verwendet werden müssen, Scheiben mit einem Durchmesser im Bereich von 7,6 cm bis 122 cm (3 in. bis 48 in.) sicher verwendet werden, was einen größeren Durchsatz und eine verbesserte Faserqualität ermöglicht.

Die Möglichkeit des Einsatzes größerer Scheiben ist hinsichtlich eines anderen Gesichtspunktes ein Vorteil. Wegen des breiten Schmelzbereiches der verschiedenen Polymere und Harze, die zu Fasern geformt werden können, kann eine breitere Lochtrennung erforderlich sein als in Scheiben, die zum Betrieb mit Glas gedacht sind. Somit beträgt der Minimalabstand zwischen den Löchern 32 der Scheibe, was in FIG. 2 besser gezeigt ist, 0,25 mm bis 3,8 mm (0,010 in. bis 0,150 in.). Bezüglich des Lochdurchmessers selbst kann dieser im Bereich von 0,08 mm bis 2,0 mm (0,03 in. bis 0,080 in.) liegen. Dies läßt sich direkt mit der Lochgröße der Scheiben vergleichen, die zur Herstellung von Glasfasern verwendet werden.

Wie in FIG. 2A erläutert, kann die Scheibe 24 mit Löchern unterschiedlicher Größe bereitgestellt werden, um gleichzeitig Fasern von unterschiedlichem Durchmesser herzustellen, um die Größenschwankungen zu verringern oder um das Scheibenseitenwand-Temperaturprofil auszugleichen. Zur Erläuterung sind die Löcher 32 relativ schmal gezeigt, die Löcher 33 etwas größer und die Löcher 35 noch größer gezeigt. Obwohl die verschiedenen Lochgrößen so gezeigt sind, daß sie innerhalb jeder horizontalen Reihe gleich sind, kann die Verteilung der Lochgrößen offensichtlich innerhalb jeder Reihe in jeder gewünschten Weise variiert werden, um die gewünschte Form oder das gewünschte Muster der Faserverteilung zu erzeugen. Obwohl die modifizierte Scheibe von FIG. 2A in Verbindung mit der Herstellung von organischen Fasern offenbart ist, wird erkannt, daß die Faserformscheiben, die Löcher verschiedener Größe enthalten, auch Brauchbarkeit bei der Herstellung von anorganischen Fasern besitzen könnten.

Bei der Herstellung von Glasfasern erlaubt das spezifische Gewicht von geschmolzenem Glas die Abgabe an eine Drehscheibe, wobei nur wenig Sorge darauf verwendet wird, sie in der Scheibe zurückzuhalten, bevor sie zentrifugal durch die Löcher in der Scheibenseitenwand nach außen gepreßt werden. Somit wird das geschmolzene Glas in einem Strom an einen zweckmäßigen Ort auf der Bodenwand einer Scheibe abgegeben und fließt relativ glatt in Richtung der Seitenwand. Da, wie vorstehend angegeben, das spezifische Gewicht des geschmolzenen Polymermaterials deutlich niedriger ist, kann das geschmolzene Polymer zu einer statistischen Verteilung an der Seitenwand 40 und zu einem Herausspringen aus der Drehscheibe neigen. Dies rührt von der Tatsache her, daß die Luftströme, die bei dem Verfahren erzeugt werden, dazu neigen, den geschmolzenen Strom zu bewegen, wenn er an die Scheibe abgegeben wird, und die Drehscheibe selbst dazu neigt, den Strom in Drehrichtung mitzuziehen. Außerdem fließt das relativ hochviskose geschmolzene Polymer nicht leicht in Richtung der Seitenwand der Scheibe und neigt manchmal dazu, in Klumpen herumgeschleudert zu werden. Um diese Neigungen des geschmolzenen Materials zu bekämpfen, so daß es sich entgegen dem Verhalten von geschmolzenem Glas bei einem faserformenden Drehverfahren verhält, wurde es für nötig befunden, das Material durch die Überführungsschlauch-Abgabedüse 22 an die Scheibe abzugeben. Durch Anordnen der Düse nahe an der Bodenund Seitenwand der Scheibe werden sowohl die Länge des geschmolzenen Polymerstroms als auch der Abstand, um den er in Richtung der Seitenwand bewegt werden muß, verringert. Es wurde gefunden, daß ohne Rücksicht auf die Scheibengröße, die Düse vorzugsweise so nahe wie möglich von der Bodenwand beabstandet sein sollte, typischerweise ein Abstand im Bereich von etwa 1,3 cm bis 3,8 cm (1/2 in. bis 1 1/2 in.), und möglichst nahe an der Seitenwand, typischerweise ein Abstand im Bereich von etwa 1,3 cm bis 7,6 cm (1/2 in. bis 3 in.). Dies minimiert die oben beschriebenen Probleme. Außerdem ist die Düse vorzugsweise gekrümmt, wie in FIG. 2 gezeigt, so daß der von der Düse abgegebene Strom sowohl horizontale als auch vertikale Richtungskomponenten aufweist. Das geschmolzene Polymer wird dadurch weiter in seiner Bewegung in Richtung der Seitenwand unterstützt.

