DE1225338B - Device for the production of single threads by the melt spinning process - Google Patents
Device for the production of single threads by the melt spinning processInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
Int.CI.:Int.CI .:
DOIdDOId
Deutsche Kl.: 29 a - 6/31 German class: 29 a - 6/31
Nummer: 1225 338Number: 1225 338
Aktenzeichen: N 21507 VII a/29 aFile number: N 21507 VII a / 29 a
Anmeldetag: 27. April 1962 Filing date: April 27, 1962
Auslegetag: 22. September 1966Opening day: September 22, 1966
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Einzelfäden nach dem Schmelzspinnverfahren, bestehend aus einer Strangpresse mit nach unten gerichtetem Spinnkopf, einem darunter angeordneten, eine Flüssigkeit enthaltenden Kühltrog, in welchem ein Führungsorgan untergebracht ist, und aus einer Fadenabziehvorrichtung.The invention relates to a device for the production of single threads by the melt spinning process, consisting of an extrusion press with a downwardly directed spinning head, and an underneath, a liquid-containing cooling trough in which a guide member is accommodated, and from a thread puller.
Vorrichtungen dieser Art sind bekannt. Es ist üblich, den Kühltrog dieser Vorrichtungen mit Wasser mit einer Temperatur von etwa 10 bis 25° C zu füllen.Devices of this type are known. It is common to use the cooling trough with these devices Fill water with a temperature of around 10 to 25 ° C.
Die auf diese Weise erhaltenem Fäden können z. B. als Angelschnüre oder als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Bürsten oder von Spritzgußgranulaten verwendet werden. In letzterem Fall werden die Fäden in entsprechende Stücke unterteilt.The threads obtained in this way can, for. B. as fishing lines or as a starting material for Manufacture of brushes or injection molding granules can be used. In the latter case it will be divided the threads into appropriate pieces.
Es hat sich gezeigt, daß die so hergestellten Endprodukte kein homogenes Gefüge aufweisen, sondern vielmehr einen scharfen Übergang von der Außenhaut zum Kern zeigen. Die Außenhaut ist im wesentlichen amorph, während der Kern kristallinisch ist. Außerdem ist es notwendig, das als Kühlmittel verwendete Wasser von den Fäden durch Abdampfen zu entfernen.It has been shown that the end products produced in this way do not have a homogeneous structure, but rather rather show a sharp transition from the outer skin to the core. The outer skin is essentially amorphous, while the core is crystalline. In addition, it is necessary to use the one used as a coolant Remove water from the threads by evaporation.
Zwar lassen sich Einzelfäden mit einer homogeneren kristallinischen Struktur herstellen, wenn an Stelle von Wasser als Kühlmedium Weißöl verwendet wird. Außerdem ist in diesem Fall eine Verdampfung des Kühlmediums nicht mehr nötig, da das Weißöl einfach durch Abstreifen von den Einzelfäden entfernt werden kann. Dieses Kühlmedium besitzt jedoch den Nachteil, daß seine Kühlwirkung geringer ist, wodurch längere Baddurchläufe bedingt werden.It is true that single threads with a more homogeneous crystalline structure can be produced if on Instead of water, white oil is used as the cooling medium. In addition, there is evaporation in this case of the cooling medium is no longer necessary, as the white oil is simply removed from the individual threads can be removed. However, this cooling medium has the disadvantage that its cooling effect is lower, which means that longer bath runs are required.
Ferner sind bereits einige Anordnungen beschrieben worden, bei denen andere Kühlvorrichtungen angewendet werden.Furthermore, some arrangements have already been described in which other cooling devices are used will.
