DE1583672A1 - Verfahren zur Bildung von geformten Gegenstaenden unbestimmter Laenge aus einer Schmelze von niedriger Viskositaet - Google Patents
Verfahren zur Bildung von geformten Gegenstaenden unbestimmter Laenge aus einer Schmelze von niedriger ViskositaetInfo
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Description
W. 13 454/67
Mons ^ nt ο Comp any
St. Louis, Missouri (V.St.A0)
St. Louis, Missouri (V.St.A0)
Verfahren zur Bildung von geformten Gegenständen unbestimmter Länge aus einer Schmelze
von niedriger Viskosität
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Bildung von geformten Gegenständen aus Materialien von niedriger
Schmelzviskosität und insbesondere auf die Bildung von geformten Gegenständen unbestimmter Länge unmittelbar aus
strömenden Schmelzen von niedriger Viskosität·
Beim Versuch, geformte Gegenstände unmittelbar aus strömenden Schmelzen von niederer Viskosität zu bilden,
ist das anfänglich auftretende Problem ein solches der Stabilisierung der flüssigen Teile von solchen Strömen,
während deren Verfestigung gegenüber einer anhaftenden
0Ö9Ö3S/Ö331 BAD OHiQiNAU
Neigung, örtliche Übertragungen von flüssigen Massen einzugehen,
die, wenn-, sie nicht gehemmt oder geregelt werden, normalerweise in einem Stromabbruch gipfeln0 Die deutschen
Patentschriften ο 0 »..<.. und (Patentanmeldungen
M 68 985 VIa/31c vom 30. März 1966 und M 73 618 vom 15.
April 1967) sind auf die vielseitigen Aspekte dieses Problems gerichtet und beschreiben eine Stromstabilisierungsarbeitsweise,
die eine zufriedenstellende Wirksamkeit aufwies,, Ganz allgemein ist darin ein Vorschlag zum filmstabilisierten
Schmelzspinnen beschrieben, wobei eine Schmelze von niedriger Viskosität unter sorgfältig geregelten Bedingungen
durch bestimmte Atmosphären frei strömen gelassen wird, die eine rasche Filmbildung um den Strom erzeugen,
um dadurch denselben gegenüber einem Abbrechen während der Verfestigung durch normale Hitzeübertragungsvorgänge
zu stabilisieren.
Abgesehen von der Weise, gemäß welcher der flüssige Teil eines Stroms von niedriger Viskosität anfänglich stabilisiert
wird, sei es durch Filmstabilisierung, sei es dnaich eine bestimmte andere Weise, beispielsweise hydrodynamische
oder Magnetfeld-Stabilisierung, tritt ein weiteres Problem von Abreißen auf, das für Ströme von niedriger
Viskosität und hoher Oberflächenspannung bezeichnend ist,
nämlich ein Problem, dessen Definition, die für eine praktische Lösung erforderlich ist, bisher fehlte. Im Gegensatz
009836/0331 bad or;:.:,
zu Materialien von hoher Viskosität, wie z.Bo Gläsern und
Polymerisaten von hohem Molekulargewicht, die mühelos auf übliche Schmelzspinnarbeitsweisen abgestimmt werden können,
und im Gegensatz zu vielen Lehren der bisherigen Technik ist der flüssige Teil von Strömen niedriger Viskosität und
hoher Oberflächenspannung äußerst abbrechbar, selbst bei einer anfänglichen Stabilisierung bis zu dem Punkt einer
wesentlichen Verfestigung. Die Zugfestigkeit von derartigen flüssigen Bereichen liegt wesentlich unterhalb den Beanspruchungen,
die bei gebräuchlichen Schmelzspinnarbeitsweisen auftreten, und aufgrund des Fehlens eines auf der
Viskosität beruhenden Widerstands führt selbst eine verhältnismäßig geringfügige Dehnung von derartigen Bereichen zu
einem Stromabbruchmechanismus, der von der Oberflächenspannung bestimmt oder gelenkt wird, und der, falls er nicht
gänzlich die Stromkontinuität zerstört, die Produktion von Gegenständen unbestimmter Länge, die einen hohen Grad an
Querschnittsgleichförmigkeit aufweisen, nahezu unmöglich macht ο
Zusätzlich, zu der Unfähigkeit von Strömen niedriger
Viskosität, einer Düsendehnung oder einem Düsenzug (jet attenuation) im flüssigen Zustand zu widerstehen,
ohne eine ausgeprägte Neigung zum Abbrechen aufzuweisen,
009835/0331
BAD
sind sie in gleicher Weise einem Abreißen infolge von
Kräften in erheblichem Ausmaß unterworfen, die durch das
Auftreffen oder Abbremsen, die jew&ils beim Halten oder
Stützen oder Aufnehmen des strömenden Körpers nach der Verfestigung auftreten können, erzeugt werden. Die
während einer derartigen Abbremsung erzeugten Kröpfte sind
normalerweise von ä*üsreichender Größe, um sich stromaufwärts
zu schwächeren Bereichen fortzusetzen oder auszubreiten, wo eine Stromdeformierung und ein Stromabreißen auftreten
kanne Wie in der deutschen Patentschrift . o „... o
(Patentanmeldung M 76 329 VIIa/29a vom 22» Nov0 1967) beschrieben
ist, können derartige Deformierungen infolge der Ausbreitung eines durch viskosen StromungBwiderstand bedingten
Biegens oder Krümmens des Stromes in Stromaufwärtsrichtung erhalten werden, was entweder zu einer gänzlichen
Trennung oder zu einem gegliederten oder verspleißten (jointed) Aussehen infolge eines Verklemmens oder Verkeilens
von aufeinanderfolgenden Teilen des Stroms führte Sie können auch aus der Ausbreitung von Aufschlag- oder
Aufprallstörungen, die bei Herabsetzung der Geschwindigkeit und der Sammlung auftreten können, erhalten werden,
wodurch ein Scherriß oder eine Deformierung des Stroms herbeigeführt wird»
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BAD ob;·:.
Die Feststellung der abbrechbaren, im wesentlichen nicht dehnbaren Natur von Schmelzen geringer Viskosität,
die in Form von freien Strömen gebildet werden, fünrte zu der Erkenntnis, daß derartige Ströme, die jedoch anfänglich
während ihrer Verfestigung stabilisiert sind, unter sorgfältig geregelten Bedingungen gefördert werden
müssen, die minimale Stromstörungskräfte ergeben, wenn eine Produktion von unbestimmter Länge und geeigneter
Qualität erreicht werden soll» Wie hier beschrieben, wurde nunmehr festgestellt, daß eine kritische Wechselbeziehung
zwischen den einem Strom von niedriger Viskosität auferlegten Kräften an einer gegebenen Stelle und üam Belastungsvermögen des Stroms an dessen stromaufwärts gelegenen Stellen
aufrecht erhalten werden muß, wenn die Stromkontinuität bewahrt werden soll«, Im einzelnen wurde nunmehr festgestellt,
daß im Falle von Strömen niedriger Viskosität es einen Punkt oder eine Stelle (I) ), gemessen von dem Stromanfang,
gibt, oberhalb welchem irgendeine gegebene Abbremsung des Stromes zu wiederholten Abbruchen führt» Es ist außerdem
ein Punkt (Dt3) vorhanden, oberhalb welchem der Strom verlangsamt
oder abgebremst werden muß, wenn ein wiederholtes Dehnungsbrechen vermieden werden solle Überdies müssen,
wenn die Stromkontinuität beibehalten werden soll, die Bedingungen, unter welchen der Strom von seinem Anfang an
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BAu
transportiert wird, so eingeregelt werden,daß der Punkt D
, stromaufwärts von dem Punkt D, für eine gegebene Art der· Ab—
bremsung liegt und gehalten wird, und daß diese Abbremsung oder Verlange airing an einer Stelle zwischen den.Punkten
D2 (D ) und Db erfolgt„
Aufgrund des Abgleichens und Einstellens des Kräftesystems,
das auf den Strom an gegebenen Punkten oder Stellen entlang einwirkt, kann eine Spinnarbeitsweise von geringer
Beanspruchung festgelegt werden, wobei die abbrechbaren oberen Bereiche von geringer Festigkeit eines Stroms von
niedriger Viskosität, der zu Beginn gegenüber einem Abreißen
innerhalb des flüssigen Bereichs aufgrund der übertragung von Massen/stabilisiert ist, in
wirksamer Weise von den Abreiß- oder Bruchbildungskräften isoliert werden, die andererseits auferlegt würden. Wie
aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist, kann eine angemessene und rechtzeitige Abbremsung des Stroms
durch die geregelte Anwendung von magnetischen, elektrostatischen, aerodynamischen oder mechanischen Kräften
oder durch irgendeine Kombination davon bewirkt werden. Außerdem kann, wie nachstehend beschrieben, die Lage der
Punkte D und D, entlang des Stroms mühelos sowohl relativ als auch absolut durch eine überlegte Abstimmung von einer
oder mehreren Spinnbedingungen variiert werden, wodurch die Erzielung von bevorzugten Arbeitsbedingungen und Ergebnissen
erleichtert wird.
