DE1926112A1 - Device for treating a bundle of threads - Google Patents

Device for treating a bundle of threads

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Description

Or. F. Zumsteln - Dr. E. AssmannOr. F. Zumsteln - Dr. E. Assmann

Dr. R. Koenigsberger
" Dipl. PHys. R. Ho'.zba-ar
Dr. R. Koenigsberger
"Dipl. PHys. R. Ho'.zba-ar

r"a'cr.ta lwä'.le
München 2, Bräuhauistrahe 4.-1.1
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Munich 2, Bräuhauistrahe 4.- 1 . 1

SC 3360SC 3360

SOCIETE RHCDIACETA, Paris/FrankreichSOCIETE RHCDIACETA, Paris / France

Vorrichtung zur Behandlung eines FadenbündelsDevice for treating a bundle of threads

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zur Behandlung eines laufenden Bündels von Chemieendloseinzelfäden mit einem fluiden Druckmittel und insbesondere eine Vorrichtung, in der der durch das fluide Druckmittel auf das Fadenbündel ausgeübte Zug dazu verwendet wird, das Fadenbündel vorwärts zu bewegen.The present invention relates to an improved apparatus for treating a running bundle of chemical filaments with a fluid pressure medium and in particular a device in which the fluid pressure medium on the tension exerted on the bundle of filaments is used to move the bundle of filaments forward.

In der Textilindustrie ist es bekannt, Vorrichtungen zur Behandlung eines Fadenbündels zu verwenden, in denen Druckmittelstrahlen erzeugt werden, insbesondere zur Herstellung eines nicht gewebten Vlieses, das aus Endlosfäden mit orientierter Struktur besteht, die In zufälliger V/eise nicht parallel durch das Vlies hindurch angeordnet sind.In the textile industry it is known to have devices for treatment to use a thread bundle in which pressure medium jets are generated, in particular for the production of a non-woven fleece made from continuous filaments with oriented Structure exists that are randomly not arranged parallel through the fleece.

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Die Herstellung dieser Vliesstoffe, die auch "SpinnvlieEe" und in der amerikanischen Literatur "spunbonded" genannt werden, besteht schematisch darin, durch eine Mehrlochdüse ein geschmolzenes oder sogar gelöstes organisches Polymeres zu extrudieren, die extrudierten Fäden durch Verstrecken des Fadenbündels mittels einer oder mehrerer Vorrichtungen mit Druckmittelstrahlen, insbesondere mit Druckluftstrahlen, zu orientieren und schllesslich das Fadenbündel in bestirr.rr.rer Weise auf ein Transportband aufzubringen, dessen Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung so eingestellt sind, dass ein im wesentlichen regelmässiges Vlies der gewünschten Dicke gebildet wird.The manufacture of these nonwovens, also known as "SpinnvlieEe" and referred to as "spunbonded" in American literature, consists schematically in passing through a multi-hole nozzle to extrude a molten or even dissolved organic polymer, the extruded filaments by stretching the Thread bundle by means of one or more devices with pressure medium jets, in particular with compressed air jets orientate and finally the thread bundle in bestirr.rr.rer Way to apply to a conveyor belt whose speed and direction of movement are set so that an im substantially regular fleece of the desired thickness is formed.

Eine vorteilhafte Vorrichtung mit Druckmittelstrahl zur Durchführung dieser Arbeitsweise weist eine im allgemeinen kegelstumpf förmige Eintrittsöffnung auf, die in eine Kammer mündet, welche mit einer oder mehreren Zuführungen für das fluide Druckmittel ausgestattet ist und deren stromab gelegener Abschnitt durch ein zylindrisches Rohr verlängert ist. Bei einer in der Literatur oft beschriebenen bevorzugten Ausführungs form ist die erweiterte Eintrittsöffnung mit der Kammer unter Bildung eines Ringraums verbunden, der zur Laufrichtung des Fadens geneigt ist, derart, dass das Fadenbündel angesaugt und mitgeführt wird. In dieser Vorrichtung, die zu ausgezeichneten Ergebnissen führt, erleidet das fluide Druckmittel beim Eintritt in den Führungskanal für das Fadenbündel einen erheblichen Energieverlust, so dass einerseits eine beträchtliche Luftmenge erforderlich ist, was erhöhte Betriebskosten mit sich bringt, und es andererseits nicht möglich ist, Geschwindigkeiten zu erreichen, die zur erfolgreichen Molekularorientierung des die Fäden des Fadenbündels bildenden Polymeren durch Verstrecken ausreichend wären.An advantageous device with a pressure medium jet for implementation this mode of operation has a generally truncated cone-shaped inlet opening which opens into a chamber, which is equipped with one or more feeds for the fluid pressure medium and its downstream section is extended by a cylindrical tube. In a preferred embodiment often described in the literature form, the enlarged inlet opening is connected to the chamber to form an annular space that faces the direction of travel of the The thread is inclined in such a way that the thread bundle is sucked in and carried along. In this device that too excellent Leads to results, the fluid pressure medium suffers a considerable amount upon entry into the guide channel for the thread bundle Energy loss, so that on the one hand a considerable amount of air is required, which leads to increased operating costs brings itself, and on the other hand it is not possible, speeds to achieve that for the successful molecular orientation of the polymer forming the threads of the thread bundle by stretching would be sufficient.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung, die eine Verbesserung der Vorrichtungen zur Behandlung eines Bündels aus Chemieendlos-The inventive device, which is an improvement of Devices for treating a bundle of chemicals