Die französische Patentschrift 1167 216 betrifft eine Vorrichtung zum Spinnen von dünnen Fäden aus Polyolefinen, die in einem Bad aus siedend heißem Wasser verstreckt werden. Um ein Verkleben der feinen Fäden nach dem Austritt aus der Düse zu verhindern, wird vor dem Eintritt in das Verstreckungsbad ein Kühlstrom auf das Fadenbündel gerichtet. Zu diesem Zweck ist in etwa 25 mm Entfernung vom Spinnkopf ein das Fadenbündel umschließender und mit Löchern versehener Ring angeordnet, mit dessen Hilfe Luft radial auf die Fäden geblasen wird. Diese Vorrichtung eignet sich jedoch nicht für eine verbesserte Kühlung im Kühlbad selbst, wie dies für eine Qualitätsverbesserung von drahtartigen Einzelfäden erforderlich ist.French patent specification 1167 216 relates to a device for spinning thin threads made of polyolefins that are stretched in a bath of boiling hot water. To a sticking Preventing the fine threads from exiting the nozzle is done prior to entering the Drawing bath directed a cooling stream onto the thread bundle. For this purpose is roughly At a distance of 25 mm from the spinning head, a thread bundle enclosing the thread bundle and provided with holes Arranged ring, with the help of which air is blown radially onto the threads. This device is suitable however, not for improved cooling in the cooling bath itself, as is the case for quality improvement of wire-like filaments is required.
Vorrichtung zur Herstellung von Einzelfäden
nach dem SchmelzspinnverfahrenDevice for the production of single threads
according to the melt spinning process
Anmelder:Applicant:
N. V. Onderzoekingsinstituut Research, ArnheimN. V. Onderzoekingsinstituut Research, Arnhem
(Niederlande)(Netherlands)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Jung, Patentanwalt,Dipl.-Chem. Dr. phil. E. Jung, patent attorney,
München 23, Siegesstr. 26.Munich 23, Siegesstr. 26th
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Ir. Heine Gerke Nicolai Tiemersma,Ir. Heine Gerke Nicolai Tiemersma,
Olav Edward Koster, Arnheim (Niederlande)Olav Edward Koster, Arnhem (Netherlands)
Beanspruchte Priorität:
. Niederlande vom 17. Mai 1961 (264 878)Claimed priority:
. Netherlands May 17, 1961 (264 878)
Die französische Patentschrift 1166 560 befaßt sich mit einer Verbesserung der Qualität vonFrench patent 1166 560 is concerned deal with an improvement in the quality of
as schmelzgesponnenen Polyamidfäden durch starke
Unterkühlung. Die Spinnprodukte werden mit einem Kühlmedium mit einer Temperatur unter -50C
und vorzugsweise von —25 bis —60° C behandelt, das in Form eines Bades zur Anwendung gelangen
oder zerstäubt werden kann. Es geht daraus nicht hervor, wie man die Kühlwirkung eines Kühlbades
verstärken kann, ohne daß so stark gekühlte. Kühlflüssigkeit verwendet werden muß.
Ferner ist aus der USA.-Patentschrift 2 536 092 ein Naßspinnverfahren bekannt, bei dem die aus
dem Spinnkopf austretende Viskose mittels eines speziellen Bades koaguliert wird. Um ein Zusammentreffen
der gerade erst aus den Düsenöffnungen austretenden Viskosefäden mit frischer Koagulierungsflüssigkeit
zu gewährleisten, wird die Oberfläche der Spinndüse mit einem Strom der Badflüssigkeit
bespült. Dabei wird allerdings keine Kühlwirkung erzielt, sie ist auch nicht vorgesehen, da Koagulationsbäder
im allgemeinen Temperaturen von 50 bis 60° C aufweisen.he melt-spun polyamide threads due to strong hypothermia. The spin products are treated with a cooling medium having a temperature below -5 0 C, and preferably -25 to -60 ° C, which arrive in the form of a bath for the application or can be atomized. It does not emerge from this how the cooling effect of a cooling bath can be increased without the cooling bath being so strongly cooled. Coolant must be used.