Die Seitenwand und der obere Flansch der Scheibe sind ebenfalls dazu gedacht, um das geschmolzene Polymer optimal aufzunehmen. Wie am besten in FIG. 2 gezeigt, wird ein relativ breiter oberer Flansch 38 bereitgestellt, um zu verhindern, daß geschmolzenes Polymer aus der Scheibe herausspringt oder herausspritzt. Die Breite des oberen Flansches sollte etwa 1,3 cm (1/2 in.) für eine Scheibe mit einem Durchmesser von 7,6 cm (3 in.) und etwa 15,2 cm (6 in.) für eine Scheibe mit einem Durchmesser von 122 cm (48 in.) betragen, wobei die Breite in Abhängigkeit von den Scheiben mit dazwischenliegenden Durchmessern schwankt. Die Seitenwand 14 ist höher als es normalerweise bei einer Glasfaserherstellungsscheibe der Fall ist und liegt in der Höhe im Bereich von etwa 2,5 cm bis 15,2 cm (1 in. bis 6 in.). Dies erfüllt auch den Zweck, die Polymerschmelze zu enthalten, wenn sie in die Drehscheibe eingeleitet wird. Wie erläutert ist die Bodenwand 41 mit dem untersten Rand der Seitenwand verbunden und ist mit einer Öffnung in der Mitte ausgestattet, durch die sich der Schaft 28 erstreckt. Die Scheibe kann durch jedes geeignete Mittel, wie durch die Mutter 43, die in das Gewinde am Ende des Schaftes eingreift, in Position gehalten werden. Ein flacher Dichtungsring 45 wird typischerweise zwischen der Mutter 43 und der Bodenwand 41 der Scheibe bereitgestellt.

Da die Temperatur des geschmolzenen Materials niedriger ist als diejenige von geschmolzenem Glas, ist es nicht notwendig, für die Scheibe so viel Wärme bereitzustellen, um das Material im geschmolzenen Zustand zu halten. Einer oder mehrere Gasbrenner, die im Inneren der faserformenden Drehscheibe angeordnet sind, wie es bei der Herstellung von Glasfasern der Fall ist, neigen dazu, zuviel Wärme bereitzustellen, und erschweren die Temperatursteuerung. Zuviel Wärme kann ferner das Polymer zersetzen. Erfindungsgemäß werden ein oder mehrere Gasbrenner außerhalb der Scheibe bereitgestellt, wobei die Brenner so aufgebaut sind, um Wärme bei einer niedrigeren Temperatur als ein herkömmlicher Gasbrenner es vermag bereitzustellen.

Wie in FIG. 2 gezeigt, ist eine Gasleitung 42 mit einer Gasbrennerdüse 44 verbunden, die ein brennbares Luft/Gasgemisch auf eine in der Brennertechnik gut bekannte Weise abgibt. Die Brennerdüse 44 ist in einer Düsenhalterung 46 montiert, die die Position der Brennerdüse festlegt und die Gasflamme aus der Brennerdüse in einen mischenden Düsenaufbau 48 lenkt. Der Düsenhalter 46 ist mit der Mischdüse 48 durch die beabstandeten Riemen oder die Verstrebung 50 verbunden, so daß die Mischdüse von dem Düsenhalter 46 beabstandet ist. Eine alternative Anordnung ist in FIG. 2B gezeigt, in der die Brennerdüse 44 in einem nach außen konisch erweiterter Düsenhalter 47 montiert ist, der auch als Mischdüse funktioniert. Eine Reihe von relativ großen Öffnungen 49, wie Löcher von 2,5 cm (1 in.) Durchmesser, wird auf dem Umfang des Düsenhalters 47 bereitgestellt. Jede Anordnung erlaubt es, daß, wie durch die Strömungspfeile 52 angedeutet, aufgrund der Saugwirkung, die am Mischdüseneinlaß entwickelt wird, Umgebungsluft in die Mischdüse eingesaugt wird. Das Mischen der Umgebungsluft mit der Gasflamme führt zur Abgabe von Heißluft an die Scheibe, die deutlich kühler ist als die ursprüngliche Gasflamme. Die verringerte Temperatur des Luftstromes stellt genügend Wärme bereit, um das Polymer im geschmolzenen Zustand zu halten, ohne thermische Zersetzung oder Verbrennung des Polymeren. Die Temperatur innerhalb der Scheibe wird kontrolliert, indem das Volumen und das Luft/Gasverhältnis des Luft/Gasgemisches, das an die Brennerdüse 44 abgegeben wird, gesteuert werden. Falls gewünscht, kann zum weiteren Schutze gegen Oxidation des Polymeren im Inneren der Scheibe ein Inertgas damit vermischt werden oder kann die eingesaugte Luft, die in die Mischdüsen 48 oder 47 eintritt, vollständig ersetzen.

