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Spinnkopf
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Das Hauptpatent ....... (P 26 39 889.0-26) betrifft einen Spinnkopf
mit wenigstens zwei parallel zur Unterseite eines Gehäuses verlaufenden zylindrischen
Bohrungen mit einem Durchmesser von weniger als 50 mm, vorzugsweise weniger als
30 mm, und pro Bohrung jeweils einer unter Vorspannung an der Bohrungswand anliegenden,
weniger als 0,5 mm dicken Metallfolie, wobei die Metallfolien im Bereich von Ausnehmungen
des Gehäuses eingearbeitete Spinnöffnungen aufweisen.
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Derartige Spinnköpfe erlauben bei geringem Platzbedarf ein sicheres
Spinnen bei hohen Temperaturen und bei hohen Spinndrücken, eine verbesserte Dichtung
des Schmelzeraumes gegen die Umgebung und ein schnelles Auswechseln der durch die
Metallfolien gebildeten Spinndüsen. Die im Hauptpatent ......
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(P 26 39 889.0-26) beschriebenen Spinnkopf-Konstruktionen sind allesamt
zu Verspinnen einer einzigen Spinnkomponente, also beispielsweise einer Polyesterschmelze
oder einer Polyamidschmelze,
geeignet, so daß die gesponnenen Fäden
auch nur aus einem Polymeren bestehen (sogenannte Monokomponentenfäden).
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Es stellte sich nun die Aufgabe, die Vorteile der Spinnköpfe nach
dem Hauptpatent .,..... (P 26 39 889.0-26) auch für solche Spinnköpfe nutzbar zu
machen, die zur Herstellung von Mehrkomponentenfasern aus wenigstens zwei Spinnkomponenten
geeignet sind. Dabei sollen unter Wahrung des Lösungsprinzips des Hauptpatents .......
(P 26 39 889.0-26) sowohl Spinnköpfe zur Herstellung von Fäden mit Seite-an-Seite-Struktur
(S/S-Type) als auch zur Herstellung von Kern-Mantel-Strukturen (C/C-Type) mit symmetrischen
oder asymmetrischen Aufbau oder von Matrix-Fibrillen-Strukturen (M/F-Type) geschaffen
werden. Zur Struktur solcher Fäden wird auf P.A. Koch, Faserstoff-Tabellen, wBikomponentenfasern"
Ausgabe Februar 1970, Kapitel 1 verwiesen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch pro Bohrung wenigstens
eine weitere, gegen die Metallfolie gepreßte, mit Fülirungskanälen und/oder Durchtrittsöffnungen
für die Spinnkomponenten versehene Metallfolie und einen gegen diese weitere Metallfolie(n)
drückenden, konvex gewölbten, zylindrischen Stempel mit wenigstens einem Zuführungskanal
für die Spinnkomponente (n).
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Mit der Zahl der weiteren Metallfolien und ihrer Gestaltung, insbesondere
Form und Größe sowie gegenseitige Zuordnung der in ihnen befindlichen Führungskanäle
und/oder Durchtrittsöffnungen für die Spinnkomponenten, mit der Gestaltung des Stempels
und der Zuordnung der weiteren Metallfolien zu der mit den Spinnöffnungen versehenen
Metallfolie lassen sich die unterschiedlichsten Fadenstrukturen herstellen. So lassen
sich bei Verwendung nur einer weiteren Mbtallfolie, die mit
einer
der Anzahl der Spinnöffnungen identischen Anzahl von Führungskanälen ausgestattet
ist, und eines mit zwei Zuführungskanälen versehenen Stempels Seite-an-Seite-gesponnene
Bikomponentenfäden herstellen.
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Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Spinnkopf mit zwei weiteren,
insgesamt also mit drei übereinandergeschichteten Metallfolien ausgestattet; solche
Konstruktionen gestatten das Erspinnen von Kern-Mantel-Fäden, welche - besonders
mit asymmetrischem Aufbau wegen der poterdlellen Kräuselfähigkeit -den Seite-an-Seite-gesponnenen
Fäden allgemein vorgezogen werden. Die hintere (innerste) Metallfolie weist dabei
in der Regel Durchtrittsöffnungen für die Kernkomponente auf, und in den Führungskanälen
der mittleren Metallfolie wird die Umhüllung des Kerns mit der Mantelkomponenten
vorgenommen, bevor die Extrusion durch die Spinnöffnungen der vorderen (äußersten>
Metallfolie erfolgt. Durch die Lage der Durchtrittsöffnungen der hinteren Metallfolie
läßt sich der Aufbau der Kern-Mantel-Fäden wesentlich beeinflussen.
