DE1934845A1 - Spinneret for producing a spun thread consisting of two threads - Google Patents
Spinneret for producing a spun thread consisting of two threadsInfo
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Description
Beschreibung zu der Patentanmeldung Description of the patent application
ALLIED CHEMICAL CORPORATION, 61, Broadway, New York, N.Y., USA.ALLIED CHEMICAL CORPORATION, 61, Broadway, New York, N.Y., USA.
betreffendconcerning
Bei der Erzeugung von Fäden mit nicht kreisförmigem Querschnitt aus einem faserbildenden synthetischen Polymeren durch Schmelzspinnen tritt gemäß einem bekannten Verfahren die Schmelzmasse durch die Öffnungen einer Spinndüse aus, die derartige Abmessungen haben und in solchen Abständen voneinander angeordnet sind, daß sich beim Austreten aus der Düse getrennte Ströme des geschmolzenen Polymeren vereinigen« Die Erzielung einer guten Verbindung zwischen den getrennten Strömen stellt dabei ein schwerwiegendes Problem dar«.When creating threads with a non-circular cross-section from a fiber-forming synthetic polymer by melt spinning occurs according to a known method Melt mass through the openings of a spinneret that have such dimensions and at such distances from each other are arranged so that separate streams of the molten polymer come together as they exit the nozzle. The achievement a good connection between the separate streams is a serious problem «.
Es wurden bisher verschiedene Formen und Modelle von Spinndüsen verwendet, um die Verbindung zwischen den getrennt versponnenen Fäden und damit auch die Eigenschaften des extrudierteh Produktes zu verbessern« So ist in der USA—Patentschrift 2 804 645 eine Spinndüse beschrieben, die geeignet ist, dadurch eine bessere Verbindung herbeizuführen, daß die Teile des Düsenkörpers, welche die Öffnungen voneinander trennen, mäßig aufgeweitet sind, wodurch der Abstand·zwischen den Öffmmgen an der Spinnseite der Düse verkleinert wird. In der USA-Patentschrift 2 891 277 ist.eine andere Spinndüse zur Verbesserung der Verbindung zwischen den Fäden beschrieben, bei welcher die Öffnungen an einer von der Spinnseite her blasenartig vorstehenden Fläche oder dergleichen angeordnet sind, wodurch die gegenseitige Stellung der austretenden Ströme zu einander verbessert wird·Various shapes and models of spinnerets have heretofore been used to separate the connection between the spinnerets spun threads and thus also the properties of the extruded To improve the product «For example, US Pat. No. 2,804,645 describes a spinneret which is suitable is to bring about a better connection that the parts of the nozzle body which the openings from each other separate, are moderately widened, whereby the distance between the openings on the spinning side of the nozzle is reduced. US Pat. No. 2,891,277 describes another spinneret for improving the connection between the threads, in which the openings are on one of the spinning side are arranged ago bubble-like protruding surface or the like, whereby the mutual position of the exiting Currents to each other is improved
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Die Erfindung Dezieht sich im allgemeinen auf Spinndüsen, wie sie zum Schmelzspinnen von zweilappigen Fäden aus thermoplastischen Stoffen, wie Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen und; Polyvinylchloriden verwendet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung eine neue Art von Öffnungen für Spinndüsen, die zum Spinnen von aus zwei verbesserten Fäden mit gleichen Eigenschaften bestehenden Spinnfäden geeignet sind^ derartige Doppelfäden und ihre Herstellung entsprechen einer früheren Patentanmeldung«The invention relates generally to spinnerets such as those used for melt spinning bilobed thermoplastic filaments Fabrics such as polyamides, polyesters, polyolefins and; Polyvinyl chlorides can be used. In particular concerns the Invention of a new type of orifices for spinnerets, which are used for spinning from two improved threads with the same properties existing filaments are suitable ^ such double threads and their production corresponds to an earlier patent application «
Eine Ausführungsvariante der Erfindung betrifft eine Spinndüse zur Erzeugung von zweilappi-^gen Fäden, bei denen ein Lappen wesentlich größer als der andere ist, um einen birnenförmigen Querschnitt zu erzielen. Beim Erwärmen eines solchen Fadens bis zum Entspannungspunkt neigt der Faden dazu, eine schraubenförmige Gestalt anzunehmen. Solche Fäden werden im allgemeinen als selbstkräuselnde bzw. selbsttexturierende Fäden bezeichnet·One embodiment of the invention relates to a spinneret for producing two-lobed threads in which one lobe is essential is larger than the other to achieve a pear-shaped cross-section. When heating such a thread up at the point of relaxation the thread tends to assume a helical shape. Such threads are generally called denotes self-curling or self-texturing threads
