DE1435686A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Halbschmelzspinnen - Google Patents

Description

Dr. Expl.

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1/Zw.
SC 2337

Dr. F. Zumstein - Dr. E. Assmann Dr.R.Koenlgsbergvr

Patentanwalt·
Mönchen 2, Bräuhausstrrt· 4/llt

Sooiete Rhodiaoeta, Paris/fcrankreich

33BSSCSS

SStSS

Verfahren und Vorrichtung «um Halbsobmelzspinnen

Die Erfindung betrifft ein neues Spinnverfahren, daa sogenannte "Baibeohmelzsp innen⁸¹, daa mit einer neuen Vorriohtung durchgeführt wird« die einfacher gebaut um wirtschaftlicher betrieben «erden kann ale die bisher bekennten Vorrichtungen O -

Beim Trookenspinnverfahren wird eine Lösung eines Polymere in einem ,Lösungsmittel hergestellt und diese Lösung dann eine gplnnkawneiP ausgepresste ^

in vBBBBBSBBwBMBSK!nBntS3OBnttK£stHBXB^BBxiSBX&. in die Dian ein £6—

gebenenfalls erwärmtes Gas einführt, das das Lösungsmittel des Polymere mitnimmt, oder man erzeugt einen Gasstrom, indem man an einer Stelle der Kammer Luft ansaugt« die an einer

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Sjtelle deg
anderen\<Kammer durch eine öffnung eintritt, die in gewissen Fällen den gleichen Durchmesser wie die Kamaer selbst haben kann ο

Beim SchraelBspinnverfahren heißer, synthetischer Polymerer preßt man eine lösungsmittelfroie, ecbmelssflUssige Hasse des Polymere aus unfc verfestigt die Fäden am Austritt der Spinndüse

durch Anblasen mit kalter Luft» und in gewissen Fällen

schütet man die ausgepreßten Jaden vor der Einwirkung von liuftetrömen dadurch, daß man zwischen ihnen und der umgebenden Luft ein zylindrisches Rohr einfügt, das ein Gitter bildet, damit man ein thermisches Gleichgewicht zwischen der Luft, die die fäden umgibt,und der Außenluft erhält«

Sie vorliegende Erfindung bezieht sich auf das sogenannte "Halbschmelsspinnverfahren"j das zwischen dem Irookenspinnv erfahr er and dem Sohmelzspinnv erfahren liegt ο Beim Halbsohmelzspinnverfahren preßt man bei einer über dem Schireizpunkt einer Hasse liegenden Temperatur, diese Hasse aus, die aus einem Polymer und einem Produkt besteht, das das Polyser wenigstens bei der Spinntemperatur lust» wobei die Anteile so bemessen

sind, daß die Hasse bei der Temperatur der Umgebung fest oder

düse halbfest 1st« Hit Hilfe eines in der Kammer der Spinnboaoöocx zirkulierenden Gases entfernt man einerseil; β elften Teil? des Lösungsmittels durch Verdampfung und kühlt andererseits die ausgepreßten Fäden bis zu ihrer Verfestigung _o Nf ch den bis

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BAD ORiQfMAL

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heut« bekannten Verfahren, dl· das. Spinnen von koneentrlerten

PolyvlnyialkohollCsungen betreffen, ist es vorgeschrieben,

dUs· oben oder unten in die Kammer der Splnnbaaaae ein Gas eineublasen» dae trooken oder feuoht eein kann und in allgemeinen auf manchmal eehr hohe Temperatur erwärmt sein kann ο

i_ . W-··· Verfahren «lnd mehr oder weniger komplisiert und SSlNBt da dl· Spinnvorrichtung notwendigerweise» mechanische einrichtungen für Belüftung und Anblasen enthalten muß und Im allgemeinen auch noch Vorrichtungen, durch die die Luft vorher erwärmt wird, wobei dieae Vorrichtungen mit den notwendigen SUleitunge- und Ableitungerohren versehen seln%i&r*£leae Vorrichtungen müssen sehr sorgfältig gebaut werden, wenn man ver-

dttse melden will, daß β ich in der Kammer der SpinnttKHMe Wirbel oder Gegenströmungen ausbilden, die die Qualität der erzeugten fäden beeinträchtigenο Wenn außerdem als Gas Stickstoff oder Kohlensäure oder ein anderes inertes Gas verwendet wird, dann f erhOht sieh der Gestehungspreis der Süden noch ; meät al ich«

