DE1435560C3 - Spinnt lüssigkeitsmischvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Mischung von verschiedenen Spinnflüssigkeiten zu einem parallel geschichteten Gemisch-Strom, der einem Spinnkopf zugeführt wird. Derartige Vorrichtungen sind bekannt (US-PS 28 15 532).

Diese bekannten Vorrichtungen bestehen im wesentlichen aus zwei zueinander parallelen, im Abstand voneinander angeordneten Platten, zwischen denen Verbindungsstege in gleichmäßiger Verteilung vorgesehen sind. Jeder Verbindungssteg weist eine Erstbohrung auf, welche sich von der Außenseite einer Platte zur Außenseite der anderen Platte erstreckt. Weiterhin ist eine dieser Platten zwischen den Verbindungsstegen mit gleichmäßig verteilten Zweitbohrungen versehen, welche also von dem Zwischenraum zwischen den beiden Platten zur Außenseite der betreffenden Platte führen. Die Außenseite der Platte ohne Zweitbohrungen wird mit einer ersten Spinnflüssigkeit beaufschlagt, welche durch die Erstbohrungen zur Außenseite der anderen Platte strömt. Eine zweite Spinnflüssigkeit wird dem Zwischenraum zwischen den beiden Platten zugeführt, um die Zweitbohrungen der anderen Platte zu durchfließen und gleichfalls aut deren Außenseite auszutreten.

Um ein möglichst homogenes Gemisch zu erhalten, können mehrere derartige Vorrichtungen hintereinandergeschaltet werden. Auch ist die Anordnung eines Rührwerkes zwischen der Vorrichtung und dem zugeordneten Spinnkopf in Betracht gezogen. Schließlich kann die Vorrichtung auch unmittelbar in einen Spinnkopf eingesetzt sein, so daß der parallel geschichtete Gemisch-Strom nur eine kurze Strecke bis zur Düsenplatte des Spinnkopfes zurückzulegen hat.

Bei der bekannten Vorrichtung ist eine Vielzahl enger Bohrungen erforderlich, um zwei oder mehrere Spinnflüssigkeiten geschichtet zu vereinigen. Größenordnungsmäßig sind die Innendurchmesser dieser Bohrungen mit den Innendurchmessern der Düsen des jeweiligen Spinnkopfes vergleichbar. Dies hat nicht nur die Gefahr von Verstopfungen durch die in polymeren Spinnlösungen üblicherweise enthaltenen Feststoff-Verunreinigungen und Polymerisatgelpartikel zur Folge, sondern die Bohrungen bilden auch in nichtverstopftem Zustand einen sehr hohen Strömungswiderstand für den freien Fluß der polymeren Spinnflüssigkeiten, so daß hohe Pumpdrücke angewendet werden müssen, um die polymeren Spinnflüssigkeiten durch die vielen Bohrungen der bekannten Vorrichtung und dann / ίο noch durch die Düsen des jeweiligen Spinnkopfes zu ι drücken. Im übrigen ist eine periodische Reinigung der Bohrungen schwierig und zeitraubend. . Bei der bekannten Vorrichtung kommt ein parallel geschichteter Gemisch-Strom zustande, bei welchem Stromfäden der einen Spinnflüssigkeit in einer Matrix der anderen Spinnflüssigkeit verteilt sind. Wird ein solcher Gemisch-Strom einem Spinnkopf zugeführt, dann treten aus dem Spinnkopf Fäden mit einem vollständig c umhüllten Kern aus, wenn einem Stromfaden gerade t eine Düse des Spinnkopfes gegenüberliegt, ferner Fäden, bei denen zwei Spinnflüssigkeiten nebeneinanderliegen bzw. eine Spinnflüssigkeit von der anderen Spinnflüssigkeit beidseitig eingeschlossen ist. Auch kann es geschehen, daß Fäden aus nur einer Spinnflüssigkeit austreten. Diese Vielzahl möglicher, unterschiedlicher Querschnittsausbildungen der Fäden resultiert daraus, daß die Platten der bekannten Vorrichtung c weniger Bohrungen aufweisen, insbesondere weniger r Zweitbohrungen, als der zugehörige Spinnkopf Düsen

