DE2752736A1

DE2752736A1 - Spinnduesenpaket fuer mantelfasern

Info

Publication number: DE2752736A1
Application number: DE19772752736
Authority: DE
Inventors: Ernest Max Sternberg
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1976-11-26
Filing date: 1977-11-25
Publication date: 1978-06-01
Also published as: IT1088339B; US4052146A; JPS5370119A; FR2372250B1; GB1565155A; BE861214A; FR2372250A1; LU78586A1

Description

DR. BER(J DIF-.-ING. STAPF DIPL-ING. SCHWABE DR. DR SA >iDMAIR

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45 - ' '

Anwaltsakte 28 612 25. November 1977

MONSANTO COMPANY, ST.LOUIS, MISSOURI, USA Spinndüsenpaket für Mantelfasern

- Ansprüche -

KOW) 911272 I MOnchcn 10, MtuertircherttnOe 45 Banken: Β·?«Μ» Vminabrnk fcMachM 45} 100 M 70 43 Tetramine: BERGSTAPFPATENT München Hypo-BMk MOncben JO» MU

»13310 TELEX: 0524StO BERG d Po*udMck MOBdMa(534M00

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2^r/5?736

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Zweikomponentenfasern und betrifft insbesondere ein Spinndüsenpaket zum Erzeugen einer großen Anzahl von Zweikomponenten-Mantelfasern pro Flächeneinheit.

Aus zwei oder mehr Komponenten bestehende Fasern sind allgemein bekannt. Sie werden gewöhnlich durch gemeinsames Extrudieren der verschiedenen Komponenten mittels eines in seinem Inneren eine Anordnung von Verteilerund Zusammenflußdurchlässen aufweisenden Spinndüsenpakets erzeugt. Wehen der für das Zweikomponentenspinnen notwendigen Anordnung der Durchlässe in einem solchen Spinndüsenpaket ergibt sich bei diesem eine beträchtlich geringere Produktionsleistung als bei einem herkömmlichen Spinndüsenpaket für die Erzeugung von Einkomponentenfasern, da ein Spinndüsenpaket zum Erzeugen von Zweikomponentenfasern beträchtlich weniger Düsenöffnungen pro Flächeneinheit aufweist als ein herkömmliches Spinndüsenpaket. Ein Spinndüsenpaket mit äußerst genau zu bearbeitenden Verteiler- und Zusammenflußdurchlässen für die Erzeugung von Zweikomponentenfasern hat also eine sehr schlechte, unzureichende Produktionsleistung, da die Faserdichte, d.h. die Anzahl der pro Flächeneinheit des Spinndüsenpakets ersponnenen Zweikomponenten-Mantelfasern wesentlich niedriger ist als beim Erspinnen von Einkomponentenfasern.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Extrudieren von

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Zweikoraponenten-Mantelfasern mit einer beträchtlich vergrößerten Faserdichte pro Flächeneinheit. Die Vorrichtung erbringt daher eine höhere Produktionsleistung als ein bekanntes Spinndüsenpaket.

Bei einem Spinndüsenpaket der genannten Art ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß es eine übereinander geschichtete Anordnung aus einem Verteilerteil, einem Zusammenflußteil und einem Spinndüsenteil aufweist, daß das Verteilerteil erste Durchlässe für die Zufuhr und den Austritt eines ersten Polymers für die Bildung von Fasermänteln und zweite Durchlässe für die Zufuhr und den Austritt eines zweiten Polymers für die Bildung von Faserkernen aufweist, daß das dem Verteilerteil benachbart angeordnete Zusammenflußteil obere und untere Kammern aufweist, daß die oberen Kammern mit den ersten Zufuhrdurchlässen verbunden sind, daß an der Grenzlinie zwischen dem Zusammenflußteil und dem Verteilerteil Durchlässe für die Formung des Fasermantels gebildet sind, welche mit der Kammer und den zweiten Zufuhrdurchlässen verbunden sind, so daß daß über sie der oberen Kammer zugeführte Mantelpolymer das Kernpolymer umströmen und umhüllen kann, daß mit den Durchlässen für die Formung des Fasermantels im wesentlichen senkrecht ausgerichtete Austrittsdurchlässe verbunden sind, daß die unteren Kammern über im wesentlichen senkrechte Mantelpolymerdurchlässe mit den ersten Zufuhrdurchlässen verbunden sind, daß an der Grenzlinie zwischen dem Zusammenflußteil und dem Spinndüsen-