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BADBATH

fäden mittels eines Druckmittelstrahls der zuvor beschriebenen Art darstellt, weist einen erweiterten kegelstumpffb'rmigen Teil zur Einführung des Fadenbündels auf, der in die Druckmittel-Verteilerkammer mündet, die zumindest eine Zuführung für fluides Druckmittel aufweist, wobei diese Kammer durch eine gekrümmte Rotationsfläche mit einem Austrittskanal verbunden ist.threads by means of a pressure medium jet of the type described above, has an enlarged frustoconical shape Part for the introduction of the thread bundle which opens into the pressure medium distribution chamber, the at least one feed for fluid pressure medium, this chamber being formed by a curved surface of revolution with an outlet channel connected is.

Die erfindungr;gemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterte kegelstumpfartige Teil durch ein Rohr verlängert ist, dessen Längsachse mit der Längsachse des Austrittskanals zusammenfällt und dessen stromab gelegenes Ende in der Höhe der I5bergangsGtelle der Rotationsfläche, die die stromab gelegene öffnung der Verteilerkammer begrenzt, in den Aüstrittskanal liegt.The device according to the invention is characterized in that that the enlarged frustoconical part is extended by a tube is whose longitudinal axis coincides with the longitudinal axis of the outlet channel coincides and its downstream end at the level of the transition point of the surface of revolution, which the downstream located opening of the distribution chamber limited, in the outlet channel lies.

Bei einer Ausführungsform ist das Ende des Austrittskanals durch einen divergenten Abschnitt verlängert, dessen Längsachse ebenfalls mit der des Austrittskanals zusammenfällt. Diese Anordnung erleichtern die Führung des Fadenbündels in der Vorrichtung erheblich und verbessert, da sie die Entspannung des fluiden Mediums gewährleistet, die Laufgeschwindigkeit des Fadenbündels. Bei einer vorteilhaften anderen Ausführungsweise ist der divergente Abschnitt durch ein Rohr verlängert, dessen Längsachse ebenfalls mit der des Austrittskanals zusammenfällt, wobei der Durchmesser dieses Rohrs demjenigen "^s stromab gelegenen Endes des divergenten Abschnitts entspricht und die Länge dieses Rohrs in weitem Masse variieren kann. In der Praxis sind das Rohr, das den kegelstumpfförmigen Eintrittsteil verlängert, der Kanal und das Austrittsrohr zylindrisch, und der divergente Abschnitt weist die Form eines geraden Kege!stumpfes auf.In one embodiment, the end is the exit channel extended by a divergent section, the longitudinal axis of which also coincides with that of the outlet channel. This arrangement facilitates the guidance of the thread bundle in the device considerably and improves, since it relaxes of the fluid medium ensures the running speed of the thread bundle. In another advantageous embodiment the divergent section is extended by a tube whose longitudinal axis also coincides with that of the outlet channel coincides with the diameter of this tube being that of the downstream end of the divergent section and the length of this tube can vary widely. In practice these are the tube that has the frustoconical The inlet part is elongated, the channel and the outlet pipe are cylindrical, and the divergent section has the shape of a straight cone!

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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Bei einer anderen Ausführungsform kann das Austrittsrohr einen zylindrischen Querschnitt aufweisen, der fortschreitend flacher wird, so dass die Einzelfäden auf eine Linie verteilt werden, was die regelrnässige und homogene Bildung des Vlieses begünstigt.In another embodiment, the outlet pipe can be a Have a cylindrical cross-section, which becomes progressively flatter, so that the individual threads are distributed on a line which favors the regular and homogeneous formation of the fleece.

