DE2059177A1 - Verfahren und Einrichtung zum Nassspinnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein mit hoher Geschwindigkeit arbeitendes Naßspinnverfahren sowie auf eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens₀

Übliche Herstellungsverfahren und Einrichtungen zum Naß— spinnen von Endlosfäden sind verbesserungsbedürftig, da bei Ihnen eine erhebliche Anzahl von Fadenbrüchen auftritt und eine beträchtliche Menge von Flaum-Massen während des Spinnvorganges und nachfolgenden Stufen entsteht, wenn die Gesamtbetriebsgeschwindigkeit der Herstellungsanlage auf 400 m/min, oder noch mehr gesteigert würdeο

Die vorliegende Erfindung geht von der Beobachtung aus, daß eine Ursache für diese Nachteile bekannter Verfahren darin besteht, daß die von den ausgestoßenen und

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koagulierenden Fäden mitgeführte Badflüssigkeit auf ein Sekundärbad aufschlägt, das dadurch gestört wird und die Qualität der Fäden ungünstig beeinflußte

Der Hauptzweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung, bei denen solche Flüssigkeitsstörungen in dem Sekundärbad vermieden werden, das bei jeder Spinn- und Koaguliereinheit einer Fädenherstellungsanlage vorgesehen ist.

Ein zweiter ernster Nachteil, der häufig beim Naßspinnen von Endlosfäden auftritt, ist die Schwierigkeit, für die Änderung des Fadenzustandes ein geeignetes Verfahren und eine Einrichtung bereitzustellen, mit denen der gespannte Zustand der Fäden in der Spinn- und Aushärtestufe so abwandelt, daß die Fäden in nachgeschalteten Stufen nachbehandelt werden können»

Die Erfindung bezweckt daher die Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung, die in wirksamer Weise auch dieses Problem mitlösen«,

Bei einem Verfahren und einer Einrichtung zum Naßspinnen läßt es sich nicht vermeiden, eine stationäre Führung oder stationäre Führungen für die Endlosfäden zu verwenden ο Wenn die Herstellungseinrichtung zum Naßspinnen von Fäden mit Geschwindigkeiten von 400 m/min, oder noch höher gefahren wird, führt die Berührung der Fäden mit derartigen Führungsmitteln, die natürlich starr ausge-

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bildet sind, zu Fadenbrüchen in erheblichem und daher nicht erträglichem Umfange

Bei der Herstellung von Kupferoxidammoniak-Fäden sind ZoB_e

solche Fädenführungsmittel Stifte oder Kämme, die in

ständiger mechanischer Berührung mit den ausgestoßenen, koagulierenden Fäden gehalten werden₀ Dadurch lagert sich in ständig wachsender Menge Kupferhydroxid ab, das zu härterem Kupferoxid wirdo Diese harte Oxidablagerung, die sich auf den berührenden Flächen der Führungsstifte und/oder Kämme ansammelt, verursacht die Fadenbrüche, die mehr und mehr zunehmen, wenn die Betriebsgeschwindigkeit der Anlage erhöht w±rd_e Wenn ein Faden durch mechanische Berührung mit der harten und unregelmäßigen Fläche des abgelagerten Kupferoxids bricht, wickelt er sich um den benachbarten Faden bzw₀ die' benachbarten Fäden; dadurch wird die Anzahl der Einzelfäden erhöht, wenn die Gruppe

der naß gesponnenen und koagulierten Fäden durch die

Herstellungsanlage oder die Nachbehandlungsstufen hin- |

durchgehtο

Erfindungsgemäß wird die von den laufenden Fäden mitgeführte Flüssigkeit des Koagulationsbades in ihrer Geschwindigkeit gehemmt, indem eine neuartige Flüssigkeitsbremse verwendet wirdo

Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung werden die Nach·»- behandlungen -±&-der gesponnenen und koagulierten Fäden

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in einem vollständig gelockerten Zustand ausgeführt, um die üblichen Stifte und Kämme zu vermeiden, die nach bekannten Verfahren in Nachbehandlungsstufen eingesetzt werden,, Durch Einschaltung einer neuartigen und wirksamen Umwandlungsstufe für den Zustand der Fäden sowie von Mitteln zur Umwandlung des gespannten Zustandes in einen vollständig gelockerten Zustand für die Nachbehandlungsstufen wird dieses Ziel erreichte

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Endlos-Fäden ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß an einem Punkt zwischen der Spinn- und Koagulationsstufe und der Nachbehandlungsstufe eine Umwandlungsstufe für den Fadenzustand vorgesehen wird, in welcher die Fäden einer plötzlichen mechanischen Behandlung unterworfen werden, um fortlaufend den beträchtlich gespannten Zustand der Fäden stromaufwärts von diesem Punkt in einen gelokkerten wellenartigen Zustand umzuwandeln, so daß die ρ Fäden in Form einer mattenartigen Schicht mit lockerer Fadendichte auf eine laufende, durchlässige Fördereinrichtung gebracht werden können, um die verschiedenen Nachbehandlungsschritte im lockeren Zustand der Fäden auszuführen β

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt sind.

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Es zeigen :

Figo 1 eine vereinfacht dargestellte Anlage

zur Herstellung künstlicher Endlosfäden nach dem Naßspinnverfahren gemäß der Erfindung, wobei die Figur aus Gründen der Anordnung auf dem Zeichenblatt in zwei Teilen ausgeführt ist, die entlang der Linie X-X¹ aneinander grenzen,

Figo 2 einen vergrößerten Axialschnitt einer

Spinnanordnung der Anlage nach Fig_β 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Axialschnitt einer

Flüssigkeitsbrems- und Sprüheinheit zur Verwendung in einer Anlage nach Fig. 1,

Figo 4- eine vergrößerte schaubildliche Ansicht

einer sattelartigen Fadenführung für die Anlage nach Figo 1,

Figo 5 eine Seitenansicht eines Paares Spannungs-

löserollen, die erfindungsgemäß in der Anlage nach Fig. 1 benutzt werden, f

Fig. 6 eine schaubildliche Ansicht eines Teiles

einer Rolle nach Fig· 5,

Figo 7 eine schematische Darstellung der Spinn—

und Koagulationseinhöit zur Veranschau lichung der aufeinanderbezogenen axialen Abmessungen der Hauptbestandteile,