Wird nun auf FIG. 3 Bezug genommen, worin gleiche Bezugsziffern wie diejenigen, die in Verbindung mit den bisherigen Zeichnungsfiguren verwendet worden sind, gleiche Elemente bezeichnen, so besteht eine modifizierte Faserformscheibe 54 aus einer Bodenwand 41 und dem oberen Flansch 38, ähnlich der Bodenwand und dem oberen Flansch der in FIG. 2 gezeigten Scheibe. Diese Scheibe umfaßt jedoch einen Bodenflansch 56, der sich von der Seitenwand 40 unterhalb der Bodenwand 41 nach unten erstreckt. Die Hochtemperaturisolierung 58, wie eine feuerfeste Faser, verkauft von der Firma Manville Corporation unter dem Namen "Cerachrome", ist mit dem Bodenflansch 56 verbunden, um die Bodenwand 41 zu isolieren, um einen Wärmeverlust durch die Bodenwand zu verhindern. Eine solche Anordnung ist nicht in allen Fällen notwendig und würde nur verwendet werden, falls der Wärmeverlust von der Scheibe übermäßig groß ist oder falls eine Schwierigkeit bei der Temperaturkontrglle des geschmolzenen Polymeren in der Scheibe oder dem Temperaturprofil des Bodens der Scheibe und der Scheibenseitenwand angetroffen wird.

Falls gefunden wird, daß der von oben erhitzende Gasbrenner kein ausreichend gleichmäßiges Erhitzen der Scheibe sogar unter Verwendung von Isolierung bereitstellt, so kann der Beschluß gefaßt werden, den Boden der Scheibe ebenso zu erhitzen. Da dies dazu beitragen würde, ein gleichmäßigeres Scheibentemperaturprofil zu erzielen, kann die Verbesserung der Produktgualität erwartet werden. Eine Anordnung zum Erhitzen der Bodenwand einer Faserformscheibe ist in FIG. 4 gezeigt, in der der Drehschaft 60 hohl ist und mit der Bodenwand 41 über eine Mutter 43 auf die in Verbindung mit dem Schaft 28 von FIG. 2 beschriebene Weise verbunden ist. Eine stationäre Gas- und Luftausströmleitung 62 erstreckt sich durch den Hohlschaft 60 nach unten unter die Bodenwand 41 zu einem Bodenbrenner-Verteilerrohr 64. Der Gasfluß wird durch das Verteilerrohr auf eine oder mehrere Gasbrennerdüsen 66 aufgeteilt, und die resultierenden Flammen treffen auf die Bodenwand auf und erhitzen den Boden der Scheibe. Der bereitgestellte Wärmebetrag kann kontrolliert werden, indem das Volumen und das Verhältnis des Luft/Gasgemisches, das an die Brennerdüsen 66 abgegeben wird, gesteuert werden. Um eine Faserakkumulation auf den Brennern und dem Verteilerrohr zu verhindern, wird ein Schutzblech 68 bereitgestellt, das durch jedes geeignete nicht gezeigte Mittel montiert werden kann, um das Verteilerrohr zu umschließen Die Größe des Bleches ist so, daß es innerhalb des Faserstromes liegt, der durch den Luftstoß aus dem Luftring 30 nach unten gerichtet wird, und somit den Faserstrom nicht stört. Das induktive und elektrische Erhitzen können ebenfalls angewendet werden, um die richtige Scheibentemperatur beizubehalten.