Furthermore, from US Pat. No. 2,536,092, a wet spinning process is known in which the viscose emerging from the spinning head is coagulated by means of a special bath. In order to ensure that the viscose threads just emerging from the nozzle openings meet with fresh coagulating liquid, the surface of the spinneret is rinsed with a stream of the bath liquid. However, no cooling effect is achieved here, nor is it intended, since coagulation baths generally have temperatures of 50 to 60.degree.
Es wurde nun gefunden, daß die eingangs als bekannt beschriebene Vorrichtung derart abgeändert werden kann, daß mit Hilfe eines Kühltroges, der praktisch die gleichen Abmessungen wie der bei der Kühlung von Polyamid-Einzelfäden mit Wasser verwendete aufweist, auch bei Verwendung von Weißöl eine ausreichende Kühlwirkung zu erhalten ist.It has now been found that the device described at the beginning as known is modified in this way can be that with the help of a cooling trough, which has practically the same dimensions as that of the Has cooling of polyamide single threads with water used, even when using white oil a sufficient cooling effect can be obtained.
609 667/332609 667/332
Γ225 330Γ225 330
Die Erfindung betrifft demgemäß erne Vorrichtung der eingangs erwähnten "Art," welch'e" durch' ein unterhalb des Flüssigkeitsniveaus im Kühltrog angeordnetes Flüssigkeitszuführungssystem gekennzeichnet ist, welches Austri$söffhungen besitzt,rdie gegen die Bahn des Fadens, im Kühltrog gerichtet sindr,The invention accordingly relates to erne device of the above "type,"welch'e'by' a below the liquid level in the cooling trough is arranged the liquid supply system in which Austri $ söffhungen possesses sindr directed r against the path of the yarn in the cooling trough,
Während des' Betriebes der erfmdungsgemäßen Vorrichtung richtetrdias Fiüssigkeitszuführüngssystem also fortlaufend Kühlflüssigkeitsstrahlen gegen die Fäden. .·,*....-.... - ,._._.-_,.During the operation of the inventive Device straightening the liquid supply system so continuous jets of coolant against the threads. . ·, * ....-.... -, ._._.-_ ,.
Derjenige Teil des Flüssigkeitszuführungssystems, der mit den Austrittsöffnungen versehen ist, kann abs einem büchsenartigen Element bestehen, welches im Kühltrög 'untergebracht undüiit einer Zuleitung" verbunden ist. Es ist auch möglich, den Kühltrög so auszubilden, daß er'eine·'oder mehrere Doppelwände besitzt, deren Innenwände die Äustrittsöffhungen aufweisen. Auf jedßn Fall, werden die Austrittsöffnungen von Löchern oder Schlitzen gebildet. That part of the liquid supply system which is provided with the outlet openings can consist of a box-like element, which is housed in the cooling trough and with a supply line " connected is. It is also possible to design the cooling trough in such a way that it has one or more double walls has the inner walls of the outlet openings exhibit. In any case, the outlet openings are formed by holes or slits.
Das büchsenartige Element oder die Doppelwandung kann in lotrechter Richtung in Abschnitte geteilt sein, deren jeder an eine Zuleitung angeschlossen ist. Es können auch mehrere büchsenartige Elemente angeordnet werden.The sleeve-like element or the double wall can be divided into sections in the vertical direction each of which is connected to a supply line. There can also be several can-like Elements are arranged.
Mit Hufe dieser Einrichtung ist es möglich, die Einzelfäden in den verschiedenen Abschnitten der KüMzone auf verschiedene Temperaturen abzukühlen. Erforderlichenfalls können auch einzelne Abschnitte des Kühlelementes außer Betrieb gestellt werden. Das Kühlsystem braucht sich auch nicht über den gesamten Abstand zwischen dem Flüssigkeitsniveau und dem Fadenführer bzw. demjenigen Punkt, wo die Fäden den Kühltrog verlassen, zu erstrecken. With this device it is possible to separate the strands in the different sections of the hooves Cooling zone to different temperatures. If necessary, individual Sections of the cooling element are put out of operation. The cooling system does not need to be either Over the entire distance between the liquid level and the thread guide or that one Point where the threads leave the cooling trough to extend.