Nach den herkömmlichen Techniken ist es äußerst schwierig, die Verschmelzung von Fäden zu erzielen, welche einen großen und einen kleinen Lappen umfassen. Der Unterschied des Druckabfalles und der Veränderung der Schubspannung zwischen den getrennten Fäden bringt ein schwerwiegendes Problem mit sich, welches durch die sogenannten "dog-legging^-Verzieherscheinungen am Ausgang der Spinndüse hervorgerufen wird· Dieser Zustand rührt von den ungleichen Kräften an der Extrusionsseite der Spinndüse her« Es wurden Versuche angestellt, um dieses ProblemAccording to the conventional techniques, it is extremely difficult to achieve the fusion of threads which have a large and grasp a small rag. The difference in pressure drop and the change in shear stress between the separated Threads brings with it a serious problem, which is caused by the so-called "dog-legging ^ distortion phenomena is caused at the outlet of the spinneret · This condition is due to the unequal forces on the extrusion side of the Spinneret manufacture «Attempts have been made to solve this problem
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des "dog-legging" beim Spinnen von exzentrisch ausgeglichenen Fäden aus getrennten SpinndUsenöffnungen zu beseitigen, indem eine rasche und symmetrische Kühlung angewandt wurde, um die Temperatur des schmalen bzw* kleineren Teils des Fadens plötzlich beim Austritt aus der Spinndüse rasch zu senken.of "dog-legging" when spinning eccentrically balanced Eliminate threads from separate spinneret orifices by using rapid and symmetrical cooling was used to suddenly reduce the temperature of the narrow or smaller part of the thread to decrease rapidly when exiting the spinneret.
Nach der Erfindung ist eine SpimidUsenplatte vorgesehen, ivelche zur Erzeugung von aus der Spinnmasse gesponnenen thermoplastischen Doppelfaden eine oder mehrere Spinnöffnungen zur Bildung der Doppelfäden aufweist. Jede Spinnöffnung besteht aus zwei Bohrungen, welche in ei.:em geringen gegenseitigen Abstand liegen, um die Verbindung zwischen den Fäden zu erzielen. Um der Spinndüse eine ausreichende mechanische Festigkeit zu verleihen, muß der DUsenkörper zwischen den Oeffnungen eine entsprechende Stärke besitzen. Zur - Verbesserung der Verbindung zwischen den Fäden weist der Teil des Düsenkörpers, welcher die Bohrungen trennt eine Hinterschnexduag von etwa 0,002-0,OOS Zoll (bzw. etwa 0,005—0,02 cm) auf, wodurch die Verbindung zwischen den Bohrungen an der Extrusionsseite der Spinndüse erzielt wird. Die Breite der Hinterschneidu ig beträgt je nach dem Durchmesser der Bohrungen vorzugsweise 0,005-0,03 Zoll _(bzw. etwa 0,013-0,07 cm). Für die klei.ieren Bohrungen soll die besagte Breite annähernd gleich deren Durchmesser sein. Während die zu spinnende Schmelzmasse innerhalb der Spi-.mdüsenplatte noch im geschmolzenen Zustand ist,kommen somit die Ströme ia gegenseitige Berührung, so daß die Verschmelzung der Berührungsflächen vor dem Austritt aus der Reihe voa Oeffnungen beginnt. Unmittelbar nach dem Austritt aus der Spinndüse wird das extrudierte Produkt mit einemAccording to the invention a SpimidUsenplatte is provided, ivelche for the production of thermoplastic double filaments spun from the spinning mass, one or more spinning orifices for formation which has double threads. Each spinning opening consists of two Bores, which are in a small mutual distance, to achieve the connection between the threads. To the spinneret To give sufficient mechanical strength, the nozzle body between the openings must have a corresponding strength own. To improve the connection between the threads, the part of the nozzle body which separates the bores has a back screw diameter of about 0.002-0.00 inches (or about 0.005-0.02 cm), whereby the connection between the bores on the extrusion side of the spinneret is achieved. The width the undercut is depending on the diameter of the holes preferably 0.005-0.03 inches (or about 0.013-0.07 cm). For the smaller bores, the said width should be approximate be equal to their diameter. While the melt to be spun is still in the molten state within the spinning nozzle plate is, thus the currents come into mutual contact, so that the fusion of the contact surfaces before the exit from the series of openings begins. Immediately after leaving the extruded product is made from the spinneret with a
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Strömungsmittel, wie Luft etwa bei Raumtemperatur, rasch gekühlt.Fluids, such as air at around room temperature, rapidly chilled.
