DE2308759A1

DE2308759A1 - METHOD AND DEVICE FOR JOINING FRESHLY SPUN FILAMENTS

Info

Publication number: DE2308759A1
Application number: DE19732308759
Authority: DE
Inventors: Charles Jay Maurer
Original assignee: Fiber Industries Inc
Current assignee: Fiber Industries Inc
Priority date: 1972-02-29
Filing date: 1973-02-22
Publication date: 1973-09-06
Also published as: GB1421584A; JPS4893720A; NL7302694A

Description

DR.-ING. VON KREISLEI DR.-ING. SCHÖNWALD *^UQ" DR.-INQ. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL-ING. SELTINGDR.-ING. FROM KREISLEI DR.-ING. SCHÖNWALD * ^UQ "DR.-INQ. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH DIPL-ING. SELTING

5 KDLN 1, DEICHMANNHAUS5 KDLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 21.Febr.19T! Ke/AxCologne, February 21st, 19T! Ke / Ax

FIBER INDUSTRIES, INC.FIBER INDUSTRIES, INC. Charlotte, North Carolina (U.S.A.).Charlotte, North Carolina (U.S.A.).

Verfahren und Vorrichtung zum Zusammenführen frisch gesponnener FilamenteMethod and device for bringing together freshly spun filaments

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit deren Hilfe man frisch gesponnene Filamente, insbesondere nach dem Härten klebrig bleibende Filamente, zusammenlaufen läßt, wobei sie jedoch getrennt voneinander gehalten werden.The invention relates to a device with the help of which freshly spun filaments, especially after Cure filaments that remain tacky, converge, but keep them separate from one another.

Bei der Herstellung von Filamentgarnen wird es in zunehmendem MaBe notwendig, dem faserbildenden Polymerisat Additive zuzusetzen, die die Eigenschaften des gebildeten Filaments beeinflussen, beispielsweise die Feuerfestigkeit, die antistatischen Eigenschaften und das Schmutzabweisungsvermögen verbessern. In vielen Fällen sind die Zusatzstoffe nicht faserbildend. Es 1st auch möglich, daß sie mit dem Polymerisat, das zu Filamenten gesponnen wird, nicht mischbar oder mit ihm unverträglich sind.It is increasing in the manufacture of filament yarns It is necessary to add additives to the fiber-forming polymer that preserve the properties of the polymer Filaments influence, for example, the fire resistance, the antistatic properties and the dirt repellency to enhance. In many cases the additives are not fiber-forming. It is also possible that they are immiscible or incompatible with the polymer that is spun into filaments.

Durch die verschiedenen Eigenschaften der frisch gesponnenen Filamente und die Tatsache, daß diese Zusatzstoffe häufig mit dem faserbildenden Polymerisat nicht mischbar sind, ergeben sich oft Schwierigkeiten beim Spinnen. Beispielswelse können die Zusatzstoffe die Erstarrung oder die Ausbildung der Kristallinität in der Faser verzögern oder die Temperatur, bei der die Faser erhärtet, erniedrigen. Ihre Verwendung kann ferner dazu führen, daß dieDue to the different properties of the freshly spun filaments and the fact that these additives are often immiscible with the fiber-forming polymer, difficulties often arise during spinning. For example, the additives can delay the solidification or the formation of crystallinity in the fiber or lower the temperature at which the fiber hardens. Their use can also lead to the

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Pilamentθ nach der anfänglichen Erhärtung der Faser für eine gewisse Zelt an der Oberfläche klebrig bleiben. Demzufolge werden bei üblichen Spinnverfahren zuweilen schlechte Garne erhalten« besonders wenn aolohe Zusatzstoffe vorhanden sind. Pilamentθ remain sticky on the surface for a certain time after the initial hardening of the fiber. As a result, with conventional spinning processes, poor yarns are sometimes obtained, especially when other additives are present .