Die durch das Flüssigkeitszuführungssystem zugeführte Flüssigkeit kann direkt aus dem Kühltrog abgeleitet werden, doch erfolgt dies vorzugsweise mit HHfe eines unter einem Überlauf angebrachten Sammelgefäßes. Auf diese Weise werden störende Strömungen im Kühltrog verhindert.The supplied by the liquid supply system Liquid can be drained directly from the cooling trough, but this is preferably done with HHfe of a collecting vessel placed under an overflow. This way it will be disruptive Prevents currents in the cooling trough.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere für die Anwendung von Weißöl als Kühlmedium, doch kann sie auch in allen jenen Fällen zur Anwendung gelangen, in welchen Einzelfäden mit Wasser besonders intensiv gekühlt werden sollen.The device according to the invention is particularly suitable for the application of white oil as Cooling medium, but it can also be used in all those cases in which single threads should be cooled particularly intensively with water.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand einer beispielsweisen Ausführungsform schematisch veranschaulicht. In the drawing, the subject matter of the invention is illustrated schematically on the basis of an exemplary embodiment.
F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht;F i g. 1 shows the device according to the invention in side view;
Fi g. 2 ist ein Längsschnitt durch einen Teil der Vorrichtung, undFi g. 2 is a longitudinal section through part of the device, and
Fig. 3 ist ein Schnitt nach der LinieΠΙ-ΙΠ der Fig. 1 in größerem Maßstab.Fig. 3 is a section along the line-ΙΠ the Fig. 1 on a larger scale.
In Fi g. 1 und 2 ist mit 1 eine Schneckenstrangpresse bezeichnet, mit deren HiKe eine thermoplastische Substanz, z. B. ein Polyamid, durch den Spinnkopf 2 in Form von Einzelfäden 3 ausgepreßt wird. Unter dem Spinnkopf 2 ist ein Kühltrog 4 angeordnet. In der .Nahe seines Bodens befindet sich ein Fadenführungsglied 5,. über welches die Einzelfäden 3 in Richtung auf den Fadenführer 6 zugeführt werden, bei welchem sie den Kühltrog 4 verlassen. Während des Betriebes ist der Kühltrog 4 mit Kühlflüssigkeit 7 gefüllt.In Fi g. 1 and 2 is a screw extruder with 1 referred to, with the HiKe a thermoplastic substance, z. B. a polyamide through which Spinning head 2 in the form of single threads 3 is pressed out. A cooling trough 4 is arranged under the spinning head 2. In the .Nahe its bottom is a thread guide member 5 ,. over which the single threads 3 in the direction of the thread guide 6, in which they leave the cooling trough 4. During operation, the cooling trough 4 is filled with cooling liquid 7.
Im Innern des Kühltroges 4 ist ein Flüssigkeitszuführungssystem 8 untergebracht, welches, wieInside the cooling trough 4 is a liquid supply system 8 housed, which how
Fi g: 3'· erkennen· läßt, aus einem^'Zuführüngsfohr 9 besteht, das durch die ,Wand des Kühltroges 4 hindurchgeführt und außerhalb" desselben an die von einer .Pumpe 11 konimendeJLeitung .10 angeschlossen ist. Das :Zuieitungsrohr 9 ist mit senkrechten Rohren 12 verbunden, die Austrittsöffriungen 13 besitzen. Um den Zusammenbau zu vereinfachen, sind die Qber.en,.Enden der senkrechten Rohre 12 an eine Platte 14 angeschweißt, die mit dem Rand 15 desFi g: 3 '· see · can, from a ^' consists Zuführüngsfohr 9, passed through the wall of the cooling trough 4 and outside "thereof to which is connected by a .Fill the pump 11 konimendeJLeitung .10. Zuieitungsrohr 9 is provided with vertical pipes 12, which have outlet openings 13. In order to simplify assembly, the surfaces, ends of the vertical pipes 12 are welded to a plate 14 which is connected to the edge 15 of the
ίο Troges 4 lösbar verbunden ist.ίο trough 4 is detachably connected.