Gemäß einer anderen AusfUhrungsart der Erfindung ist eine der Bohrungen der Spinndüse wesentlich größer als die andere, um birnenfSrmig bzw. tropfenförmig ausgebildete Fäden zu erzeugen, welche selbsttexturierende Eigenschaften besitzen, wenn sie einer Warnebehandlung unterworfen werden. Vorzugsweise ist der Durchmesser der größeren Bohrung mindestens doppelt so groß als jener der kleineren Bohrung. Die Starke des die Bohrungen voneinander trennenden Teil« des DUsenKörpers soll etwa 0,002-0,006 Zoll (bzw. etwa 0,005-^,0,015 cm) betragen, daiiit die Spinndüse nach der Erfindung eine ausreichende mechanische Festtigkeit besitzt, da andernfalls die zum Extrudieren viskoser Polymeres* angewandten hohen Drücke die Oeffnung beschädigen würden. Es hatAccording to another embodiment of the invention is one of the The bores of the spinneret are much larger than the other in order to produce pear-shaped or drop-shaped threads, which have self-texturing properties when they are one Be subjected to warning treatment. The diameter of the larger bore is preferably at least twice as large as that of the smaller hole. The thickness of the part of the nozzle body separating the bores should be about 0.002-0.006 Inches (or about 0.005 - 0.015 cm) that the spinneret according to the invention has sufficient mechanical strength, since otherwise those used for extruding viscous polymer * high pressures would damage the opening. It has
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sich geseigt, daß die Verbindung/von durch diese Art von Spinndüsen
extrudierten faserbildenden synthetischen Polymeren Möglich ist, wenn der Düsenkörperteil an der Extrusionsseite eine
Hinterschneidung von etwa 0,002-0,008 Zoll (bzw. etwa 0,005-0,020 cm) je nach den Abmessungen der Bohrungen der Spinndüse
aufweist. Die größeren Bohrungen benötigen natürlich zufolge
des größeren Verhältnisses zwischen Flacheninhalt und Oberflache
eine größere Hinterschneidung. Normalerweise ist die Brei" te der Hinterschneidung annähernd gleich dem Durchmesser der
kleineren Bohrungen. Für die größeren Bohrungen mit Durchmessern bis zu 0,04' Zoll (etwa 0,10 cm) soll die Breite der Hinterschneidung
wesentlich kleiner sein.
Die erfindimgsgemäßen Spinndüsen können aus einem beliebigenIt has become more common that the compound / of fiber-forming synthetic polymers extruded through this type of spinneret is possible if the nozzle body part on the extrusion side has an undercut of about 0.002-0.008 inches (or about 0.005-0.020 cm) depending on the dimensions of the bores of the Has spinneret. The larger bores naturally require a larger undercut due to the larger ratio between surface area and surface. Usually the width of the undercut is approximately the same as the diameter of the smaller holes. For the larger holes with diameters up to 0.04 inches (about 0.10 cm), the width of the undercut should be much smaller.
