Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Spinndüsen. welche beispielsweise zum Extrudieren viskoser Substanzen mit faserhildenden Eigenschaften verwendet werden können.
Spinndüsen zur Herstellung künstlicher Filamente bestehen meist aus einer Platte mit einer oder mehreren durchgehenden Öffnung(en). durch welche bei Spinnen das faserbildende Material gepresst wird. Im allgerneinen kann eine solche durchgehende Öffnung in einer Spinndüsenplatte in drei Abschnitte unterteilt werden, niimlich in die Einlaufbohrung, in den sich zur Austrittsseite der Platte hin meist verjüngenden Nlittelteil und in den in die Austrittsseite der Düsenplatte mündenden Kapillarteil.
Die Fertigung der Einlaufhohrung stellt wegen der relativ grossen Querschnittsdimensionen meist keine Schwierigkeit dar. Oer sich verjüngende Nlitteltei kann bei kreisrunden Kapillaröffnungen in Form eines Kegelstum pfes ausgefiihrt werden. Bei nicht kreisrunden Kapillar öffnungen ist die Herstellung eines konvergierenden Mittelteils.
der einen ungehemmten Huss der Spinnmasse von der Einlaufbohrung zur Kapillare ohne tote Winkel gewährleistet, mit konverntionellen Niethoden nicht oder nur mit grossem Aufwand möglich. Die Herstellung der Kapillarbohrung erfolgt meist mechanisch oder elektroerosiv und in letzter Zeit mittels l aserstrahl.
Die Wandungen der Spinnöffnungen miissen sehr glatt sein, insbesondere in denjenigen Ahschnitten der Spinndüse. durch welche die Spinnmasse mit grosser Geschwindigkeit strömt.
Diese Bedingung macht bei den heutigen Fertigungsverfahren meist ein zeitraubendes Nachbearbeiten der Rohlöcher notwendig.
In einer Düsenplatte befinden sich meist mehrere Spinnöffnungen. Für die Qualität des ersponnenen Produkts ist es oft von grosser Bedeutung. dass alle Öffnungen in einer Platte genau die gleichen Abmessungen. insbesondere in bezug auf Kapillarquerschnitt, Kapillarlänge und Form des Mittelteils, aufweisen. Diese Konstanz der Abmessungen ist bei konventionellen Fertigungsverfahren nur in gewissen Grenzen einhaltbar und erfordert äusserst sorgfältiges Arbeiten.
Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das die vorstehend beschriebenen Nachtteile nicht aufweist und auch die Fertigung von bisher nicht herstellharen Düsenformen erlaubt.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zumindest ein Teil der Wandung des Düsenlochs durch stromlose oder elektrolytische Metallabscheidung gebildet wird, wobei die Form des betreffenden Teils der Wandung durch ein Negativmodell vorbestimmt ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise erläutert. In den Zeichnungen wurden für gleiche Teile gleiche Indexziffern eingesetzt; es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Metallabscheidung, wobei das Negativmodell in eine konisch auslaufende Vorbohrung in der Düsenplatte eingesetzt ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform, wobei die Metallabscheidung auf den freistehenden Formteil des Negativmodells und von diesem ausgehend erfolgt;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Negativmodells zur Herstellung einer einfachen Lochform it rundem Querschnitt des Einlauf-, Mittel- und Kapillarteils:
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Fig. 4 eine schematische Darstellung einer komplizierteren Negativform, beispielsweise zur Herstellung von trilobalen Filamenten, bei welcher ein Einlaufteil über einen Mittelteil graduell in einen sternförmig, dreizackigen Kapillarteil übergeht.
Anstatt wie bisher üblich in eine Metallplatte ein Düsenloch der geforderten Form und Oberflächengüte einzubringen, wird erfindungsgemäss ein Negativmodell der gewünschten Lochform bzw. eines Abschnitts der gewünschten Lochform verwendet. Durch Abscheidung von Metall um dieses Negativmodell herum wird ein Nletallstück erzeugt, das ein Düsenloch bwz. einen Düsenlochahschnitt der gewünschten Form umschliesst. Da der Prozess der Metallabscheidung relativ langsam verläuft. ist es vorzuziehen, nicht die gesamte Düsenplatte auf diese Weise herzustellen.
Vorzugsweise werden vielmehr die durch Metallabscheidung gewonnenen Metallstücke in Vorbohrungen in einer Düsenplatte eingesetzt oder die Metallabscheidung wird direkt in einer Vorbohrung durchgeführt, die in der Düsenplatte dort angebracht ist, wo sich das Düsenloch bzw. der Düsenlochabsehnitt schlussendlich in der Düsenplatte befinden soll. Auf die letztegenannte Art kann auch gleichzeitig eine feste Verankerung des durch Metallabscheidung gewonnenen Teils erzielt werden.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform dargestellt, wobei die Diisenplatte 1 eine durchgehende. in Form eines Kegelstumpfs auslaufende Vorbohrung 2 aufweist. In dieser Vorbohrung befindet sich das Negativmodeil 4 des Kapillarteils ss und des konvergierenden Mittelteils 6 des Diisenlochs. Die Düsenplatte liegt bündig auf einer Metallplatte 3 auf. Durch eine der an sich bekannten chemischen Behandlungen wird die Oberfläche dieser Metallplatte so aufbereitet, dass sich dort niedergeschlagene Metallschichten leicht ablösen lassen. Der Prozess wird vorzugsweise so geführt, dass die Metallabscheidung von der Metallplatte 3 ausgeht.