Fig. 8 einen vereinfachten Längsschnitt durch

den inneren Trichter, der in einer Einrichtung nach Fig. 1 benutzt wird,

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zur Veranschaulichung der Beziehungen zwischen den hauptsächlichen Abmessungen,

Figo 9 ' einen Längsschnitt durch die in Fig„ 3 dar

gestellte Einheit zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen den hauptsächlichen Abmessungen,

Figo 10 - 14 vereinfachte, erläuternde Darstellung von

mehreren abgewandelten Ausführungsformen der in Figo 3 dargestellten Einheit,

Figo 15-18 Diagramme zur Veranschaulichung von Versuchsergebnissen, und

Fig. 19+20 vereinfachte Darstellungen zur Veranschaulichung der Abmessungsbeziehungen in zum Stand der Technik gehörenden Anlagen,

Die allgemeine Darstellung in Fig. 1 zeigt eine Spinndüsen-Trichter anordnung 1 vom Doppeltrichtertyp, die eine Spinndüse 2, einen inneren Trichter 4- und einen äußeren Trichter 5 aufweist, siehe auch die vergrößerte Darstellung in Fig. 2o Die Spinndüse 2 ist mit einer Anzahl enger Austrittsöffnungen 3¹ versehen, von denen jede einen Bohrungsdurcamesser von z*B· 0,8 mm im Fall der Herstellung von Kupferoxidammoniak-Fäden hat·. Die ^öpinnlösung wird von einer Spinnpumpe zugeführt, die als Dosierpumpe ausgelegt 1st und über einen Filter und ein Zufuhrrohr von einen Behälter die Spinnlösung einem Sinlaßrohr 21 zuführt, das alt einem Absperrhahn 20 versehen ist, und eine Drosselitelle 22 aufweist, an die der Innenraum der

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Spinndüse 2 anschließt,

Die Spinndüse 2, der innere Trichter 4 und der äußere Trichter 5 sind konzentrisch zueinander angeordnet. Der innere Trichter 4 ist mit einem vertikalen Abstand A unter der Spinndüse 2 angeordnet, gemessen von der Unterseite der Öffnungsplatte 5.» die mit den Austrittsöffnungen 3* versehen ist, bis zum oberen Ende des inneren Trichters 4«> Der äußere Trichter 5 ist so angeordnet, daß er die Spinn- j düse 2 und den inneren Trichter 4· mit einem merklichen Ringraum umschließt. Der innere Trichter 4 besteht aus dem eigentlichen Trichter 4a und einem Endrohr 4b mit verringertem Durchmesser, das von dem Innenraum des äußeren Trichters ,5 aus durch einen Bodenverschluß 7 hindurch nach unten vorspringt_β Der Verschluß 7 besteht aus einem Dichtungsmaterial, wie Gummi oder einem ähnlichen Stoff, und verschließt das am stärksten verKftngte untere Ende des äußeren Trichters 5» <ä er an seinem oberen, weitesten Ende 5& mit einem Einlaßrohr 6 ausgestattet ist, durch I

das hindurch eine erste Koagulationsbadflüssigkeit von einem Flüssigkeitsbehälter durch eine nicht dargestellte Zufuhrpumpe eingespeist wird.

Eine Vorrichtung 8 dient dazu, einen Flüssigkeitsbremseffekt auf die Flüssigkeit auszuüben, welche von den ausgepreßten und teilweise ausgehärteten Fäden mitgeführt wird, die aus der Anordnung 1 austreten und in der Zeichnung der Einfachheit halber durch eine einzelne

Linie 13 dargestellt shd_o Die vorrichtung 8 arbeitet damit, daß eine zweite Koagulationsflüssigkeit aufgesprüht wird_o

Fig. 3 zeigt Einzelheiten der Vorrichtung 8_e Diese Vorrichtung 8 weist einen inneren Führungstrichter 9 und ein äußeres, kastenförmiges Gehäuse 10 auf, das konzentrisch zum Trichter 9 liegt und mit einer Einlaßöffnung ausgebildet ist, die durch eine Speisepumpe mit einem Vorratsbehälter verbunden ist, wobei die zuletzt genannten Teile der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Der innere Führungstrichter 9 ist an einem Zwischenteil zwischen seinem oberen und seinem unteren Ende mit einem Außengewinde 9a¹' versehen, in das das Innengewinde 10b des Gehäuses 10 eingreift, das dadurch und mit Hilfe einer Mutter 4-3 fest an dem Führungstrichter 9 angeordnet ist· Der Führungstrichter 9 weist einen Trichterkopf 9a und ein Austrittsrohr 9b auf, das sich konzentrisch vom Trichterkopf nach unten erstreckt» Um das Rohr 9b herum liegt ein Flüssigkeitsringraum 10a in dem Gehäuse 10. Das untere Ende des Endrohres 9b ist an seiner äußeren Umfangaflache 9c, Fig. 3, kegelstumpfförmig verjüngt, so daß sich am unteren Ende des Rohres 9c ein scharfer Kantenring ergibt» Das Gehäuse 10 ist einteilig mit einem hohlen, kegelstumpfförmigen Vorsprung 10c ausgebildet, der-nach unten ragt und zusammen mit der abgeschrägten, dem Vorsprungsrand gegenüberliegenden Fläche 9c eine sich verjüngende, ringförmige Düsenöffnung 12 bildete Dadurch wird ein dünner ringförmiger Flüssigkeitsstrahl 23 auf das laufende Bündel paralleler Endlosfärfden

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gerichtete Der von der Ringdüse 12 derart eingeschlossene Winkel ist in Fig. 3 mit θ bezeichnete Dieser Winkel θ kann etwa 20 - 150° als zu bevorzugender Wert betragene

Unter der Vorrichtung 8 ist ein unterer Trichter 14 in einem merklichen Abstand fest angeordnet. Der Einfachheit halber sind die für die feste Anordnung des unteren Trichters vorgesehenen Mittel nicht in der Zeichnung dargestellte Das gleiche gilt für die Vorrichtung 8» Der j