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BAD OK.;..WAL
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Bildung von geformten Gegenständen von unbestimmter
Länge aus Materialien von niedriger Schmelzviskosität <>
Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zur Regelung der bei dem feien Strömen von Materialien
mit einer niedrigen Schmelzviskosität auftretenden Beanspruchungen, um ein Abreißen zu verhindern. Ein weiterer
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Durchführung einer Abbremsung oder Verlangsamung und endgültigen
Sammlung eines schmelzgesponnenen Stroms von niedriger Viskosität ohne ein Abreißen. Noch ein weiterer Zweck
der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, nach welchem geformte Gegenstände von unbestimmter Länge bei
variierbaren Spinnbedingungen erhalten werden können.
Bei der praktischen Ausführung der Erfindung werden die vorstehenden und weitere Zwecke erreicht, wobei die
Herstellung von geformten Gegenständen iron unbestimmter
Länge aus einer Schmelze von geringer Viskosität in der
Weise erfolgt, daß man (1) einen anfänglich stabilisierten freien Strom aus der Schmelze erzeugt, (2) die auf den
Strom mit Bezug auf den Stromzustand einwirkenden Kräfte einer Zwischenregelung unterwirft, um den Punkt (D,) entlang
des Stromes, unterhalb welchem ein Zug- oder Dehnungsbrechen stattfindet, stromabwärts von dem Punkt (D ), ober-
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bad L·-'··*v Λ
halb welchem eine gegebene Verlangsamung des Stroms zu dessen Abreißen führt, beizubehalten und (3) eine derartige gegebene
Verlangsamung oder Abbremsung auf den Strom an einer bestimmten Stelle zwischen den Punkten D^ und D^ ausübte
Die Stufen der Regelung des auf Ströme von niedriger Viskosität wirkenden Kräftesystems in der Weise, daß der
Punkt D , der nachstehend als Aufprallbruchpunkt oder -lage bezeichnet wirdj stromaufwärts von dem Punkt D-, der nachstehend
als Dehnungsbruchpunkt oder -lage angegeben wird, gehalten wird, können nach irgendeiner oder nach mehreren
von einer Mannigfaltigkeit von Arbeitsweisen, wie nachstehend erläutert, ausgeführt werden, obgleich in einem
gegebenen Fall gefunden werden kann, daß aus Zweckmäßigkeitsgründen oder infolge von besonderen Anforderungen
eine besondere Arbeitsweise empfehlenswert ist, wobei die mögliche Auswahl dem Fachmann aus der Lehre gemäß der
Erfindung ersichtlich isto
Die Erfindung und deren praktische Handhabung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einer graphischen Darstellung die typische Wechselbeziehung von Faserlänge zu der Strecke
des freien Stromfalls.
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Fig«, 2 zeigt eine senkrechte Ansicht teilweise im
Schnitt einer vereinfachten Vorrichtung, die bei der praktischen Ausführung des Verfahrens gemäß der !Erfindung zur
Anwendung gelangen kann.
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Schaltskizze
von üblichem Aufbau, die zum elektrischen Überwachen und Aufzeichnen der Stromkontinuität angewendet werden kann.
Die Figuren 4 bis 7 zeigen graphische Wiedergaben von
entsprechenden Werten, die bei der Ausführung der nachstehend beschriebenen Beispielen erhalten wurden und den Effekt
von Abänderungen in gewählten Spinn-Parametern auf die Wechselbeziehung
von Faserlänge und Abstand oder Strecke des freien Stromfalls zeigen«.
Obgleich die nachstehende Beschreibung besonderen Bezug auf die Herstellung von fadenartigen Gegenwtänden aufweist,
ist ersichtlich, daß Gegensüfcnde von anderen Formen, z.B.
Schläuche oder Rohre, Stangen, Stäben, Filmen, Bändern und Drähten von irgendeiner gewünschten Größe und oberflächlichen
Querschnittsausbildung gemäß der Erfindung ebenfalls hergestellt werden können, wobei deren Bildung aus freiströmenden
Schmelzen geringer Viskosität von ähnlichen Problemen wie denjenigen bei einer fadenartigen Bildung
begleitet istt sofern derartige Probleme nach dem Verfahren
gemäß der Erfindung und entsprechenden Äquivalenten gelöst
werden können·
009835/0331 bM)ob;u,nal
1583^72
Die zum erfolgreichen Schmelzspinnen nach üblichen .
Arbeitsweisen wesentliche minimale Viskosität ist u.a.
eine Punktion der Stromabmessung oder der -größe und der
physikalischen Eigenschaften der Schmelze (insbesondere
Oberflächenspannung und -Sichte) und ist daher schwer, genau zu definieren. In sachlicher Hinsicht steht der Ausdruck
"niedrige Viskosität" im Zusammenhang mit irgenöU-einem
Material, dessen Wechselbeziehung von Viskosität 3 Oberflächenspannung
und Dichte derartig ist, um die Produktion von fadenähnlichen Gebilden nach gebräuchlichen Schmelzspinnarbeitsweisen,
insbesondere beim Versuch, Produkte mit kleinem Durchmesser herzustellen, unmöglich- zu machen. So
ljqgen die Viskositätswerte, auf welche die Erfindung in vorteilhafter,
falls nicht kritischer Weise angewendet werden kann, im Bereich von denjenigen von praktisch reibungsfreien
Schmelzen bis zu Werten in der Größenordnung von 1000 Poise im Falle von Schmelzen von niedriger Dichte und/oder hoher
Oberflächenspannung. In anderer Hinsicht bezeichnet der Ausdruck "niedrige Viskosität" solche Schmelzen, deren Abbrechdauei'
des freien Strömens (d.h. die Dauer, die zwischen dem
Eintritt der Schmelze in den Düsenausgangspunkt oder -Ursprung und deren Durchgang durch den kontinuierlichen Teil
der' Düse bis zu dem Äbbrechpunkt und demgemäß zur Unterbrechungsbildung
(shot formation) verstreicht) weniger als das4E00-Fache der Abbrechdauer eines Stromes mit einer
0Ö9835/Q331 bad
theoretischen Viskosität von 0 beträgt (die Stromabbrechdauer
ist durch die Größe 14 yp D^ γ, worin ρ die Schmelzdichte,
D der Stromdurchmesser und γ die Schmelzoberflächen-·
spannung sind. Aus praktischen Gründen wird der Ausdruck
"niedrige Viskosität" hier mit Bezug auf solche Materialien verwendet,, bei welchen die erforderliche Zeitdauer für die
Bewirkung einer Stromverfestigung normalerweise die Stromabbruchdauer übersteigt.
Es wurden in der Spinhtechnik viele umfangreiche Untersuchungen ausgeführt, um den lang erkannten Bedarf für
großtechnisch durchführbare Arbeitsweisen zur Herstellung von fadenähnlichen oder anderen geformten Gebilden ( wovon
viele neuartig vorhanden sind) aus Materialien von derartig
niedrigen Viskositäten, die jeglicher praktischen Anwendung
von gebraucMLchen Schmelzspinnarbeitsweisen, die gewöhnlich
beim Spinnen von Materialien hohen Molekulargewichts und/oder hoher Viskosität, beispielsweise von Gläsern und organischen
angewendet werden,
Polymerisaten,/Widerstand bieten , zufriedenzustellen.
Polymerisaten,/Widerstand bieten , zufriedenzustellen.
Typische Beispiele für Materialien, die eine niedrige Viskosi-
sind tat im geschmolzenen Zustand aufweisen,/die Metalle, deren Legierungen und intermetallische Verbindungen, die meisten
Oxyde, Sulfide, Nitride und andere Salze und die meisten anorganischen
Substanzen und deren Gemische sowie Mischungen aus
diesen Substanzen. Materialien mit bedeutender Viskosität
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im geschmolzenen Zustand sind beispielsweise Gläser, Hochpolymere,
Materialien von großer Molekulargröße und andere Materialien, die in flüssigem Zustand eine Wechselwirkung
Gläsern
aufweisen, um/ ähnliche Flüssigkeiten zu bilden.
aufweisen, um/ ähnliche Flüssigkeiten zu bilden.
Vor kurzem wurden Versuche zur Herstellung von geformten
Gegenständen von unbestimmter Länge durch beispielsweise ein Ziehen von Draht von .verhältnismäßig großem Durchmesser durch
aufeinanderfolgende kleinere Formen, bis der erwünschte Durchmesser
erreicht war, oder durch Einschließen oder Umhüllen der Schmelze von niedriger Viskosität, beispielsweise innerhalb
einer glasartigen Hülle, um die Schmelze während ihrer Dehnung zu begrenzen und zu tragen, verkörpert. Im allgemeinen
erwieseW sich derartige Annäherungen wirtschaftlich hemmend im Hinblick auf die Forderungen von großtechnischem Maßstab
und großtechnischer Produktion auf vielen potentiellen Marktgebieten.
•Wie vorstehend erläutert, ist das Problem, das anfänglieh
beim Strömen'von Schmelzen mit derartig niedriger Viskosität auftritt, ein solches der Stabilisierung des flüssigen Bereichs
des Stromes gegenüber einem von der Oberflächenspannung gelenkten oder bestimmten Massenübertragungsmechanismuso Obgleich
es in Betracht gezogen wird, daß eine derartige Stabilisierung des flüssigen Bereichs durch die Anwendung von
magnetischen, elektrostatischen oder hydrodynamischen Systemen
009 8 35/0331
--... - ; ; ■■■: -v ; , .V BAD
erreicht werden kann,, ist eine bevorzugte Stabilisierungsweise
in der Praxis der hier beschriebenen Spinnarbeitsweise mit niedriger Beanspruchung der Vorschlag/ die Oberfläche
des flüssigen Bereichs einer Filmstabilisierung zu unterwerfen.