Bei elektrolytischer Metallabscheidung wird dies beispielsweise durch elektrische Isolation erreicht, die das Fliessen von Strömen zwischen Düsenplatte 1 und Elektrolyt verhindert, bei stromloser Metallabscheidung durch eine der an sich bekannten Passivierungen für die Wandungen der Vorbohrung 2 und durch eine Aktivierung der Oberfläche der Metallplatte 3. Die sich auf der Metallplatte 3 aufbauende Metallschicht füllt den Bereich der Vorbohrung 2 zwischen Negativmodell 4 und Düsenplatte 1 aus. Sobald diese Schicht die gewünschte Höhe erreicht hat, wird die Metallabscheidung abgebrochen und die Negativform entfernt.
Bei dieser Ausführungsform ist es bei den bekannten stromlosen und elektrolytischen Metallabscheidungsverfahren ohne weiteres möglich, die mit dem abgeschiedenen Metall in Berührung stehenden Oberlächen des Negativmodells, der Metallplatte sowie die Wand der Vorbohrung in der Düsenplatte auf bekannte Art so vorzubehandeln, dass sich nach Abbruch der Metallabscheidung das Negativmodell und die Metallplatte leicht entfernen lassen, zwischen dem abgeschiedenen Metall und der Wandung der Vorbohrung in der Düsenplatte jedoch eine feste Verbindung erfolgt.
Im allgemeinen wird man vor allem die Abschnitte des Düsenlochs, die mit gängigen Verfahren schwer herstellbar sind, durch Metallabscheidung erzeugen, insbesondere also den Kapillarteil und den Mittelteil.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wurde der Prozess so geführt, dass die Metallabscheidung von der Metallplatte aus erfolgte. Es ist jedoch auch möglich, die Metallabscheidung so zu steuern, dass sie vom Negativmodell, von der Wand der Vorbohrung in der Düsenplatte oder zugleich von mehreren der mit dem abgeschiedenen Metall in Berührung tretenden Teile ausgeht.
Da bei elektrolytischer Abscheidung Hohlkanten eine geringere, Spitzen eine höhere Wachstumsgeschwindigkeit aufweisen, ist für komplizierte Formen häufig die stromlose Metallabscheidung vorteilhafter.
Ausser der unter Bezugnahme auf Fig. 1 gezeigten Möglichkeit, die Metallabscheidung direkt in der Vorbohrung der Düsenplatte auszuführen, kann der sich um das Negativmodell bildende Metallteil auch wie bereits erwähnt ausserhalb der Vorbohrung erzeugt und dann in eine entsprechende Vorbohrung in der Düsenplatte eingesetzt werden, wie in Fig. 2 angedeutet. Nötigenfalls können die Aussenabmessungen solcherart frei erhaltener Metallabscheidungen durch Schleifen normiert werden.
Für viele Düsenformen kann, ausgehend von einem Negativmodell des gewünschten Düsenlochs bzw. Düsenlochabschnitts, nach einem der in der Galvanoformung bekannten Verfahren eine Vielzahl von Negativmodellen erzeugt werden, die untereinander weitgehend identisch sind. Somit können im Fabrikationsprozess viele Düsenlöcher zugleich gefertigt werden und auch die Bedingung der Gleichheit der einzelnen Düsenlöcher untereinander wird leicht erfüllt.
Zur elektrolytischen und stromlosen Abscheidung eignen sich viele Metalle, beispielsweise Nickel, Chrom und Kupfer, letzteres besonders für Stellen wie Hinterfutterungen, die nicht mit der Spinnsubstanz in Berührung kommen.
Für die Badführung und Badzusammensetzung für die Metallabscheidung können die in der Galvanotechnik bzw. in der Technik der Metallabscheidung bekannten Rezepte herangezogen werden.
Das Erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es, Düsenformen zu erzielen, deren Herstellung bisher wegen fertigungstechnischen Schwierigkeiten kaum ausführbar war, wie z.B. die Herstellung von Düsen mit einem Kapillarteil von nicht rundem Querschnitt, bei denen der Düsenmittelteil von der Einlaufbohrung aus stetig - ohne Bildung toter Winkel zum Querschnitt des Kapillarteils überleitet. Fig. 4 zeigt als Beispiel eine Ausführungsform einer solchen Düse.
PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung einer Spinndüse, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Wandung des Düsenlochs durch stromlose oder elektrolytische Metallabscheidung gebildet wird, und dass die Form dieses Teils der Wandung durch ein Negativmodell vorbestimmt ist.
II. Nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestellte Spinndüse.
UNTERANSPRÜCHE
1. Verfahren gemä.ss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass Nickel, Chrom oder Kupfer stromlos oder elektrolytisch abgeschieden wird.
2. Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallabscheidung vom Negativmodell oder von einer Grundplatte oder von beiden zugleich ausgeht.
3. Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Negativmodell während der Metallabscheidung in einem in eine Düsenplatte eingebrachten Vorloch befindet, so dass der entstehende Wandungsteil = Düsenlochs direkt in das Vorloeh passt und sich vorzugsweist Cest rnit dem Material der Düsenplatte verbindet, wobei die Metallabscheidung vom Negativmodell, einer Grundplatte, der Düsenplatte oder zugleich von mehreren dieser Teile ausgeht.
4. Spinndüse gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Düsenloch von der Einlaufbohrung ohne Bildung toter Winkel zum Kapillarteil hin verjüngt, insbesondere auch bei Düsen, deren Kapillarteil einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist.
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