Beim Schmelzspinnen von Polyamiden, z.B. Nylon 66, verkleben die einzelnen Filamente häufig auf Grund der verstigerten Erstarrung oder der beibehaltenen Oberflächenklebrlgkeit, wenn sie nach dem Spinnen, z.B. unmittelbar vor der Dampfkonditionierung, zusammengeführt werden. Diese Fadenverklebung hat die als "Bandbildung¹¹ bezeichnete Erscheinung zur Folge, die so genannt wird, weil die Einzelfilamente in Form eines Bandes miteinander verkleben* wodurch die Bildung eines normalen Garnbündels aus einzelnen gesonderten Filamenten verhindert wird. Es wurde nun gefunden, daß dann, wenn die Filamente erfolgreich abgezogen werden können, ohne daß Bandbildungsprobleme auftreten, als Folge hiervon die Verklebung der Filamente während der anschließenden Verarbeitung nicht mehr stattfindet. When melt-spinning polyamides, for example nylon 66, the individual filaments often stick together because of the increased solidification or the retained surface tack when they are brought together after spinning, for example immediately before steam conditioning. This thread sticking results ^{in the phenomenon known as "banding 11} , which is so called because the individual filaments stick together in the form of a band *, which prevents the formation of a normal yarn bundle from individual separate filaments. It has now been found that if the filaments can be pulled off successfully without band formation problems occurring, as a result of which the filaments no longer stick together during the subsequent processing.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung verfügbar zu machen, die es ermöglicht, eine Vielzahl von frisch gesponnenen Filamenten so zusammenzuführen, daß sie während des Aufwickeins und während des Durchgangs durch ein gegebenenfalls verwendetes Dampfkontionierrohr getrennt voneinander gehalten werden.The invention has the object of making a device available that allows a variety of to bring together freshly spun filaments so that they are during winding and during passage through a steam contioning tube, which may be used are kept separate from each other.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Ausbildung eines Verfahrens, das es ermöglicht, Chemiefasern, die Zusatzstoffe enthalten, in der bei den bekannten Spinnverfahren üblichen Weise zu verspinnen, ohne daß die frisch gesponnenen Filamente miteinander verkleben.Another object of the invention is to develop a method which enables man-made fibers, the additives included, to be spun in the usual way in the known spinning processes, without the freshly spun Glue the filaments together.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß eine Vorrichtung, mit deren Hilfe frisch gesponnene Filamente vor dem Aufwickeln zusammengeführt werden, und die eine Filamentfüh-The subject of the invention is accordingly a device with the aid of which freshly spun filaments are wound up are brought together, and the one filament guide

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rung mit einem abgeflachten, U-förmigen Filamentkontaktteil aufweist, der genügend gerade und breit ist, um ein Filamentgarη in Form eines flachen Bandes, dessen einzelne Filamente parallel nebeneinander mit Abstand angeordnet sind, aufnehmen zu können.tion with a flattened, U-shaped filament contact portion that is straight and wide enough to accommodate a Filamentgarη in the form of a flat ribbon, the individual Filaments are arranged parallel to one another with a spacing to be able to take up.

Beim Spinnen beispielsweise von Filamenten aus Nylon 66 ist die Führung vorzugsweise in der Nähe des Eintritts zu einem Dampfkonditionierrohr angeordnet, damit die Filamente parallel mit Abstand zueinander durch das Dampfkonditionierrohr laufen.For example, when spinning nylon 66 filaments, the guide is preferably near the entrance to a steam conditioning tube arranged so that the filaments run parallel to each other at a distance through the steam conditioning tube.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zum Spinnen von Filamentgarnen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Vielzahl von Filamenten spinnt, die Filamente abschreckt und anschließend zu einem flachen Band aus mit Abstand zueinander verlaufenden einzelnen Filamenten zusammenführt und die Filamente anschließend vor dem Aufwickeln des Garns weiter zu einem Garn zusammenlaufen läßt.The invention further comprises a method of spinning filament yarn, which is characterized in that: spins a multitude of filaments, quenching the filaments and then using it to form a flat band Merges individual filaments running at a distance from one another and the filaments then continue to converge to form a yarn before the yarn is wound up leaves.

