DE1181366B

DE1181366B - Mehrlochspinnduese zur Herstellung von Hohlfaeden

Info

Publication number: DE1181366B
Application number: DEH36543A
Authority: DE
Inventors: Emil Grafried
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1959-06-03
Filing date: 1959-06-03
Publication date: 1964-11-12
Also published as: BE591378A; CH386614A; NL251828A; GB948073A; US3075242A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: D Ol d

Deutsche Kl.: 29 a - 6/04

Nummer: 1181366

Aktenzeichen: H 36543 VII a / 29 a

Anmeldetag: 3. Juni 1959

Auslegetag: 12. November 1964

Die Erfindung betrifft eine Mehrlochspinndüse zur Herstellung von Hohlfäden aus vollsynthetischen, hochmolekularen organischen Stoffen nach dem Schmelzspinnverfahren.

Es ist bereits bekannt, bei der Herstellung von Hohlfäden und Hohlfasern aus Zellulose, die aus der Spinnlösung durch ein Fällbad ausgefällt werden, Spinndüsen zu verwenden, bei denen in den Düsenbohrungen axial verlaufende Drähte oder auch Röhrchen befestigt sind, mittels derer in dem Faden ein Hohlraum erzeugt wird. Es lag an sich nahe, diese Düsen mit eingesetzten Drähten oder Röhrchen auch für die Herstellung von Hohlfäden aus vollsynthetischen Stoffen, die nach dem Schmelzspinnverfahren gewonnen werden, zu verwenden. Es hat sich jedoch in zahlreichen Versuchen gezeigt, daß Spinndüsen, die in Anlehnung an die bekannte Konstruktion mit Drahtkernen in der Düsenbohrung versehen sind, für die Herstellung von Hohlfäden nach dem Schmelzspinnverfahren nicht verwendet werden können.

Vollsynthetische hochmolekulare organische Stoffe, wie Polyamide, Polyvinylverbindungen, Polyäthylenabkömmlinge, Polyterephthalsäureester u. dgl. zur Fadenbildung geeignete Stoffe, erfordern bekanntlich bei ihrer Verformung zu Kunstfäden Spinndüsen, die sowohl den hohen Schmelztemperaturen der nur in diesem Zustand verformbaren Kunststoffe als auch den hohen Drücken, die infolge der großen Zähigkeit der Kunststoffschmelzen angewandt werden müssen, gewachsen sind. Bei dem Austritt aus den Düsenbohrungen werden die Fäden dann sofort auf ein Mehrfaches ihrer Länge verstreckt, wodurch sie. neben der gewünschten Einheit gleichzeitig noch ihre besondere Festigkeit erhalten. Diese Maßnahme bringt bei der Herstellung von Hohlfäden besondere Schwierigkeiten, die den Einsatz der bekannten Spinndüsen mit Drahtkernen bei vollsynthetischen hochmolekularen organischen Stoffen unmöglich machen. Die aus den Düsenbohrungen unter Druck abgezogenen Fäden werden nämlich durch den bei der Verstrekkung auftretenden inneren Unterdruck sofort wieder zusammengepreßt, so daß der durch den Drahtkern erzeugte Hohlraum im Faden unmittelbar nach dem Austritt aus der Düse wieder verlorengeht und der angestrebte Zweck der Ausbildung eines Hohlfadens mit gleichmäßigem Gefüge nicht erreicht wird. Verwendet man an Stelle von Drahtkernen aber Drahtröhrchen, so werden diese Röhrchen durch die beim Schmelzspinnverfahren notwendigen hohen Drücke so stark deformiert bzw. aus dem Zentrum.der Bohrung entfernt, daß keine einwandfreie Fadenausbil-

Mehrlochspinndüse zur Herstellung
von Hohlfäden

Anmelder:

W. C. Heraeus G. m. b. H.,
Hanau/M., Heraeusstr. 12/14

Als Erfinder benannt:

Emil Grafried, Großauheim/M.

dung mehr möglich ist, geschweige denn die Bildung eines Hohlfadens.

