DE1660244A1

DE1660244A1 - Verfahren und Schmelzspinnkopf zur Herstellung von gekraeuselten Faeden durch Schmelzspinnen von thermoplastischen Polymeren mit Hilfe einer Spinnduese

Info

Publication number: DE1660244A1
Application number: DE19651660244
Authority: DE
Inventors: Tessier Joseph Donatien Leo
Original assignee: Chemcell 1963 Ltd
Current assignee: Celanese Canada Ltd
Priority date: 1964-07-24
Filing date: 1965-07-19
Publication date: 1970-07-16
Also published as: IL23942A; CH461701A; LU49144A1; US3366722A; FR1442762A; NL6509532A; GB1070257A; BE667364A; AT283576B; JPS528408B1

Description

DR. ELISABETH JUNG, DR. VOLKER VOSSIUS₁ DIPt.-ING. GERHARD COLDEWEY

Patentanwälte MÖNCHEN 23 · CLEMENSSTRASSE 30 . TELEFON 345067 · TELEGRAMM-ADRESSE: INVENT/MDNCHEN · TELEX 5-29688

3, Nov. 1969

uöz„: B 687 (Cy-Ni)

CHEMCELI (1963) UNITED

· i Montreal, Kanada

Verfahren und Schmelzspinnkopf zur Herstellung von gekräuselten Fäden durch Schmelzspinnen von thermoplastischen Polymeren mit Hilfe einer Spinndüse.

Priorität: 24. Juli 1964, Kanada, Anmelde-Nr, 907 998

BIe Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Schmelzepinnkopf zur Herstellung von gekräuselten Fäden duroh Schmelzspinnen von thermoplastischen Polymeren, die nach abwarte aus einer Spinn« düse gedrückt und nachfplgend mittels eines Kühlgasvorhanges abgekühlt werden.

Ee ist bekannt, Fäden aus thermoplastischen Polymeren duroh Schmelzspinnen mit Hilfe einer Spinnditie herausteilen und eie auf einer Aufnehmereinriohtung aufzunehmen, Sie Fäden werden da-

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bei durch Berührung mit Luft abgekühlt, die kurz nach ihrer Bildung auf sie auf trifft. Bei einem bekannten Verfahren (Patentanmeldung D 7443 VI/29a) wird hierbei ein Luftkegel schräg gegen die Spinnrichtung der Fäden geblasen, was eine Kühlung derselben von allen Seiten zur Folge hat, Dieser Luft- oder Inertgaskegel hat dabei seine Spitze unterhalb der Spinndüse. Durch die allseitige Kühlung der Fäden erhält man dabei eine nur verhältnismäßig geringe Kräuselung im fertigen Garn.

Bei einem anderen bekannten Ktihlverfanren (schweizerische Patentschrift 341 943) wird die Kühlung mittels einer Flüssigkeit durchgeführt, was jedoch außer dem grundsätzlichen Nachteil, daß die Fasern einen mit der Kühlflüssigkeit benetzten feuchten Körper bestreichen müssen und dabei reißen können, noch den Nach-' teil hat, daß auch hier die erzielte Kräuselung nicht sehr stark j ist· Darüber hinaus läßt eich aber auch dieser Kräuselungsgrad j infolge der Flüssigkeitskühlung nur schwer regeln.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Fäden der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem sich ein viel höherer Kräueelungsgrad als wie bei den bisher bekannten derartigen Vorfahren erreichen läßt.

Dies« Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das thermoplastische Polymer durch die Spinndüse unter Bildung einer

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ORlGHNALlNSfECTEO

Gruppe von symmetrisch angeordneten Fäden gedrUokt und der Kühlgas vorhang in einer but Spinndüse benachbarten Zone gebildet wird, die die Fadengruppe umgibt und zu ihr parallel in einem mit der Anordnung der Fäden symmetrischen Muster verläuft, wobei jeder Faden an seiner dem Kühlgasvorhang zugewandten Seite gekühlt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren erbringt den Vorteil» daß der erhaltene Krauselungsgrad sehr hoch ist, so daß Garne mit einer verbesserten FUlligkeit hergestellt werden können. Durch das zur Anordnung der Fäden symmetrische Muster des Kühlgasvorhanges strömt dasselbe dabei anfänglich praktisch parallel zu den Fäden und diffundiert gleichmäßig aus dem durch das Kühlgas gebildeten Vorhang, so daß jeder Faden genau an seiner dem Kühlgasvorhang zugewandten Seite abgekühlt wird· Auf diese Weise wird der äußere Teil jedes Fadens gleichmäßig in stärkerem Ausmaß gekühlt als der nach innen gerichtete Teil des Fadens, was die gewünschte starke Kräuselung mit sich bringt.