Wie bereits ausgeführt wurde, ist es wichtig,, dass alle Führungsorgane für das Fadenbündel vollständig fluchten, so dass das Fadenbündel gegenüber einem Stossorgan oder Aufnahmeorgan, das stromab von der Vorrichtung angeordnet ist, sehr gut zentriert und stabilisiert ist. Demzufolge sind die Einzelfäden des Fadenbündels in dem Vlies ausgezeichnet verteilt„As stated earlier, it is important, that all governing bodies for the thread bundle completely aligned, so that the thread bundle against a thrust organ or receiving organ, which is arranged downstream of the device, is very well centered and stabilized. As a result, the single threads are of the thread bundle excellently distributed in the fleece "

Das Verhältnis zwischen dem Ringraum E.., der zwischen dem Ende des die Eintrittsöffnung verlängernden Rohrs und der Rotationsfläche, die die stromab gelegene öffnung der Verteilerkammer begrenzt, ausgebildet ist, und dem Querschnitt Ep der öffnung stromab von der Kammer sollte zwischen 0,1 und 0*6 und vorteilhafte rv/eise zwischen 0,25 und 0,40 betragen»The ratio between the annulus E .. that between the end the tube lengthening the inlet opening and the surface of revolution, which delimits the downstream opening of the distribution chamber, is formed, and the cross section Ep of the opening downstream of the chamber should be between 0.1 and 0 * 6 and advantageous rv / also be between 0.25 and 0.40 »

Da in der erfindungsgemässen Vorrichtung keinerlei Vorsprünge, Neigungen oder andere Unebenheiten vorhanden sind, ist es möglich, das Fadenbündel in stabilisiertem Betrieb bei konstantem Druck zu behandeln, wodurch die Bildung von störenden Turbulenzon vermieden wird, die eine Verwicklung der Einzelfäden hervorrufen und so deren Trennung zum Zeitpunkt der Bildung des Vlieses verhindern.Since there are no protrusions in the device according to the invention, Slopes or other unevenness are present, it is possible to operate the thread bundle in a stabilized manner at constant Treat pressure, thereby avoiding the formation of disruptive turbulence that could entangle the filaments and thus prevent their separation at the time the fleece is formed.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann aus verschiedensten Materialien hergestellt werden, wie beispielsweise Messing, rostfreiem Stahl, keramischem Material, Kunststoffen und dergleichen, sowie nach den verschiedensten Arbeitsweisen, wie beispielsweise durch Bearbeitung, Giessen und dergleichen.The device according to the invention can be made from a wide variety of materials such as brass, stainless steel, ceramic material, plastics and the like, as well as by the most varied of working methods, such as machining, casting and the like.

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Der Druck des verwendeten fluiden Mediums kann in einem sehr weiten Bereich als Funktion der gewünschten Ergebnisse sowie der jeweiligen Abmessungen der die Vorrichtung bildenden wesentlichen Teile liegen. Im allgemeinen ist das fluide Medium ein Gas. Dieses Gas kann kalt oder heiss sein und ist insbesondere ein Inertgas. Als Beispiele kann man Stickstoff, Viasserdampf und dergleichen nennen. Aus wirtschaftlichen Gründen verwendet man Druckluft. In der Praxis verwendet man Druckluft bei Zimmertemperatur und einem Druck zwischen 1 und 6 bar und vorzugsweise zwischen 2,5 und 4 bar, gemessen in der Verteilerkammer. The pressure of the fluid medium used can be in a very wide range as a function of the desired results as well the respective dimensions of the essential forming the device Parts lie. In general, the fluid medium is a gas. This gas can be cold or hot and is in particular an inert gas. Examples are nitrogen, steam and the like. Because of economical reasons one uses compressed air. In practice, compressed air is used at room temperature and a pressure between 1 and 6 bar preferably between 2.5 and 4 bar, measured in the distribution chamber.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann mit Vorteil bei dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Vliesstoffen aus Endloseinzelfäden verwendet werden, bei welchem sie gleichzeitig zur Vorwärtsbewegung und zur Verstreckung des Fadenbündels dient.The device according to the invention can advantageously be used in the above described method for the production of nonwovens from continuous single filaments are used, in which they simultaneously serves for the forward movement and stretching of the thread bundle.