Eine weitere modifizierte Form der Faserformscheibe ist in den FIG. 5 und 6 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Drehschaft 70, der hohl sein kann, um unnötige Masse auszuschalten, durch die Speichen 72 mit einer Ringscheibe 74 verbunden. Die Scheibe 74 besteht aus einer Seitenwand 76, die die Löcher 78 enthält, und den oberen und unteren Wänden 80 und 82, die jeweils vorzugsweise mit den beabstandeten vertikal angeordneten Flanschen 84 und 86 verbunden sind. Wie in FIG. 6 gezeigt, wird die Induktionsheizung 88 bereitgestellt, um die Außenseite der Scheibe zu erhitzen. Da die Ringscheibe die Anwendung von weniger Wärme als bei einer herkömmlich geformten Scheibe desselben Durchmessers erfordert, braucht nur die Außenseite der Scheibe erhitzt zu werden. Außerdem ermöglicht es dieser Aufbau, daß das Polymer über die Überführungsschlauchdüse 22 in der Nähe der Seitenwand der Scheibe in die Scheibe eingeleitet wird, was somit nur einen minimalen Zeitbetrag erfordert, damit das Material zu einer Faser verarbeitet wird. Obwohl es der vergrößerte Durchmesser ermöglicht, daß mehr Kraft auf das geschmolzene Polymer ausgeübt wird, wenn es zu der Faser verarbeitet wird, ist die Scheibe vom Gewicht her leichter als eine herkömmliche Scheibe von ähnlichem Durchmesser. Diese Ausführungsform ist gedacht für eine Anwendung, bei der eine große Scheibe benötigt wird, um eine vergrößerte Kapazität auf einer einzigen Faserproduktionseinheit bereitzustellen.

Der Luftring 30, der in der Zeichnung, die beschrieben ist, gezeigt ist, umfaßt bis jetzt die Düsen 31, die, wie am besten in FIG. 2 erläutert, mit dem Luftring in einer feststehenden Richtung verbunden sind, so daß ein nach unten gerichteter Luftstoß bereitgestellt wird, der radial nach außen von der Faserformscheibe beabstandet ist. Obwohl nicht erläutert, könnte der Luftring mit speziell kontourierten feststehenden Löchern anstelle der Düsen ausgestattet sein. In jedem Falle ist somit die Faserverteilung, die sich aus dieser herkömmlichen Anordnung ergibt, feststehend, ebenso wie die Größe der resultierenden Matte, die sich auf dem sich bewegenden Förderer unterhalb der Faserformscheibe aufbaut. Um eine bessere Kontrolle über die Faserverteilung und Mattengröße zu haben, kann statt dessen der Luftring von FIG. 7 verwendet werden. Dieser Luftring besteht aus den einzelnen Segmenten 90, die jeweils eine Düse 92 enthalten. Jedes Segment ist hohl oder enthält eine Leitung, durch die Luft fließen kann, und jedes ist drehbar oder anderweitig verstellbar auf den kurzen Verbindungsstangen oder -schäften 94 montiert. Eine Luftleitung 96 kann mit jedem Segment 90 verbunden sein, so daß Luft unter einem zuvor festgelegten Druck an jedes der Segmente geliefert wird, und jedes Segment relativ zu den angrenzenden kurzen Schäften 94 gedreht werden kann. Auf diese Weise kann jede Düse auf einen gewünschten Winkel eingestellt werden, um die Größe der Matte und die Faserverteilung in der Matte zu steuern. Außerdem kann der Luftdruck auf jede der Düsen reguliert werden, um die Faser verlangsamung und -verteilung zu unterstützen.

Wie in FIG. 8 gezeigt, umfaßt eine modifizierte Version des segmentierten Luftringes von FIG. 7 die längeren Segmente 98, die jeweils eine Vielzahl von Düsen 100 umfassen. Die Luftleitungen 102 sind mit jedem Segment 98 verbunden, um den Düsen 100 Druckluft zuzuführen. Jedes Segment 98 ist wie bei der Ausführungsform von FIG. 7 an kurzen Schäften oder Stäben 94 drehbar montiert. Aus diesem Aufbau leiten sich dieselben Vorteile ab wie in Verbindung mit dem Luftring von FIG. 7 diskutiert, mit der Ausnahme, daß der Aufbau nicht so viel Kontrolle der einzelnen Luftdüsen erlaubt. In vielen Fällen jedoch sind die aus dieser Anordnung hervorgehenden Vorteile vollständig adäquat, und der komplexere Luftring von FIG. 7 ist nicht notwendig. Die Verwendung von segmentierten Luftringen würde auch Anwendung besitzen bei der Herstellung von anorganischen Fasern mittels eines Zentrifugalspinnverfahrens.