Trichter 14 ist im Querschnitt als Becher geformt, der mit einer Auslassöffnung 14a am Boden versehen isto

Zur 'Führung der Fäden 13 ist eine stationär angeordnete Führungsstange 15 vorgesehen, welche die Fäden aus der vertikalen in eine im wesentlichen horizontale Richtung umlenkt, damit sie über eine im wesentlichen sattelförmige, stationäre Fadenführung 16 laufen können., Die Stange kann auch eine längliche Rolle sein«

■^ie Sattelführung 16 ist im einzelnen in Fig. 4 dargestellte Die Führung besteht vorzugsweise aus einem gegen Abnutzung besonders widerstandfähigem Keramikmaterial, etwa aus gesintertem Titanoxide Die Führung 16 ist mit einer dünnen Fadendurchlaufrille 16a an ihrer Außenfläche entlang der Sattelsenke ausgebildet, und ferner mit einer Flüssigkeit aufnehmenden Sackbohrung 16b„ Die Führung kann daher von einer fest angeordneten Zufuhröffnung 24, die über der Bohrung 16ß in einem kleinen Abstand liegt, eine übliche Flüssigkeit au fm; Urnen, die zur Regeneration

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dientο Mehrere Satbeiführungen dieser Art können in einer Reihe entlang dem Fadenweg angeordnet sein, der sich zwischen den Führungen 15 und 16 erstreckt»

In Figo 5 ist ein Paar mit Schaufeln bestückter, zusammenarbeitender Rollen 17 und 18 dargestellt» Diese Schaufeln sind im einzelnen mit 17a bzw. 18a bezeichnet» Die Rollen sind auf Wellen 4-4- und 4-5 angeordnet, die drehbar in nicht dargestellten Wälzlagern gehalten werden» Die Rollen 17 und 18 dienen zum Ausschütteln der zugeführten Fäden, d„h., daß die Fäden in ihrem gespannten Zustand zugeführt, und durch die Wirkung der zusammenarbeitenden Schaufeln 17a» 1$a der Rollen 17 und 18 so geschüttelt werden, daß sie in gelockertem und gewelltem Zustand oder schlingenartig auf ein laufendes, durchlässiges endloses Band 19 fallen, das vorzugsweise ein Drahtnetzband oder ein perforiertes Band sein kann₀

Die Schaufeln 17a, 18a und die zugehörigen Rollen 17, 18 bestehen vorzugsweise aus rostfreiem Stahl» Die Schaufeln sind mit Hüllen 25 aus einem nachgiebigen Material versehen, das ZoBo Gummi oder Kunststoffmaterial sein kann. Nach praktischen Versuchen hat sich gezeigt, daß die Ausstattung jeder Schaufel 17a, 18a mit einer nachgiebigen ocfer elastischen Hülle 25 für die Zwecke der Erfindung sehr förderlich ist» Die auf dem laufenden ersten Band oder Fön&rer 19 aufgeschichteten Fäden werden im ganzen dadurch umskehi't, daß sie auf einen zweiten durchlässigen

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Förderer 27 gebracht werden, der ebenfalls vorzugsweise aus einem endlosen Drahtnetzband oder einem perforierten Band besteht.

Mehrere übliche Nachbehandlungsbereiche 28 - 39 werden nachfolgend zusammen mit der Arbeitsweise dieser Einrichtung erläuterte ·

Eine übliche Spinnlösung, z.B, eine solche, die für die | Herstellung von Kupferoxidammoniak-Fäden geeignet istj wird durch die Leitung 21 der Spinndüse 2 zugeführt, und durch die Spinnöffnungen 3' ausgestoßen.

Gleichzeitig wird die Erimärbadflüssigkeit, in diesem Falle angewärmtes Wasser, das auf 20 - 60°C gehalten wird, vom Einlaß 6 zugeführt und fließt durch den Innenraum des Trichters 4 in einem Verhältnis, das etwa 0,2 - 0,6 nr pro kg Fäden entspricht«

Andere Arten und Durchflußmengen von Erimärbadflüssigkeit können natürlich zur Ausführung anderer Arten von Naßspinnverfahren verwendet werden, die von dem hier geschilderten abweichen* .

Die Fäden 13 werden von dem Endstück des Rohres 4b zusammen mit der abwärts fließenden Erimärbadflüssigkeit in die Flüssigkeitsbrems- und Sprüheinheit 8 abgegeben und zur' Bohrung des inneren Trichters 9 geführt. Am Ende des ·

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Fadendurchganges durch die Einheit 8 werden die Fäden durch einen dünnen Strahl in ^orra eines filmartigen Ringes der sekundären Koagulationsbadflüssigkeit beaufschlagt, die wiederum in diesem Ausführungsbeispiel aus angewärmten Wasser besteht, das auf 40 - 95°C gehalten wird und in einem Ausmaß von 0,3 - 0,8 nr pro kg Fäden zugeführt wird»

Der eingeschlossene Winkel θ des kegelringförmigen Badflüssigkeitsstrahles beträgt allgemein etwa 20 - 150°₀ Die Zufuhrgeschwindigkeit der Fäden kann ohne weiteres 400 m/min, oder noch mehr betragene

Es ist sehr, wichtig, daß die Vertikalkomponente des aufgespritzten Strahles beträihtlich kleiner als die Laufgeschwindigkeit der Fäden gewählt wird, so daß die mitgefünrte Primärbadflüssigkeit an dieser Stelle einer erheblichen Flüssigkeitsbremswirkung ausgesetzt wird, die durch den Strahl ausgeübt wird.