Um aus den Fäden ein fertiges Endprodukt herzustellen, werden dieselben nach dem Kühlen verstreckt, wonach sie bei erhöhter Temperatur entspannt werden· '

Vorteilhaf terweise werden die schmelzgesponnenen Fäden in einer linearen Geschwindigkeit von weniger als 61 m pro Minute abgezogen, wobei der Kühlgasvorhang eine effektive Länge von 12,7

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' bie 63,5 mm besitzt. Dabei hat es eich als praktisch erwiesen, wenn die Fäden zu einer höchstens 100.Einsielfäden umfassenden symmetrischen Gruppe ausgebildet werden.

Als bevorzugte Abzugsgeschwindigkeit für die Fäden wird der Geschwindigkeitsbereich von 18,3 bis 61 m pro Hinute gewählt. Die W Kühlgaszufuhr wird zweckmäßigerweise so eingestellt, daß das Kühlgas In einer Menge von 0,0283 bis 0,0850 or pro Minute züge» führt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist allgemein anwendbar auf die verschiedensten thermoplastischen Polymere unter verschiedenen Bedingungen« Vorzugsweise wird jedoch als thermoplastisches fadenbildendes Polymer isotaktisches Polypropylen verwendete

^ Ein das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichender Schmelzepinnkopf mit Spinndüse zur Herstellung von gekräuselten Fäden aus thermoplastischen Polymeren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spinndüsenöffnungen auf einem Kreis angeordnet sind und von einer Ktihlgassammelleitung umgeben sind, die Kühlgasöffnungen aufweist, die in einem Kreis konzentrisch mit den Kreis.der Spinndüsenöffnungen in der Spinndüse angeordnet sind.

\ Gegebenenfalls können dabei die Kühlgas öffnungen auf zwei zu- \ einander koneentrieohen Kreisen in der Kühlgas Sammelleitung angeordnet sein, wobei der innere Kreis einen Durchmesser innerhalb des Bereiches von ^5 J «^8/? ή T^{01 De8i<klBt 1}^ ^die Kreise

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selbst in einem Abstand yon 1,587 bis etwa 6,35 ran voneinander angeordnet sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht einen Schmelzepinnkopf, der mit einer Ktihlgassammelleitung zur Durchführung des erfindungagemäßen Verfahrens versehen ist,

Fig. 2 ist eine Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Schmelzepinnkopfes von unten,

Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt entlang der Linie 3-3 des in Fig. 2 gezeigten Schmelzspinnkopfes,

Fig. 4 ist ein senkrechter Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 2 und zeigt schematisch den Verlauf der schmelsgeeponnenen Fäden und des Kühlgaevorhangee, * .

Fig. 5 zeigt βehematisoh den Schmelzepinnkopf von unten, die Anordnung des Kühlgaevorhangea und der die Fäden umgebenden Atmosphäre, während

Fig. 6 echematiech eine Sohleift einer Fteer »»igt, die au· einem kureen Stück eine· durch Sohmeliepinnen gebildeten 009928/1534 ^0R1GHNAt inspected

Fadens hergestellt wurde, der erfindungsgemäß unsymmetrisch abgekühlt, dann verstreckt, hierauf aus dem Einfaden geschnitten und zur Kräuselbildung erhitzt wurde.

