DE1660575B2

DE1660575B2 - SPINNER NOZZLE ARRANGEMENT FOR THE PRODUCTION OF COMPOSITE FEMES

Info

Publication number: DE1660575B2
Application number: DE19661660575
Authority: DE
Inventors: Leopoldo Vicente; Soutter Robert Douglas; Chattanooga Tenn. Cancio (V.StA.)
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1965-08-25
Filing date: 1966-08-25
Publication date: 1976-07-22
Also published as: GB1083240A; DE1660575A1; NL6611836A

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinndüsenanordnung zur Herstellung von Verbundfäden aus zwei oder mehr Polymeren mit einer Spinndüsenplatte, in der eine oder mehrere Spinndüsen ausgebildet sind, von denen jede eine öffnung an der stromab gelegenen Fläche der Spinndüsenplatte aufweist, einer Zumeßplatte, wobei in der stromab gelegenen Fläche der Zumeßplatte mehrere Ausdehnungskammern angeordnet sind, mehreren Vorratsräumen, die stromauf von den Ausdehnungskammern angeordnet sind und mit diesen über Zumeßkanäle verbunden sind, sowie Einrichtungen für die Zuführung von Polymeren zu jedem der Vorratsräume. The invention relates to a spinneret arrangement for producing composite threads from two or more Polymers with a spinneret plate in which one or several spinnerets are formed, each of which has an opening on the downstream surface of the Has spinneret plate, a metering plate, wherein in the downstream face of the metering plate several expansion chambers are arranged, several storage spaces upstream of the expansion chambers are arranged and are connected to these via metering channels, as well as facilities for the supply of polymers to each of the storage rooms.

Bei einer derartigen, aus US-PS 30 39 524 bekannten Spinndüsenanordnung sind die Ausdehnungskammern ringförmige Kanäle, in die alle Zumeßkanäle münden. Zwischen dem Austrittsende der Ausdehnungskammern und der Eintrittsöffnung der Spinndüse befindet sich ein feinmaschiges Sieb. Die Spinndüsen sind öffnungen von gleichförmigem Durchmesser, in einer relativ dünnen Spinndüsenplatte. Bei dieser bekannten Spinndüsenanordnung treffen die Polymerenströme innerhalb des feinmaschigen Siebes, d. h. unmittelbar vor Eintritt in die Spinndüsenöffnung, unter einem Winkel von nahezu 180° aufeinander, wodurch an der Trennfläche der Polymerenströme eine Durchmischung der Polymeren auftritt Dies hat zur Folge, daß sich die mit einer solchen Spinndüsenanordnung hergestellten Fäden nicht sauber spalten lassen. Beim Erspinnen der Verbundfaden kann ferner das eine Polymere rings um das andere fließen und eine diskontinuierliche, teilweise Umhüllung bilden. Diese teilweise Umhüllung neigt dazu, kleine Splitter bzw. Ablagerungen des Polymeren abzuschuppen, die sich in den Verarbeitungsanlagen an den Fadenführungen, Düsen, Querführungsmechanismen u.dgl. ablagern können und schließlich ein Abreißen des Fadeniaufs bewirken können.In such a spinneret arrangement known from US Pat. No. 3,039,524, the expansion chambers are annular channels into which all metering channels open. Between the exit end of the expansion chambers and the inlet opening of the spinneret is a fine-mesh sieve. The spinnerets are openings from uniform diameter, in a relatively thin spinneret plate. In this known spinneret arrangement meet the polymer streams within the fine-meshed sieve, d. H. immediately before entering the Spinneret opening, at an angle of almost 180 ° to each other, whereby at the interface of the Polymer streams a thorough mixing of the polymers occurs. This has the consequence that the with a Such a spinneret assembly can not split cleanly produced threads. When spinning the Composite thread can also have one polymer flow around the other and one discontinuous, partially Form cladding. This partial covering tends to produce small splinters or deposits of the polymer flake off, which is found in the processing systems on the thread guides, nozzles, cross-guide mechanisms and the like can deposit and ultimately cause the thread to tear off.