Falls diese Maßnahme nicht angewendet wird, würde die mitgeführte Flüssigkeit auf die Flüssigkeit aufschlagen, die in dem unteren Trichter 14 enthalten ist, und dadurch diesen Flüssigkeitssumpf stören. Dieser Flüssigkeitssumpf wird natürlich in dem Trichter auf einer konstanten Höhe gehalten, wofür eine nicht dargestellte Überlaufvorrichtung benutzt wird,, Eine Zufuhrvorrichtung für die Badflüssigkeit kann auch vorgesehen werden, um den Trichter 14 mit der zweiten Badflüssigkeit oder einer anderen

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Flüssigkeit zu versorgen, obwohl die Einlaßöffnung und die Zufuhrmittel in der Zeichnung zur Vereinfachung und als an sich bekannt weggelassen worden a±nd_e Wenn die Flüssigkeit in dem Trichter 14 in derart nachteiliger Weise durch mitgeführte Flüssigkeit beaufschlagt wird, treten in diesem Bereich Fadenbrüche auf oder die Erzeugung von Flaummassen wird nachfolgend in beträchtlicher Weise erhöht» Dies ist eine der Hauptursachen dafür, daß eine wesentliche Vergrößerung der Spinngeschwindigkeit |

bislang nicht möglich erschien. Durch Verwendung der vorstehend geschilderten Flüssigkeitsbremsung kann die mitgeführte Badflüssigkeit in einem erstaunlichen Ausmaß in den Flüssigkeitssumpf des unteren Trichters eintreten und eine ausreichende und gleichmäßige Koagulation der Fäden gewährleisten, die dem Aushärtevorgang unterworfen sind·

Die derart ausgehärteten Fäden werden von der Bodenöffnung 14a des Trichters 14 zusammen mit dem abwärts fließenden kombinierten Strom aus primärer und sejrfkundärer Badflüssigkeit abgegeben.

Die Stange 15 dient zur Ablenkung der Fäden auf ihrem weiteren Weg und zur Abtrennung der mitgefühlten Badflüssigkeiten* Diese Stange 15 wurde zur Vereinfachung der Beschreibung als stationär bezeichnet, kann jedoch als eine drehbare oder bewegliche Vorrichtung ausgeführt werden, die mit einer Flüesigkliitereinigungsvorrichtung

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ausgestattet ist, um das abgelagerte Kupferhydroxid zu entfernen,, Dadurch wird die ganze Oberfläche der Führangs— stange 15 stets in einem sauberen, reinen Zustand gehalten« Derartige Drehwalzenvorrichtungen und die zum Reinigen dienenden Einrichtungen sind jedoch an sich bekannt _f s ο daß Einzelheiten in der Zeichnung nicht mit dargestellt sind«

Nach der Ablenkung des liaufweges und der physikalischen Abtrennung der mitgeführten Badflüssigkeiten werden die Fäden zu einer Sattelführung 16 gefördert, so daß sie in dem schmalen Kanal 16a entlanglaufen« Auf diesem Weg werden die Faden, die ein Bündel bilden, in Berührung mit einer Badflüssigkeit gebracht, welche vorzugsweise von derselben Art wie die Flüssigkeit des Sekundärbades ist und die fortlaufend von einer nicht dargestellten Vorratsquelle durch eine Düse 24 der Empfangsöffnung 16b zugeführt wird. Die Flüssigkeit sammelt sich dann selbsttätig in dem Bereich des Fadenführungsweges 16a aufgrund der besonderen Sattelform der Führung 16· Dabei wird die abschließende Koagulation der laufenden Fäden ausgeführt, wie in Fig. 1 nur vereinfacht angedeutet ist, in Fig, 4 jedoch nicht.

Die derart koagulierten Fäden 13 werden zwischen die mit Schaufeln bestückten Lockerungsrollen 17 und 18 geführt. Dadurch werden die Fäden einer Vibration unterworfen,

so daß sie unter der Wirkung der gegenseitig ineinander-

greifenden Schaufeln 17a und 18a im Raum eine Wellenform 13a, Fig. 5i erhalten. Der Bereich der Fäden 13 wird demnach unter Spannung gehalten, indem die Fäden einem beträchtlichen Reibungswiderstand ausgesetzt werden, der durch das teilweise Ineinandergreifen der Schaufeln gebildet wird. Der weiterlaufende Bereich 13a der Fäden ist jedoch vollständig gelockert« Das Rollenpaar 17j 18 wirkt demnach in dem oben erwähnten Sinne als Umwandler für den Zustand der Fäden» Die Fäden 13a werden dann in einem vollständig gelockerten

Zustand auf dem laufenden durchlässigen ersten Förderer abgelegt· Die Rollen 17 und 18 werden in entgegengesetzter Richtung gedreht, wie durch die kleinen Pfeile ? und Q angedeutet ist, so daß sie den Weiterlauf der gelockerten Fäden 13a nach unten fördern.

Es ist zu beachten, daß, falls die Rollen aus einem starren, harten und chemisch nicht angreifbaren Material, wie rostfreiem Stahl, bestehen, die Fäden sich an den, Rollenschaufeln verfangen, da die Fäden durch die Bad- |

flüssigkeit naß sind und dazu neigen, an irgendeinem starren Teil anzuhaften, wenn sie mit diesem in Berührung kommen* Diese nachteilige Erscheinung tritt im Fall von dünnen Fäden beim Arbeiten mit einem Bündel noch mehr hervor als im Fall eines Spinnbandes. Aufgrund dieser Erscheinung werden Fadenbrüche bei merklich erhöhter Laufgeschwindigkeit der Fäden häufiger beobachtete Wenn nur ein einzelner Faden um eine Schaufel geschlungen ist und mit einer der Behandlungsrollen 17 oder 18 in Drehung versetzt wird, werden andere übrige Fäden in der Weise

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zusammengezogen, wie wenn mit einem Fingerende an einem Spinngewebe gezogen wirdo Bei einem solchen Ereignis kann der ganze Arbeitsgang in der Behandlungsanlage beträchtlich gestört werden. Unter extremen Verhältnissen muß die Anlage angehalten werden, um wieder in Ordnung gebracht zu werden„