aufweist. > ■

Die Herstellung synthetischer Filamente aus verschiedenen Spinnflüssigkeiten ist auch im Hinblick auf die Kräuselung von Bedeutung. Bekanntlich werden synthetische Filamente in ,der Regel in gekräuseltem I Zustand weiterverarbeitet. Die Kräuselung erzielt man g entweder auf mechanischem Wege durch entsprechen- L de besondere Vorrichtungen oder dadurch, daß man h die Filamente als Verbundfilarnente aus verschiedenen ν Spinnflüssigkeiten mit unterschiedlichen Schrump- ei fungseigenschaften erzeugt und sie einer anschließen- s den Wärmebehandlung unterzieht, so daß sich die FiIa- ν

mente kräuseln. · r

Zur Herstellung solcher Mehrkomponentenfilamente £

sind viele Vorrichtungen bekannt. Beispielsweise ge- 0 hört ein Spinnkopf zum Stande der Technik, welcher ρ aus einem in zwei getrennte Abteile unterteilten Topf S für die Aufnahme von zwei verschiedenen Spinnflüssigkeiten und einer Düsenplatte besteht, die dicht am Bo- d den des Topfes anliegt. Die beiden Topfabteile sind mit e.

Ausflußöffnungen versehen, durch welche die in den s> Abteilen enthaltenen Spinnflüssigkeiten in schmale Nu- ! S ten fließen, die in der dem Topf zugekehrten Oberflä- j ehe der Düsenplatte vorgesehen sind und zu den einzel- j ν nen Düsen in dieser führen. Zu jeder Düse laufen zwei j F Nuten, von denen die eine mit einer Ausströmöffnung J c des einen Topfabteils und die andere mit einer Aus- : s Strömöffnung des anderen Topfabteils in Verbindung i E steht. Die Mischung der beiden Spinnflüssigkeiten er- 1 b folgt in den Düsen der Düsenplatte. j c

Zwischen dem Topf der Düsenplatte kann eine Zwi- j c schenscheibe vorgesehen sein, welche Durchtrittskanä- ρ Ie für die beiden Spinnflüssigkeiten aufweist und an der ' c dem Topf zugekehrten Oberfläche mit Nuten versehen ■ S ist, welche diese Durchtrittsöffnungen für eine Spinn- ^: r flüssigkeit mit den zugehörigen Austrittsöffnungen im j k Topfboden verbinden. Auch dabei vermischen sich die i c Spinnflüssigkeiten in den Düsen der Düsenplatte 1 t (FR-PS 11 24 921). t

Weiterhin ist ein Spinnkopf für die Herstellung kräuselfähiger, synthetischer Mehrkomponentenfilamente bekannt, welcher einen Topf mit als Düsenplatte ausgebildetem Boden und wenigstens eine Scheidewand aufweist, die den Raum vor den Düsen in eine Vielzahl von im wesentlichen getrennten Räumen teilt. Ferner sind getrennte Kanalsysteme vorhanden, die den getrennten Räumen jeweils zur Einführung von Spinnflüssigkeit zugeordnet sind. Mindestens zwei benachbarte, getrennte Räume stehen im Inneren des Topfes derart miteinander in Verbindung, daß die Verbindungsstelle oder -stellen in der Nähe derjenigen Düse bzw. Düsen liegen, die der Unterkante der die Räume trennenden Scheidewand oder -wände gegenüberliegt, um der bzw. jeder Düse mindestens zwei verschiedene Spinnflüssigkeiten zuzuführen (DT-PS 9 70 603).