Wie in den vorstehend angegebenen deutschen Patentschriften ..<..... und ....... (Patentanmeldungen M 68 985 und
M 73 I68), worin von einer zutreffenden Erkenntnis des Reglermeehanismus,
der ein Abbrechen des Flüssigkeitsstrahls verursacht, ausgegangen wird, beschrieben ist, wurde vor kurzem
festgestellt, daß das Abbrechen des Strahls vor der Verfestigung durch die Erzeugung eines stabilisierenden Films
von gehr geringer Dicke, um den entstehenden oder naszlerenden Strom vor dessen Abreißen und während der Verfestigung
durch normale Wärmeübertragungsvorgänge erfolgreich unterdrückt werden kann. Kurz ausgedrückt, war dies das Ergebnis
der Vorstellung der folgenden Überlegungen: Wenn die Stromgeschwindigkeit eines Materials von geringer Viskosität nicht
ausreichend ist, verhindert die von der Oberflächenspannung bestimmte- Erweiterung und Ausbreitung von normalerweise unvermeidbaren,
wenn auch zu Beginn geringen Stromstörungen
die Bildung änes wirksamen Strahls. Bei mittleren Geschwindigkeiten wird der Strahl durch knotiges (varicose) Abbrechen
unterbrochen, wobei schwach gedehnte Teile eines Flüs-
009835/0331
V BAD
sigkeitszylinders zu einer weiteren Bildung bis zum endgültigen
Bruch unter dem Zwang der Oberflächenspannungskräfte
neigen. Mit zunehmender Geschwindigkeit werden das sinusförmige Abbrechen und eine übermäßige aerodynamische
Abbremsung (wobei der Strom durch die Weahselwirkung mit
der Atmosphäre verzerrt oder gekrümmt wird) die begrenzenden
Paktoren. Derartigen Störungen wird von der Stromträgheit
und -viskosität Widersfend geleistet, wobei jedoch
die Viskosität zahlreicher Mateialien von Interesse bis zu dem Punkt vernachlässigbar ist, bei welchem ein Ubermäfä^-
ges Abbrechen des Stromes normalerweise stattfindet, lange
bevor er in Form von unbestimmten Längen verfestigt werden kann.
Gemäß den Lehren der vorstehend angegebenen deutschen Patentschriften kann der flüssige Teil von derartigen niedrigen Strömen in erfolgreicher Weise filmstabilisiert werden,
indem sie in geeignete Atmosphären gesponnen werden, a±e
■entweder durch Umsetzung, Zersetzung oder Abscheidung zu einer raschen Bildung von dünnen Filmen, um den Strom im
Entstehangszustand führen, um dadurch die vorstehend angegebenen Reiß- oder Unterbrechungskräfte zu unterdrücken und
geformte Gegenstände mit .Längenverhältnissen zu ergeben, uxe
die bisher erhältlichen Längenverhältnisse beim.unsv.abiiisierten
Freistromspinnen von Schmelzen niedriger V:u>kouIi,ÜL
wesentlich übersteigen,
009835/0331
BAD ORIS3&V,
Es wurde ferner festgestellt, daß eine optimale Produktion
bezüglich der Produktlänge und der Querschnittsgleiehförmigkeit durch ein Abbrechen oder Ausdehnen des
stabilisierenden Films vor einer ausreichenden Verfestigung des Stromkörpers, um Abreißkräften zu widerstehen oder deren
Erzeugung auszuschalten, unmöglich wird. Eine derartige Filmdehnung führt häufig zu einem gänzlichen Abbrechen des
Stromes. Kurz ausgedrückt, kann die Filmfestigkeit so ungleichförmig geschwächt werden, um zu unerwünschten Schwankungen im Stromquerschnitt zu führen. Wie in der deutschen
Patentschrift ....... (Patentanmeldung M 73 618) beschrieben
ist, wird ein derartiges Filmbrechen oder -reißen auf
ein Minimum zurückgeführt, indem man die Schmelze durch eine
Öffnung von "kurzer Bohrung" (short-bore") leitet,um>. dadurch
ein verhältnismäßig flaches Strornfluß-Geschwindigkeitsprofil zu erhalten. Das Ergebnis besteht in der Herabsetzung auf
ein Minimum eines von der Viskosität gelenkten oder bestimmten Geschwindigkeitsentspannungsrnechanismus zu einem pfropfenartigen
Fluis (-ρlog flow), der lediglich durch eine Beschleunigung oder Ausdehnung der Stromoberfläche angeglichen werden kann.
Der hier· verwendete Ausdruck "Öffnung von "kurzer
Bohrung"" bezieht sich auf eine solche, deren Ausbildung im
wesentlichen durch eine minimale Q.uex'schnittsflache gekenn-
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BAD ORiGiNAL
zeichnet ist,die sich über eine maximale Strecke, gemessen
in Richtung des Flusses durch die Öffnung, von weniger als etwa dem 5-Fachen der Hauptabmessung der minimalen Querschnittsfläche
ausdehnt. So wurde beispielsweise gefunden, daß eine Kapillare von kreisförmigem Querschnitt mit einem
Verhältnis von Länge zu Durchmesser (L/D) von oberhalb 5/1 einen Strom liefert, der eine übermäßige Oberflächenausdehnung
bei seinem Portschreiten von der Öffnung eingeht, wodurch eine Abnahme der .. . Fiätm-Gleichförraigkeit und demzufolge
eine Verminderung der Produktgleichförmigkeit und Produktlänge erhalten wird. In vielen Fällen ist der Ünterbrechungs-
oder Reißeinfluß der Stromoberflächenausdehnung auf dem PHn so übermäßig, daß er zu einem gänzlichen Abbrechen
des Stromes selbst führt, wobei .lediglich kurze oderexgrem kurze Längen erhalten werden konnten.
Der hier verwendete Ausdruck "Hauptabmessung des minimalen Querschnitts der Öffnungsfläche" bezeichnet den
maximalen geradlinigen Abstand, der über den minimalen Öffnungsquerschnitt gemessen werden kann. Es wurde gefunden,
daß die Verwendung einer Öffnung, bei welcher die minimale Querschnittsfläche sich über einen Abstand, gemessen in
Richtung des Flusses, von mehr als etwa dem 5-Fachen des
ßbstands von einer derartigen Hauptabmessung ausdehnt,
009 835/03 31 ' BAD ORiQlNAt
zu einem Austreten eines Stroms mit einem ausgeprägten
parabelförmigen Stromprofil in der Weise führt, um zumindest
ein teilweises Abreißen oder Schwächen des auf der Oberfläche des .StEms gebildeten, stabilisierenden Films
zu ergeben. Obgleich es möglich sein kann, die nachteiligen
Wirkungen eines derartigen Filmabreißens zu überwinden, beispielsweise
durch Erhöhung der Ergiebigkeit oder des Ausmaßes der Reaktivität der filmbildenden Atmosphäre, wurde
gefunden, daß die Erzeugung eines hohen Grades an Gleichförmigkeit lediglich erhältlich ist, wenn der Film im wesentlichen
während der Verfestigung unversehrt beibehalten wird. Bei extrem hohen Ausmaßen der Filmbildung ist es möglich,
daß die Filmstruktur ausreichend rasch erneuert werden kann, um die Wirkungen einer beginnenden Filmabreißung zu überwinden,
wobei jedoch dies normalerweise nicht der Fall ist. Jedenfalls werden zumeist die Durchmessergleichförmigkeit
verschlechtert und die auf andere Weise erhältlichen Fadenlängen
in erheblichem Ausmaß verkürzt.
Obgleich die Konfigurationen von Öffnungen kurzer Bohrung, die Strömungsgeschwindigkeitsprofile am Düsenursprung
ergeben, welche eine begrenzte Geschwindigkeitsentspannung bei der Annäherung von einer pfropfenartigen Strömung
(plub flow) erleiden, durch die Angabe einer Kapillare mit
einem maximalen L/D-Verhältnis von weniger als etwa 5/1
009835/0311
gekennzeichnet wurden, ist festzustellen, daß innerhalb dieser Beschränkung geeignete Öffnungen eine Vielzahl von.
Konfigurationen aufweisen können, die nicht einfach in
Kategorien eingeordnet werden können. Qualitativ beruht das wesentliche Mertanal des Aussehens des Stromgeschwindig-
einschlägigen keitsprofils auf der Feststellung, daß im Gegensatz zu/Uberlegungen
(consideration attend) das Strömen von nicht filmstabilisiertem
Spinnen aus Schmelzen niedriger Viskosität signifikant verbessert wird, insbesondere bezüglich der
Gleichfö-rmigkeit des Produktquerschnitts und der Länge,
wenn der Arfangsteil der Düse zur Annäherung eines pfropfenartigen
Stroms feebracht wird.
