DD253263A1

DD253263A1 - Vorrichtung zum herstellen von elementarfadenvliesstoff

Info

Publication number: DD253263A1
Application number: DD29505886A
Authority: DD
Inventors: Achim Heinze; Hans-Juergen Malcomess; Heinz Wolf; Hans Vogel; Peter Heinze; Arndt Hamann; Rudolf Huschka; Walter Kittelmann
Original assignee: Karl Marx Stadt Tech Textil
Priority date: 1986-10-06
Filing date: 1986-10-06
Publication date: 1988-01-13
Also published as: DE3727374A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Elementarfadenvliesstoff nach dem Schmelzspinnprinzip, dessen Elementarfaeden hoch verstreckt werden. Direkt am Anschluss an den Mischkanal des jeweiligen Verstreckinjektors ist eine Kanalerweiterung angeordnet. Der Mischkanal 2 weist einen Durchmesser von 5-10 mm und die Kanalerweiterung 3 eine Laenge von 20-50 mm auf. Der Wandneigungswinkel a der Kanalerweiterung betraegt 2-4. Beide letzt genannten Groessen weisen innerhalb ihrer Grenzen entgegengesetzte Tendenz auf. Die Kanalerweiterung bewirkt innerhalb der vorgeschriebenen Abmessungen einen Druckrueckgewinn, wodurch eine geforderte Substanzfestigkeit der Elementarfaeden mit niedrigerem Energieverbrauch erreicht werden kann. Die definierte Parallellage der Elementarfaeden wird auch beim Verlassen des Injektors gesichert. Figur

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Elementarfadenvliesstoff nach dem Schmelzspinnprinzip, dessen Elementarfäden hoch verstreckt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Für die Herstellung von Elementarfadenvliesstoff sind bereits sehr viele Vorrichtungen vorgeschlagen worden, die verschiedenste Vorteile, insbesondere aber Qualitätsverbesserungen und/oder eine Senkung des Herstellungsaufwandes, erbringen sollen.

Nach DD-PS 85910 wurde ein Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung vorgeschlagen, welches eine erhebliche Senkung des Energieverbrauches für das Betreiben des Abzugskanals erbringt. Die Elementarfäden weisen jedoch eine Restdehnung von mehr als 300% auf. Auf diese Weise ist nur eine geringe Substanzausnutzung des eingesetzten Polymeren möglich. Werden bisher bekannte Verstreckinjektoren für die Elementarfäden mit einem entsprechenden Energieverbrauch betrieben, stellt sich ein solcher Volumendurchsatz der Luft und damit deren Strömungsgeschwindigkeit im Kanal ein, die eine unzureichende Kraftaufprägung auf die Elementarfäden bewirken. Folge davon ist eine ungenügende Verstreckung, in deren Ergebnis eine Substanzfestigkeit der Elementarfäden erreicht wird, die nicht zufriedenstellen kann.

Um die geforderte Substanzfestigkeit dennoch zu erzielen, wurde in die Treibdüse ein erhöhter Druck eingebracht, der die für eine ausreichende Verstreckung notwendige Luftgeschwindigkeit im Mischkanäl des Verstreckinjektors gewährleistet. Durch diese Maßnahme wurde jedoch der Energieverbrauch erheblich erhöht, was aber auf Grund der notwendigen Vliesstoffeigenschaften als Kompromiß akzeptiert wurde. Zusätzlich ergab sich mit der Erhöhung der Austrittsgeschwindigkeit der Luft in die freie Atmosphäre ein stark erhöhter Lärmpegel.

Versuche, durch Abstimmung von Düsenquerschnitten mit Druck und Luftgeschwindigkeiten innerhalb des Verstreckinjektors zu einer hohen Ausnutzung der Energie für die Beschleunigung der Elementarfäden zu gelangen, führten auch nicht zu einer wesentlichen Senkung des Energieverbrauches. .

Am Ende des Verstreckinjektors angebrachte Vorrichtungen zur Verbesserung der Fadenablage beruhen grundsätzlich auf der Erzeugung von Turbulenzen. Durch Diffusoren, in die z.B. nach FR-PS 2392159 das Ejektorrohr hineinragt oder bei denen durch seitliche Spalte zusätzliche Luft angesaugt wird (z. B. DE-OS 1635 596), werden die Elementarfäden so voneinander getrennt, daß sich die Wirrlage auf dem Ablageband verbessern läßt. Damit steigt der Energieverbrauch aber ebenfalls zusätzlich an. Insgesamt ist festzustellen, daß mit allen bekannten Vorrichtungen keine wesentliche Verbesserung des Verhältnisses spezifischer Energieverbrauch zur Substanzfestigkeit der Elementarfäden erreicht wird.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Verbesserung einer Vorrichtung zum Herstellen von Elementarfadenvliesstoff nach dem Schmelzspinnprinzip ohne erhebliche Zusatzaufwendungen, wobei der spezifische Energieverbrauch für die Erzielung einer geforderten Substanzfestigkeit der Elementarfäden minimiert werden soll und die Elementarfäden in definierter Anordnung den Injektor verlassen.

Wesen der Erfindung

Technische Aufgabe der Erfindung ist die Gestaltung des Verstreckinjektors so, daß er allein durch seine Form einen ausgangsseitigen Unterdruck auf den atmosphärischen Druck anhebt und eine definierte Strömung auch am Ausgang des Mischkanals gesichert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für eine Strömungsgeschwindigkeit der Luft im Mischkanal des jeweiligen Verstreckinjektors von 180 bis 260 m · s~¹ direkt im Anschluß an den Mischkanal, dereinen Durchmesser von 5 bis 10mm aufweist, eine Kanalerweiterung angeordnet ist. Die Länge der Kanalerweiterung beträgt 20 bis 50mm, ihr Wandneigungswinkel a 2 bis 4°. Beide Größen weisen innerhalb ihrer Grenzen entgegengesetzte Tendenz auf.