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welche in Verbindung mit jedem Spinnkopf zu Mehrkomponentenfilamenten hoher Genauigkeit, Feinheit und Gleichmäßigkeit führt, und bei welcher insbesondere auch die oben geschilderten Nachteile der bekannten Mischvorrichtung (US-PS 28 15 532) behoben sind. Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patenanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind keine engen Bohrungen vorhanden, welche zu Verstopfungen neigen und einen übermäßigen Druckaufbau bewirken. Eine Behinderung des freien Flusses der polymeren Spinnflüssigkeiten ist durch die großflächigen Löcher und schlitzförmigen Öffnungen in den Verteiler- und Zwischenplatten auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Statt Fadenströmen wird ein Gemisch-Strom aus parallel übereinanderliegenden, flächigen Schichten hervorgebracht und dem zugehörigen Spinnkopf zugeführt. Die Anzahl der Schichten in diesem Gemisch-Strom hängt von der Anzahl der Verteilerplatten ab. Mit wachsender Anzahl der Schichten nimmt die Stärke der einzelnen Schichten ab, so daß ein parallel geschichteter Gemisch-Strom erzeugt werden kann, bei welchem die Stärke jeder Schicht geringer als der Innendurchmesser der Düsenbohrungen ist. Dadurch ist gewährleistet, daß praktisch jede Bohrung mit zwei oder mehr Spinnflüssigkeiten beaufschlagt wird und praktisch keine Filamente entstehen, die nur aus einer Spinnflüssigkeit gebildet sind.

Durch die Schichtbauweise ist der Vorteil erzielt, daß die Fertigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfachste Weise erfolgen kann, ferner die Reinigung sowie der Ersatz irgendwelcher Teile schnell und ohne Schwierigkeiten zu bewerkstelligen ist.

Die Schichtbauweise ist an sich bekannt. Beispielsweise gehört ein Düsenkörper zur Erzeugung feinster Filamente aus einem flüssigen Grundstoff zum Stand der Technik, bei welchem Düsenplatten vorgesehen sind, welche Löcher aufweisen, die zusammengesetzt Bohrungen für die Zuführung des flüssigen Grundstoffs bilden, wobei jede Düsenplatte einen Schlitz aufweist, der von einem der Löcher ausgeht und zu einer Ecke der jeweiligen Düsenplatte führt. Gruppen von Düsenplatten wechseln einander ab, bei denen der Schlitz jeder Platte von einem anderen Loch ausgeht, jedoch alle Schlitze an derselben Ecke der Düsenplatte nach außen münden. Zwischen zwei benachbarten Düsenplatten können Abdichtungsplatten vorgesehen sein, um den aus jeder Platte austretenden Faden von den aus den beiden benachbarten Platten austretenden Fäden getrennt zu halten. Der bekannte Düsenkörper kann zur Herstellung von Linienrastern für die Farbenfotografie Verwendung finden (CH-PS 1 82 353).

Nachstehend ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 eine teilweise auseinandergezogene, perspektivische Darstellung,

F i g. 2 einen Teil des Längsschnittes entlang der Ableitbohrung in vergrößertem Maßstab, und

F i g. 3 einen Teil des Querschnittes durch den in der Verbindungsleitung zum Spinnkopf fließenden Gemisch-Strom.

Gemäß F i g. 1 sind mehrere Verteilerplatten 11 und

12 abwechselnd vorgesehen, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Verteilerplatten 11 und 12 eine'Zwischenplatte 13 angeordnet ist. Sämtliche Platten 11, 12 und 13 sind zwischen zwei Endplatten 16 und 17 mittels Schrauben 20 eingespannt.

Aus zwei gesonderten Behältern 24 und 25 werden zwei Spinnflüssigkeiten über Zuleitungen 26 und 27 zugeführt, um die Vorrichtung in einer Zuführbohrung 29 bzw. 30 zu durchströmen. Die Zuführbohrung 29 ist durch jeweils ein Loch 32 bzw. 34 und eine schlitzförmige Öffnung 33 in den Verteilerplatten 11 bzw. den Zwischenplatten 13 bzw. den Verteilerplatten 12 gebildet, desgleichen die Zuführbohrung 30 durch jeweils eine schlitzförmige Öffnung 37 bzw. ein Loch 38 bzw. 39 in den Verteilerplatten 11 bzw. den Zwischenplatten

13 bzw. den Verteilerplatten 12. Diese Löcher und schlitzförmigen Öffnungen fluchten miteinander, wenn die Platten zu einem Stapel zusammengesetzt sind.