Wenn die Filamente einer Konditionierbehandlung mit Wasserdampf unterworfen werden sollen, wird das flache Band aus getrennt gehaltenen Filamenten durch ein Dampfkonditionierrohr geführt, bevor die Filamente weiter zu einem Garn zusammengefaßt werden.When the filaments are to be subjected to a conditioning treatment with water vapor, the flat ribbon becomes out separately held filaments are passed through a steam conditioning tube before the filaments continue to form a yarn be summarized.

Die Erfindung wird nachstehend ausführlicher in Verbindung mit den Abbildungen erläutert.The invention is explained in more detail below in connection with the figures.

Fig.1 zeigt teilweise schematisch als Seitenansicht einen Spinnschacht mit Fadentrennung.1 shows a partially schematic side view Spinning shaft with thread separation.

Fig.2 ist eine Draufsicht längs der Linie 2-2 von Fig.1 und zeigt die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung zur Zusammenführung der Filamente.Figure 2 is a top plan view taken along line 2-2 of Figure 1 and shows the guide device according to the invention for bringing the filaments together.

Fig.3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig.2 und zeigt deutlicher die Einzelheiten der Vorrichtung gemäß der Erfindung.Fig.3 is a section along the line 3-3 of Fig.2 and shows more clearly the details of the device according to the invention.

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Fig.1 zeigt das Innere eines Spinnschachtes mit Dampfkonditionierrohr 10, das in einem geeigneten Abstand von der (nicht dargestellten) Spinndüse angeordnet ist, wobei der Abstand so berechnet ist, daß er genügt, um die Erstarrung des ausgepressten Polymerisats zu ermöglichen, bevor die Filamente mit irgendwelchen Oberflächen in Berührung kommen.Fig. 1 shows the interior of a spinning shaft with a steam conditioning tube 10 spaced a suitable distance from the spinneret (not shown), wherein the distance is calculated in such a way that it is sufficient to allow the extruded polymer to solidify, before the filaments come into contact with any surfaces.

Die Abbildung veranschaulicht ein mit Fadentrennung durchgeführtes Spinnverfahren, bei dem zwei Garne 12 und 14 gleichzeitig in den gleichen Spinnschacht gesponnen werden. Jedes Garn besteht aus einer Anzahl von einzelnen Filamenten, die vor dem Eintritt in das Dampfkonditionierrohr 10 mit Hilfe eines FUhrungsmittels l8 einander genähert oder zusammengeführt werden. Die Führung 18 ist zweckmäßig am oberen Ende des Dampfkonditionierrohres 10 angeordnet.The figure illustrates a thread separation performed Spinning process in which two yarns 12 and 14 are spun into the same spinning shaft at the same time. Each yarn is made up of a number of individual filaments that are placed before entering the steam conditioning tube 10 approached each other with the help of a guide 18 or be merged. The guide 18 is expediently arranged at the upper end of the steam conditioning tube 10.