Durch die alimähliche Vergrößerung.der durchströmten Fläche im Bereich der Kanalerweiterung verzögert sich die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, es tritt ein Druckrückgewinn ein. Durch diesen Druckrückgewinn kann ein um diesen Betrag reduzierter Druck in das System eingebracht werden, um die gleiche Verstreckkraft auf die Elementarfadenschar aufzuprägen. Damit ergibt sich eine Einsparung bis zu 50% der bisher eingesetzten Treibluftmenge und damit von Energie. Durch die Verzögerung der Luftgeschwindigkeit wird außerdem der Schallpegel am Ausgang des Verstreckinjektors erheblich gesenkt. Bei Verlassen der angegebenen Bereiche der Parameter kann es z. B. durch Ablösen der Strömung von den Kanalwandungen zu zusätzlichen Energieverlusten oder Störungen im technologischen Ablauf, insbesondere der Fadenablage, kommen. Die Fadenablage kann durch die mit der Erfindung bewirkten weitgehend wirbelfreien Strömung gezielt durch eine Ablenkeinrichtung mit hoher Gleichmäßigkeit erfolgen. Entscheidend dabei ist, daß bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Parameterbereiche die Luftgeschwindigkeit nicht unter die Fadengeschwindigkeit absinkt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Schnitt durch einen Injektor mit erfindungsgemäßer Kanalerweiterung.

Der Verstreckinjektor 1 besteht aus einer Treibdüse 4, einer Schleppdüse 5, einem Mischkanal 2 und einer Kanalerweiterung 3.

Aus einer Spinndüsenanordnung 5 wird eine Elementarfadenschar 7 extrudiert und von der Saugströmung der unterhalb des Spinnbalkens angeordneten Schleppdüse 5 erfaßt.

Die Treibdüse 4 mündet in die Schleppdüse in Form eines Ringspaltes 10. Die Treibdüse, die in der Zeichnung vereinfacht mit geradlinigen Wandungen dargestellt ist, ist für das Betreiben imüberschallbereich als Lavaldüse zu formen. Durch den Austritt der Treibluft mit Überschallgeschwindigkeit aus dem Ringspalt wird die Schleppluft auf etwa 320 m · s"¹ beschleunigt. Im nachfolgenden Mischkanal 2 erfolgt der Impulsaustausch zwischen Treib- und Schleppluft. Die Strömungsgeschwindigkeit beträgt am Ausgang 220 m s~¹. Diese reicht aus, um auf einer Mischkanallänge von 250mm die Elementarfäden auf 4000-5000m · min"¹ zu beschleunigen, wodurch eine hohe Reckung zum Erreichen einer maximalen Substanzausnutzung gewährleistetest. Der Durchmesser des Mischkanals 2 beträgt 7 mm, die Anzahl der Elementarfäden ausPolycaprolaktam92mit einem Gesamtfadentiter von 27,6tex in verstrecktem Zustand. Die Lufttemperatur beträgt 305 K. Der Wandneigungswinkel der Kanalerweiterung 3 beträgt 4°, deren Länge 21 mm. Die Luftgeschwindigkeit wird bis zum Austritt aus der Kanalerweiterung auf ca. 100 m · s""¹ verzögert, wodurch ein Druckrückgewinn von ca. 0,15 bar erreicht wird. Damit reduziert sich die Treibluftmenge

auf ca. 65%. · ' '

Die mit dieser Vorrichtung erzielten Strömungsverhältnisse sind so störungsarm, daß die Elementarfadenscharen 7, die aus nebeneinander angeordneten Verstreckinjektoren 1 auf Ablenkeinrichtungen 8 treffen, aus nahezu parallel verlaufenden Elementarfäden bestehen und dann durch die Ablenkeinrichtungen gleichmäßig auf dem Ablageband 9 verteilt werden können.

Die Ablenkeinrichtung 8 kann dabei in bekannter Weise z.B. durch eine Platte, auf welche zusätzlich Luft geblasen wird, eine Fangelektrode, bei der die Spreizung der Fäden durch eine Koronaentladung erreicht wird oder auch kombinierte Einrichtungen gebildet sein.

In einem zweiten Beispiel sind bis auf die Gestaltung der Kanalerweiterung 3 alle anderen Parameter gleich gewählt. Der Wandneigungswinkel beträgt hier 2°, die Länge der Kanalerweiterung dagegen 50mm.

Für die Erreichung eines guten Wirkungsgrades in den Düsen und der Kanalerweiterung sind hydraulische glatte Wände und Übergänge erforderlich.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen von Elementarfadenvliesstoff nach dem Schmelzspinnprinzip, die Verstreckinjektoren zum Auftragen der Abzugskraft auf eine aus einer Spinndüsenanordnung extrudierte Fadenschar, die anschließend über Ablenkeinrichtungen auf einem perforierten Band zum Vlies abgelegt wird, besitzt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im jeweiligen Mischkanal der Verstreckinjektoren 180 bis 260 m · s"¹ beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils direkt im Anschluß an den einen Durchmesservon5bis10mm aufweisenden Mischkanal (2) eine Kanalerweiterung (3) angeordnet ist, deren Länge 20 bis 50 mm und deren Wandneigungswinkel a 2 bis 4° betragen, wobei beide Größen innerhalb ihrer Grenzen entgegengesetzte Tendenz aufweisen.

Hierzu 1 Seite Zeichnung