Die Kühlflüssigkeit 7, welche durch die Austrittsöffnungen 13 in den Kühltrog 4. gelangt, füllt diesen bis zum Niveau des Überlaufes 15', über welchen sie den Trog"4" verläßt und "in einen Sammelbehälter 16 fließt, der am Boden mit einer Ablaufleitung 17 verbunden ist. -. ■■ ■ -The cooling liquid 7, which passes through the outlet openings 13 into the cooling trough 4, fills it up to the level of the overflow 15 ', over which it leaves the trough "4" and "into a collecting container 16 flows, which is connected to a drain line 17 at the bottom. -. ■■ ■ -
Der Sammelbehälter 16 dient.auch zum Speichern der Kühlflüssigkeit, die aus dem schrägen Kühlkanal Ϊ8 herausläuft, durch. welchen die Fäden 3" nach Verlassen des Kühltroges 4 im Gegenstrom zu einerThe collecting container 16 also serves to store the cooling liquid that comes from the inclined cooling channel Ϊ8 runs out through. which the threads 3 "after Leaving the cooling trough 4 in countercurrent to a
■=! Kühlflüssigkeit geführt werden, die dem oberen Ende des Kanals mit Hufe einer Zuleitung 19 zugeführt wird. Die Zuleitung 19 ist an eine Pumpe 20 angeschlossen, die ebenso wie die Pumpe 11, mit der■ =! Cooling liquid are fed, which is fed to the upper end of the channel with a feed line 19 with hooves. The supply line 19 is connected to a pump 20, which, like the pump 11, with the
a5 Ablaufleitung 17 verbunden ist. . ·; a5 drain line 17 is connected. . · ;
In den Zuleitungen 10 und 19 sind (nicht dargestellte) Kühlvorrichtungen untergebracht, die dazu dienen, die durch die Schmelze, erhitzte Kühlflüssigkeit auf die erforderliche Temperatur zu bringen.In the supply lines 10 and 19 (not shown) cooling devices are housed, the serve to bring the cooling liquid heated by the melt to the required temperature.
Die Bewegung der Einzelfäden 3 durch den Kühltrog 4 und den Kanal 18 wird durch ein angetriebenes Walzenpaar 21 bewirkt. . : Zwischen dem Kanal 18 und dem Walzenpaar 21 kann eine (nicht dargestellte) Abstreifvorrichtung vorgesehen sein, die beispielsweise aus zwei benach-The movement of the individual threads 3 through the cooling trough 4 and the channel 18 is brought about by a driven pair of rollers 21. . : Between the channel 18 and the pair of rollers 21, a stripping device (not shown) can be provided which, for example, consists of two adjacent
<v" harten Flächen aus elastischem Material bestehen kann. <v "hard surfaces can consist of elastic material.
Im Rahmen der Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung zur Herstellung von Spritzgußgranulaten wurde die Schneckenstrangpresse mit einer kontinuierlich arbeitenden Anlage zur Herstellung von Polyamincapronsäure verbunden. Dieses Polymere, das eine spezifische Viskosität von 1,50 besitzt, wurde aus der auf eine Temperatur von 260° C erhitzten Strangpresse in einer Menge von 40 kg je Stunde durch den Spinnkopf ausgepreßt, der Düsen mit einem Durchmesser von 2,6 mm aufwies, wobei im Kühltrog 4 mehrere Einzelfäden 3 gebildet wurden. Der Kühltrog 4 war mit Weißöl mit einer Temperatur von 15° C gefüllt.In the context of the use of the device described above for the production of injection molding granules, the screw extruder was connected to a continuously operating system for the production of polyamine caproic acid. This polymer, which has a specific viscosity of 1.50, was extruded from the extruder heated to a temperature of 260 ° C. in an amount of 40 kg per hour through the spinning head, the nozzles with a diameter of 2.6 mm had, wherein in the cooling trough 4 several individual threads 3 were formed. The cooling trough 4 was filled with white oil at a temperature of 15 ° C.