Wie in Fig.2 und Fig.3 deutlicher erkennbar, weist die Führungsvorrichtung 18 einen oberen Teil 19 auf, der mit einem Scharnier 20 für den Zugang zu einem Durchgang 21 versehen ist, wobei im oberen Teil 19 eine keramische Führung 22 angeordnet ist. Die keramische Führung 22 hat die Form eines abgeflachten U mit einem gesonderten U-Ausschnitt für jeden Garnkontaktteil 24. Der abgeflachte Teil 24 der Führung ist so breit, daß er alle Filamente, die das Garn bilden, so aufnehmen kann, daß die Filamente parallel und im wesentlichen gerade mit Abstand zueinander über den U-Ausschnitt verteilt sind. Der abgeflachte Teil des U hat vorzugsweise eine abgerundete Oberfläche 26, wodurch eine tangentiale Berührungsfläche für die Filamente 16 gebildet wird, während sie über die Führung 24 laufen und parallel zum Dampfkonditionierrohr, das zur Vertikalen geneigt ist, ausgerichtet werden. Diese Krümmung hat einen Radius,der für die Ausbildung einer praktischen Kontaktfläche für das Garn genügend klein, jedoch gleichzeitig so groß ist, daß das Garn beim Lauf über die Führung nicht abgescheuert wird. Die Krümmung ist beson-As can be seen more clearly in Figure 2 and Figure 3, the Guide device 18 has an upper part 19 which is provided with a hinge 20 for access to a passage 21 is provided, wherein in the upper part 19 a ceramic guide 22 is arranged. The ceramic guide 22 has the shape of a flattened U with a separate U-cut for each yarn contact part 24. The flattened one Part 24 of the guide is so wide that it can accommodate all the filaments that make up the yarn so that the filaments are distributed parallel and essentially straight at a distance from one another over the U-neck. The flattened part The U preferably has a rounded surface 26, creating a tangential contact surface for the filaments 16 is formed while they run over the guide 24 and parallel to the steam conditioning pipe that is used for Vertical is inclined to be aligned. This curvature has a radius that is useful for the formation of a practical Contact surface for the yarn is small enough, but at the same time so large that the yarn when running over the Leadership is not rubbed off. The curvature is particularly

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ders vorteilhaft, weil sich gezeigt hat, daß durch Verlängerung der Berührungsstrecke der Filamente mit der Oberfläche der Führung ein stabilerer Fadenlauf erreicht wird, wodurch die zu "Bandbildung¹¹ führende Wanderung der einzelnen Filamente über die abgeflachte Führungsoberflache verringert wird.This is advantageous because it has been shown that a more stable thread run is achieved by extending the contact distance of the filaments with the surface of the guide, whereby the migration of the individual filaments over the flattened guide ^{surface leading to "band formation 11" is reduced.}

Unmittelbar unter der abgeflachten U-förmigen Führung 22 ist ein Führungsstift 28 angeordnet. Dieser Führungsstift trägt mit dazu bei, die einzelnen Filamente in der abgeflachten Gestalt der U-förmigen Führung 22 zu halten, indem er effektiv einen schmalen dünnen Schlitz bildet, durch den die Filamente laufen. Der Führungsstift 28 hat zwar vorzugsweise eine zylindrische Form, jedoch kann er gegebenenfalls auch ohne weiteres die Form eines Stabes haben. Der Führungsstift 28 und die U-förmige Führung 22 bestehen vorzugsweise aus Keramikmaterial oder aus anderen verschleißfesten Werkstoffen für Garnführungen, wie sie allgemein in der Technik bekannt sind.Immediately below the flattened U-shaped guide 22 a guide pin 28 is arranged. This guide pin helps to keep the individual filaments in the flattened shape of the U-shaped guide 22 by it effectively forms a narrow, thin slot through which the filaments pass. The guide pin 28 has preferably a cylindrical shape, but it can optionally also have the shape of a rod without further ado. The guide pin 28 and the U-shaped guide 22 are preferably made of ceramic material or of others wear-resistant materials for yarn guides, as they are generally known in the art.

Wie bereits erwähnt, ist die Erfindung insbesondere beim Spinnen von Fasern aus Polyamiden wie Nylon 66 (Polyhexamethylenadipinsäureamid), Nylon 6 (Polycaprolaotam) ».dgl. anwendbar, bei dem Antistatikmittel, Mittel zur Verbesserung der Schmutzabweisung und flammwidrigmachende Mittel und ähnliche Zusatzstoffe der Polymerschmelze zugesetzt Worden sind. Diese Zusatzstoffe werden häufig in Mengen von 2 bis 25 Gew.-jS, häufiger im Bereich von 4 bis 15 Gew.-jl des faserbildenden Polymerisats zugegeben.As already mentioned, the invention is particularly useful when spinning fibers from polyamides such as nylon 66 (polyhexamethylene adipamide), nylon 6 (polycaprolaotam) ». applicable to the antistatic agent, dirt-repellent agent and flame retardant agent and similar additives have been added to the polymer melt. These additives are often used in quantities from 2 to 25 parts by weight, more often in the range from 4 to 15 Jl by weight of the fiber-forming polymer was added.