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Die Erfindung wird anhand beigefügter Zeichnung näher erläutert. Darin
ist Fig. 1 ein erfindungsgezaäßer Spinnkopf zur Herstellung von Seite-an-Seite-gesponnenen
Fäden, Fig. 2 eine dazu passende Metallfolie mit Führungskanälen und Fig. 3 eine
dazu passende Metallfolie mit Spinnöffnungen; Fig. 4 ein Spinnkopf zur Herstellung
von Kern-Mantel-Fäden, Fig. 5 eine dazu passende Metallftlie mit Spinnöffnungen,
Fig.
6 eine dazu passende Metallfolie mit Führungskanälen für die Mantelkomponente und
Fig. 7 eine dazu passende Metallfolie mit Durchtrittsöffnungen für die Kernkomponente;
Fig. 8 einen anderen Spinnkopf zur Herstellung von Xern-Mantel-Fäden, bei dem beide
Komponenten über den Stempel zugeführt werden, Fig. 9 eine dazu passende Metallfolie
mit Spinnöffnungen, Fig. 10 eine dazu passende Metallfolie mit Führungskanälen für
die Mantelkomponente und Fig. 11 eine dazu passende Metallfolie mit Durchtritts-Öffnungen
sowohl für die Kern- als auch für die Mantelkomponente.
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Der in Fig. 1 dargestellte Spinnkopf besteht aus dem Gehäuse 1, in
welches, parallel zueinander und parallel zur Unterseite des Gehäuses 1, zylindrische
Bohrungen eingearbeitet sind, von denen nur eine Bohrung 3 dargestellt ist. An der
Bohrungswand anliegend ist unter Vorspannung eine Metallfolie 6 mit Spinnöffnungen
10 eingesetzt. Im Bereich der Spinnöffnungen 10 weist das Gehäuse 1 nutenförmige
Ausnehmungen 5 auf. Eng anliegend an die Metallfolie 6 ist - ggf. auch wieder unter
Vorspannung - eine weitere Metallfolie 2 eingesetzt, welche pro Spinnöffnung 10
der Metallfolie 6 einen Führungskanal 7 aufweist. Zin in seiner Form in etwa der
zylindrischen Bohrung 3 angepaßter, konvex gewölbter Stempel 11 drückt die Metallfolien
2,6 gegen die Bohrungswand. Der Stempel 11 besitzt Zuführungskanäle 12, 13 für die
beiden Spinnkomponenten, von
denen eine axial durch die Bohrung
3, die andere senkrecht durch den Zuleitungskanal 15 der Zuleitung 14 zugeleitet
wird.
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In Fig. 2 und Fig. 3 sind die zum Spinnkopf gemäß Fig. 1 passenden
Metallfolien 2 bzw. 3 dargestellt. Während Metallfolie 6 (hier: sieben) Spinnöffnungen
10 aufweist, sind in Metallfolie 2 (hier ebenfalls: sieben) Führungskanäle 7 eingearbeitet,
die mit den Spinnöffnungen 10 deckungsgleich sind (vgl. Fig. 1).
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Der Spinnkopf gemäß Fig. 1 funktioniert wie folgt: Die durch den zentralen
Zuleitungskanal 15 zugeleitete Spinnkomponente I gelangt über den Zuführungskanal
13 in den Führungskanal 7 der Metallfolie 2 und strömt darin in Richtung der Spinnöffnung
10. Die durch die Bohrung 3 axial zugeleitete Spinnkomponente II gelangt über den
Zuführungskanal 12 in den Führungskanal 7 und strömt ebenfalls in Richtung der Spinnöffnung
10, wo sie mit der Spinnkomponente I zusammentrifft und mit dieser zusammen unter
Bildung von Fäden mit Seite-an-Seite-Struktur ausgesponnen wird.