Aus DT-PS 9 70 603 ist eine im Prinzip ähnliche Spinndüsenanordnung wie aus US-PS 30 39 524 bekannt, bei der jeweils eine Ausdehnungskammer mit mehreren Spinndüsenöffnungen verbunden ist und die verschiedenen Polymerenarten unmittelbar vor der Spinndüsenöffnung unter einem Winkel von nahezu 180° aufeinandertreffen.From DT-PS 9 70 603 a spinneret arrangement similar in principle to that of US-PS 30 39 524 is known, in each of which an expansion chamber is connected to several spinneret openings and the different types of polymer immediately in front of the spinneret opening at an angle of almost Meet 180 °.

Aus FR-FS 13 33 980 ist eine Spinndüsenanordnung bekannt, bei der jede Düse eine weite Eintrittsöffnung an der stromauf gelegenen Fläche der Spinndüsenplatte aufweist und die Ströme der verschiedenen Polymeren unter spitzem Winkel aufeinandertreffen. Bei dieser Spinndüsenanordnung fehlen jedoch die Ausdehnungskammern und werden die bereits vereinigten Polymerenströme jeweils mehreren Spinndüsenöffnungen durch einen einzigen Kanal zugeführt.From FR-FS 13 33 980 a spinneret arrangement is known in which each nozzle has a wide inlet opening on the upstream face of the spinneret plate and the streams of the various polymers meet at an acute angle. In this spinneret arrangement, however, the expansion chambers are missing and the polymer streams that have already been combined become each supplied to several spinneret openings through a single channel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spinndüsenanordnung zu schaffen, mit der die Herstellung von Verbundfäden mit ebenen Trennflächen zwischen den verschiedenen Fadenkomponenten und ohne Umhüllung einer Komponente durch eine andere ermöglicht wird.The invention is based on the object of creating a spinneret arrangement with which the production of composite threads with flat interfaces between the various thread components and is made possible without encasing one component by another.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Spinndüse eine weite Eintrittsöffnung an der stromauf gelegenen Fläche der Spinndüsenplatte aufweist, daß zwei oder mehr Ausdehnungskammern über jeder Eintrittsöffnung liegen und daß die stromab gelegene Fläche der Zumeßplatte unmittelbar an der stromauf gelegenen Fläche der Spinndüsenplatte anliegt.This object is achieved according to the invention in that each spinneret has a wide inlet opening on the upstream face of the spinneret plate that has two or more expansion chambers lie above each inlet opening and that the downstream surface of the metering plate is immediately adjacent to the upstream surface of the spinneret plate is applied.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß sich die mit der erfindungsgemäßen Spinndüsenanordnung hergestellten Verbundfäden aufgrund der ebenen Trennflächen zwischen den Fadenkomponenten sauber spalten lassen. Durch die Spaltung der Fäden lassen sich die ästhetischen Eigenschaften eines Gewebes verbessern. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß keine unter einem genau einzuhaltenden Winkel angeordneten Bohrungen für die Polymerenzuführung vorhanden sind, wodurch die erfindungsgemäße Spinndüsenanordnung in der Herstellung verhältnismäßig einfach ist.The advantage achieved by the invention is in particular that with the inventive The composite filaments produced by the spinneret assembly due to the flat interfaces between the Let the thread components split cleanly. By splitting the threads, the aesthetic Improve the properties of a fabric. Another advantage is that none of them are accurate To be observed angle arranged holes for the polymer supply are available, whereby the spinneret assembly according to the invention is relatively simple to manufacture.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Verbundfaden, wöbe; die unerwünschte teilweise Umhüllung der einen Fadenkomponente durch die andere dargestellt ist,F i g. 1 shows a section through a composite thread, wöbe; the unwanted partial wrapping of one Thread component is represented by the other,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Verbundfaden mit im wesentlichen ebener Trennfläche undF i g. 2 shows a section through a composite thread with an essentially planar separating surface and

F i g. 3 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Spinndüsenanordnung.F i g. 3 shows a section through the spinneret arrangement according to the invention.