Die Erfindung betrifft nun ein neues Verfahren, das wesentlich einfacher 1st und bei dem eine Vorrichtung verwendet 1st, die viel wirtschaftlicher im Aufbau und im Betrieb ist als die bisher bekannten Vorrichtungenο

sind

Dae Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung gans allgemein für alle "Halbsohmelzspinnverfahran" brauchbar,

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insbesondere für die, bei denen Polyvinylalkohol verwendet wird« Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin:

daß um ein Axialbündel von Fäden, die in einan geschlossenen, heißen Raum ausgepreßt werden, der unten offen ist, als einsiges Kühlmittel für dieees Bündel die natürliche Strömung der Atmosphäre verwendet wird, die in diesem Raun vorhanden ist.

und daß diese Strömung einen gleichförmigen Zug erhält« der um die Fäden des Bündels verteilt ist, und daß schließlich die Stärke dieses Zuges oder der Strömung an einer Stelle re~ guliert wird, die wenigstens ebenso hoch liegt, wie diejenige Stelle, an der das Bündel gebildet wird»

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfinöungsgemäßen Verfahrens enthält im wesentlichen eine vertikale Kammer, die unten

düse offen ist und oben eine koaxial dazu angeordnete

aufweist, wobei die Decke dieser Kammer gemäß der Erfindung als einzige Verbindung mit der Außenatmosphäre wenigstens eine

bezüglich der

öffnung aufweist» die symmetrisch 3ft2ff gemeinsamen Achse in

düse einem VersohlußstUek angeordnet ist, das die SpinnSWBase wenig

düse stene in gleicher Höhe umgibt, in der diese Spirnfcxaaajs liegt»

Dae Versohlußsttiek kann aus einer oder mehreren _p übereinandergelegten perforierten Platten bestehen* Die Cffnung oder die öffnungen liegen vorzugsweise, jedoch nicht not?endigerweise in

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BAD ORIGINAL

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der äußeren Hälfte der Platte und können eine beliebige Form haben, voraugBweiee Jedoch eine geometrisch definierte Form, beispielsweise die Vorm eines Kreises, eines Ovals, eines Quadrats oder eines beliebigen Vleleoks.

««/ Ausgänge *
Sie einzig/möglichen ΧΆΚ für den Gasstrom, der sich

aus dem natürlichen Zug ergibt, sind die öffnung oder die öffnungen im Verschlusstilck.

Man kann in dem Verschlußstück eine einsige öffnung in Form eines Kranzes oder man kann mehrere öffnungen vorsehen, die gleichmäßig verteilt sind, beispielsweise auf einem Kreis liegen oder versetzt auf mehreren Kreisen angeordnet sind, deren Hittelpunkt in der Achse der Kammer liegt.

Die Gesamtfläche der Öffnungen des Verschlußstückes kann je nach dem fiter des herzustellenden Fadens (Gesamttiter oder Titer der Einzelfäden) schwanken und kann 10 bis 300 om betragen«.

Wenn das Verschlußstück aus zwei oder mehreren kranzförmigen Platten besteht, dann ist es von Vorteil, «enn wenigstens einer dieser Kränze schwenkbar oder drehbar ist, so daß die öffnungen dieses Kranzes genau in Deckung gebracht werden können oder daß einer dieser Kränze zum Toil die öffnungen des oder der anderen Kränze verdeckt» Mit einer solchen

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Vorrichtung kann man leiobt die Zugstärke in Abhängigkeit von den Spinnlösungen und vom gewünschten Gesamttiter einstellen ο

Dae erfindungegemäßa Verfahren ist auch vom Standpunkt der Anlagekosten und des Betriebs sehr wirtschaftlich, weil man weniger Material, weniger Antriebskraft und weniger Wärme benötigt.

Bedingungen

Wenn man nicht, alle TüaBdÄMoSBC der Erfindung in ihrer Gesamtheit berücksichtigt und wenn man beispielsweise den Zug frei entfalten läßt und seine Stärke und/oder seinen Verlauf nicht reguliert, dann erhält man Fäden mit ungleichförmiger Perm und Qualität, beispielsweise mit ovalem oder bohnenförmigem Querschnitt und man kann beim Ziehen nur bis zum 9 bis 9 1/2-facfe@n der ursprunglichen Länge gehen» Wenn man jedoch im Gegensatz dazu die Gesamtheit der Bedingungen der vorliegen^fSi Erfindung berücksichtigt, dann erhält man sehr regelmäßige Fäden, von denen wenigstens 90 $> der Einzelfäden einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und ιηε,η erhält gute Allgemeineigenschaften, insbesondere ein gutes Ziehvermögen, so daß man ein Ziebverhältnis von 12 Überschreiten kann»

Die Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgomäßen Verfahrens notwendig ist, ist sehr einfach, wie aus den Figuren und den Ausführungebeispielen hervorgeht, die im folgenden zur Erläuterung gegeben sind; die Erfindung jedoch nicht beschränken sollenο

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Pig«, 1 seiet ta Schnitt eine Kammer für das gemäß der Er findung durchzuführende SpinnTerfahren.