ϊη den Figuren 1 bis 4 bedeutet A den Schmelzspinnkopf, der mit dem einen Ende einer Strangpreßleitung 13 verbunden ist. Der Schmelzspinnkopf ist mit einer Mehrzahl von Spinndüsenöffnungen 15 versehen, die auf dem umfang eines Kreises angeordnet sind,, Sin thermoplastisches fadenbildendes Polymer wird geschmolzen, wenn es in den Schmelzspinnkopf eintritt und durch die Spinndüsenöffnungen 15 unter Bildung des Fadenbündels hindurchtritt. Die Fäden treten aus der Spinndüse nach abwärts in paralleler . Stellung zueinander und praktisch senkrecht zur Stirnfläche des Sohmelzspinnkopfes aus· Tatsächlich konvergieren die Fäden jedoch etwas. Die Fäden werden dann von einer nicht gezeigten Aufnehmereinrichtung aufgenommen. Der Schmelzspinnkopf A ist von einer ringförmigen KühlgaaSammelleitung 17 umgeben, deren Querschnittsform in Figur 3 gezeigt iet. Die Sammelleitung 17 weist einen Einlaßstutzen 19 auf, der an eine Kühlgas zuführungsleitung 21 angeschlossen let. Die Sammelleitung 17 besitzt einen naoh abwarte eioh erstreckenden zylindrischen Vorsprung 23» der konzentrisch mit dem Hing von Splnndüsenöffnun^en 1$ auegerichtet let, sowie eine Wand 23a, die eioh von dem eylindrl-β oh en Vorsprung 23 naoh einwärts parallel zur Sohmelzapinnkopf-. flächt erstceokt und dort endet, wo aie in ein· naoh aufwärt· •loh erstreckende Wand 23b mündet, dl· parallel zur Richtung de·

Π O Ä β 9'S /18 3 4 ORIGHNAt

Wegs der Fäden ausgerichtet lsi;· Sie Wand 25a ist mit einem Ring von Kühlgasöffnungen 24 innerhalb des Voreprungs 23 und in einem Abstand versehen, um einen gegebenen Abstand von der Stellung des Fadenbündels zu geben» Der Ring der Kühlgasöffnungen 24 ist auch konzentrisch mit dem Ring der Spinndüsenöffnungen 15 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform ist das Ende der Strangpreßleitung 13 bei 13a außen mit einem Gewinde versehene Die Kühlgassaramelleltung 17 ist bei 17a im Inneren mit einem Gewinde versehen und mit dem einen Ende der Stranfpreßleitung verschraubt. Ein Dichtungsring 16 liegt zwischen dem Ende der Strangpreßleitung 13 und einem Teil der Kühlgassammelleitung 17«.

Im Betrieb wird das geschmolzene fadenbildende Polymer durch die Spinndüsenöffnungen 15 unter Bildung *3es Fadenbündels schmelzgesponnen,, Das Fadenbündel wird von einer nicht gezeigten Aufnehmereinrichtung in höherer Geschwindigkeit aufgenommen als das geschmolzene Polymer durch die Spinndüsenöffnungen 5 hindurohtritt, so daß die Fäden verjüngt werden. Gleichzeitig wird ein Kühlgas, z.B. Luft, durch die Gaszuführungsleitung 21 zur KUhI-gassaimnelleitung 17 geführt und tritt durch die öffnungen 24 unter Bildung eineB dichten Vorhanges von Kühlgas aus, der die Fäden F umgibt. Da die Fäden auf einem Kreis angeordnet sind und alle von dem Kühlgasvorhang im gleichen Abstand angeordnet sind, werden sie alle im gleichen Auemaß gekühlt. Derjenige Teil jeder -Fadens, der dem Kühlgasvorhang an nächsten ist, wird stärker gekühlt als der dem Kühlgasvorhang abgewandte Seil des Fadens.

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Dieser exzentrische oder asymmetrische Kühleffekt hst die Bildung eines Fadens zur Folge, der nach dem Verstrecken und Erhitzen sich kräuselt, wie nachstehend noch erklärt wird. Mit anderen Worten, jeder Faden weist eine unterschiedliche Doppelbrechung quer zu seiner Breite auf. Weil das Kühlgas parallel zu den Fäden strömt und weil der gebildete Kühlgasvorhang einen gleichmäßigen Zylinder um das Fadenbündel bildet, ist die Diffusion des Ktihlgases zu den Fäden gleichmäßig, d_oh. die Bewegungsrichtung der Fäden und des Kühlgasvorhanges ist symmetrisch und es wird eine sehr gleichmäßige Kühlwirkung erzielt, wodurch sich eine regelmäßige Kräuselung in den erhaltenen Fäden ausbildet.