Bei Beobachtung der Lockerungsrollen in Verbindung mit dem Fadenbündel mittels einer Hochgeachwindigkeitskamera ist festgestellt worden, daß es zwei Materialgruppen für die Schaufeln gibt, von denen die eine Gruppe die mitgeführte Flüssigkeit nicht durch die Zentrifugalwirkung abtreiben kann, während bei der anderen Materialgruppe eine wirksame Flüssigkeitsabtrennwirkung aufgrund der Zentrifugalkraft gewährleistet wirdo Die erste Gruppe enthält Stahl und ähnliche Metallmaterialien, während die zweite Gruppe halbweiche und elastische Materialien, wie Gummi, Kunststoffe und ähnliches umfaßte Aufgrund der bÄi diesen Versuchen gewonnenen Kenntnis werden die Schaufeln 17a, 18a mit elastischen Hüllen 25 versehen« Wenn die Schaufeln aus einem halbweichen elastischen Material, wie Gummi, hergestellt werden, ist zu beobachten, daß Tröpfchen fortwährend und wirksam von der äußeren Kante jeder Schaufel unter dem Einfluß der mit hoher Geschwindigkeit laufenden Rolle abgescnleudert werden; das läßt sich durch eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Filmkamera bestätigen. Andere für diesen Zweck verwendbare Materialien sind Weich-Polyvinylchlorid,

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weiches Silikonharz und ähnliche Elastomere« Auf diese Weise kann die nachteilige Erscheinung,. daß sich die Fäden verfangen, vollständig vermieden und ein besseres Ergebnis erzielt werden_o

Die derart geschüttelten, gelockerten und wellenförmigen Fäden 13a werden auf dem oberen Trumm des Förderers 19 in einer dicken lockeren Schicht abgelegt, deren Dicke dadurch abgeändert werden kann, daß die Laufgeschwindigkeit des Primärförderers 19 geändert wird, der auch als Umwandlungsvorrichtung für die Fadenlage bezeichnet werden kann«. Die Fäden laufen auf dem Förderer 19 in Richtung des Pfeiles Bo Parallel zum unteren Trumm, siehe Pfeil B¹, und in einem kleinen Abstand davon ist ein größerer und längerer Förderer 27 angeordnet, dessen förderndes Trumm in Richtung des Pfeiles C läuft, die mit der Richtung B¹ übereinstimmte Dieser Förderer ist ebenfalls mit bekannten Mitteln zur Änderung seiner Laufgeschwindigkeit versehen«

Über dem Förderer 19 ist eine sehr vereinfacht dargestellte Flüssigkeitsspritzvorrichtung 26 angeordnet, die zur vorläufigen Festlegung des aufgeschüttelten Zustandes der Fadenschicht 13a, die auf dem ersten Förderer gebildet wird, eine Flüssigkeit zu sprühen,. Damit wird die gelockerte Fadenanordnung fixiert, indem eine entsprechende Menge Flüssigkeit darüber verteilt wird»

Wie Fig. 1 andeutet, reicht der ßekundärförderer 27 über

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den ganzen Laufbereich des Primärförderers, und die locker strukturierte Fadenschicht 13a wird als Ganzes und ohne irgendwelche Störung auf das obere Trumm des Sekundärförderers 27 übergeben, der die Fadenschicht durch eine Reihe von Nachbehandlungsbereichen 41 und 4-2 hindurchführt ₀

Der Bereich 41 weist ein laufendes endloses Drahtnetzband auf, das nur äußerst vereinfacht dargestellt ist, und enthält einen üblichen Säurebehandlungsabschnitt 28, einen Kaltwasser-Waschabschnitt 29, einen Heißwasser-Behandlungsabschnitt 30, einen Entwässerungsabschnitt 31 j einen Schmälzabschnitt 32 und einen Entschmälzungsabschnitt 33° Innerhalb des Bereiches 41 sind zwei Paare von Führungsrollen 31 und 33 vorgesehen, welche den Förderer 27 in geeigneter Weise führen,.

Ein ähnliches Endlos-Förderband 42 bildet einen weiteren Bereich, welcher einen Tunneltrockenabschnitt 34- und einen Befeuchtungsabschnitt 35 enthält. Hinter dem Abschnitt 35 ist ein Prüfabschnitt 36 für die Abnahme vorgesehen, der aus einem im einzelnen nicht dargestellten Fotozellensystem bestehen kann.

Außerdem sind Schär- oder Zettelabschnitte 37 und 38 vorgesehen, um eine wirksame Aufwicklung der entsprechend ausgerichteten Fäden durch eine Wickelvorrichtung 4O nach Durchgang durch eine Schmier- und Bündelungsvorrichtung

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zu ermöglichen« In der Seitenansicht wird die locker strukturierte, mattenartige Schicht 13b nur durch eine einzelne Linie dargestellte Sie enthält jedoch eine große Anzahl, ζ.Β» 300, Multifil-Bündel, die von einer entsprechenden Anzahl Spinn— und Koaguliereinheiten zugeführt werden, von denen ,jede d±_e Hauptbestandteile 1, 8, 14·, 15 und 17, 18 enthält.

Das endlose Band 4-1 bildet eine Art Reinigungsdecknetz oder |

-tuch und das nächste endlose Band 4-2 eine Art Trockendecknetz oder -tuche Diese Decknetze pressen wirksam mit ihrem unteren Trumra auf di^Locker strukturierte, mattenartige Fadenschicht 13b, die in den entsprechenden Bereichen 4-1 und 42 auf dem Senkundärförderer 27 liegt. Dadurch wird die Schicht dagegen geschützt, daß beim Übergießen mit den verschiedenen Reinigungsflüssigkeiten und durch die Luft— bewegung der nicht dargestellten Trockenventilatoren die Schichtanordnung gestört wird.

Die Beschreibung zeigt, daß die Fäden nacheinander ausge— pasßt, koaguliert und dann nachbehandelt werden, bis sie auf Kegel- oder Kreuzspulen oder in ähnlicher, Verkaufs— fähiger Form aufgewickelt worden sind, wobei der Vorgang ständig mit hoher Spinn- und Behandlungsgeschwindigkeit von etwa 500m/min. oder noch mehr abläuft.