Das geschmolzene Polymerisat, das diese Zusatzstoffe enthält/wird in Form einer Vielzahl von Filamenten in einen Spinnschacht gesponnen und mit Luft schnell gekühlt. Die Filamente werden dann vor ihrem Durchgang durch ein Dampfkonditionierrohr mit Hilfe der oben beschriebenen Führung einander genähert oder zusammengeführt. Bekanntlich werden frisch gesponnene Polyamidfilamente, z.B. solche aus Polyamiden wie Nylon 66, vorzugsweise mit WasserdampfThe molten polymer containing these additives / is in the form of a plurality of filaments in one Spinning shaft spun and cooled quickly with air. The filaments are then prepared using the guidance described above before they pass through a steam conditioning tube approached or brought together. It is well known that freshly spun polyamide filaments, e.g. those made from Polyamides such as nylon 66, preferably with steam

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konditioniert, damit sie Feuchtigkeit aufnehmen und die Kristallisation ausgelöst wird, bevor das Garn auf Spulen gewickelt wird. Die beschriebene Führung wird vorzugsweise unmittelbar oben auf das Dampfkonditionierrohr so aufgesetzt, daß die gesponnenen Filamente zur Form des oben beschriebenen abgeflachten Bandes von getrennt gehaltenen Einzelelementen zusammengeführt und die Abstände beim Durchgang der Filamente durch das Dampfkonditionierrohr aufrecht erhalten werden. Kurz hinter dem Dampfkonditionierrobr neigen die Filamente nicht mehr zur Verklebung, so daß sie ohne weiteres zum Garn zusammengefaßt werden können. Vorzugsweise erfolgt diese weitere Zusammenfassung während des Auftrages einer Spinnappretur vor dem Aufwickeln auf einen Garnkörper oder vor dem Lauf durch eine oder mehrere Verstreckungsstufen.conditioned so that they absorb moisture and the Crystallization is triggered before the yarn is wound onto bobbins. The guidance described is preferred placed directly on top of the steam conditioning tube so that the spun filaments to the shape of the above described flattened band of separately held individual elements are brought together and the distances in Continuity of the filaments through the steam conditioning tube can be maintained. Shortly after the steam conditioning tube, the filaments no longer tend to stick together, so that they can easily be combined to form a yarn. This further summary is preferably carried out during the application of a spin finish, prior to being wound onto a package or prior to running through a or several drawing stages.

Die in den Abbildungen dargestellte Vorrichtung veranschaulicht das Spinnen mehrerer Garne in einen einzigen Spinnschacht. Natürlich ist die Erfindung in gleicher Weise auch auf das gebräuchlichere Spinnen eines einzelnen Garns anwendbar. Ss ist für den Fachmann offensichtlich, daß die Erfindung in der gleichen Weise auch ohne weiteres auf eine beliebige Zahl von Garnen anwendbar ist, die in einen einzigen Schacht gesponnen werden.The device shown in the figures illustrates the spinning of multiple yarns into a single one Spinning chute. Of course, the invention is equally applicable to the more common spinning of an individual Applicable yarn. Ss is obvious to a person skilled in the art, that the invention is in the same way readily applicable to any number of yarns in a single shaft can be spun.