The spinnerets according to the invention can consist of any
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geeigneten Werkstoff hergestellt sein und eine beliebige zweckmäßige Stärke besitzen. Gewünschtenfalls können die Oeffnungen an der de« Polymer zugekehrten Seite aufgeweitet sein, um Ähre Länge herabzusetzen. Der Verbindungsgrad zwischen den getrennt extrudierten Strömen schwankt je nach der Spinntemperatur, der Extrusionsgeschwindigkeit, der Kuhlgeschwindigkeit des extrudierten Produktes, der Viskosität des extrudierten Polymers u.dgl. Diese Faktaren müssen deshalb unter Kontrolle gehalten werden, außer der hinsichtlich der Größe der Fläche der Hiuterschneidung ausgeübten Kontrolle.suitable material and any suitable material Possess strength. If desired, the openings on the side facing the polymer, widened to an ear Reduce length. The degree of connection between the separated extruded streams will vary depending on the spinning temperature Extrusion rate, the cooling rate of the extruded Product, the viscosity of the extruded polymer, etc. These factors must therefore be kept under control, except for the control exercised over the size of the area of the hatching.
Die Erfindung ist weitgehend bei der Erzeugung aller Arten von' faserbildenden linearen synthetischen Polymeren anwendbar, die schmelzspinnbar sind. Einige bevorzugte synthetische Polymere sind die Polyamide, die Polyester, die Polyoilefine und deren Mischungen.The invention is largely applicable to the production of all kinds of ' fiber-forming linear synthetic polymers applicable to the are melt-spinnable. Some preferred synthetic polymers are the polyamides, the polyesters, the polyolefins and theirs Mixtures.
Die Zeichnungen veranschaulichen :The drawings illustrate:
Fig. 1 einen Teil der Spinndüse, wobei im Schnitt eine typische Anordnung der Oeffnungen gemäß einer ersten Ausfuhrungsart der Erfindung gezeigt ist,Fig. 1 shows a part of the spinneret, with a typical sectional view Arrangement of the openings according to a first embodiment the invention is shown,
Fig.2 eine Ansicht der Extrusionsseite der Spinndüse in Rieh-Fig. 2 is a view of the extrusion side of the spinneret in Rieh-
tung der Pfeile 2-2 der Fig.1,
Fig.3 einen Teil einer Spinndüse im Querschnitt, wobei eine andere AusfUhrungsart der Erfindung gezeigt ist, bei
welcher eine der Bohrungen wesentlich größer als diedirection of arrows 2-2 of Figure 1,
3 shows a part of a spinneret in cross section, showing another embodiment of the invention, in which one of the bores is substantially larger than the one
andere isjf,
Fig.4 eine Ansicht der Anordnung der Bohrungen der SpinndUee
nach Fig. 3 gemäß den Pfeilen 4""4.other isjf,
FIG. 4 shows a view of the arrangement of the bores of the spinning tube according to FIG. 3 according to the arrows 4 ″ ″ 4.
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Die in den Fig.1und 2 gezeigte Spinndüsenplatte 10 weist Oeffnungen 11 auf, welche aus zwei Bohrungen 12 und 14 gebildet sind, die in einem gegenseitigen Abstand von etwa 0,002-0,006 Zoll (bzw. etwa 0,005-0,015 c») angeordnet und durch einen Teil 16 des DUsenkörpers voneinander getrennt sind. Der DUsenkörperteil 16 weist eine Hinterschneidung von etwa 0,002-0,005 Zoll (bzw. etwa 0,005-0,020 cm) auf, die mit 18 bezeichnet ist. Zur Verringerung der Länge der Bohrungen 12 und 14 ist die Oeffnung 11 vorzugsweise Kit einer Aufweitung 20 von gewünschter Tiefe versehen. Die Größe der Bohrungen 12 und 14 wird hauptsachlich durch die Spinnbedingungen und durch die gewünschte Feinheit des zweifädigen Spinnfadens bestimmt. Der zweckmäßige Abstand zwischen den Bohrungen um eine gute Verbindung zu erzielen, beispielsweise von 0,002-0,006 Zoll (bzw. etwa 0,005-0,015 cm), kann gewünschtenfalls verändert werden, um das Modifikationsfrerhältnis des zweifädigen Produktes zu ändern.The spinneret plate 10 shown in FIGS. 1 and 2 has Openings 11, which are formed from two bores 12 and 14, which are at a mutual distance of about 0.002-0.006 Inches (or about 0.005-0.015 c ») and arranged by a Part 16 of the DUsenkörpers are separated from each other. Of the DUsenkkörperteil 16 has an undercut of about 0.002-0.005 Inches (or about 0.005-0.020 cm), which is indicated at 18. To reduce the length of the holes 12 and 14 the opening 11 is preferably a kit of an enlargement 20 of desired depth. The size of the bores 12 and 14 is mainly determined by the spinning conditions and by the desired Determines the fineness of the two-ply spun thread. The appropriate distance between the holes to ensure a good connection for example from 0.002-0.006 inches (or about 0.005-0.015 cm), can be changed if desired, in order to increase the modification ratio of the two-thread product change.