Weiterhin ist eine Ableitbohrung 42 gebildet, die mit einer Verbindungsleitung 43 kommuniziert, welche zu einem Spinnkopf 45 führt. Die Ableitbohrung 42 ist von den schlitzförmigen Öffnungen 33 bzw. 37 und Löchern

44 in den Verteilerplatten 12 bzw. 11 bzw. den Zwischenplatten 13 gebildet, welche miteinander fluchten, wenn die Platten zu einem Stapel zusammengesetzt sind.

Die schlitzförmigen Öffnungen 33 und 37 weisen jeweils eine langgestreckte, gekrümmte Gestalt auf und verbinden die Zuführbohrungen 29 und 30 abwechselnd mit der Ableitbohrung 42. Die aus den Behältern 24 und 25 über die Zuleitung 26 bzw. 27 zuströmenden Spinnflüssigkeiten strömen entlang der Zuführbohrung 29 bzw. 30 in der Vorrichtung, um über die schlitzförmigen Öffnungen 33 bzw. 37 zur Ableitbohrung 42 und von dort durch die Verbindungsleitung 43 zum Spinnkopf

45 zu gelangen.

Da die schlitzförmigen Öffnungen 33 und 37 sich entlang der Ableitbohrung 42 abwechseln, werden auch die beiden Spinnflüssigkeiten der Ableitbohrung 42 abwechselnd zugeführt. Dies gewährleistet, daß die beiden Spinnflüssigkeiten in einander abwechselnde Schichten verteilt werden, welche gemäß F i g. 2 und 3 sich entlang der Längsachse der Ableitbohrung 42 und der Verbindungsleitung 43 erstrecken. Wegen der hohen Viskosität und der niedrigen Strömungsgeschwindigkeit der Spinnflüssigkeiten mischen sich diese praktisch nur in einem geringen Ausmaß. Daher sind die Trennflächen 46 zwischen jeweils zwei benachbarten Spinnflüssigkeitsschichten in dem dem Spinnkopf 45 zuströmenden Gemisch-Strom ziemlich scharf ausgeprägt.

In F i g. 3 sind die aus einer Spinnflüssigkeit bestehenden Schichten des dem Spinnkopf 45 zugehenden Gemisch-Stromes schraffiert dargestellt, die Schichten der anderen Spinnflüssigkeit unschraffiert. Wird dieser

parallel geschichtete Gemisch-Strom mit abwechselnd übereinanderliegenden Schichten verschiedener Spinnflüssigkeiten durch einen Spinnkopf bekannter Art geleitet, dann entstehen zahlreiche zusammengesetzte Endlosfäden.

Es können auch mehr als zwei zueinander parallele Zuführbohrungen vorgesehen werden. Werden diese jeweils mit einer anderen Spinnflüssigkeit beaufschlagt, dann enthält der aus der Vorrichtung abgehende Gemisch-Strom übereinanderliegende Schichten aus entsprechend vielen Spinnflüssigkeiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

■»

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur Mischung von verschiedenen Spinnflüssigkeiten zu einem parallel geschichteten Gemisch-Strom, der einem Spinnkopf zugeführt wird, gekennzeichnet durch zwei Endplatten (16; 17) und mindestens eine das zwischen angeordnete Gruppe von zahlenmäßig der Anzahl der verschiedenen Spinnflüssigkeiten entsprechenden Verteilerplatten (11; 12) und Zwischenplatten (13), wobei in der einen Endplatte (16) die Anschlüsse für die Spinnflüssigkeitszuleitung'en 26; 27) angeordnet sind, die andere Endplatte (17) an die Verbindungsleitung (43) zum Spinnkopf (45) angeschlossen ist, und die Verteiler- und Zwischenplatten (11; 12; 13) mit Löchern (38; 39; 32; 34; 44) versehen sind, welche durchgehende parallele Zuführbohrungen (30; 29) für die getrennte Führung der verschiedenen Spinnflüssigkeiten und eine Ableitbohrung (42) für den Gemisch-Strom bilden, und wobei die Verteilerplatten (11; 12) jeweils mit einer schlitzförmigen öffnungen (37 bzw. 33) versehen sind, welche die jeweils zugehörige Zuführbohrung (30 bzw. 29) mit der Ableitbohrung (42) verbindet.