Die Abmessung des zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Schmelzspinnkopfes können innerhalb bestimmter Grenzen schwanken und die nachstehenden bevorzugten Grenzwerte werden als Beispiel gegeben. Der Durchmesser der Spinndüse liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 31 »7 bis etwa 50,8 nrai. Die Zahl der Spinndtisenöffnungen, die auf einem einzigen Kreis angeordnet sind, beträgt etwa 12 bis etwa 150« Die Spinndüsenöffnungen sind vorzugsweise kreisförmig und sie haben den gleichen Durchmesser über ihre Länge und sie aind vorzugsweise von gleicher Größe. Vorzugsweise ist der Kreis der SpinndUeenöffnungen inner- halb des Randes der Spinndüse etwa 3,1 biß etwa 6,35 mm angeordnet. Die Stärke der Spinndüse beträgt vorzugsweise etwa 0,00127 biß etwa 0,00025 mm, doch ist dies nicht von entscheidender Bedeutung. Der Durchmesser der Spinndüeenöffnungen betrügt vor-

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zugsweise etwa 0,127 bis etwa 0,635 mrn₀ -"■ ->

Der Kühlgasvorhang wird vorzugsweise von zwei Kreisen von Kühlgasöffnungen gebildet. Jeder Kreis hat etwa 20 bis etwa 200 öffnungen., Der Durchmesser der Öffnungen liegt vorzugsweise zwischen etwa 0,254 und etwa 0,762 mm_o Die, öffnungen sind vorzugsweise im gleichen Abstand voneinander angeordnet,, Die Kreiße der Kühlgasöffnungen sind vorzugsweise in einem Abstand von etwa 1,587 bis etwa 6,350 mm zueinander angeordnet. Der innere Kreis hat einen Durchmesser von etwa 38,1 bis etwa 63,5 rnm₀ Gregebenenfalls kann nur ein Kreis von Kühlgasöffnungen verwendet werden und dieser Kreis bzw«, diese Kreise können die Form eines Schlitzes anstelle einer Reihe von öffnungen haben«

Der Abstand zwischen den Spinndüsenöffnungen 15 und dem lineren Ring der Kühlgasöffnungen beträgt vorzugsweise etwa 1,587 bis etwa 25,4 τητπ₀ Die Achse der Kühlgasöffnungen schwankt von einer Linie parallel zur Achse der Schmelzspinnkopföffnungen bis zu hächstene etwa 20° nach einwärts oder auswärts; vorzugsweise ist die Achse der Kühlgasöffnungen parallel zur Achse der Spinndüsen angeordnete In der Umfangsrichtung sollen die Kühlgseöffnungen den Kühlgasötrom parallel zu des Fäden riehteiu Bas Auslaßende der Kühlgasöffnungen ist vorsiigeweis® etwa 6,35 bis etx^a 25,4 mm, inabeoondere e'r/a 12,7 mm unterhalb der unteren Fläoh© der Spinndüse angeordnet ο

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7m erfindungsgemäßen '/erfahren beträgt die Aufnahmegeschwindigkeit des Fadenbündels vorzugsweise weniger alsj etwa 61 lineare Meter pro Minute xmd. "der Kühlgasvorhang hat eine effektive · Länge von etwa 12_?7 bis etwa 63»5 mm unterhalb, des Schmelzspinnkopfes, Vorzugsweise wird deshalb das Kühlgas in Form des Vorhanges in einer Menge von etwa 0,0283 bis etwa 0,0850 m pro .1

Minute zugeführt. Dps die Kühl-asöffnungen verlassende Gas kann eine Temperatur von Raumtemperatur aufweisen und muß rieht extra gekühlt werden, es. soll jedoch nicht zu warm sein, um den Abkühleffekt zu beeinträchtigen« ·

Nach dem Abkühlen wird das Fadenbündel aufgenommen und zur Orientierung der Fäden heiß verstreckt und dann bei erhöhter Temperatur getempert. Für Polypropylen wird das Verstrecken bei einer Temperatur von nächstens 13O°C und das Tempern bei etwa 135⁰C durchgeführt«

Naoh dem erfindungsgemäßen Verfahren können die verschiedensten thermoplastischen fadenbildenden Polymere schmelzgesponnen werden₀ Besonders günstige Ergebnisse können mit isotaktischem Polypropylen erhalten werden« Bin spezielles Beispiel mit typischen Verffihrensbedingungon zur Herstellung von .fülligem Garn aus iaofcakbischen Polypropylenfäden wird nachstehend angegeben.