Beispiel 1

Eine in üblicher Weise zubereitete Kupferoxidammoniak—

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Zellulose-Spinnlösung, die eine Zellulose-Konzentration von 10 Gew_o#, einen Ammoniakgehalt von 7»2 Gew_o$ und einen Kupfergehalt von 3,6 Gew„# aufwies, wurde in der vorstehend beschriebenen Weise eingesetzt und zu einem Kupferspinnfaden gesponnene Die Gesamtdenierzahl war 60, die Denierzahl des Einzelfadens 1,3,,

Der oberen TrichteranOrdnung wurde eine Primärbadflüssigkeit zum Aushärten mit 42⁰C in einer Durchsatzmenge von 0,32 nr pro kg Fäden zugeführt,, Die ausgestoßenen und teilweise koagulierten Fäden 13 wurden durch die Vorrichtung 8 zur hydraulischen Bremsung und Sekundärbadflüssigkeit-Einspritzung hindurchgefördert ο Der eingeschlossene Kegelwin&el θ des Strahles betrug 60°„ Das Zufuhrverhältnis

ο

der Sekundärbadflüssigkeit, die 80 C hatte, betrug 0,5 m pro kg Fäden«, Auf diese Weise konnte die mitgeführte Flüssigkeit ohne merkliche Beaufschlagung mit dem Flüssigkeitsvorrat vereinigt werden, der in dem unteren Trichter 14 vorhanden war» Die -· wurdeft durch Berührung mit einem Ausrichtestift 15 vom beweglichen Typ von der Flüssigkeit getrennt» Die Fäden wurden auf der Sattelführung 16 einer Tauchbehandlung mit einer wässerigen, 10$igen Schwefelsäurelösung unterzogen und dann zum Durchgang zwischen dem Paar Abschüttel-Schaufelrollen weitergeführt« Die Hüllm25 bestanden aus Naturgummi'- mit einer Härte von 60 Grade Die Rollen liefen mit 397 Umdrehungen pro min» Diese Schaufel-Abschüttelrollen konnten insgesamt über I5OOO Betriebsstunden wirksam und fortlaufend eingesetzt

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werden, ohne daß in einem merklichen Ausmaß Fadenbrüche., auftraten und/oder Fiaummassen erzeugt wurden, bezogen auf die Gesamtanzahl der Spinneinheiten₀

Die derart aufgelockerten und in ihrer Lage, veränderten und auf den zweiten Förderer 27 aufgebrachten Fäden wurden in der vorstehend erläuterten Weise weiter behandelt und schließlich auf Kreuz- oder zylindrischen Spulen aufgewickelte Die Fadeneigenschaften wurden nicht in irgendeiner j merklichen Weise geänderte Die Prüfergebnisse zeigten eine Trockenfestigkeit von 2,0 g/d, eine Trockenauslängung von 11-,5$ι eine Naßfestigkeit von 1,4- g/d, eine. Naßauslängung von 18,5$, eine Erzeugung von Flaumraassen von 0,5 auf 10 nu Das bedeutet ein äußerst günstiges Ergebnis im Vergleich zu in üblicher Weise hergestellten Kupferspinnfäden₀

Bei Erhöhung der Spinngeschwindigkeit auf 500 — 1000 m/min<>

haben sich der Abstand L^, siehe Figo 7, gemessen von dem * unteren Ende des inneren Trichters 4 bis zum obersten Teil der kombinierten Vorrichtung 8 für die hydraulische Bremsung und das Aufsprühen der zweiten Badflüssigkeit, sowie die Bedingungen der ersten Badflüssigkeit, etwa die Zufuhrgeschwindigkeit und die Temperatur, als wichtig erwiesen, um die Anzahl der Fadenbrüche und die Erzeugung von Flaummassen auf entsprechende Kleinstwerte zu bringen. »

Andererseits sind auch die Länge L^» Fig« 7» gemessen • zwischen dem untersten Teil der Vorrichtung 8_t und der

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Abgabehöhe der beweglichen Ablenkstange 15, Fig? 1, sowie die Bedingungen der zweiten Koagulationsbadflüssigkeit, wie Zufuhrgeschwindigkeit und Temperatur'sehr wichtig»

Die Kombination von L. und den zusammen mit dieser Größe erwähnten Bedingungen beeinflußt im wesentlichen die Spinnfähigkeit der Fäden» Die zweite Kombination von Lp und den in Verbindung damit genannten Größen beeinflußt im wesentlichen die Koagulationseigenschaften der Fäden. Das Verhältnis lp/l^. muß vorzugsweise mit etwa 1-5 gewählt werden; I.,, und I₂ sind in Fig„ 7 gezeigt» dp, siehe Fig» 8, muß vorzugsweise =» ά*/2-ά,./5 betragen»

In dem zugehörigen oberen Bereich der Spinneinheit mit dieser Beziehung der Größen d^., d₂, l^ und I^ kann die Koagulation der Fäden auf ein Minimum herabgedrückt und die Spinnlösung kann dazu verwendet werden, die ausgestoßenen Fäden gleichmäßig zu strecken» Daher muß unter gleichzeitiger Beachtung der Wirtschaftlichkeit der Herst el lung sanl age die Zufuhrgeschwindigkeit des primären Koagulationsbades vorzugsweise auf ein mögliches Minimum herabgesetzt und die Betriebstemperatur des Bades auf einen möglichst niedrigen Wert gebracht werden»

Falls beabsichtigt ist, die Koagulation der Fäden innerhalb des Spinnbereiches zu einem merklichen Ausmaß durchzuführen, muß die Betriebstemperatur der Primärbadflüssigkeit in einem bestimmten Ausmaß erhöht werden. Das führt

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jedoch tatsächlich zur Erzeugung von Niederschlagsablage-· rungen an den Innenwandflächen des Austrittsrohres des inneres Trichters durch die aus den Fäden abgesonderten Verbindungen Falls dies eintritt, kann ein kontinuierlicher und wirksamer Spinnbetrieb dadurch beträchtlich gestört werdenο Unter extremen Bedingungen kann der Spinn— Vorgang völlig unterbrochen werden, wenn die Einrichtung über eine beträchtliche Zeit in Betrieb gewesen ist_e Außerdem können sich ungleichmäßige Streckungen, in den |

hergestellten Fäden zeigen«,

Die Betriebsbedingungen, die innerhalb des inneren Trichters aufrechterhalten werden müssen, können sich mit der jeweils verwendeten Spinngeschwindigkeit, der Zusammensetzung der Spinnlösung, der Gesamt- und der Einzelfadendenierzahl und ähnlichen Daten ändern„ Für das Spinnen von Kupferoxidammoniak-Fäden mit einer Spinngeschwindigkeit von 500 - 1000 m/min, können jedoch vorzugsweise die nachfolgend angegebenen Betriebsbereiche für die einzelnen Faktoren verwendet werden c

d^ = 15" - 50 mm; I₁ = 4-0 — JOO mm; d₂ = 3 - 25 mm; I₂ - 40 - 1500 mm; Zufuhr der ersten Badflüssigkeit: 300 - 3000 cnr/min· Arbeitstemperatur der Flüssigkeit: 20 - 60 C,