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Der in Fig. 4 dargestellte Spinnkopf besteht wiederum aus dem Gehäuse
1', von dessen zylindrischen Bohrungen wiederum nur eine, Bohrung 3', dargestellt
ist. Metallfolie 6' mit Spinnöffnungen 10' liegt an der Wandung der Bohrung 3' an.
Im Bereich der Spinnöffnungen 10' weist das Gehäuse 1' nutenförmige Ausnehmungen
5' auf. Eng anliegend an Metallfolie 6' ist Metallfolie 2' mit Führungskanälen 7'
angeordnet. Auf Metallfolie 2' liegt eine dritte Metall folie 8 mit Durchtrittsöffnungen
9 auf und wird vom Stempel 11' angepreßt. Stempel 11' ist hohl und bildet den Zuleitungskanal
16 für die Kernkomponente, welche durch den Zuführungskanal 17 (der nutenförmlg
ausgebildet sein
kann) und durch die Durchtrittsöffnungen 9 der
Metallfolie 8 gepreßt wird, wo sich die Kerne der Bikomponentenfäden bilden.
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Die Mantelkomponente wird über einen zentralen Zuleitungskanal 4 in
die Bohrung 3' geleitet und gelangt von dort über die Führungskanäle 7' der Metallfolie
2' in Richtung der Spinnöffnungen 10'. Dort umhüllt die Mantelkomponente die aus
den Durchtrittsöffnungen 9 kommenden Kerne, und aus den Spinnöffnungen 10' werden
Bikomponentenfäden mit Kern-Mantel-Struktur ausgesponnen.
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Die Metallfolien 6', 2' bzw. 8 sind in den Fig. 5 bis 7 einzeln dargestellt.
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Ebenfalls Bikomponentenfäden mit Kern-Mantel-Struktur lassen sich
mit dem in Fig. 8 dargestellten Spinnkopf herstellen. In einer zylindrischen Bohrung
3" des Gehäuses 1" sitzt außen wiederum eine Metallfolie 6" mit (hier: acht) Spinnöffnungen
10", in deren Bereich das Gehäuse 1" eine nutenförmige Ausnehmung 5" aufweist. Zwischen
der äußeren Metallfolie 6" und einer mit Durchtrittsöffnungen 9" und 18 versehenen
inneren Metallfolie 8' liegt die mittlere Metallfolie 2" mit Führungskanälen 7".
Die drei übereinanderliegenden Metallfolien 6", 2" und 8' (einzeln in Fig. 9 bis
11 dargestellt) werden von einem Stempel 11" an die Wandung der Bohrung 3" gepreßt.
Die Kernkomponente wird über den Zuleitungskanal 15' der Zuleitung 14' zugeleitet
und gelangt über den Zuführungskanal 13' in die Durchtrittsöffnung 9'. Dort werden
die Kerne der Bikomponentenfäden vorgeformt. Die Mantelkomponente gelangt axial
in die Bohrung 3" und von dort über Zuführungskanäle 12' und Durchtrittsöffnungen
18 in die Führungskanäle 7" der Metallfolie 2". Sie strömt dort in Richtung der
Spinnöffnungen 10", umstrdmt die sich bildenden Kerne und tritt mit diesen zusammen
aus den Spinnöffnungen 10" aus.
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Durch Variation der Form und Größe der Durchtrittsöffnungen und/oder
Führungskanäle lassen sich die erzielbaren Fadenquerschnitte variieren.
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Durch Verwendung von mehr als drei Metallfolien und Wahl eines geeigneten
Systems von Durchtrittsöffnungen und Führungskanälen in diesen Metallfolien lassen
sich Fadenquerschnitte herstellen, welche mehr als zwei abgegrenzte Komponentenbereiche
aufweisen. Auf diese Weise lassen sich auch Matrlx-Flbrillen-Systeme erspinnen.
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Durch zusätzliche Anordnung weiterer Zuleitungskanäle lassen sich
auch drei oder mehr Spinnkomponenten verarbeiten.
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Der Begriff "Metallfolie" ist im Sinne der im Hauptpatent (P 26 39
889.0-26) zu verstehen. Die dort beschriebenen konstruktiven Modifikationen des
Spinnkopfes lassen sich entsprechend auch auf den erfindungsgemäßen Spinnkopf tbertragen.