Ein weiterer nahe damit im Zusammenhang stehender Gesichtspunkt der filmstabilisierten Spinnpraxis mit Bezug
auf Überlegungen, die das Geschwindigkeitsprofil betreffen, beruht in der Maßgabe, daß die Geschwindigkeit einer frei
strömenden Schmelze auf einen Bereich innerhalb solcher Grenzen geregelt werden soll, daß. die dimensionsIose Gröioe
Vp D/γ (wobei diese Größe die Quadratwurzel der allgemein ■ bekannten Weber-Zahl ist und nachstehend als Rayleigh-Parameter
bezeichnet wird, worin V die Stromgeschwindigkeil
und Dp und γ den Stromdurchmesser, die Dichte und Oberflächenspannung
jeweils bedeuten) innerhalb des Bereichs von
009 8 3 6 /0331
. - 19 -
1 bis 50 und. vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 2 bis
25 liegt. Es wurde gefunden, daß, wenn die Ausspritzgeschwindigkeit
diese Bedingung nicht erfüllt, die Abbrech- ■
daer des Strahls so verkürzt wird, daß eine wirksame Stabilisierung entweder durch die Filmarbeitsweise oder durch
eine andere Arbeitsweise wahrscheinlich nicht geschaffen wird, selbst in Anwesenheit eines annehmbaren Geschwindigkeitsprofils
bei der Strctnus trittssteile. Pur eine gegebene
Schmelzzusammensetzung einer bekairten Oberflächenspannung
und Dichte, die als freier Strom bei einem gegebenen Durchmesser
ausgepreßt oder extrudiert wird, wird die optimale
Rayleigh-GeBchwindigkeit,
die innerhalb des &re3gy-Parameterbereichs
von 1 bis 50 liegt, normalerweise experimentell bestimmt,
wobei die Hauptüberlegung auf die Dichte der Schmelze mit Bezug auf diejenige der Atmosphäre, in welche das Auspressen
stattfindet, sowie auf die Temperatur beim Austreten mit Bezug auf die Temperatur der Spinnkammer gerichtet wird.
Im allgemeinen bestimmt die Ausbreitung des knotenförmigen
Abbrechens (varicose break up) die untere Grenze des Rayleigh-Parameterbereichs während entweder das sinusförmige
Abbrechen oder die aerodynamische Verlängsamumg
dessen obere Grenzen bestimmen. Die obere Grenze des Bereichs wird erhöht, wenn die Dichte der Schmelze relativ zu
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■-. 20 -
der Spinnatmosphäre zunimmt; d.h. je höher die Dichte
der Schmelze und/oder je geringer die Dichte der Spinnatmosphäre ist, umso höher ist der Rayleigh-Parameterwert
(genommen als Maß der Auspreßgeschwindigkeit) , bei welchem ein erfolgreiches Spinnen erreicht werden kann, obgleich
eine optimale Leistungsfähigkeit einen etwas niedrigeren
Wert bestimmen kann.
Obgleich die vorstehend beschriebene Filmstabilisierungs·
arbeitsweise die bevorzugte Weise für die anfängliche Stabilisierung
des flüssigen Bereichs des Stromes ist, können auch andere Arbeitsweisen zur Erzielung einer anfänglichen Stabilisierung
des flüssigen Bereichs bei der praktischen Ausführung des Spinnverfahrens unter niedriger Beanspruchung
zur Anwendung gelangen, indem dessen Grundsätze in gleicher . .Weise auf ein Strömen geringer Viskosität unabhängig von
der Weise der anfänglichen Düsenstabilisierung angewendet werden können. Mit anderen Worten, erfolgt die praktische
Ausführung des vorliegenden Verfahrens/mter der Annahme
einer wirksamen Stabilisierung in dem flüssigen Bereich
und betrifft die Bewahrung eines derartigen Bereichs von derartigen Abreißkräften, die normalerweise während des
weiteren Fortschreitens des nun verfestigten Stroms auftreten. Beispielsweise kann der Flüssigkeitsstrahl in gleicher
Weise unter dem Einfluß eines magnetischen oder elektret
statischen Feldes von solcher Intensität und .Richtung, dato
■009835/0331;'.'
sie den zu einer Übertragung von flüssiger Masse neigenden
Kräften entgegenwirken, stabilisiert werden. Außerdem kann
der flüssige Strahl auch durch hydrodynamische Regelung stabilisiert werden. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt,
daß die vorstehend-beschriebene Filmstabilisierungsarbeitsweise
aufgrund ihrer größeren Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit
und ihrer einfachen Ausführungsweise, nachdem die in Betracht kommenden Faktoren einmal in ihrer geeigneten
Beziehung erkannt sind, zu bevorzugen ist.
Der hier verwendete Ausdruck "Strom" bezeichnet sowohl die flüssigen als auch festen Bereiche eines frei strömenden
Körpers und in Abwesenheit einer entgegengesetzten Angabe schließt dieser auch die fadenartigen Gebilde, die aus dem
strömenden Körper austreten, ein. Bei Anwendung eines Films
als Ausführungsform für die anfängliche Stabilisierung des
flüssigen Bereichs bezieht sich der Ausdruck "Strom" sowohl auf die ausgepreßte Schmelze als auch den aufgebrachten
Film als eine einzige Einheit. Der Ausdr#.ck"Gefrierpunkt
des Stroms" bezeichnet in sachlicher Hinsicht den Punkt
entlang einem sich verfestigenden Strom, bei welchem getrennte Teilchen mit einem größeren Längenverhältnls (aspect
ratio) als eine Einheit beim Schneiden des Stromes an diesem Punkt erhalten werden. So führt das Abschneiden
(interception) irgendeines stromaufwärts gelegenen Punktes
009835/0331
BAD-
durch eine gewählte Weise der Verlangsamumg nach dieser
festgelegten sachlichen Definition zu einer zusammenhängenden Masse im Gegensatz zu einer unterteilten (particalized)
Masse. Der Ausdruck "Stromabbruchfestigkeit" bezeichnet im üblichen Sinne jene Kraft, über welche hinaus Stromuntertrechungen
auftreten. In praktischer Hinsicht ist die Charakteristik der Eigenschaften des geschmolzenen Bereichs eines
Stroms von niedriger Viskosität derartig, daß-dessen Streckgrenze
und Bruchfestigkeit von gleicher niedriger Größe sind.
Dies folgt aus der Tatsache, daß die beginnende Dehnung
eines geschmolzenen Stroms von geringer Viskosität, die eine Kraft begleitet, welche über diejenige, die gewöhnlich als
Streckgrenze bezeichnet wird,hinausgeht f rasch in einem durch
Oberflächenspannung bestimmte!oder gelenkten Abbrechen des
Stroms ohne eine weitere Zunahme der angewendeten Kraft rasch gipfelt. So kann die Bruchfestigkeit eines Stroms von
geringer Viskosität für alle praktischen Zwecke an dessen Streckgrenze angeglichen werden. Der hier verwendete Ausdruck "unbestimmte Länge" bezeichnet geformte Ausgreßgegenstände
vonmöglichst kontinuierlicher'Länge, d.h. Längen, die nicht unbedingt durch das Verfahren ihrer. Bildung beschränk!,
sind.
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BAD ORIGINAL
-■. 23 - ' ■ ■ ■
Bei der Erläuterung einer praktischen Ausführungsform der Sfindung wurde eine vereinfachte Spinnanordnung, wie
in Fig. 2 schematisch dargestellt, verwendet..Wie in Fig.
angegeben, umfaßt ehe derartige Vorrichtung im wesentlichen
einen Schmelztiegel 10, der bei den nachstehenden Beispielen aus rostfreiem Stahl gebildet war. Der Schmelztiegel ist
mit einer oberen Kopfplatte 12 und einer unteren Öffnungsplatte
14, die beide in abdichtenden Eingriff mit dem
Schmelztiegel 10 gehalten werden, um eine gasdichte Schmelz-
16
kammerbau ergeben, ausgestattet. Die Öffnungsplatte 14 hat in ihrer Mitte einen Stein mit einer Abmessung in der Größenordnung von Uhren 18 (watch-sized jewel), der aus irgendeinem geeigneten Material gebildet ist, das chemisch mit der zu behandelnden Schmelze verträglich ist, eingesetzt. Der Stein ist gebohrt, um eine geeignete Spinnöffnung 20 zu ergeben. In den nachstehenden Beispielen wurde ein Rubinstein mit einem Öffnungsdurchmesser von 100 Mikron und einem Längen/Durchmesser-Verhältnis von 1 verwendet. Das Schmelzen der Spinnmasse oder der Spinnbeschickungdfnnerhalb der Kammer 16 wurde mittels elektrischer Widerstandsheizelemente 22 ausgeführt und die Temperatur der Beschickung wurde mittels einer Thermoelementanordnung 24 wahrgenommen. Vorzugsweise wurde die Spinnbeschickung unter einem Vakuum vor der Ausführung des Auspressens unter einem Inertgasdruck geschmolzen.
kammerbau ergeben, ausgestattet. Die Öffnungsplatte 14 hat in ihrer Mitte einen Stein mit einer Abmessung in der Größenordnung von Uhren 18 (watch-sized jewel), der aus irgendeinem geeigneten Material gebildet ist, das chemisch mit der zu behandelnden Schmelze verträglich ist, eingesetzt. Der Stein ist gebohrt, um eine geeignete Spinnöffnung 20 zu ergeben. In den nachstehenden Beispielen wurde ein Rubinstein mit einem Öffnungsdurchmesser von 100 Mikron und einem Längen/Durchmesser-Verhältnis von 1 verwendet. Das Schmelzen der Spinnmasse oder der Spinnbeschickungdfnnerhalb der Kammer 16 wurde mittels elektrischer Widerstandsheizelemente 22 ausgeführt und die Temperatur der Beschickung wurde mittels einer Thermoelementanordnung 24 wahrgenommen. Vorzugsweise wurde die Spinnbeschickung unter einem Vakuum vor der Ausführung des Auspressens unter einem Inertgasdruck geschmolzen.