Bevorzug!;« ArbeifcöbGdinßum'en bei Polypropylen sind folgende:

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Eine typische Spinndüse: aum Schmelzspinnen von Fäden senkrecht abwärts hat 75 Öffnungen mit einem Durchmesser von 0,3048 mm, die auf einem einzigen Kreis mit einem Durchmesser von 31?75 mm angeordnet sind,, Die Anzahl der Spinndtisenöffmmgen kann zwischen etwa 12 und 150 schwanken.

Eine übliche LuftSammelleitung 17 für diesen Zweck besitzt einen äußeren Ring aus 30 öffnungen und einen inneren Ring von 90 öffnungen mit einem Durohmesser von O_?4572 mm« Sämtliche Öffnungen sind im gleichen Abstand voneinander angeordnet« Die beiden Ringe der Fiihlgasöffmmgen liegen in der gleichen Ebene und sind etwa 1,587 ram voneinander entfernt. Der innere Ring der Kühlgasöffmmgen hat einen Durchmesser von etwa 50,8 mm₀

Bei einer Spinngeschwindigkeit von etwa 907 g Polymer je Stunde und je Spinndüse werden etwa 0,0566 nr Luft als Kühlgas durch die Leitung 21 zugeführt«. Die Temperatur der Luft nach dem Verlassen der Kühlgasöfframgen 24 beträgt etwa 75⁰C₀ Eine typische lineare Luftgeschwincügkeit an den Kühlgasöffnungen liegt in der Größer-Ordnung von 3048 m/min₀ Die Kühlgasb'ffnungen 24 Bind 19,050 mm unterhalb der unteren !lach© ies Schmelzspinnkopfes A und etwa 12,7 mm außerhalb des Ringes der Spinndüsenöffnungen 15 in der horizontalen Ebene angeordnet,

Vorzugsweise ist die Luft aus den Xühlgasöffnungen 24 senkrecht nach abwärts gerichtet. Die schmelzgesponnenen Fäden weichen nur

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einige wenige Grade von der Senkrechten afc, ao daß ele einen verlängerten Kegel bilden und auf diese Weise der Kühlluftvorhang parallel zu den Fäden ausgerichtet ist₀ Die Strahlrichtung der Kühlluft aus den KühlgasÖffnungen soll von einer linie parallel zur Achse der Spinndüsenöffnungen nicht mehr als 20° in der radialen Richtung nach einwärts oder auswärts abweichen und soll praktisch parallel zur Achse der Spinndüsenöffnungen in der Umfangsrichtung sein₀ ·

Ausnahraegeschwinäigkeiten zwischen 18 und 61 m/min sind wirkungsvoll,, Beispielsweise wurde ein Fadenbündel mit einem Gesamttiter von 3750 den in einer Aufnahmegeschwindigkeit von 36,576 m/min und einer Spannung von 90 g schmelzgesponnen* Dies entspricht einer Spannung von 24 mg/den,, Bei diesem speziellen Titer wird eine Spannung zwischen etwa 70 und etwa 120 g bevorzugt, die etwa 19 bis 32 mg Spannung pro Denier entspricht_β

Die Kräuselung eines Fadengarnes wird im allgemeinen durch zwei Werte ausgedrückt, nämlich die Anzahl der Kräuselungen je 25,4mm Länge des Fadens und die Kräuselungsamplitude oder durch eine andere Reihe von zwei verten« Einer der Nachteile dieser Bestimmung ist, daß die erhaltenen Werte zu stark abhängen vom Durchmesser der Faser und der F*»serspannung„ Die feinere Faser hat eine feinere Kräuselung und die größere Faser eine gröbere Kräuselung ₀ ' . . . "