Mg* 2 zeigt im Grundriß ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Verschlußstüok.

Pig. 3 ist ein Grundriß eines Kranzes eines VerschlußstüakeSf das insgesamt mit zwei Kränzen ausgestattet wird»

Yigβ 4 zeigt im Grundriß ein gemäß der Erfindung ausgebildetes YersohlußstUek, das zwei Kränze aufweist, von denen sich wenigstens einer um seine Achse drehen kann,

Beispiel 1

Man bereitet eine wässerige Hasse mit 43 $> Polyvinylalkohol, der einen Polymerisationsgrad von etwa 1700 aufweist und man preßt bei HO⁰O mit einem Auspreßdruok von 60 kg /om durch eine

düse
SpinntaESKSS 1 aus, die 200 Öffnungen mit je 0,1 inm Durchmesser

aufweist, wobei in die Spinnkammer 2 ausgepreßt .vird, die 200 Durchmesser besitzt und 1,9 m hoch ist und ν cn einem Heizkamin 3 umgeben ist, der 1,6 m hoch ist und auf i05°0 erwärmt ist (vergleiche Fig. 1).

Im oberen Teil der Kammer und in der gleichen Ebene wie

düse
die Splnntaoues* ist das VerscblußstUck 4 angeordnet, das durch

düse einen Kranz gebildet wird, der die SpinntKWsaaa: uiBgibtjUnd das

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düse

en ie oh en der SpinnlOMHHU und der Innenwand der Kummer liegte Dae Versohlußetüok 4 hat 12 kreisförmige öffnungen 5 mit einer Geeamtfläohe von 50 cm , die gleichförmig bezüglich dee Mittel«' punktes auf zwei Kreisen 6 und 7 verteilt sind, wie dies in Pigο 2 gezeigt istρ

Die Luft aus der Umgebung dringt unten in dies Kammer ein, die weit geöffnet ist und durch den natürlichen Zug strömt sie längs der Bahn* die durch Pfeile in Figo 1 angedeutet ist. Sie tritt oben aus der Kammer aus und strömt dabei durch die. Öffnungen 5 des VersohlußstUokes 4»

Die Luft, die in die Kammer eintritt, erwärmt sich allmählich bis auf 78⁰O und kühlt die Fäden« die sich dann verfestigen und einen Teil ihres Lösungswassers verlieren«. Nach dem Aufwickeln mit einer Geschwindigkeit von 30 m pro Hinute erhält man Fäden, die nur aoaoc 45 # Wasser enthalte* im Querschnitt sehr regelmäßig, kreisförmig geformt sind und ein Ziehverhältnis von 12 oder sogar noch mehr aufweisen <>

Beispiel 2

Beim Beispiel 1 wurde ein Verschlußstück mit nur einem Kranz verwendet» Im Beispiel 2 wird die Verwendung von zwei perforierten Kränzen beschriebenο

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auf die gleiche Welae/
Sa wird/ wie In Beispiel 1, eine wässerige Haaee alt 45 Ge-

wiobta-Jt Polyvinylalkohol ausgepreßt. Die Spinnkainmer iet die gleiche wie im Beispiel 1, jedooh besteht hier da» Verschlußatttok 4 auB zwei gleichen Krängen 8 (S¹Ig* 3)» von denen jeder 12 elliptische Öffnungen aufweist» die auf einem gleiohen Kreis