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Dies kann mühelos durch dea Zweiwege-Ventil und die Leitungsanordnung,
wie bei 26 gezeigt, erreicht werden, wodurch die Kammer 16 abwechselnd evakuiert und unter Druck gesetzt ·
werden kann, um die gewünschte Auspreßgeschwindigkeit zu erhalten. Um die zur Anwendung gelangenden verschiedenen
Reaktionsteilnehmer- und Kühlgasgemische zu begrenzen, wird
eine Glasspinnsäule 27 (Pyrex-Glss) angeordnet, um den durdh
die Öffnung 20 ausgepreßten Strom aufzunehmen. Die Spinngasmischung
wird durch eine Leitung 28 zugeführt, um allmählich durch die Spinnsäule mit Hilfe eines Gasverteilerrings 30, der mit Gas of f nungen ~j>2 in gleichem Abstand versehen
ist, allmählich auseinandergezogen zu werden. Vor dem Auspressen in das gewünschte Gasgemisch wird die Spinnsäule
vorzugsweise unter Vakuum ausgs¥>ült, das mittels einer
Ventilverbindung 34 vorgesehen werden kann. Wie ersichtlich,
muß während der Evakuierung das untere Ende der Spinnsäule
vorübergehend mittels irgend-einer gaigneten Plattenanordnung
(nicht gezeigt) abgeschlossen werden. Der extrudierte Strom wurde bei gewählten Abständen unterhalb der Säule mittels
einer Sammeloberfläche 36, die die Form einer Metallplatte,
annehmen kann, gesammelt. Wie durch den in zwei Richtungen
weisenden Pfeil angezeigt, ist die Sammeloberfläche 36 in senkrechter Richtung einstellbar,, um den gewünschten Auffang-
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abstand, einzustellen. Normalerweise wurde die Platte waagerecht gehalten. Es wurde jedoch gefunden, daß sie unter
weitgehend variierenden Winkeln gehalten werden kann, ohne
irgend—einen wesentlichen Effekt auf die erhaltenen Faserlängen. .
Es ist ersichtlich, daß die vorstehend beschriebene
Spinnanordnung lediglich eine typische Vorrichtung darstellt, die bei der praktischen Ausführung der Erfindung zur Anwendung gelangen kann, wobei die letztere in keiner Weise auf
die Einzelheiten der Vorrichtung beschränkt ist. Wenn z.B. das Spinnen von Materialien mit einem hohen Schmelzpunkt erwünscht
ist, erweist sich eine durch Induktion beheizte Spinnanordnung als zweckmäßig, wenn nicht als wesentlich.
In der nachstehenden Erläuterung und in den Beispielen
bezeichnet der Ausdruck "Abstand oder Strecke des freien
Falles" jenen senkrechten Abstand zwischen der Spinnöffnung
und der Sammeloberfläche. Es ist jedoch ersichtlich, daß der Abstand des freien Falles nicht unbedingt durch die Lage
einer festen Sammeloberfläche, wie in Fig. 2 dargestellt, bestimmt wird. Eine derartige Oberfläche ist lediglich als
Symbol für den Punkt unterhalb der Öffnung zu nehmen, bei welchem eine Abbremskraft auf dem Strom erzeugt wird. Diese
Kraft kann durch den plötzlichen Aufprall des Stroms "auf
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eine feste Oberfläche gebildet werden oder sie kann auf einer allmählicheren Stromabbremsung beruhen, die z.B.
dadurch erhalten werden kann, daß man den Strom durch eine wesentlich dichtere und/oder Im Gegenstrom geführte Spinnatmosphäre
hindurchgehen läßt. In ähnlicher Weise kann eine allmällichere Stromabbremsung durch die Anwendung eines
geeigneten elektrostatischen Feldes erreicht werden. Lediglich
der Einfachheit halber ist die nachstehende Erläuterung weitgehend mit Bezug auf die Durchführung der Stromabbremsung
durch Sammeln auf einer festen Oberfläche gegeben. Wie vorstehend angegeben, beruht das Verfahren gemäß der Erfindung
auf der Feststellung, daß im Falle von Strömen niedriger
Schmelzviskosität ein Punkt Dn vorhanden ist, oberhalb
.. ■ a,
welchem derartige Ströme keine gegebene Abtrensung ohne
Abreißen oder Brechen erleiden können,und ein Punkt D, vorhanden ist, unterhalb welchem der Strom, falls er nicht
abgebremst ist, ein Zug- oder Dehnungsbrechen erleidet; Außerdem kann das Kräftesystem, das auf einen Strom geringer
Viskosität auferlegt ist, so eingeregelt werden, daß die Beibehaltung des Punktes D stromaufwärts von dem Punkt D,
herbeigeführt wird, um dadurch die Möglichkeit zu schaffen,
den Strom bei einem bestimmten Mittelpunkt oder Zwischenpunkt abzubremsen und zu sammeln, ohne ein Stromabbreriuui
hervorzurufen. Die geeignete Wechselbeziehung für die i-vo-
0Ό 983 5/03-31 ' bad
-.27.-
duktion von Gebilden unbestimmter Länge ist schaubildlich
durch die in dem oberen Teil von Fig.l gezeigte graphische
Darstellung wiedergegeben, worin der Abstand des freien
Falles des Stroms gegen die Faserlänge aufgetragen ist. Wie aus dieser graphischen Abbildung ersichtlich ist,
treten vier deutliche Bereiche, auf dieser Kurve in Erscheinung.
Für Abstände im freien Fall von weniger als
dem Abstand DQ (der den Gefrierpunkt des Stromes, wie vorstehend
definiert, bezeichnet) ist der Strom noch geschmolzen
und ,jeder Versuch, den Strom bei geringeren Abständen zu
sammeln, führt nur zu einer geschmolzenen Masse. Für Abstände zwischen den Punkten D und Do nimmt die Faserlänge
ο a
exponentiell mit der Zunahme des Abstandes im freien Fall
zu. Obgleich der Strom in diesem Bereich wenigstens teilweise fest ist, wird eine ausreichende Störung zum Reißen durch
die plötzliche Abbremsung aufgrund des Aufschiagens auf der
Sämmeloberfläciie verursacht. Bei Abständen für den freien
Fall zwischen, den Punkten D„ und D, kann eine kontinuier-
d, D
Längenproduktion erhalten werden. Wenn der Strom durch größere Abstände als D, fallen gelassen wird, ist die
Zugkaft aufgrund der zunehmenden Stromlänge (und daher des
en
Gewichts) ausreichend, um ein/Strombruch herbeizufühsren.
Gewichts) ausreichend, um ein/Strombruch herbeizufühsren.
Somit werden bei Stellen unterhalb D, verhältnismäßig
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gleichförmige Paserlängen unabMängig von dem Abstand
des freien Falles erhalten.
Wie in den nachstehenden Beispielen erläutert, können
die relativen und absoluten Lagen der Punkte D , D und D,
ο a D
in gewünschter Weise durch zweckmäßige Änderungen der Verfahrensvariablen
eingeregelt werden. Beispielsweise können die Punkte Da und D^ derartige relative Lagen einnehmen,
daß D, stromaufwärts von D auftritt. In diesem Fall D a
ist kein Abstand eines freien Falles vorhanden, bei welchem Fäden von kontinuierlicher Länge gesammelt werden können.
Ein derartiger Umstand kann sich aus zahlreichen Kombinationen von Faktoren ergeben, die das auf einen Strom auferlegte
Kräftesystem beeinflussen, wobei dieser jedoch als besonderes Problem im-Falle des Spinnens von Schmelzen
hoher Dichte insbesondere im Bereich von größeren Durchmessern gefunden wurde, in diesen Fällen muß das Kräftesystem,
das auf den Strom einwirkt, unter Berücksichtigung der eefindun^emäß gegebenen Lehre so modifiziert werden,
daß der Punkt D, stromabwärts mit Bezug auf den Punkt D
υ a
verschoben wird, wenn eine Produktion von Gebilden unbestimmter Länge erhalten werden soll.
Eine wirksame Hilfe bei der Bestimmung der Stromkontin#ität
mit Bezug auf den Abstand des freien Falles kann in Form eines sehr einfachen elektrischen Kontinuitätsprüfstromkreises s, wie z.B.schematisch in Fig. j>
dargestellt,erhalten werden.