Um eine Faserdecke von spezieller Breite, Dicke und Dichte herzustellen, kann es notwendig sein, die Fasersäule, die von der Faserformscheibe abgegeben wird, zu modifizieren, so daß sie eine gleichmäßig verteilte Faserbedeckung auf dem bewegenden Sammelband unterhalb der Scheibe bereitstellt. Während des normalen Betriebes des Verfahrens bildet die Fasersäule eine feste distinkte Säule aus Wirrfasern in dem Wirbel unterhalb der Faserformscheibe. Der Wirbel wird gebildet als Ergebnis der Drehbewegung der Scheibe des Bereiches von niedrigem Druck, der sich unterhalb der Scheibe bildet, und des vertikalen Luftstromes aus dem Luftring. Gemäß der Anordnung von FIG. 9 ist zur Änderung der Richtung der herabfallenden Fasern die Bodenwand 41 der Scheibe mit einer Öffnung bereitgestellt, durch die sich ein hohler rotierender Schaft 104 erstreckt. Der rohrförmige Schaft 104 ist mit der Bodenwand 41 an der öffnung verbunden, wie durch die Mutter 105, so daß sich die Scheibe 24 mit dem Schaft dreht. Sich axial durch den rohrförmigen Schaft 104 erstreckend befindet sich ein stationärer Hohlschaft 106 von kleinerem Durchmesser, der eine Sprühdüse 108 an dem unteren Ende trägt. Die Sprühdüse 108 ist eine Düse, die in der Lage ist, einen 360º-Nebel aus Druckluft bei 0 bis 90 zu dem Schaft 106 zu versprühen und leicht käuflich erhältlich ist. Somit stellt sie einen Druckluftstrom im allgemeinen senkrecht oder weniger als senkrecht zu dem Faserfluß bereit. Diese Wirkung bewegt die Fasern nach außen und modifiziert dadurch die Form der Fasersäule und schaltet den Niederdruckbereich aus, der normalerweise dazu beiträgt, die Fasersäule zusammenzuhalten.

Dies wird in FIG. 9 erläutert, worin die Fasern F, die die Säule bilden, die normalerweise von der Faserformscheibe 24 erzeugt wird, durch den horizontalen Druckluftstrom A der aus der Sprühdüse 108 herauskommt, nach außen umgelenkt werden. Die neue von den Fasern eingenommene Richtung erlaubt es den Fasern, sich gleichmäßiger in Quermaschinenrichtung auf der sich bewegenden Sammelkette oder dem Band 34 zu sammeln und erstellt genauer die Breite der resultierenden Matte M.

Ein weiteres Verfahren zur besseren Verteilung der Fasern über die Breite des sich bewegenden Sammelbandes ist in den FIGUREN 10 und 11 erläutert. In dieser Anordnung wird eine offenendige Hülse oder ein Konus 110 unterhalb der Faserform scheibe bereitgestellt, so daß die Fasersäule oder der Strom F, der von der Faserformscheibe 24 erzeugt wird, nach unten in den Konus gerichtet wird. Die Schäfte 112 erstrecken sich seitlich stromaufwärts und stromabwärts parallel zu der Bewegung des Förderers 34. Die Schäfte werden von den Trägern 114, die von den Aufhängern 116 getragen werden, zur Rotation gestützt, gestützt von oben durch die Trägerstruktur, die nicht gezeigt ist. Geeignete Mittel werden zur Drehung der Schäfte 112 um einen kleinen Bogen, wie 45 oder weniger in jeder Richtung, bereitgestellt. Für die Zwecke der Erläuterung verzahnt sich ein Stirnradgetriebe 118, das von dem Motor 120 angetrieben wird, mit dem Stirnradgetriebe 122, das auf dem Schaft 112 montiert ist. Der Betrieb des Motors in alternierenden entgegengesetzten Richtungen führt dazu, daß sich die Schäfte 112 in die entgegengesetzten Richtungen ihrer Träger drehen, was dazu führt, daß der Konus eine Kippbewegung um den bezeichneten Bogen ausführt. Dies ist besser in FIG. 11 gezeigt, wo das laterale Ausmaß der Kippbewegung des Konus durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Das laterale Ausmaß der Matte M wird dadurch kontrolliert.