Die Einzelfäden 3 gingen zuerst über eine Strecke von ungefähr 96 cm durch den Kühltrog nach unten und später schräg in Richtung nach oben, wobei der Gesamtweg im Kühltrog etwa 210 cm betrug. Der Abstand zwischen den Rohren 12, von denen jedes neun Löcher mit 5 mm Durchmesser in Abständen von 10 cm aufwies, und den Fäden 3 betrug etwa 1,5 cm. Durch die Öffnungen 13 in den Rohren 12 wurde Weißöl in einer Menge von 301 pro Minute mit Hilfe der Pumpe 11 in den Kühltrog 4 gesprüht.The monofilaments 3 first went down through the cooling trough over a distance of approximately 96 cm and later obliquely in the upward direction, the total path in the cooling trough being about 210 cm. Of the Distance between the tubes 12, each of which has nine 5 mm diameter holes at intervals of 10 cm and the filaments 3 was about 1.5 cm. Through the openings 13 in the tubes 12 white oil was sprayed into the cooling trough 4 in an amount of 301 per minute with the aid of the pump 11.
Nach Verlassen des Kühltroges 4 gingen die FädenAfter leaving the cooling trough 4, the threads went
mit einer Geschwindigkeit von 25 m pro Minute durch den Kanal 18 hindurch, der 300 cm lang und 15 cm breit war und dem in einem Ausmaß von 201 pro Minute mit HiMe der Pumpe 20 Weißöl von 15° C zugeführt wurde. Die abgekühlten Fäden wurden sodann nach Abstreifen des anhaftenden Öls durch die Walzen 21, welche sie durch den Kühl-at a speed of 25 m per minute through the channel 18, which is 300 cm long and Was 15 cm wide and that at a rate of 201 per minute with HiMe of the pump 20 white oil from 15 ° C was supplied. The cooled filaments were then removed after the adhering oil had been stripped off through the rollers 21, which they through the cooling
trog 4 und den Kanal 18 hindurchzogen, der Hackmaschine zugeführt.trough 4 and the channel 18 pulled through, fed to the chopping machine.
Wenn nur ein Kühltrog 4 verwendet wird, soll die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Fäden nicht mehr als 10 m pro Minute betragen, sofern die Fäden nach dem Verlassen des Kühltroges nicht eine Luftstrecke von etwa 10 m durchlaufen.If only one cooling trough 4 is used, the speed of movement of the threads should no longer be than 10 m per minute, provided the threads do not have an air gap after leaving the cooling trough of about 10 m.
Wenn die Flüssigkeitszufuhr durch das Rohr 10 unterbrochen wird, verkleben die Einzelfäden auf dem Weg über den Fadenführer.If the supply of liquid through the tube 10 is interrupted, the single threads stick together the way over the thread guide.
Erforderlichenfalls kann ein Flüssigkeitssystem der oben beschriebenen Bauart auch so angeordnet sein, daß es den nach oben laufenden Fäden gegenüberliegt. If necessary, a fluid system of the type described above can also be arranged in this way be that it is opposite the threads running upwards.
Claims (2)
Französische Patentschriften Nr. 1240 266,
216, 1166 560;
USA.-Patentschrift Nr. 2536 092.Considered publications:
French patent specification No. 1240 266,
216, 1166 560;
U.S. Patent No. 2536 092.
Applications Claiming Priority (1)
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