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Wie darin angezeigt, dient ein derartiges Prüfgerät zum elektrischen Verbinden oder Ansehließen der Sammeloberfläche mit dem Schmelztiegel, um dadurch die elektrische
Kontinuität oder deren Fehlen zwischen der Sammeloberfläche und dem Spinnkopf abzutasten, wobei eine elektrisch leitende
Schmelze behandelt wird. Ähnliehe Bestimmungen werden natürlich
durch unmittelbares Messen der bei variierenden Abständen des freien Falles erhaltenen Faserlangen ausgeführt,
wobei jedoch die Verwendung des Kontinuitätsprüfgeräts die kontinuierliche Wahrnehmung der Stromkontinuität und dementsprechende
Modifizierung der Spinnbedingungen ältaöglichte
Wie vorstehend angegeben, variieren die unter verschiednnen Verfahrensbedingungen erhaltenen Faserlängen in charakteristischer
Weise mit dem Abstand des freien Falles, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Hinweise auf d&n Mechanismus, gemäß
welchem ein Stromabreißen in den Bereichen oberhalb des Punktes D und unterhalb des Punktes D, stattfindet, werden
erhalten, indem man die Faserlänge mit dem Abstand des freien Falles in Beziehung bringt, um anzuz&gen, wo und
zu welchem Zeitpunkt ein Stromabbruch stattfand, während eine
mikroskopische Untersuchung der Enden der gebrochenen längen
dazu dient, um den Stromzustand an der Bruchstelle sowie die Raschheit der Bruchbildung anzuzeigen. In dem unteren
Teil von Fig. X ist eine Aufzeichnung des Kontinuitätsprüf-
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geräts für die über dieser vorhandenen typische graphische Darstellung gezeigt. Wenn diese Aufzeichnung mit der für
den Abstand im freien Fall angegfebenen Kurve in Beziehung gebracht wLrd, kann festgestellt werden, daß der Gefrierpunkt
D des Stromes der Punkt ist,, unterhalb welchem faserartige
Gebilde im Gegensatz zu einer geschmolzenen Masse'gesammelt
werden können. Wenn daher der Strom bei Abständen von weniger als D aufgefangen oder gesammelt wird, ist eine
elektrische Kontinuität zwischen der Sammeloberfläche und dem Spinnkopf über den flüssigen Strom vorhanden, wie dies
durch die kontinuierliche positive Ablenkung auf der Aufzeichnungskurve
angezeigt wird» Für Abstände des freien Falles zwischen D und D zeigt die füuf- und abgehende Ge-
o a
stalt der Kontinuitätskurve, daß das Auftreffen des Stroms
auf die Sammeloberfläche eine ausreichende Störung erzeugt,
um einen Strombruch bei einem bestimmten Punkt stromaufwärts von der Sammeloberfläche zu bewirken, ^ine Prüfung
der bei Sammlung innerhalb dieses Bereichs erhaltenen Faserenden zeigt, daß der Strombrueh sehr rasch stattfinde ι,,
jedoch nach einer ausreichenden Verfestigung um eine faserförmige Gestalt beizubehalten. So sind die in dem Strom
beim Auf treffen oder Aufschlagen auf die Sammeloberfläci ο
entstehenden Störungen bei diesen Abständen des freien
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BAD ORSQ,
Falles=ausreichend, um physikalisch den Strom abzubrechen
und es können lediglich gebrochene Längen erhalten werden.
Die exponentielle Zunahme der Faserlänge bei Annäherung
an den Punkt Do gibt, in wesentlichem Ausmaß Anlaß zu einer
verlangsamten Störung, die auf die zunehmende Stromfestigkeit
-bei dessen Abwärtsbewegung überlagert ist, welche Faktoren
gemeinsam die erhältlichen Faserlängen in dem Bereich zwischen
den Punkten D undD^ bestimmen. .
ο a
'"'Wie durch die graphische Darstellung und die Aufzeichnung
von Fig. 1 gezeigt, werden kontinuierliche Fasern bei Abständen für den freien Fall zwischen den Punkten D und D,
erhalten, wobei das Kontinuitätsprüfgerät natürlich eine elektrische Kontinuität innerhalb dieses Bereichs anzeigt.
Die aufgezeichnete Kontinuitätsk-urve von Fig. 1 zeigt
eindeutig, daß für größere Abstände als D, der Strom ein Bfechen vor dem Auftreffen auf die Sammeloberfläche erleiäet.
Da die auf die Schwerkraft zurückgehende Kraft außerhalb
wird
dieses Punktes größer/als die Summe der Stromfestigkeit und der Strömungwiderstandskraft, die unter den gewählten Spinnbedingungen erzeugt wird, wird ein Brechen des Stroms vor der Berührung mit der Sammeloberfläche verursacht.
dieses Punktes größer/als die Summe der Stromfestigkeit und der Strömungwiderstandskraft, die unter den gewählten Spinnbedingungen erzeugt wird, wird ein Brechen des Stroms vor der Berührung mit der Sammeloberfläche verursacht.
Somit zeigt die Aufzeichnung einen kontinuierlichen offenen
Enden der
Stromkreis. Das Aussehen der/gebrochenen Längen, die
Stromkreis. Das Aussehen der/gebrochenen Längen, die
bei Abständen des freienFalles von mehr als D, erhalten
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werden, zeigt, daß sie in einem sehr heißen festen Bereich
oder in dem nissigen Bereich brechen. Übadies zeigen die Längen der sich ergebenden Fasern, daß sie sehr
in Nähe des Gefrierpunkts brechen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielefli
näher erläutert, worin die Wirkungen der mehr infrage kommenden Spinnparameter auf das Kräftesystem, das auf den
extrudierten Strom von geringer Schmelzviskosität auferlegt Ist, bei verschiedenen Abständen des freienlfelles gezeigt
werden. In sämtlichen der folgenden Beispiele wurde die Stromabbremssammlung ausgeführt, indem der Strom auf einer
Metallplatte aufgefangen wurde. Die vorstehend mit Bezug auf Fig. 2 beschriebene Spinnanordnung wurde verwendet,
und die Spinnbeschickung xvar in Form einer Mischung von 62 Gew.-% Blei und JÖ Gew.-% Zinn. Der Strom wurde durch
Auspressen in eine sauerstoffhaltige Atmosphäre zur Bildung eines Oxydfilms filmstabilisiert. Wenn nichts anderes angegeben
ist, waren die Spinnbedingungen wie folgt: Auspreudruck
1,4 kg/cm Übadruck (20 psig) von Argon bei einer
Auspreßtemperatur von 400°C; eine Reaktionsteilnehmer/' Kühlgas-Mis chung von 7 Vol. -«!Sauerstoff und y^ VoI.-^
Helium bei Kaurntemperatur und atmosphärischem Druck;
Auspressen durch eine öffnung von 100 Mikron Durchmesset.1,
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die in einem Rubinstein in Abmessungen entsprechend der Größe für Uhrenzwecke gebildet war, wobei die Öffnung
ein L/D-Verhältnis von 1 besaß; eine Pyrex-Spinnsäule
von 15,2 cm (6 inch) Innendurchmesser und 300 cm Länge.
Der Schmelztiegel war aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von 4,45 cm (1 3/4 inch) und einer Tiefe
von 15,2 cm (6 inch) hergestellt. Vorzugsweise wurde das
Erhitzen zum Schmelzen unter einem Vakuum von unterhalb 100 Mikron Quecksilberdruck ausgeführt. Kuch wurde das Auspressen
begonnen, bevor das Spinngas in die Spinnsäule eingeführt wurde.
. Beispiel 1
Dieses Beispiel erläutert den Einfluß einer Änderung in"der Reaktionsteilnehmergaskonzentration auf die erhältliche
Faserlänge bei gegebenen Abständen des freien Falles. Unter Anwendung der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung wurde
eine Helium/Sauerstoff-Spinngasmischung der Spinnsäule durch den Gasverteilerring 32, der etwa 50 cm unterhalb der
Öffnung angeordnet war, in der Weise zugeführt, um eine
schwache Gasbewegüng in Nähe der Öffnung zu bewirken.
Das Heliömstromungsausmaß, das aäs Kühlmittelgas wirkt,
wurde konstant bei 1,Ib Liter je see. (2,5 OFM) beibehalten,
um ein -Verhältnismäßig gleichbleibendes Wärrne-
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ΟΠϊίά,ί
Übertragungsausmaß aufrechtzuerhalten, wobei das ISauerstbffströmungsausrnaß
variiert wurde, um die gewünschte Menge in Vol.-$ an Sauerstoff in der Mischung zu erhalten.
Sauerstoff wirkt als Reaktionsteilnehmergas bei der Bildung eines Oxydstabilisierungsfilmes, um die Blei/Zinn-Schmelze,
wenn diese in Form eines freien Stromes durch die Öffnung austritt. Die Änderung in der Faserlänge mit dem Abstand
des freien Falles wurde bei Sauerstoffkonzentrationen von 2, 7 und 15 YoI.-a/o bestimmt, wobei die erhaltenen Werte in
der graphischen Darstellung von Fig. 4 dargestellt sind. Wie darin gezeigt, ist unter den vorgeschriebenen
Bedingungen eine Sauerstoffkonzentration von 2 % praktisch die minimale Konzentration, bei welcher Fäden von unbestimmter
Länge erhalten werden können. D.tu bei einem Abstand
des freien Falles, gemessen stromabwärts vnn der Öffnung, von etwa 95 cm sind praktisch kontinuierliche Längen erhältlich,
wohingegen eine geringe Abnahme im Abstand des freienFalles (d.h. Verschiebung der Sammelobei'flache in
Stromaufwärtsrichtung) zu einem Aufprallba?echen des Stroms
führt; andererseits führt, wie ersichtlich, eine geringe
Zunahme im Abstand des freien Falles zu einem Dehnungsoder Zugbruch. Bei etwas geringeren Sauerstoffkonzentrationen
tritt der Aufprall- und Zugbruchpunkt D, stromaufwärts von dem Aufprallbruchpunkt D auf, was dazu führt, daß
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kontinuierliche Längen bei jedem abstand des freien Falls
nicht erhältlich- sind. Wenn die Sauerstoffkonzentration auf
die Werte von 7 f° und 15 % erhöht wird, ist ersichtlich, daß
der Bereich des freien Falls, über welchen kontinuierliche Längen erhalten werden kennen, zumnimmt, d. h. der Abwärtsabstand
von dem Delinungsbruchpunkt D^ in Stromabwärtsrichtung
r
von dem Äufprallbuchpunkt Do nimmt zu mit ansteigender Reaktionsteilnehmergaskonzentration. Es wird vermutet, daß mit zunehmenden Sauerstoffkonzentrationen der Stabilisierungsfilm eine zunehmende Dicke und demgemäß zunehmende Festigkeit aufweist, wodurch sowohl eine Verschiebung des Aufprallbruchpunktes D in Stromaufwärtsrichtung als auch eine Verschiebung des Dehnungsbruchpunktes D^ in Stromabwärtsrichtung erhalten wird.