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Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche wendeltreppenförmige oder dreidimensionale Kräuselung ist derartig ausgeprägt, daß man sie nach einer direkten Methode bestimmen muß, Nach dieser Methode werden die verstreckten Fäden auf eine länge von 127 "bis 0,000508 mm je nach der erwarteten Kräuselung zerschnitter ο Die zerschnittenen Fasern werden dann in einem Luftofen 5 min auf 135⁰C erhitztV Mach dem Erhitzen bildet jeffe Paser eine äußerst regelmäßige Schleife, d_oh_o einen Teil eines Kreises, der praktisch in einer Ebene liegt, wie in.Figur"6 gezeigt ist» Dieser Kreis läßt sich entweder mit bloßem Äuge oder fotographisch bestimmen« In der Prascis kann eine geringfügige Abweichung von der Ebene auftreten, wie im Falle eines Stückes, das aus einer Spiralfeder herausgeschnitten wurde» Für sämtliche praktischen Meßzwecke der beschriebenen Art kann eine kurze Schleife, wie sie in Figur 6 gezeigt ist, als in einer Ebene liegend angesehen werden« ■ ·-.-■· ·

Es wird das ßrößenverhältnis von R/r bestimmt, wobei H der Radius der Krümmung der Außenseite der Schleife und r der Radius der Krümmung der Innenseite dieser Schleife ist„ Bei einer geraden Faser beträgt; dieses Verhältnis 1„ Erfindungegemäß lassen sieh Werte für R/r von ebv/a .1,1 bis 1,5 und. sogar Ln dem ungewöhnlloh hohen iCräiisslungstjerelch ran T,5"bis ΐ>5 3r.relo.hen,,. Innerhalb Λνΐΰ B-iv-Hiohaa von f_?1 hla 1,5 liegen- JLbi allgemeinen stvm 15 bis iii,,n .·:"'■'"* Kr'uii'siαΙιΐϊψ,^Λ Jr? -j^i'i- ffira ίδτ, Bai tkmi höhscaa Wsrfc für 4-i,; ;.·-:■ \'-U ftitii- von ti/s in: bftvor^iigbSii Bot^löh «mti Ί_P3 bis 1 $3 'i.U\F;"--.

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gewöhnlieh mehr als 30-Kräuselungen je 25?4· mm" vor« Nach dem er«= findlingsgemäßen Verfahren kann die Gleichmäßigkeit der Schleifen derartig gesteuert werden, daß das Verhältnis Ή/r um nicht mehr als etwa t 0,05 sehwankt,, Die Anzahl der Kräuselungen 30 25p4 mm liegt im· Bereich von etwa 30 "bis etwa 10O₀

Aus Zweckmäßigkeitsgründen wurde Z₀T₀ als Kühlgas-Luft genannt, weil diese am leichtesten zur Verfugung steht.. Selbstverständlich können jedoch auch noch andere Gase als Luft zur asymmetrischen Kühlung der Pad en verwendet werden, - .. ~

Bevorzugte thermoplastische fadenbildende Polymere, die sich erfindungsgemäß schmelzspinnen und unsymmetrisch abkühlen lassen, sind isotaktisches Polypropylen, Polyacetale, Poly-3-methylbuten und andere PolyH&blefine, wie Poly-4-methylpenten und Gemische und Mischpolymerisate ο Das erfindungegemäße Verfahren ist auch anwendbar auf andere thermoplastische fadenbildende Kunststoffe₀ Die nachstehenden, Beispiele erläutern das erfindungsgemaße Verfahren. "·" ■ ■■

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Kühlluft wird in einer; Menge von O₀0566 v?/v±n zugeführt. Die Spannung des Fadenbündels^ bestimmt zwischen der Spinndüse und der ersten Führungsrolle, "beträgt 90 ξ bzw_e 24 mg/den_o Das Fadenbündel wird anschließend um einen Fairtor von 3_?8 verstreckto Dieser Wert ist das Verhältnis der linearen Geschwindigkeiten am Auslaßende und Einlaßende der Verstreekungswalzen₀ Dos Fadenbündel wird.mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 7?62 m/min zum ■ a Verstrecken zugeführt«, "!fach dem Verstrecken ist der Gesamttiter des Fadenbündels auf 1130 den verringert und die Fäden kräuseln sich spontan und gleichmäßig, nrenn sie auf etwa 135⁰C erhitzt werden»

Eine Probe des verstreckten Fadenbündels ¹WiTd auf eine Länge von O₇838 mm zerschnitten und in einem Luftofen iodinin auf 135⁰C erhitzt. Nach dieser Behandlung wurden die gekräuselten Fasern fotographierto Das Verhältnis von B/r_t.-d„ho das Längenverhältnis vom äußeren zum inneren Radius liegt in der Größenordnung von ™ 1,45. . ■ " .