Der Betrieb der Vorrichtung wird kontinuierlich durchgeführt, wobei jede Komponente der Vorrichtung wie vorstehend erklärt funktioniert. Es wird jedoch erkannt, daß es zu Beginn eines Produktionslaufes notwendig ist, das Überführungsrohr 14 von jeglichem Polymer oder thermoplastischem Harz zu säubern, das von der letzten Anwendung vielleicht im Inneren verblieben und ausgehärtet ist. Unter Bezugnahme wiederum auf FIG. 1 wird durch Erhitzen des Rohres auf eine Temperatur höher als der Schmelzpunkt des Materials ausreichend lange und anschließend durch Öffnen des Ventils 17, welches den Druckluftstrom durch die Leitung 19 steuert, die Druckluft an das Rohr abgegeben. Die Druckluft spült mitgeschlepptes geschmolzenes Material aus dem Rohr heraus, was durch einen konstanten Luftstrom aus der Düse 22 angedeutet wird. Natürlich ist während des Spühlvorganges das Startventil 16 geschlossen. Am Ende eines Durchlaufes wird das Startventil erneut geschlossen und das Ventil 17 geöffnet, was es ermöglicht, daß die Luft an das Überführungsrohr weitergegeben wird, um das in dem Schlauch von dem Produktionsdurchlauf verbliebene geschmolzene Material herauszuspülen.

Werden Fasern aus warmhärtendem Material geformt, so sollte es möglich sein, das Material der Scheibe einfach bei der gewünschten Temperatur direkt von der Quelle des erhitzten Harzes zuzuführen. Es wäre kein Extruder notwendig.

Es ist bekannt, daß die aus dem Polymer oder den thermoplastischen und warmhärtenden Harzen hergestellten Fasern aus einer Mischung von kristallinen und amorphen Strukturen bestehen und daß die durch ein Drehverfahren hergestellten organischen Fasern normalerweise eine größere Menge der kristallinen Phase als der amorphen Phase besitzen. Es wurde jedoch gefunden, daß die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Fasern mehr amorph als kristallin sind. Es wird angenommen, daß dies durch das schnelle Abkühlen der heißen Fasern verursacht wird, welches sie erfahren, wenn sie fast unmittelbar nach dem Austreten aus der Faserformscheibe mit dem Strom von kühlender und verlangsamender Luft aus dem Luftring zusammenkommen und somit die ausgedehnte Bildung von Kristallen ausgeschlossen wird. Das Abkühlen ist so schnell, daß die geschmolzenen Fasern, die die Faserformscheibe bei erhöhten Temperaturen in den diskutierten Bereichen verlassen und die einen Bruchteil einer Sekunde später mit der Umgebungsluft auf dem Luftring zusammentreffen von einem Betreiber ohne Verletzung oder Unbehagen aufgegriffen werden können, wenn sie an einem Punkt nur 30 oder 60 cm (1 oder 2 Fuß) von der Scheibe herabfallen. Die Röntgenbeugung von Polypropylenfasern, die durch das erfindungsgemäße Verfahren geformt worden sind, hat gezeigt, daß die amorphe Struktur der Fasern im wesentlichen größer ist als die kristalline Struktur, wobei die Menge der amorphen Phase typischerweise wenigstens 60 % bis 70 % der Fasergesamtstruktur ausmacht. Dies ist hinsichtlich der Tatsache von praktischer Bedeutung, daß die amorphe Phase eine höhere Löslichkeit als die kristalline Phase besitzt und somit die erfindungsgemäßen Fasern besser biologisch abbaubar macht.

Es wird nun erkannt, daß die beschriebene Vorrichtung dazu gedacht ist, ein faserformendes Drehverfahren des zur Herstellung von Glasfasern angewendeten Typs zu ermöglichen, welches bei der Herstellung von organischem Polymer und Harzmaterialien eingesetzt werden soll. Die Vorrichtung kann leicht im Handel erhalten werden oder gemäß bekannten Baukriterien zur Herstellung von Fasern durch das Dreh- oder Zentrifugalspinnverfahren gefertigt werden.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zur Herstellung von organischen Fasern mittels eines Zentrifugalspinnverfahrens des Typs, welcher umfaßt:

eine Faserformscheibe (24,54), Verbunden mit einem im wesentlichen vertikalen Schaft (28,60,70), der zur axialen Rotation montiert ist, eine Düse (22) zum Einleiten von geschmolzenem organischem Material, das die Fähigkeit besitzt, durch die rotierende Scheibe zu Fasern geformt zu werden, wobei die Scheibe umfaßt eine Bodenwand (41,82), eine kreisförmige Seitenwand (40,74), die die Faserformlöcher (32,78) enthält, durch die das geschmolzene Material während der Rotation der Scheibe austritt, wobei sich die Seitenwand von der Bodenwand nach oben erstreckt und an einem oberen Ende endet, einen oberen Flansch (38,80), der sich von dem oberen Ende der kreisförmigen Seitenwand nach innen erstreckt, ein Mittel (26) zum gleichmäßigen Erhitzen des Scheibeninneren, um das Material darin in einem geschmolzenen Zustand zu halten, und ein Mittel (30,90,98), das oberhalb und radial nach außen von der kreisförmigen Seitenwand angeordnet ist, um Druckgas nach unten zu lenken; dadurch gekennzeichnet, daß: die Scheibe (24,54) einen Durchmesser im Bereich von 7,6 cm (3 in.) bis 122 cm (48 in.) aufweist; und die Düse (22) zwischen Bodenwand, kreisförmiger Seitenwand und einer Ebene angeordnet ist, die sich durch das obere Ende der kreisförmigen Seitenwand parallel zu der Bodenwand erstreckt, wobei die Düse in einem geringen Abstand von der Bodenwand im Bereich von etwa 1,3 cm (1/2 in.) bis 3,8 cm (1 1/2 in.) davon und in einem geringen Abstand von der kreisförmigen Seitenwand im Bereich von etwa 1,3 cm (1/2 in.) bis 7,6 cm (3 in.) davon angeordnet ist, wobei sich die Düse näher an der Seitenwand als dem im wesentlichen vertikalen Schaft befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Flansch (38,80) wenigstens etwa 1,3 cm (1/2 in.) breit ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Bodenflansch (56) umfaßt, der sich von der Seitenwand (40) über die Bodenwand (41) hinaus erstreckt, wobei Bodenflansch und Bodenwand der Scheibe (40) einen abgeschlossenen Raum bilden und außerdem das Isoliermaterial (58) in dem abgeschlossenen Raum einschließen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein zusätzliches Heizmittel (66) umfaßt, das unter der Bodenwand (41) angeordnet ist, zum Erhitzen der Bodenwand der Scheibe.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Abdeckblech (68) umfaßt, das sich von der Bodenwand (41) nach unten erstreckt, um eine Faserakkumulation auf dem zusätzlichen Heizmittel (66) zu verhindern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Heizmittel (66) eine Brennerdüse umfaßt, und worin der Schaft (60) hohl ist, die Vorrichtung außerdem eine Brennstoffleitung (62) umfaßt, die sich durch den Hohlschaft erstreckt und mit der zusätzlichen Brennerdüse verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Erhitzen des Scheibeninneren eine Induktionsheizung (88) von der Scheibe beabstandet umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenwand (82) von dem Schaft (70) radial nach außen in einem Abstand von im wesentlichen weniger als dem Abstand von Schaft zu Seitenwand (74) beabstandet ist, so daß eine ringförmige Scheibe gebildet wird, wobei die Vorrichtung eine beabstandete Trägerstruktur (72) umfaßt, die die ringförmige Scheibe mit dem Schaft verbindet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen ersten zusätzlichen Flansch (84), der sich von dem oberen Flansch (80) nach unten erstreckt, und einen zweiten zusätzlichen Flansch (86) der sich von der Bodenwand (82) nach oben erstreckt, umfaßt, wobei die zusätzlichen Flansche außerdem den Raum innerhalb der ringförmigen Scheibe definieren und dazu beitragen, daß das geschmolzene Material innerhalb der kreisförmigen Scheibe zurückgehalten wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in der Seitenwand (40) aus den Löchern (32,33,35) von unterschiedlicher Größe bestehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (22) einen querliegenden Endteil umfaßt, der im allgemeinen in einem Winkel sowohl zu der Bodenwand (41,82) als auch zu der Seitenwand (40,74) nach außen gerichtet ist, wobei das geschmolzene von der Düse abgegebene Material Richtungskomponenten sowohl nach unten als auch seitwärts aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum gleichmäßigen Erhitzen des Scheibeninneren eine gasbefeuerte Brennerdüse (44) oberhalb der Scheibe und eine Mischdüse (47,48) zwischen Brennerdüse und Scheibe umfaßt, wobei das Heizmittel außerdem ein Mittel (50, 48 und 49) zum Einleiten von Luft in die Mischdüse umfaßt, um die Temperatur der Wärme aus dem Gasbrenner zu verringern.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Mittel (108, 110) umfaßt, um die Abwärtsbewegung der Fasern, die aus der Scheibe austreten, nach außen abzulenken, so daß es zu einer gleichmäßigeren Ablagerung der Fasern auf einer sich bewegenden Sammeloberfläche (34) unter der Scheibe kommt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (104) hohl ist und das Mittel zum Ablenken nach außen der Abwärtsbewegung der Fasern eine Leitung (106) umfaßt, die sich durch den Hohlschaft erstreckt, wobei die Leitung mit einer Sprühdüse (108) verbunden ist, um Druckluft nach außen zu versprühen, so daß sie auf die sich abwärts bewegenden Fasern auftrifft.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Ablenken nach außen der Abwärtsbewegung der Fasern eine Umhüllung (110) umfaßt, durch die sich die Fasern auf dem Weg zu der sich bewegenden Sammeloberfläche (34) hindurchbewegen, wobei die Umhüllung ein unteres Ende aufweist, das über der sich bewegenden Sammeloberfläche angeordnet ist und quer zu der Bewegungsrichtung der sich bewegenden Sammeloberfläche beweglich ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Abwärtslenken des Druckgases einen röhrenförmigen Ring umfaßt, gebildet aus einer Vielzahl von Abschnitten (90,98), wobei jeder Abschnitt wenigstens eine nach unten gerichtete Düse (92, 100) enthält, wobei jeder Abschnitt einstellbar montiert ist, so daß eine Variation der Richtung der Düsen möglich ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschnitt (98) eine Vielzahl von Düsen (100) enthält.