übereinander in/ 9 verteilt sind· Sie Kränze liegen oadOQ^ der H»he der

Zelle üb» ii !multiar und zwisohen der Wand der Zelle und der

dttee
Spinnbnauee« Der untere Kranz let fest und der obere Krane 1 kann leicht in der horizontalen Ebene in Richtung der in Yig« gezeigten Pfeile gedreht werdenο Dadurch kann die Form und die Gesamtfläche der öffnungen verändert werden· Figo 4 zeigt die beiden Übereinanderliegenden Kränze im Grundriß, nobel der obere Kranz leicht verdreht 1st, daiiit man die gewünschte öffnung erhält« Die öffnungent die nach dieser Drehung verbleihen, sind mit 10 bezeichnet* Offensiohtlich können beliebige» bekannte und einfache Kittel verwendet werden, um die Krämse zu drehen» die über dem festen Kranz liegen«

Dadurch kann man leicht die Gesamtfläche der öffnungen in Abhängigkeit vom Gesamt*lter oder vom Titer der Einzelfäden einstellenο Venn man liter bis zu 1000 bis 1500 tex mit 200

erhalt:««!

fäden M will und die Geschwindigkeit 80 m pro Minute beträgt, dann reguliert man die relative Stellung dor Kränze so,

daß man eine Gesamtöffnung von etwa 80 bis 100 cm" erhält. Wenn man die Splnngesohwindlgkeit oder den Gesamttiter erhöhen will,

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- ίο -

dann vergrößert man diese Oberfläche, indem man die relative Lage der Kränze verändert.

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann man alle Polymere verspinnen» die eich für das Halbsohmelsepinnverfahren eignen. Man kann natürlich auch der aueuupreeeenden Masee beliebige» zweckmäßige Hilfemittel zufügen, s.Bo

oberflächenaktive Pigmente, Farbstoffe,wqutmoJxg&tettXM Mittel, Plastifiaierer oder Produkte» die später mit den Polymeren oder mit Stoffen reagieren» die mit diesen Polymeren in Berührung kommen·

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   !•J Verfahren sur Breielung gleichförmiger Struktureh

   - -ι -—*

   durch Terapinnen von heißen, aynthetiaohen Polymeren vermittele das Halbsehmelaapinnv erfahrene, insbesondere von Polymeren auf der Baaie von Polyvinylalkohol» daduroh gekennseichnet, daß

   geschlossenen,/

   tti ein Axialbündel von Fäden, die in einen/beißen Baum auegepreßt werden, der unten offen let, als einziges Kühlmittel für dieβes Bündel der natürliche Zug der in dieaem Baum vorhandenen Atmosphäre verwendet wird und daß dieaer Zug in gleichförmiger Verteilung besüglloh der Fäden dea Bündele geführt wird und die Stärke dieaea Zugea auf einem Niveau reguliert wird, das wenigsten^ ebenso hooh liegt wie daa Niveau, in dem daa Bündel entsteht.

   2o Verfahren naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Atmosphäre durch die Luft gebildet wird.

   3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennseiohnet, daß die ausgepreßte Hasse ic wesentlichen aus Poly» vinylalkohol und laeaer besteht_o

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   4-0 Vorrichtung zum Durchfuhren dee Verfahrens nach Anspruch 11 "bestehend Im wesentlichen aus einer vertikalen

   Kammer, die unten offen ist und oben eine koaxial sur Kammer

   düse
   angeordnete SpinntoUMuee aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Decke dieser Kammer als einzige Verbindung mit der ilußenatmosphäre wenigstens eine öffnung enthält, die symmetrisch

   - loh tor/ —β .

   'gemeinsamen Achse in einem Verschlußstück angebracht ist,

   düse
   das um die SpinnboBüöe herum in einem Niveau angeordnet ist,

   das wenigstens ebenso hoch liegt wie das der Spinnbrause·

   5» Vorrichtung nach Anspruch 4₉ dadurch gekennzeichnet, daß die offenen Flächen regelmäßig auf dem Verscblußstüok verteilt sind.

   6· Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5₉ dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verschlußstück eine Öffnung in Form eines

   Kranzes vorgesehen ist, dessen Mitte in der Symmetrieachse <Jüa·

   der SpinntiSPSBDfe liegt.

   7ο Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, daduroh gekennzeichnet, daß die Öffnungen auf Kreisen verteilt sind, deren

   düse Mittelpunkte in dem Symmetrieachse der Spinnfexma» liegen ο

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   8« Vorrichtung nach Anspruch 4» 5 und 7, dadurch gekerm-Belohnet, daß das Versohlußstttok aus wenigstens zvei sich berührenden Krausen besteht, die sich relativ zueinander um ihre gemeinsame Achse drehen können, wobei die öffnungen eines Jeden Kranses die des anderen Kranzes wenigstens sum Seil l<i>erdeoken

   könnenο

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