Beispiel 2

Ein aus 50 Einzelfäden bestehendes Fadenbündel mit einem Gesamttiter von 615 den wird aus Polypropylen mit dem Schmelzindex 3,5 durch Schmelspinnen.hergestellte Das Fadenbündei wird mit Luft .in einer Menge von 0,0142 17fflin.au der Spinndüse gekühlt und in einer Geschwindigkeit von 58 m/min aufgenommen« Die Schmelzspinn-

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temperatur, bestimmt in der Schmelze kurz vor dem Eingang in die Spinndüse_? beträgt 271⁰C₀ Die Spannung des fadenbündels zwischen der Spinndüse und der ersten Führungsrolle beträgt 17 go Dieser Wert entspricht 28 mg/den. Das Fadenbündel wird dann bei 7O⁰G um einen Faktor von 2,5 verstreckt«, Der tatsächliche Verstreckungsfaktor beträgt etwa 2,1, da das Fadenbündel zwischen der Auslaßwaize und der Auf nehmer einrichtung schrumpfte Das Fadenbündel wird dann zu kurzen Fasern von 0,584 mm Län*te zerschnitten, die in einem Iiuftofen 10 min auf 135⁰C erhitzt werden, wobei sie sich kräuseln., Nach dieser Behandlung wurden die gekräuselten Fasern fotographierto Das Verhältnis von R/r liegt in der Größenordnung von T₉35ο

Die Aufnahmeeinrichtung ist vorzugsweise derartig ausgebildet, daß die Anordnung der Fäden, so wie sie aus der Spinndüse austreten, beibehalten wird,,

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Claims

P a t e η t a η s ρ r ü e h e

1_β Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Päden durch Schmelzspinnen von thermoplastischen Polymeren, die nach abwärts aus einer Spinndüse gedrückt und nachfolgend mittels eines Kühlgas Vorhanges abgekühlt werden» dadurch gekennzeichnet , daß das thermoplastische Polymer durch die Spinndüse unter Bildung einer Gruppe von symmetrisch angeordneten Fäden gedrückt und der Kühlgasvorhpng in einer zur Spinndüse benachbprten Zone gebildet wird, die die Fadengruppe umgibt und zu ihr parallel in einem mit der Anordnung der Fäden symmetrischen Muster verläuft, wobei jeder Faden an seiner dem Kühlgasvorhang zugewandten Seite gekühlt wird.

2, Verfahren nach Anspruch 1_f dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Fäden nach dem Kühlen veratreokt und bei erhöhter Temperatur entspannen gelessen werden.

3· Verfahren naoh Anspruch 1 öder 2„ d a d u r c h gekennzeichnet , daß die Fädengruppe auf einem Kreis

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angeordnet wird und das Kühlg&e in Form mindestens eines zylindrischen Vorhänge» ausgebildet wird, der sich parallel au den Fäden der Fadewgruppe eretreckt.

4« Verfuhren nach Antpnioh, 3, d β d. ά r σ. h g β \ε e η η -

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zeichnet , daß die Fäden aua auf einem Kreis angeordneten Spinndüsenöffnungen gedrückt werden und der Durchmesser dieses Kreises nächstens etwa 50 ₁ 8 mm beträgt,,

5o Verfahren nach Anspruch 3 oder 4_P dadurch gekennzeichnet t daß die schmelzgesponnena^äden in einer linearen Geschwindigkeit von weniger als 61 m/min abgezogen werden und der Kühlgas vorhang eine effektive länge von 12,7 bis 63,5 mm besitzt«,

6 ο Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch ge-

kennzeichnet , daß die Fäden zu einer höchstens Einzelfäden umfassenden symmetrischen Gruppe ausgebildet werden₀

7 ο Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Fäden in einer Geschwindigkeit von 18,3 bis 61 m/min abgezogen werden.