18. Zentrifugalspinnverfahren zur Herstellung von organischen Fasern des Typs, welcher die Stufen umfaßt:

Rotieren einer Faserformscheibe (24, 54) um eine zentral angeordnete Achse, wobei die Scheibe umfaßt eine Bodenwand (41, 82), eine kreisförmige Seitenwand (40, 74), die darin die Faserformlöcher (32) enthält und sich von der Bodenwand nach oben erstreckt und an einem oberen Ende endet, um ein Scheibeninneres zu definierten, und einen oberen Flansch (38, 80), der sich von dem oberen Ende der kreisförmigen Seitenwand nach innen erstreckt, Einleiten des geschmolzenen organischen Materials in das Innere der rotierenden Scheibe mittels einer Düse (22) und gleichmäßiges Erhitzen des Scheibeninneren, um das geschmolzene organische Material in einem geschmolzenen Zustand zu halten, so daß das geschmolzene organische Material aus den Faserformlöchern in der Seitenwand der Scheibe in Form von Fasern austritt; dadurch gekennzeichnet, daß:

die Scheibe einen Durchmesser im Bereich von 7,6 cm (3 in.) bis 122 cm (48 in.) aufweist und daß der obere Flansch (38,80) sich um eine Distanz nach innen erstreckt, so daß der Flansch eine Öffnung zu dem Scheibeninneren definiert und verhindert, daß geschmolzenes organisches Material aus der Scheibe herausspringt oder herausspritzt;

die Düse in geringem Abstand von der Bodenwand im Bereich von etwa 1,3 cm (1/2 in.) bis 3,8 cm (1 1/2 in.) davon und in geringem Abstand von der kreisförmigen Seitenwand im Bereich von etwa 1,3 cm (1/2 in.) bis 7,6 cm (3 in.) davon angeordnet ist, wobei sich die Düse näher an der Seitenwand als an dem im wesentlichen vertikalen Schaft befindet; und

das geschmolzene organische Material in die rotierende Scheibe an einem Punkt eingeleitet wird, der zwischen Bodenwand, Seitenwand und einer Ebene angeordnet ist, die sich durch das obere Ende der Seitenwand parallel zu der Bodenwand erstreckt, wobei das geschmolzene Material im allgemeinen auswärts in einem Winkel sowohl zu der Bodenwand als auch zu der Seitenwand eingeleitet wird, so daß es Richtungskomponenten sowohl nach unten als auch seitwärts aufweist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Flansch (38, 80) wenigstens etwa 1,3 cm (1/2 in.) breit ist.







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