Weiterhin ist es bekannt, Spinndüsen zur Herstellung synthetischer Hohlfäden zu verwenden, die aus einer Spinnplatte bestehen mit zweistufig ausgebildeten, vorzugsweise zylindrischen Düsenbohrungen und darin konzentrisch angeordneten, nur an schmalen Längsflächen der Wände der Düsenbohrungen anliegenden und zwischen den abgeflachten breiteren Längsflächen und den Düsenbohrungen einen Durchflußraum für die Schmelze bildenden Einsatzkörpern. Von diesen bekannten Düsen geht die vorliegende Erfindung aus.

Diese Spinndüsen besitzen keine Möglichkeit der Luftzufuhr in den beim Spinnvorgang gebildeten Hohlfaden. Im übrigen ist es dem Fachmann seit langem bekannt, daß sich eine Zwangsluftzufuhr im allgemeinen nur mit großen Schwierigkeiten befriedigend regeln läßt, beispielsweise über Ringleitungen mit einer Gaszuführungsleitung und Verteilervorrichtung, die keine Gewähr für gleichmäßige Druckverteilung bieten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese erheblichen Nachteile der bisher bekannten Düsen zu beseitigen und eine Spinndüse zu schaffen, die auch den speziellem Anforderungen des Schmelzspinnverfahrens in besonderem Maße gerecht wird.

Eine überraschende Lösung dieser Aufgabe wurde nunmehr darin gefunden, daß "jeder Einsatzkörper eine konzentrische, nicht durchgehende Bohrung von gleichmäßigem Querschnitt aufweist, die mit einer zu dieser Bohrung etwa senkrechten, durch eine der schmalen Längsflächen des Einsatzkörpers geführten Bohrung in Verbindung steht, -die ihrerseits durch die Spinnplatte nach außen weitergeführt ist und in den die Austrittsseite der Spinndüse umgebenden Luftraum mündet, so daß sie zusammen mit der

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konzentrischen Bohrung einen Kanal für die beim Spinnvorgang angesaugte Luft bildet.

Bei einer Einlochdüse war eine ähnliche Anordnung zwar schon früher vorgeschlagen worden, doch ist diese bekannte Einlochdüse für viskose Spinnmassen nicht geeignet, da sie für den Durchfluß der Schmelze nur sehr kleine Bohrungen besitzt, die der viskosen Schmelze einen zu hohen Widerstand entgegensetzen. Außerdem ist die bekannte Einlochdüse fertigungstechnisch bereits derart kompliziert, daß eine ähnliche Konstruktion bei einer Mehrlochdüse zu nahezu unüberwindlichen Schwierigkeiten führen würde. Darüber hinaus wären besondere Maßnahmen notwendig, um ein Eindringen der Schmelze in den Luftkanal während des Spinnvorganges zu vermeiden.

Die Spinndüse gemäß der Erfindung zeigt auch diese Nachteile nicht, vor allem ist der Luftkanal für die Schmelze in keinem Falle zugänglich. Ein weiterer erheblicher Vorteil besteht darin, daß für die Einsatzkörper keine zusätzliche Halterung notwendig ist, da diese im Preßsitz in der Bohrung gehalten werden und auch bei starken Arbeitsdrücken nicht aus der Bohrung herausgepreßt werden können.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Spinndüse gemäß der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, doch ist die Erfindung durch dieses Beispiel in keiner Weise beschränkt. Die Düse ist, um die Zeichnungen besonders übersichtlich zu gestalten, hier nur mit einer einzigen Bohrung versehen.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Düse;

F i g. 2 zeigt den Schnitt durch den Einsatzkörper mit der seitlichen Bohrung;

F i g. 3 zeigt den Einsatzkörper von der Seite des Fadenaustritts;

F i g. 4 zeigt perspektivisch das Innere der Düse mit dem Einsatzkörper.