Wie in F i g. 3 dargestellt, sind eine Spinndüsenplatte 12 und eine Zumeßplatte 14 an einem Sandhalter 16 durch einen Bolzen 18 befestigt, wodurch die Spinndüsenanordnung 10 gebildet wird. Es werden keine Dichtringe verwendet, da die Dichtung durch Verwendung von polierten Flächen an allen aneinanderliegenden Oberflächen bewirkt wird. In der Spinndüsenplatte 12 ist eine Anzahl von Spinndüsen 20 vorgesehen, von welchen zwei dargestellt sind. Jede Spinndüse weist eine öffnung 22 an der stromab gelegenen Fläche der Spinndüsenplatte und eine Eintrittsöffnung 24 mit großem Durchmesser an der stromauf gelegenen Fläche der Spinndüsenplatte auf. Direkt oberhalb der Eintrittsöffnung 24 sind zwei Ausdehnungskammern 26 und 27 vorgesehen, da die dargestellte Spinndüsenanordnung zum Spinnen von aus zwei Komponenten nebeneinander bestehenden Fäden geeignet ist. Wenn mehr als zwei Polymere oder zwei Segmente gewünscht werden, werden zusätzliche Ausdehnungskammern verwendet. Diese Ausdehnungskammern 2!6 und 27 sind in derAs in Fig. 3, a spinneret plate 12 and a metering plate 14 are shown on a sand holder 16 attached by a bolt 18, whereby the spinneret assembly 10 is formed. There won't be any Sealing rings are used as the seal by using polished surfaces on all abutting one another Surfaces is effected. A number of spinnerets 20 are provided in the spinneret plate 12, from which two are shown. Each spinneret has an opening 22 on the downstream surface of the Spinneret plate and a large diameter inlet port 24 on the upstream face the spinneret plate. Directly above the inlet opening 24 are two expansion chambers 26 and 27 provided because the illustrated spinneret assembly for spinning from two components side by side existing threads is suitable. If more than two polymers or two segments are desired, additional expansion chambers are used. These expansion chambers 2! 6 and 27 are in the

66th C7CC7C

stromab gelegenen Fläche der Zumtßplatte 14 angeordnet Ein Zumeßkänal 23 verbindet die Ausdehnungskammer 26 mit einem Vorratsraum 30. In gleicher Weise verbindet der Zumeßkänal 29 die Ausdehnungskammer 27 mit einem zweiten Vorratsraum 32. Der Vorratsraum 30 ist ein ringförmiger Hohlraum in der stromauf gelegenen Fläche der Zumeßplatte *4. Der Vorratsraum 32 ist ein ähnlicher, jedoch kleinerer ringförmiger Hohlraum, welcher konzentrisch zum Vorratsraum 30 angeordnet ist. Die Einzelheiten der Bauweise der Vorratsräume sind für die Erfindung nicht wichtig. Die Vorratsräume können aus den beschriebenen ringförmigen Hohlräumen oder ebenso aus einer Anzahl von kreisförmigen Bohrungen bestehenarranged downstream surface of the metering plate 14 A metering channel 23 connects the expansion chamber 26 with a storage space 30. In the same way the metering channel 29 connects the expansion chamber 27 with a second storage space 32. The storage space 30 is an annular cavity in the upstream face of the metering plate * 4. The pantry 32 is a similar, but smaller, annular cavity that is concentric with reservoir 30 is arranged. The details of the construction of the storage rooms are not important to the invention. the Storage spaces can consist of the described annular cavities or also from a number of circular holes exist

Im Sandhalter 16 ist ein mittiger, kreisförmiger Hohlraum 34 vcrgesehea Diesen umgibt ein ringförmiger Hohlraum 36. Direkt unterhalb des ringförmigen Hohlraums 36 ist eine Nut 38 in die Fläche des Sandhalters 16 geschnitten. Mehrere Bohrungen 40 verbinden den ringförmigen Hohlraum 36 mit der Nut 38. In gleicher Weise verbinden mehrere Bohrungen 42 und 43 den mittleren Hohlraum 34 mit der Ringnut 44.In the sand holder 16 is a central, circular one Cavity 34 This is surrounded by an annular cavity 36. Directly below the annular cavity In cavity 36, a groove 38 is cut in the surface of sand holder 16. Multiple holes 40 connect the annular cavity 36 with the groove 38. A plurality of bores 42 connect in the same way and 43 the central cavity 34 with the annular groove 44.