Es ist natürlich erwünscht und empfehlenswert, daß die Koagulation im wesentlichen beendet ist, wenn die Fäden über die Strecke Lo gelaufen sind*

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Obwohl die Betriebsbedingungen, mit denen dieses Ziel erreichbar wird, in Abhängigkeit von der jeweiligen Spinngeschwindigkeit, der Zusammensatzung der Spinnlösung, der Gesamt- und der Einzelfadendenierzahl, den Bedingungen im inneren Trichter und der Länge L_x, im oben genannten Sinn veränderbar sind, können für das Spinnen von Kupferoxid— ammoniak-Fäden, mit einer Geschwindigkeit von 500 - 1OOO m/min, vorzugsweise die folgenden Daten verwendet werden:

Temperatur der Sekundärbadflüssigkeit : 40 - 95 G Zufuhrgeschwindigkeit dieser Flüssigkeit : JOO - 3000 cm

Der Bohrungsdurchmesser d^ des Trichters 9 muß ^so gewählt werden, daß die Fäden nicht in Berührung mit der Bohrungswandfläche während des Durchlaufs geraten können«, Für die hydraulische Vorrichtung 8 ist weiter erforderlich, daß der Ringkegelstrahl auf die abwärtslaufende Fadengruppje als Mitte ausgerichtet sein muß. Durch Anwendung dieser hydraulischen Bremsmaßnahme kann die Abwärtslaufgeschwindigkeit der Fäden in einem merklichen Ausmaß gedämpft werden» Für diesen Zweck muß der Winkel θ vorzugsweise mit 20 - I50 gewählt werden» Das empfehlenswerte Verhältnis der Flüssigkeitsstrahlgeschwindigkeit der zweiten Badflüssigkeit zur Spinngeschwindigkeit wurde bereits oben erwähnt.

In den Fig. 10 - 14 sind mehrere Ausführungsformen dargestellt, in denen durch Verwendung einer einzelnen oder mehrerer Strahlvorrichtungen ein oder mehrere Strahlströme in konzentrischer Anordnung abgegeben werden können, ^

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Figuren skid aus der zeichnerischen Darstellung in ihrem Aufbau und ihrer Arbeitsweise ohne weiteres verständliche

Die Beziehung zwischen dem Ausmaß der Ammoniak-Abtrennung in Prozenten oder der Spinnfähigkeit, ausgedrückt durch die kritische Spinngeschwindigkeit, und der Länge L_x. ist in Fige 15 veranschaulichte

Fig. 16 zeigt die Beziehung dieser charakteristischen I

Werte zur Länge L₃₀

Figo 17 zeigt die Beziehung zwischen der Spinnfadenspannung und L^e

Fig. 18 zeigt die Karve der Spinnfadenspannung bezogen auf L₂O

Die in den Fig. 15 - 1-8 veranschaulichten Versuchsergebnisse zeigen, daß die Werte für L. und L₂ beträchtlich die Spinnfähigkeit und die Koagulationsfähigkeit der naß gesponnenen und koaguliert en Fäden beeinflussen«, Zur Erhöhung der Spinngeschwindigkeit muß die Länge L_x. vorzugsweise, allgemein gesprochen, vergrößert werden«, Andererseits muß zur Erhöhung der Koagulationsfähigkeit die Länge L₂ entsprechend vergrößert werden. .

Zur Vermeidung einer plötzlichen Koagulation der Fäden können zwei oder mehr Bromsspritzvorrichtungen in Reihe

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nacheinander auf dem Laufweg der Fäden angeordnet werden<> Dadurch können verschiedene Bremsstrahlen in zwei oder mehr Stufen und unter verschiedenen Spritzbedingungen aufgebracht werden,,

Die in Fig. 17 und 18 veranschaulichten Daten zeigen, daß durch die richtige Wahl der Werte von L^ und Lp eine bisher nicht ratsame erhöhte Spinngeschwindigkeit von 500 m/min, oder noch mehr verwirklicht werden kann_o Dabei ergibt sich eine Ammoniak-Abtrennung, die mehr als 80$ beträgt, und eine Spannung des grünen oder unbearbeiteten Fadens von 20g oder noch wenigere

Vergleichsbeispiel :

Eine in üblicher Weise zubereitete Kupferoxidammoniak-Zellulose-Spinnlösung mit einem Zellulose-Gehalt von 10 Gew.^, einem Ammoniakgehalt von 7»2 Gew_o# und einem Kupfergehalt von 3,6 Gewo# wurde mittels üblicher Vergleichsspinneinheiten naß gesponnen» Die Einheiten sind in Figo 19 und dargestellte Die Ergebnisse wurden mit den Arbeitsergebnissen verglichen, die sich erfindungsgemäß ergeben. Die Vergleichszahlen sind in der Tabelle 1 (A) und 1 (B) als Fortsetzung der ersten Tabelle am Schluß der Beschreibung wiedergegeben.