In die Düsenplatte 1 ist in die zylindrische Bohrung, bestehend aus dem Teil 2 a mit größerem Querschnitt und dem Teil 2 & mit kleinerem Querschnitt, der Einsatzkörper 3 eingepaßt. Dieser Einsatzkörper stellt einen Zylinder mit zwei abgeflachten parallelen Seiten dar, der an seinem der Eintrittsseite der Schmelze zugewandten Teil in den Kegel 5 ausläuft, der das einwandfreie Abfließen der Schmelze sichert. Der Einsatzkörper geht in den zylinderförmigen Teil 6 über, dessen Durchmesser geringer ist als der Durchmesser des Teiles 2 & der Bohrung der Düsenplatte, und zwar um so viel, als die Wandstärke des noch nicht gestreckten Hohlfadens beträgt. Der Einsatzkörper 3 ist mit der Bohrung 7 versehen: diese wird nach dem Einpassen des Einsatzkörpers von der nunmehr angebrachten seitlichen Bohrung 4 getroffen, die die Düsenplatte 1 und den Einsatzkörper 3 bis zu der Bohrung 7 durchstößt.

Während des Spinnvorganges bewegt sich die Schmelze zunächst an den abgeflachten Seiten des oberen Teiles des Einsatzkörpers entlang und vereinigt sich dann noch innerhalb der Düsenplatte zu einem Hohlfaden, der beim Austritt aus der Düse unter gleichzeitigem Ansaugen von Luft durch die seitliche Bohrung der Düse bis zu der gewünschten Stärke und Länge verstreckt werden kann, ohne daß der hierbei auftretende innere Unterdruck den Faden wieder zusammenpreßt.

Es ist selbstverständlich auch möglich, sowohl die Form des Einsatzkörpers als auch die Form der seitlichen Bohrung im Rahmen dieser Erfindung zu variieren. Beispielsweise kann der Einsatzkörper neben der beschriebenen zylindrischen Form mit den beiden parallelen Flächen mehrere dieser Flächen

ίο oder auch Rippen, beispielsweise vier oder sechs, aufweisen. Gleichermaßen kann an Stelle einer zylindrischen seitlichen Bohrung auch eine kegelförmige Bohrung für die zusätzliche Luftzufuhr gewählt werden, wie es auch möglich ist, diese Bohrung nicht im rechten Winkel zu der Strömungsrichtung der Schmelze, sondern in einem hiervon abweichenden, beispielsweise stumpfen Winkel, anzubringen.

Als Werkstoff für die Spinndüse gemäß der Erfindung können die bekannten Metalle und Legierungen verwendet werden, insbesondere Edelmetalle und deren Legierungen; auch Edelstahle, wie V2A- und V4A-Stähle können mit gutem Erfolg als Werkstoffe eingesetzt werden. Daneben ist es möglich, den Einsatzkörper aus einem von dem Werkstoff der Düsenplatte abweichenden Werkstoff zu fertigen; meist ist es jedoch vorteilhafter, den gleichen Werkstoff zu verwenden, um eine Lockerung des Einsatzkörpers auf Grund der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten zu vermeiden.

Claims

Patentanspruch:

Mehrlochspinndüse zur Herstellung von Hohlfaden aus vollsynthetischen, hochmolekularen organischen Stoffen nach dem Schmelzspinnverfahren, bestehend aus einer Spinnplatte mit zweistufig ausgebildeten, vorzugsweise zylindrischen Düsenbohrungen und darin konzentrisch angeordneten, nur an schmalen Längsflächen der Wände der Düsenbohrungen anliegenden und zwischen den abgeflachten breiteren Längsflächen und den Düsenbohrungen einen Durchflußraum für die Schmelze bildenden Einsatzkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einsatzkörper (3) eine konzentrische nicht durchgehende Bohrung (7) von gleichmäßigem Querschnitt aufweist, die mit einer zu dieser Bohrung etwa senkrechten, durch eine der schmalen Längsflächen des Einsatzkörpers geführten Bohrung (4) in Verbindung steht, die ihrerseits durch die Spinnplatte (1) nach außen weitergeführt ist und in den die Austrittsseite der Spinndüse umgebenden Luftraum mündet, so daß sie zusammen mit der konzentrischen Bohrung (7) einen Kanal für die beim Spinnvorgang angesaugte Luft bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 328 050, 914 304,
948 732;

schweizerische Patentschriften Nr. 222 772,272 802.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 727/331 11.6+ ® Bundesdruckerei Berlin