Gegenüber den bisher auf diesem Anwendungsgebiet bekannten Vorrichtungen weist die erfindungsgemässe Vorrichtung zahlreiche Vorteile auf. So tritt, da das die Verlängerung der Eintrittsöffnung bildende zylindrische Rohr in der Höhe der Verbindung der Rotationsfläche, die die stromab gelegene öffnung der Verteilerkammer bildet, und des Austritts-kanals liegt, praktisch kein Energieverlust des fluiden Mediums auf, was einerseits ermöglicht, den Verbrauch an fluidem Medium in beträchtlichem Masse herabzusetzen, und andererseits ermöglicht, ausreichende Geschwindigkeiten des fluiden Mediums zu erreichen, um die zum Verstrecken des Fadenbündels erforderlichen Spannungen zu erhalten, ohne störende Turbulenzen am Fadenbündel auszubilden.Compared to the devices previously known in this field of application the device according to the invention has numerous advantages. Thus, the cylindrical tube forming the extension of the inlet opening occurs at the level of the connection the surface of revolution, which is the downstream opening of the distribution chamber forms, and the outlet channel is, practically no energy loss of the fluid medium, which on the one hand allows to reduce the consumption of fluid medium to a considerable extent, and on the other hand enables sufficient To achieve speeds of the fluid medium to the tensions required to stretch the thread bundle obtained without developing disturbing turbulence on the thread bundle.

Das folgende Beispiel soll unter Bezugnahme auf die Figur der beigefügten Zeichnung die Erfindung erläutern und die sich aus dieser ergebenden Vorteile zeigen.The following example is intended to explain the invention with reference to the figure in the accompanying drawing and to show the advantages resulting therefrom.

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Durch eine Spinndüse mit 70 zylindrischen Löchern von Ο,οΟ mm Durchmesser extrudiert man geschmolzenes Polyäthy!enterephthalat [intrinsic Viskosität (Grenzviskositänszahl) 0,68 nach Trocknen, bestimmt bei 25°C mit einer Lösung mit 0,5 % in o-Chlorphenol]. Der Durchsatz an extrudiertem Material wird auf 5,2 g/min und je Loch eingestellt.Molten polyethylene enterephthalate [intrinsic viscosity (limiting viscosity number) 0.68 after drying, determined at 25 ° C. with a solution containing 0.5 % in o-chlorophenol] is extruded through a spinneret with 70 cylindrical holes of Ο, οΟ mm diameter. The throughput of extruded material is set to 5.2 g / min and per hole.

Man führt das Fadenbündel in eine erfindungsgemässe Vorrichtung, deren Charakteristiken im folgenden angegeben sind und " die in einem Abstand von 150 cm von der Spinndüse angeordnet ist, so dass sich die Einzelfäden an der Luft während ihres Laufs zwischen der Spinndüse und der Vorrichtung abkühlen.The thread bundle is guided into a device according to the invention, the characteristics of which are given below and "which are located at a distance of 150 cm from the spinneret is, so that the single filaments cool in the air during their passage between the spinneret and the device.

Mittels eines schwingenden Prallblechs führt man das Bündel von Fäden mit orientierter Struktur auf ein endloses Transportband, auf welchem sich ein nichtgewebtes Vlies bildet, das aus Endloseinzelfäden besteht, die in zufälliger V/eise nicht parallel angeordnet sind. Das Vlies wiegt etwa 250 g/m . In diesem Vlies haben die Slementarfäden einen Einzeltiter von 8,8 dtex (8 den) und sind nicht verwickelt und klar voneinander getrennt.A vibrating baffle plate guides the bundle of threads with an oriented structure onto an endless conveyor belt, on which a non-woven fleece is formed, which consists of endless single threads that are randomly arranged in a non-parallel manner. The fleece weighs about 250 g / m. In this fleece, the slement threads have a single denier of 8.8 dtex (8 denier) and are not tangled and clearly separated from one another.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist die folgenden Merkmale auf:The device according to the invention has the following features on:

Material:Material:

Aussenlänge:Outside length:

Höhe des Eintrittskegels 1:Height of the entry cone 1:

Durchmesser des Sintrittskegels 1:Diameter of the entrance cone 1:

Länge des zylindrischen Rohrs 2:Length of the cylindrical tube 2:

Innendurchmesser des zylindrischen Rohrs 2:Inner diameter of the cylindrical tube 2:

Aussendurchmesser des zylindrischen Rohrs 2:Outside diameter of the cylindrical tube 2:

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rostfreier Stahlstainless steel nunwell 310310 nimnim 150150 mmmm 100100 mmmm 9090 mmmm 99 mmmm 1111th

Durchmesser der zylindrischen Verteilerkammer 3" 200 mmDiameter of the cylindrical distribution chamber 3 "200 mm

Höhe der Verr-eilerkammer 3° " 50 mmHeight of the locking chamber 3 ° "50 mm

Anzahl der Zuführungsieitungen 4 für das Druckmittel; 2Number of feed lines 4 for the Pressure medium; 2

Durchmesser des zylindrischen Austritts-Diameter of the cylindrical outlet

kanals 5; 13*3 mmchannel 5; 13 * 3 mm

Länge des zylindrischen Austrittskanals 5s 90 mm Hohe des divergenten Abschnitts 6s 20 mmLength of the cylindrical outlet channel 5s 90 mm Height of the divergent section 6s 20 mm

Durchmesser am Ausgang des divergentenDiameter at the exit of the divergent

Abschnittes 6: 25 mmSection 6: 25 mm

Verhältnis Ringraum/Querschnitt des Austrittskanals s 0,31Ratio of annulus / cross section of the outlet duct s 0.31

Verwendetes Druckmitteig DruckluftUsed pressure medium compressed air

Temperatur und Druck (Manometerablesung)
des Druckmittels
Temperature and pressure (manometer reading)
of the pressure medium

in der Verteilerkammer in the distribution chamber

Zimmertemperatur 3,8 barRoom temperature 3.8 bar

909848/117?909848/117?

BAD ORfGiMAlBAD ORfGiMAl

Claims (4)

PatentansprücheClaims Vorrichtung zur Behandlung eines Bündels von Chemieendlosen mit Hilfe eines Druckmittelstrahls mit einem erweiterten kegelstumpfartigen Teil zur Einführung des Fadenbündels, der in eine Druckmittel-Verteilerkammer mündet, die zumindest mit einer Druckmittel-ZufUhrungsleitung ausgestattet ist, wobei die Kammer durch eine gekrümmte Rotationsfläche mit einem Austrittskanal verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterte kegelstumpfartige Teil (1) durch ein Rohr (2) verlängert ist, dessen Längsachse mit der Längsachse des Austrittskanals (5) zusammenfällt und dessen stromab gelegenes Ende in der Höhe der Verbindung des Austrittskanals mit der gekrümmten Rotationsfläche liegt, die die stromab gelegene öffnung der Verteilerkammer umgibt.Device for the treatment of a bundle of endless chemicals with the help of a pressure medium jet with an extended frustoconical part for the introduction of the thread bundle, which opens into a pressure medium distribution chamber which is equipped with at least one pressure medium supply line, wherein the chamber is connected to an outlet channel by a curved surface of revolution, characterized in that the enlarged frustoconical part (1) through a tube (2) is extended, the longitudinal axis of which coincides with the longitudinal axis of the outlet channel (5) and its downstream End at the level of the connection of the outlet channel with the curved surface of revolution, which is the opening located downstream surrounds the distribution chamber. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Austrittskanals (5) durch einen divergenten Abschnitt (6) verlängert ist, dessen Längsachse mit derjenigen des Austrittskanals zusammenfällt. % 'l 2. Device according to claim 1, characterized in that the end of the outlet channel (5) is extended by a divergent section (6) whose longitudinal axis coincides with that of the outlet channel. % ' l 3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (2), das den kegelstumpfförmigen Eintrittsteil (1) verlängert, der Kanal (5) und das Rohr (6) zylindrisch sind*3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that the tube (2), which the frustoconical inlet part (1) extended, the channel (5) and the tube (6) are cylindrical * 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem Ringraum (E1), der zwischen dem Ende des die Eintrittsöffnung verlängernden Rohrs (2) und der gekrümmten Rotationsfläche, die die stromab gelegene öffnung der Vertellerkammer (3) umgibt, angeordnet ist, und dem Querschnitt (E„) der öffnung stromab von der Kammer (3) zwischen 0,1 und 0,6 und insbesondere zwisohen 0,25 und 0,*K> beträgt.4. Device according to one of claims 1-3 »characterized in that the ratio between the annular space (E 1 ) between the end of the tube extending the inlet opening (2) and the curved surface of revolution that defines the downstream opening of the distributor chamber ( 3) surrounds, is arranged, and the cross section (E ") of the opening downstream of the chamber (3) is between 0.1 and 0.6 and in particular between 0.25 and 0. * K>. 909848/1177909848/1177
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