von dem Äufprallbuchpunkt Do nimmt zu mit ansteigender Reaktionsteilnehmergaskonzentration. Es wird vermutet, daß mit zunehmenden Sauerstoffkonzentrationen der Stabilisierungsfilm eine zunehmende Dicke und demgemäß zunehmende Festigkeit aufweist, wodurch sowohl eine Verschiebung des Aufprallbruchpunktes D in Stromaufwärtsrichtung als auch eine Verschiebung des Dehnungsbruchpunktes D^ in Stromabwärtsrichtung erhalten wird.
Es ist möglich, daß, selbst bei Anwendung von optimalen üffnungskonfigurationen, wie vorstehend erläutert, eine
zu hohe Konzentration an Riaktionsteilnehmergas zu einer
derartig frühen Bildung des otabilisleruiigsfilms führen kann,
daU die Geüchv/indigkeit des ausspritzenden Stroms keine ausreichende
Zeitdauer zur Verfügung hat, um zu einem flachen
Profil zu. entspannen, waa dazu--führt, uaß aer Film entweder
nbei'irfe^irs gedehnt oder [{dnzllch f;oi.,rochen wii'd und u;jdurch
die eil'Jung von F!>Uon ;.iit im vje^entliclrerj endlosen Längen
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BAD
oder bestenfalls die Bildung von Fäden zu verhindern, die
einen hohen Grad von Querschnittsgleichförmigkeit über ihre Längen aufweisen. Wie aus den Werten vnn Pig. 4 ersichtlich
ist, ist eine Sauerstoffkonzentration von 15 % nicht ausreichend,
um ,unter den angegebenen Bedingungen einen Strombruch herbeizuführen.
Es wurde jedoch beobachtet, daß das Spinnen von Schmelzen in Gas mit hohen Reaktionsteilnehmerkonzentrationen
(nämlich 100 % Sauerstoff) zu einem Stromabbrechen in kurzen
Längen sehr wahrscheinlich aufgrund der vorzeitigen Bildung des Stabilisieriungsfilmes führt.
Dieses Beispiel erläutert den Einfluß der Kühlniittelgaseigenschaften,
insbesondere bezüglich Viskosität, Dichte und Wärmeübertragungskoeffizienten, auf die Änderung der
Faserlänge mit dem Abstand des freien Falls. Wie in Fig. 5 graphisch dargestellt ist, wurden zwei Versuchsreiehen unter
Verwendung von Spinngasmischungen von 1,55 l/sec (j?,j?
je 0,l4l l/sec (0,j> CFM) Sauerstoff und ö,8 l/sec (1,7 CFM)
Stickstoff je 0,l4l l/sec (0,3 CFM) Sauerstoff ausgeführt.
Das Molekulargewicht des Kühlmittelgases beeinflußt die
Bildung des Stabilisierungsfilmes durch dessen Massenübertra gungseffekte auf das Ausmaß der Diffusion des ".Reaktionsteilnehmergases
zu der1 Stromoberfläche, den Gefrierpunkt und die
Teniperaturvorbehandlung (temperature history) des Stroms
durch seine Wärmeübertra£;ungseffekte und schließlich das
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J?
Kräftesystem auf den Strom durch seine Impuls- oder Kraftübertragungs-
oder viskosen Strömungswiderstandseffekte. Stickstoff ist als Wärmeübertragungsmittel nicht so guc wie
, Helium, er liefert jedoch einen größeren viskosen Strömungswiderstand.
Schließlich verzögert er die Diffusion von Sauerstoff zu der Stromoberfläche, die zur Bildung des
Stabilisierungsfilmes notwendig ist. Diese Effekte wirken zur Erzielung der in Fig. 5 aufgeführten Werte zusammen,
woraus ersichtlich ist, daß bei Vergleich von Stickstoff mit Helium größere Abstände für das Gefrieren der Fasern (Gefrierpunkt
DQ etwa 20 cm unterhalb der Öffnung bei der Heliummischung
und etwa Ao cm bei der Stickstoffmischung) erforderlich sind,
wobei' größere Abstände für Störungen aufgrund des Auftreffens oder Aufprallens auf die Sammeloberfläche zur Beseitigung
von deren schädlicher Wirkung auf die Stromkontinuität erforderlich sind (die durch einen Aufschlagbruchpunkt D- von
etwa 90 cm für die Heliummischung und von etwa 120 cm für die
Stickstoffmischung angezeigt wird), und schließlich längere Stromlängen erforderlich sind, bevor ein Zug- oder Dehnungsbruch infolge des Unterschieds im Stromgewicht und in viskosem
Strömungswiderstand erfolgt, wobei Strom plus Filmfestigkeit in beiden Fällen irn wesentlichen konstant sind (wobei der Wert
des Dehnungsbruchpunktes D, etwa I6o cm für die Heliummischung
und 190 cm für die Stickstoffmischung beträgt).
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Es ist darauf hinzuweisen, dal3 für höherschraelzende
Materialien, nämlich oberhalb I50O bis 1000° C, eine Wärmeübertragung
mittels Strahlung eine größere Bedeutung erlangt, so daß die Art des Kühlmittelgases einen geringeren Einfluß
auf das Gesamtwärmeübertragungsausmaß bei derartigen höheren Temperaturen besitzt.
Dieses Beispiel erläutert den Einfluß dety Spinngeschwindigkeit
auf die Wechselbeziehung zwischen Faserlänge und Abstand des freien Falls. Das Ausmaß, mit welchem eine Schmelze
niedriger Viskosität durch eine Öffnung ausgepreßt wird,
bestimmt die freie ungebrochene Strahlenlänge des Stromes in Abwesenheit eines Reaktionsteilnehmergases und beeinflußt
die viskose Strömungswiderstandskraft und Wärmeübertragung von dem stabilisierten Strom durch dessen Einfluß auf die
relative Geschwindigkeit des Stromes mit Bezug auf die Spinnatmosphäre. Djese Faktoren ergeben gemeinsam.das in
der graphischen Darstellung von Fig. 6 aufgeführte reine Ergebnis bei Befolgung der Arbeitsweise und der Bedingungen,
wie in Beispiel 1 angegeben,(unter Verwendung eines Reaktbnsteilnehmergases
von etwa 7 $ Sauerstoff und 9~j>
% Helium,, das bei einem Ausmaß von etwa l,4l l/sec (j5 GB'M)zigeführt wird,
wobei das Auspressen bei einer Temperatur von etwa 400° C
ausgeführt wird).
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" Es ist ersichtlich, daß bei einem Auspreßdruck von 0,845 att
(12 psig) die sich ergebende Stromgeschwindigkeit von 350 cm/,sec
zu niedrig ist, um unter diesen Bedingungen kontinuierliche
Längen zu bilden, was wahrscheinlich auf eine ungenügende freie Strahllänge zurückzuführen ist. Es ist ferner erislchtlich,
daß wenigstens bis zu Auspreßgeschwindigkeiten von "etwa. 900 cm/sec (unter einem Druck von etwa 4,22 ätü
(00 p3Lg)) eine erhebliche Zunahme des Bereiches der Abstände
des freien Falls, über Vielehen kontinuierliche Längen gesammelt
werden können, durch eine Erhöhung der Auspreßgeschwindigkeit erreicht wird. Dies ist auf eine Zunahme des Abstands von der
Öffnung des Dehnungsbuchpunktes (EL) zurückzuführen, die
infolge einer zunehmenden viskosen Strömungswiderstandskraft auf den Strom mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit erhalten
wird.- Die rrebierpunkte D und die Aufprallbruchpunkte D
■ - .- O α
werden, wie ersichtlich, ebenfalls stromabwärts mit zunehmender Spinngeschwindigkeit aufgrund der Tatsache verschoben, daß
die Ausmaße des Massenflusses rascher ansteigen als die
Wärmeübertragungsausmaße, während die Sfromabwärtswanderung
des. Dehnungsbruchpunktes D^ größer ist als diejenige des
Aufprallbruchpunktes D , was zu der beobachteten Zunahme des Bereichs.-, der Abstände des freien Falls, über welchen kontinuierliche
Mengen gesammelt werden können, führt.