8 ο Verfahren nach Anspruch 5 bis 7_f dadurch gekennzeichnet , daß das Kühlgas in einer Menge von 0,0283 bis 0,0850 m*/min zugeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis' 8, dadurch gekennzeichnet , daß als thermoplastisches f^denbildendes Polymer isotaktisches Polypropylen verwendet wird.

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1O₀ Schmelzspinnkopf mit Spinndüse zur Herstellung von gekräuselten Fäden aus thermoplastischen Polymeren, dadurch gekennzeichnet „ daß die Spinndüsenöffnungen (15) auf einem Kreis angeordnet sind, und von einer Kühlgas Sammelleitung (17) umgeben sind, die Krhlgasöffmangen (24) aufweist, die in einem Kreis konzentrisch mit dem Kreis der Spinndüsen öffnungen (115) in der Spinndüse angeordnet sind,,

11 ο Schmelzspinnkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,' daß die Spinndüse einen Durchmesser von etwa 31 _f 7 his etwa 50,8 mm hat und mit etwa 12 his 150 Spinndüsenöffnungen (15) gleicher Größe versehen ist, die auf einem Kreis angeordnet sind, daß die Spinndüsenöffnungen (15) kreisförmig und von gleichem Durchmesser über ihre Länge innerhalb des Bereiches γοη O₉ 127 bis 0,635 mm sind, daß der Kreis der Spinndüsenöffnungen (15) innerhalb des Bandes der Spinndüse in einem Abstand von 3,1 bis 6,35 mm angeordnet ist, daß die Kühlgassammelleitung (17) mit mindestens einem Kreis von Kühlgasöffnungen (24) versehen ist, durch welche Kühlgas strömt und die Ktihlgasöffnungen (24) einen Durchmesser im Bereich von 0,254 bis 0,762 mm haben und 20 bie 200 öffnungen in der Kühl-, gaeeammelleitung (17) vorhanden sind, daß der radiale Abstand zwischen den Spinndüsenöffnungen (15) und den Kühlgaeöffnungen (24) innerhalb dee Bereiches von 1,587 bis etwa 25,4 mm liegt, daß die Achee der Ktihlgasöffnungen (24) von einer Linie parallel zur Achse der Spinndüsenöffnungen (15) um nicht mehr als etwa

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20° in der radialen Richtung nach einwärts oder auswärts schwankt und parallel zur Achse der Spinndüse in der Umfangsrichtung liegt, daß das Auslaßende der Kühlgasöffnungen (24) zwischen 6,35 und 25,A mra unterhalt der unteren Oberfläche der Spinndüse liegt und daß das Kühlgas zur Ktihlgassammelleitung (1?) in solcher Geschwindigkeit zugeführt wird, daß ein Ktihlgasvorhang mit einer effektiven Länge von etwa 12,7 his etwa 63,5 mm unterhalb der Spinndüse gebildet wird₀

12c Schmelzspinnkopf nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß sswei Kreise von Iüihlgasüffnungen (24) in der KühlgasSammelleitung (17) angeordnet sind, die Kreise der Kühlgasöffnungen (24) in der Kühl- Qim Sammelleitung (17) konzentrisch angeordnet sind und der innere Kreis einen Durchmesser innerhalb des Bereiches von 38,1 bis 63,5 mm besitzt und die Kreise in einem Abstand von 1,587 bis etwa 6,35 mm voneinander angeordnet sind»

13. Durch Schmelzspinnen eines thermoplastischen fadenbildenden Polymers hergestellter Faden, der unmittelbar nach dem Schmelzspinnen asymmetrisch und gleichmäßig abgekühlt, dann orientiert und getempert wurde und der eine gleichmäßige hohe wendeltreppenförmige Kräuselung besitzt, die aus regelmäßigen Schlingen besteht, bei denen das Längenverhältnis von R/r einen Wert innerhalb des Bereiches von etwa 1,1 bis etwa 1,5 hat, wobei H der Radius der Krümmung der Außenseite der Sohlinge und r der Radius der Krümmung der Innenseite ist.

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