Bei bestimmten Ausführungsformen ist es möglich, entweder die Vorratsräume 30 und 32 oder die Nuten 38 und 44 wegzulassen. Eine andere Abänderung besteht darin, alle Vorratskammern und Nuten (30, 32, 38 und 44) wegzulassen, so daß die Bohrungen 40 direkt in die Zumeßkanäle 28 und die Bohrungen 42 und 43 direkt in die Zumeßkapäle 29 münden.In certain embodiments, it is possible to use either the storage spaces 30 and 32 or the grooves 38 and omit 44. Another modification is to remove all of the storage chambers and grooves (30, 32, 38 and 44) omit, so that the bores 40 directly into the metering channels 28 and the bores 42 and 43 directly into the metering ducts 29 open.

Bei Betrieb wird Polymer Fdem mittleren Hohlraum 34 zugeführt. Normalerweise ist ein Filtermittel, wie Sand oder Siebe oder eine Kombination dieser beiden, in den mittleren Hohlraum 34 eingesetzt. Das Polymer F verläßt den mittleren Hohlraum 34 durch den Boden durch mehrere Bohrungen 42 und 43, welche in die Ringnut 44 münden. Die Ringnut 44 ist an den Vorratsraum 32 angepaßt. Das Polymer F wird sodann durch den Zumeßkänal 29 jeder einzelnen Spinndüse zugemessen. Da eine bestimmte Menge Polymer durch eine Verdrängungspumpe zugeführt wird, wird das Polymer durch den Zumeßkänal 29 mit kleinem Durchmesser in Form eines Strahls mit hoher Geschwindigkeit gedrückt. Wenn dieser Strahl die Ausdehnungskammer 27 erreicht, welche einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweist, wird die Geschwindigkeit des Polymers vermindert und das Polymer bewegt sich nun mit einer geringen Geschwindigkeit von der Ausdehnungskammer in die Eintrittsöffnung 24.In operation, polymer F is fed to the central cavity 34. A filter medium, such as sand or sieves, or a combination of the two, is typically set in the central cavity 34. The polymer F leaves the central cavity 34 through the floor through a plurality of bores 42 and 43 which open into the annular groove 44. The annular groove 44 is adapted to the storage space 32. The polymer F is then metered through the metering channel 29 to each individual spinneret. Since a certain amount of polymer is supplied by a positive displacement pump, the polymer is forced through the small-diameter metering passage 29 in the form of a jet at high speed. When this jet reaches the expansion chamber 27, which has a relatively large diameter, the speed of the polymer is reduced and the polymer now moves from the expansion chamber into the inlet opening 24 at a low speed.