Die Erfindung wurde vorstehend insbesondere im Zusammenhang mit Polyamiden, insbesondere Nylon 66, in die verschiedene Zusatzstoffe eingearbeitet worden sind, beschrieben, jedoch kann das Mittel zum Zusammenführen der Filamente auch für die Herstellung beliebiger Filamentgarne verwendet werden, wo ea erwünscht ist, die Fäden zusammenzuführen, während sie getrennt voneinander gebalten werden. Beispielsweise sind die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung auf die Herstellung zusatzfreier Polyamide anwendbar, die beispielsweise auf Grund eines niedrigen Schmelzpunktes oder eines hohen Monomerengehalts zum Verkleben im frisch gesponnenen Zustand neigen.The invention has been described above in particular in connection with polyamides, in particular nylon 66, into which various additives have been incorporated, but the means for combining of the filaments can also be used for the production of any filament yarns, where the threads are desired merge while they are kept separate from each other. For example, the device and the Process according to the invention applicable to the production of additive-free polyamides, for example due to a low melting point or a high monomer content tend to stick together in the freshly spun state.

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Als Beispiele solcher Polyamide 3ind niedrigschmelzende Copolyamide und Nylon 6 zu nennen. Ferner eignet sieb die Vorrichtung nicht nur zum Schmelzspinnen, sondern auch zum Trockenspinnen und Naßspinnen beispielsweise von Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Acrylfasern, Modacryl fasern, Reyonfaaern sowie zum Schmelzspinnen anderer Chemiefasern, z.B. von Polyestern. As examples of such polyamides 3ind low-melting copolyamides and nylon to name. 6 Furthermore, the device is suitable not only for melt spinning, but also for dry spinning and wet spinning, for example of cellulose acetate, cellulose triacetate, acrylic fibers, modacrylic fibers, rayon fibers and for melt spinning other man-made fibers, for example polyesters.

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Claims

1) Device for bringing together freshly spun filaments before winding, characterized by a means (l8) for guiding the yarn with a U-shaped guide (22) and flattened yarn contact part (24) which is straight and wide enough to make a filament yarn (12,14) in the form of a take up flattened tape, the individual filaments (l6) distributed parallel to each other at a distance from each other are. ......

2) Device according to claim 1, characterized in that the means (l8) in the vicinity of the entrance of a Steam conditioning tube (10) is arranged and the filaments (16) parallel with a spacing from one another the steam conditioning tube (10) leads.

3) Device according to claim 1 or 2, characterized in that the flattened yarn contact part (24) of the U-shaped guide (22) has such a radius of curvature on the surface that a tangential contact surface is formed for the yarn (12, H) running over it.

4) Device according to claim 1 to 3, characterized in that the yarn guide (18/22) flattened with several U-shaped yarn contact parts (24) is provided, each of the individual filaments of a filament yarn converge.

5) Device according to claim 1 to 4, characterized in that that the guide (18, 22) is provided with a guide pin (28) which, in the running direction of the filaments seen, is arranged in the underside of the U-shaped guide (22) and in this way effectively a gap-shaped Forms passage for a yarn.

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6) Device according to claim 1 "to 5, characterized in that that the guide (18, 22) is provided with yarn contact surfaces made of ceramic material.

7) method for spinning man-made fibers, characterized in that that one spins a large number of filaments, quenching the filaments and then the The quenched filaments are brought together to form a flattened band of separate filaments and then further gathering the filaments into a yarn prior to winding the yarn.

8) Method according to claim 7, characterized in that the flat band of filaments held separately is passed through a steam treatment zone before the filaments are further combined to form the yarn.

9) Method according to claim 7 or 8, characterized in that that the filaments behind the steam treatment zone for the application of a spin finish on to the yarn be summarized.

10) Method according to claim 7 to 9 »characterized in that polyamide filaments, in particular filaments Polyhexamethylene adipamide, can be produced by melt spinning.

11) Method according to claim 7 to 10, characterized in that polymers containing an additive in one Amount of 2 to 25 wt .- # contain, are spun.

12) Method according to claim 7 to 11, characterized in that that polymers containing a flame retardant additive or an antistatic agent are spun will.

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