Die Tiefe und die Breite der Hinterschneidung des DUsenköerperteils hängen zum Teil vom Abstand zwischen den Bohrungen und von deren Durchmesser ab. Wenn die Bohrungen beispielsweise groase Durchmesser, wie 0,02-0,04 Zoll (bzw. etwa 0,05-010 cm) besitzen und voneinander bis zu 0,006 Zoll (etwa 0,015 cm) entfernt sind, dann sind die Tiefe und die Breite der Hinterscheidung größer als bei kleineren und näher zueinanderliegenden Bohrungen. The depth and the width of the undercut of the DUsenköerpteils depend in part on the distance between the holes and their diameter. For example, if the holes are groase Diameters such as 0.02-0.04 inches (or about 0.05-010 cm) and up to 0.006 inches (about 0.015 cm) apart are, then the depth and the width of the undercut are greater than with smaller and closer together holes.
Die Fig.3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsfora der Erfindung, bei der in einer Spinndüsenplatte 36 Oeffnungen 30 vorhanden sind, die je aus zwei Bohrungen 32 und 34 bestehen, wie 3 and 4 show another embodiment of the invention, in which there are 36 openings 30 in a spinneret plate, each consisting of two bores 32 and 34, such as
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unter Bezugnahme auf die Fig.1 und % beschrieben weist der die Bohrungen 32 sind 34 voneinander trennende Teil des Dtlaenkörpers 38 an der Extruaionsseiie der Spinndüse eine Hinterschneidung 40 auf. Die Hinterschqeidung besitzt ist allgemeinen trapezförmige Gestalt, da eine der Bohrungen wesentlich größer als die andere ist. asweifädige Spinnfäden aus synthetischen Polymeren, welche durch die in den Fig. 3 ^nd 4 gezeigte Spinndüse extrudiert werden, neigen dazu, bei Entspannung sich selbsttätig zu kräuseln.has described with reference to Figures 1 and% of the holes 32 are 34 separating from each other part of the Dtlaenkörpers 38 on the Extruaionsseiie the spinneret an undercut 40. The undercut is generally trapezoidal in shape because one of the holes is much larger than the other. As two-thread filaments made of synthetic polymers, which are extruded through the spinneret shown in FIGS. 3 ^ and 4, tend to crimp automatically when relaxed.
Die erfindungsgemSSen Spinndüsen verbessern die Verbindung von getrennt extradierten Polymeren, insbesondere wenn ein Stron größer ist als der andere, um eine Unterschiedlichkeit der Kräfte, wie Schubbeanspruchungen, Oberflächenspannung und Druckabfall, hervorzurufen» 33ie Erfindung ermöglicht die Erzielung einer besseren Verbindung bei normalen SpiunverhäItniesen und rascher Abkühlung. The spinnerets of the invention improve the interconnection of separately extruded polymers, especially if a Stron is greater than the other, to show a difference in strength, such as shear stresses, surface tension and pressure drop. The invention enables a better one to be achieved Connection with normal spin conditions and rapid cooling.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 |