Bei der Auswertung der Versuchsergebnisse ist zu berücksichtigen, daß die Fäden nach der Erfindung mit einer Spinngeschwindigkeit hergestellt worden waren, die aus einem Bereich von 500 - 800 m/min, gewählt worden war und

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-27**-

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- 27 --'

demnach im Vergleich zu üblichen Verhältnissen erstaunlich hoch lag« Die Koagulationsfähigkeit ist völlig vergleichbar mit den nach bekannten Verfahren erhaltenen Werten. Die Festigkeit und Auslängung waren auch ähnlich den in üblichen Verfahren erhaltenen Werten₀ Das Ausmaß der Flaumbildung erreichte sehr günstige Werte«

Innerhalb des Erfindungsbereiches sind zahlreiche Abänderungen und Abwandlungen der hier beschriebenen Ausführungs- -« formen möglich. Anstelle der Hüllen 25 können Z₀B₀ Beschichtungen der Schaufeln mit einem elastomeren Material benutzt werden«

Tabellen siehe Seite 28 und 29

- 28 1Q9824/176S

!PABEItLE 1 (B)

Art des Spinn-Verfahrens	Fadenspannung (g)	500	Erfindung	700	800	Stand der Technik	100	ÜSPS Nr. 3049755	150
Bedingungen ^"\^ und Faden- ν. Ι eigenschaften ^--^	Entfernung des Ammoniums (#)	8.0 t		15.0	18.0	Japan. Patentver öffentlichung Nr. 115/1956	16.0	100	8.5
Faden eigen schaften	Trockenfestigkeit (£5/4)	5 ! i i	600	84	85	40 60	78	8.0	80
Trocken-Auslängung	I 2.2	12.0	2.2	2.0	11.0 13.0	2.0	82	1.9
Naß-Festigkeit (g/d)	i	84	11.4	9.3	85 80	12.0	2.1	8.5
Naß-Auslängung (*)	j 1.1	2.1	1.0	1.1	2.3 2.0	1.2	11.7	1.1
	Ϊ18.7	10.3	15-3	13.4	14.0 12.5	17.0	1.2	11.0
	1.2		1.4 1.3		17.0
17.5		22.0 18.0 I

Art des ί	SOinp -Bedingungen	*	Spinn- *■ Geschwindis—	500	ΦΑπΕΤ.Τ.-R Λ CL) Erfindung	700	800	■	800	Stand der	.11>/Ί	95b	Technik	150
3pinn-Verfahrens	und Faden- Eigenschafte]	keit	190		190	190	600	Japan. Patentver-	60	100		120
			300		300	300	4-5	offentl,	400	400	USPS 3049755	150
	lo(mm)	70	600	70	70	1600	40	-	—		130
	^v.mm;	-	190	-	80	400	130	150	100	200
		800	300	' 800	2400	-	-	-	120	400
	L1(mm)	400	70	600		100	150	240	150	-
Spinn-Bedin- gungen		40	-	45	-	-	-	130	35
	Primär-Bad- Temp. (°C)	1100	800	1500	50	= 27	35	200	350
	Zufuhr-Geschw. des Bades (cc/min)	75	400	80	-	350	500	400	50
	Sekundär-Bad Temp. (©Ο)	1100	45	2000	15	—	-	-	350
•	Zufuhr-Geschw· des Bades	1200		300	—	-	33
	80		-	300
	1500	-	45
		300

Claims (11)

1. PATENTANSPRÜCHE

   η J Verfahren zum Herstellen von Endlos-Fäden mit einer Spinn- und Aushärtestufe und einer Nachbehandlungsstufe, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Spinn- und Aushärtestufe und der Nachbehandlungsstufe eine Stufe vorgesehen wird, in der auf die in einem Zustand beträchtlicher Spannung ankommenden Fäden fortlaufend mechanisch eingewirkt und der Spannungszustand in einen Zustand lockerer Wellenform umgewandelt wird, in welchem die Fäden als locker strukturierte, mattenartige Schicht auf einem laufenden, durchlässigen Förderer abgelegt und anschließend der Nachbehandlung unterworfen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden zwischen dem Ausgang des Spinntrichters und vor dem Verlassen der Spinnvorrichtung einer hydraulischen Bremsung unterworfen werden, welche die Geschwindigkeit des Abwärtsfließens der von den Fäden mitgeführten Badflüssigkeit verzögert.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die abwärts laufenden Fäden konzentrisch eine Flüssigkeit aufgesprüht wird, deren Geschwindigkeitskomponente in Abwärtsrichtung beträchtlich geringer als die laufgeschwindigkeit der Fäden gehalten wird.

   - 31 109824/17S5

   — 3* -
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß für die Flüssigkeit eine die Aushärtung fördernde Badflüssigkeit verwendet wird, die bei der konzentrischen Aufsprühung einen Kegelwinkel von etwa 20 - I50 bildet.
5. 5. Einrichtung zum Naßspinnen von Endlos-Fäden mit einer Spinn- und Aushärteeinheit und einer Nachbehandlungseinheit, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Spinn- und Aushärteeinheit (1,8, 14, 16) und Nachbehandlungs- g einheit (41, 42) der Weg der Fäden zwischen einem Paar Rollen (17, 18) hindurchführt, die auf ihrem Umfang mit im wesentlichen radial sich erstreckenden Schaufeln (1?a, 18a) versehen sind, die eine Schicht (25) aus einem elastomeren Material tragen und bei Drehung der Rollen entgegengesetzt zueinander teilweise ineinandergreifen.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

   i daß die Schaufeln (1?a, 18a) mit Hüllen (25) aus Gummi ^

   oder ähnlichem Material versehen sind·
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5-6, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Rollenpaar (17₁ 18) eine Fördereinrichtung mit einem durchlässigen Band (19) angeordnet ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 5-7» dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand von dem Austrittsende des Spinn-

   - 32 109824/1765

   Trichters (4a) und dem Austrittsende der Spinnvorrichtung (14a) um die Fadenbahn herum Spritzdüsen (12) angeordnet sind, die schräg zur Fadenbahn gerichtet und mit einer Zuleitung für eine dosierte Zuführung einer Badflüssigkeit versehen sind.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine die Fadenbahn umschließende Ringdüse (12).
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 5-9» dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenbahn zwischen dem Austrittsende (14a) der Spinnvorrichtung und dem Rollenpaar (17, 18) über eine Rille (16a) in einem Sattel (16) führt, der neben der Rille eine Aufnahmeöffnung (16b) für eine Flüssigkeit aufweist, für deren Zuführung über der Öffnung die Mündung einer Zuleitung (24) angeordnet ist.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 5 - 10* dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsabschnitt (14) der Spinnvorrichtung als becherförmiger Behälter für eine Badflüssigkeit ausgebildet ist, der mit Abstand unter der Ringdüse (12) liegt.

    L e e r S e 11 e