In gleicher Weise wird Polymer Sin den ringförmigen Hohlraum 36, durch Bohrungen 40 in die ringförmige Nut 38 und den Vorratsrarm 30, sodann durch den ZumeGkanal 28 in die Ausdehnungskammer 26 zugeführt. In dieser Weise wird das Polymer S in die Eintrittsöffnung 24 als langsam bewegte Strömung eingeleitet. So werden die zwei Polymeren Fund 5 als langsam bewegte Strömungen Seite an Seite nebeneinander zusammengebracht. Da sie sich langsam bewegen, wird die Neigung zur Vermischung stark vermindert, insbesondere bei den zur Herstellung synthetischer Fäden verwendeten Polymeren mit hoher Viskosität Die zwei nebeneinanderfließenden Polymerströme werden sodann durch die Form des Bodens der Spinndüsen auf eine erhöhte Geschwindigkeit gebracht und verlassen die Öffnung 22 in Form eines Strahles hoher Geschwindigkeit. An dieser Stelle haben jedoch die Polymeren keine Neigung mehr, sich zu vermischen, da sie bereits die gewünschte Lage nebeneinander angenommen haben.In the same way, polymer Sin is the annular cavity 36, through holes 40 in the annular Groove 38 and the supply arm 30, then fed through the metering channel 28 into the expansion chamber 26. In this way, the polymer S enters the inlet opening 24 as a slowly moving flow initiated. So the two polymers are found side by side as slowly moving currents brought together. Since they move slowly, the tendency to mix is greatly reduced, especially in the case of the high viscosity polymers used to produce synthetic threads The two polymer streams flowing side by side are then determined by the shape of the bottom of the Spinnerets brought to an increased speed and leave the opening 22 in the form of a jet high speed. At this point, however, the polymers no longer have any tendency to mix, since they have already assumed the desired position next to each other.

F i g. 2 zeigt den mit der erfindungsgemäßen Spinndüsenanordnung erhaltenen Fadenquerschnitt. Es besteht eine im wesentlichen ebene Trennfläche zwischen dem Polymer Fund dem Polymer S. F i g. 2 shows the thread cross-section obtained with the spinneret arrangement according to the invention. There is an essentially flat interface between the polymer and the polymer S.

Die beschriebene besondere Spinndüsenanordnung 10 ist zwar für aus zwei nebeneinanderliegenden Komponenten bestehende Fäden geeignet Es ist jedoch offensichtlich, daß auch mehr als zwei Komponenten oder Polymere verwendet werden können. Anzahl und Anordnung der Zumeßkanäle und der Ausdehnungskammern müssen dementsprechend abgeändert werden. Weiter ist bei der dargestellten Anordnung eine kreisförmige Verteilung der Spinndüsen 20 in der Fläche der Spinndüsenplatte 12 vorgesehen und die verschiedenen Öffnungen und Hohlräume in der Zumeßplatte 14 und der Spinndüsenplatte 12 und dem Sandhalter 16 sind entsprechend angeordnet. Es ist möglich, den gleichen Grundgedanken bei einer Spinndüsenanordnung anzuwenden, bei welcher die Spinndüsen in Reihen angeordnet sind.The particular spinneret assembly 10 described is for two adjacent ones Components suitable for existing threads It is obvious, however, that more than two components can also be used or polymers can be used. The number and arrangement of the metering channels and the expansion chambers must be modified accordingly. Furthermore, in the illustrated arrangement, there is a circular distribution of the spinnerets 20 in FIG Area of the spinneret plate 12 provided and the various openings and cavities in the Metering plate 14 and the spinneret plate 12 and the sand holder 16 are arranged accordingly. It is possible to apply the same basic idea to a spinneret arrangement in which the Spinnerets are arranged in rows.

Die Zuführungs- und Verteilerkanäle und Hohlräume sind zwar im Sandhalter und in der Zumeßplatte dargestellt. Es kann jedoch erwünscht sein, eine getrennte Verteilerplatte zwischen dem Sandhalter und der Zumeßplatte zu verwenden.The supply and distribution channels and cavities are in the sand holder and in the metering plate shown. However, it may be desirable to have a separate distributor plate between the sand holder and to use the metering plate.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Spinneret arrangement for the production of composite thread from two or more polymers with a spinneret plate in which one or more spinnerets are formed, each of which has an opening on the downstream face of the spinneret plate having a metering plate, with several off in the downstream area of the metering plate expansion chambers are arranged, several storage rooms, which are arranged upstream of the expansion chambers and are connected to them via metering channels, as well as devices for the supply of polymers to each of the storage rooms, characterized. that each spinneret (20) has a wide inlet opening (24) on the upstream surface of the Spinneret plate (12) has two or more expansion chambers (26, 2 /) above each inlet opening (24) lie and that the downstream area of the metering plate (14) directly on the upstream surface of the spinneret plate (12) is applied.