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BÄÖ
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Dieses Beispiel erläutert den Einfluß der Spinntemperatur auf die Änderung in der Faserlänge mit dem Abstand des freien
Palis. Die Temeratur, bei welcher eine Schmelze von niedriger
Viskosität ausgepreßt wird, beeinflußt direkt die zur Verfestigung
des Stroms notwendigen Wärmeübertragungserfordernisse und indirekt das Ausmaß oder die Geschwindigkeit der
Bildung des stabilisierenden Filmes durch die Temperaturabhängigkeit der Filmbildungsrel^ation. Unter Anwendung des
Verfahrens von Bespiel 1 wurden zwei Versuchsreihen bei Auspreßtemperaturen von ^00 und 400° C und einem Auspreßdruck
von 2,95 kg/cm Überdruck (42 psig) ausgeführt, wobei die
erhaltenen Ergebnisse in Fig. 7 grainisch dargestellt sind. Die Abnahme in denwarmeübertragungserfordenissen bei der
tieferen Tempeisfcur werden eindeutig durch dfen wesentlich
niedrigeren Gefrierpunkt D und Aufprallbruchpunkt Dr aufgrund
einer rascheren Zunahme in der Stromfestigkeit angezeigt. Die Änderung in dem Ausmaß oder in der Geschwindigkeit de^
Bildung des stabilisierenden Films für diese beiden Temperaturen ist anscheinend nicht ausreichend, um signifikante Änderungen
in der Zugfestigkeit des Films hebeizuführen, wie dies durch
die geringen Änderungen mit Bezug auf den Dehnungsbruchpunkt
D^ angezeigt wird. Es wird somit festgßstellt, daß ein
größerer-Abstandsbereich für den.freien Fall zur Sammlung von
endlosen Bangen bei der niedrigeren Auspreßtemperatur erhalten
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Wie nunmehr ersichtlich ist, wird die Lage des Dehnungsbruchpunktes D, mit Bezug auf die Öffnung durch den Ausgleich
zwischen' der Shwerkraft einerseits und der Stromfestigkeit
und der viskosen Strömungswiderstandskraft andererseits bestimmt. Wie in der vorstehend angegebenen deutschen Patentschrift
....... (Patentanmeldung M 76 329 VII a/29 a vom
22. November I967) erläutert ist, wobei die Schwerkraft verringert wird (wie durch Spinnen von Schmelzen niedrigerer
Dichte und/oder von Strömen mit geringerem Durchmesser) und/oder
die viskose Strömungswiderstandskraft erhöht wird (wie durch eine Steigerung der Spinngasdichte und Viskosität, einen
geringeren im Gleichstrom geführten oder höheren im Gegenstrom ·
geführten Gasstrom oder eine höhere Spinngeschwindigkeit)
wird ein Punkt erreicht, bei welchem die viskose Strömungswiderstandskraft die Schwerkraft bis zu dem Ausmaß überwindet,
das beim Beginnen von normalerweise unvermeidlichen Abweichungen
des Stroms von einem geradlinigen Weg die Strömungswiderstandskraft ausreichend ist, um eine fortschreitende Abbiegung oder
Krümmung des Stromes zu bewirken. Bei einer viskosen Strömungswiderstandskraft in sicher Hohe, bei welcher das Ausmaß
einer derartigen auf den Strömungswiderstand zurückgehenden
Abbiegung die Stromgeschwindigkeit übersteigt, wird die Abbiegung zu einem Wandern in Sfcromaufwärtsrichtung relativ
zu der Öffnung in den heißen schwachen Bereich des Sroras veranlaßt,
wo sie durch Stromabreißen oder gänzliche Trennung
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zum Stillstand kommt. Es ist somit ersichtlich, daß, obgleich die durch viskosen Strömungswiderstand bedingten Stromabweichungen
in dem festen stromabwärts liegenden Bereich von verhältnismäßig höherer Festigkeit einsetzen können, diese
stromaufwärts mit einer größeren Geschwindigkeit (V ) stromaufwärts fortschreiten können als die Stromgeschwind±gkeit
(V-z), um zu einem Stromabreißen zu führen. Wenn ein derartiges
Stromkräftesystem erhalten wird, ist offensichtlich der Dehnungsbruchpunkt D^ für alle Zwecke um einen unbestimmten
Abstand in Stromabwärtsrichtung verschoben worden,und wenn eine Produktion von Gebilden unbestimmter Länge erzielt werden
soll, muß das auf den Strom auferlegte Kräftesystem so geändert werden, um die viskose Strömungswiderstandskraft auf ein Ausmaß
herabzusetzen, bei welchem die Ausbreitungsgeschwindigkeit der auf den strömungswiderstand zurückgehenden Abweichungen geringer
als die Strömströmungsgeschwindigkeit ist. Unter diesen Bedingungen nimmt der Dehnungsbruchpunkt D, eine Lage von
begrenztem Abstand von der Öffnung ein, und wenn dieser
Abstand größer ist als der Abstand des Aufprallbruchpunktes
DQ kann eine Verlangsamung oder Abgrenzung des Stromes bei
a
einem dazwischenliegenden Punkt ausgeführt werden, ohne einen Bruch hervorzurufen.
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Es ist nunmehr ersichtlich, daß gemäß der Erifindung ein neuartiges Verfahren zum Spinnen von Gegenständen unbestimmter
Länge aus Schmelzen von niedriger Viskosität durch Zwischenregelung des auf den Strom auferlegten Ki-äftesystems
mit Bezug auf den Punkt, bei welchem eine vorbestimmte Abbremsung vorgenommen werden soll, geschaffen wird.
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Claims (1)
- - 44 - Patentansprüche1. Verfahren zur Bildung von geformten Gegenständen unbestimmter Lange aus einer Schmelze von niedriger Viskosität, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze in Form eines stabilisierten stromes erzeugt, den Punkt entlang des Stromes, unterhalb welchem die reine auf den Strom einwirkende Dehnungsoder Zugkraft dessen Bruchfestigkeit übersteigt, stromabwärts von demjenigen Punkt beibehält, oberhalb welchem die bei einer vorbestimmten Abbremsung des Stromes auftretendeundStörung dessen Abreißen verursacht,/die vorbestimmte Abbremsung auf den Strom bei einer Stelle zwischen den beiden Punkten aufbringt, wobei die Stromkontinuität beibehalten wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze in Form eines stabilisierten Stromes austreten läßt, worin die Beziehung D&^ D, erhalten wird, wobei D, diejenige Stelle entlang des Stromes, gemessen von dessen Austrittspunkt, bezeichnet, von dem in Stromabwärtsrichtung die auf. den Strom wirkende reine Dehnungskraft dessen Bruchfestigkeit übersteigt, und D^ denjenigen Punkt bezeichnet, von welchem in Stromaufwärtsrichtung die bei einer vorgewählten Abbremsung des Stromes auftretende Störung dessen Abreißen bewirkt.009835/0331BADj). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Strom einwirkende Kraft des viskosen Strömungswiderstandes variiert wird, um die Geschwindigkeit der Ausbreitung von auf viskosen Strömungswiderstand zurückgehenden Stromabweichungen geringer als die Geschwindigkeit des Stromes zu halten, wo bei eine Stromaufwärtswanderung von derartigen Abweichungen vermieden wird»4. Verfahren nach Angruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strom erzeugt wird, der durch eine Abbrechdauer von weniger als 14000 y ρ D^/γ, worin ρ die Schmelzdichte, γ die Schmelzoberflächenspannung und D den S^romdurchmesser bedeuten, ausgezeiefanet ist.5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom bei einer solchen Geschwindigkeit austreten läßt, daß die Größe v"V fß/y ' einen Wert von 1 bis 50, vorzugsweise 2 bis 25, besitzt, worin ρ die Schmelzdichte, γ die Schmelzoberflächenspannung, D den Stromdurchmesser und V die Stromgeschwindigkeit bedeuten.6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf den Strom bei dessen Austreten einen Film bildet und dabei den Strom im wesentlichen gegenüber einem Abbrechen während seiner Verfestigung stabilisiert.7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom durch Inberührungbrlngen mit einer filmbildenden Atmosphäre bei dessen Austreten stabilisiert.009835/0331BAD ORIGINAL8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom durch eine Öffnung austreten läßt, die insbesondere eine minimale Querschnittsfläche aufweist, die sich über einen Abstand, gemessen in Richtung des Flusses, von weniger als dem Fünffachen der Hauptabmessung der minimalen Querschnittsfläche ausdehnt, eine filmartige Bildung um den Strom herum bei dessen Austreten durch die Öffnung erzeugt und dabei einen im wesentlichen stabilisierten Strom während dessen Verfestigung erhält.9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom durch eine Öffnung mit insbesondere einem minimalen Querschnittsbereich, der sich über einen Abstand, gemessen in Richtung des Flusses, von weniger als dem Fünffachen der Hauptabmessung des minimalen Querschnittsbereichs erstreckt, austreten läßt.10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze durch eine Öffnung mit insbesondere einem minimalen Querschnittsbereich, der sich über einen Abstand, gemessen in Richtung des Stromflusses, von weniger als etwa dem Fünfiachen der Hauptabmessung des minimalen Querschnittsbereichs erstreckt, bei einer solchen Geschwindigkeit austreten läßt, daß die Größe V yp Ώ/y innerhalb des Bereichs von 2 bis 25 liegt, worin V,ρ, D und γ die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen, und den Strom mit einer filmbildenden Atmosphäre bei seinem Austritt in Berührung bringt und dadurch gegen ein Abbrechen während seiner Verfestigung009835 /0331stabilisiert.
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