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teil Durchlässe für die Formung des Fasermantels geformt sind, welche in der unteren Kammer mit im wesentlichen senkrechten Kernpolymerdurchlässen verbunden sind, so daß das Mantelpolymer das Kernpolymer umströmen und umhüllen kann, und daß das dem Zusammenflußteil benachbart angeordnete Spinndüsenteil im wesentlichen senkrecht ausgerichtete, mit den Durchlässen für die Formung des Fasermantels strömungsverbundene Austrittsdurchlässe aufweist.

Somit schafft die Erfindung also eine Vorrichtung für die Erzeugung von Zweikomponenten-Mantelfasern mit einer hohen Faserdichte pro Flächeneinheit in Form einer übereinandergeschichteten Anordnung aus einem Verteilerteil, einem Zusammenflußteil und einem Spinndüsenteil. Das Zusammenflußteil hat obere und untere Kammern für die Bildung der Zweikomponenten-Mantelfasern. Die Anordnung dieser Kammern und ihr gegenseitiger Abstand ergeben eine hohe Faserdichte.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Spinndüsenpakets bekannter Ausführung,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Spinndüsenpakets,

Fig. 4 eine Ansicht in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 3 und

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Spinndüsenpakets in

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einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Ein in -Fig. 1 und 2 dargestelltes bekanntes Spinndüsenpaket 10 für die Erzeugung von Zweikomponenten-Mantelfasern umfaßt eine Anordnung von drei übereinander geschichteten Hauptteilen, nämlich einem Verteilerteil 12, einem Zusammenflußteil 14 und einem Spinndüsenteil 16.

Das Verteilerteil 12 hat die Form einer Scheibe 18 mit ersten Durchlässen 20 für die Zufuhr und den Austritt eines ersten Polymers für die Bildung von Fasermänteln und zweiten Durchlässen 2? für die Zufuhr und den Austritt eines zweiten Polymers für die Bildung von Faserkernen. Die Durchlässe 20, 22 können als eine Reihe von konzentrischen Kanälen in der Scheibe 18 geformt sein. Eine in Anlage an der Scheibe 18 befindliche Dosierscheibe 24 hat im wesentlichen senkrecht angeordnete Dosierdurchlässe 26, 28. Das über die ersten Durchlässe 20 zugeführte Polymer für die Fasermäntel durchströmt die Dosierdurchlässe 26 und das über die zweiten Durchlässe 22 zugeführte Polymer für die Faserkerne durchströmt die Dosierdurchlässe 28. Die Dosierdurchlässe weisen jeweils eine Verengung 30 zum Dosieren des Austritts der Polymere aus den Zufuhrdurchlässen auf.

An der Dosierscheibe 24 befindet sich das Zusammenflußteil 14 in Anlage. Dieses hat die Form einer Scheibe 31 mit Durchlässen 32, 33 für das Fasermantelpolymer bzw. das Faserkernpolymer. An der Unterseite hat die Scheibe

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Kammern 34 jeweils mit einem mittig angeordneten Durchlaß 36. Das Fasermantelpolymer strömt durch den Dosierdurchlaß 26 und den Durchlaß 32 in die Kammer 34, während das Faserkernpolymer durch den Dosierdurchlaß 28 in den Durchlaß 33 strömt. Nachdem es die Kammer 34 ausgefüllt hat, strömt das Fasermantelpolymer durch den über einen Einlaß 37 mit dieser verbundenen Durchlaß 36 radial einwärts und tritt von den Seiten her zu dem abwärts strömenden Faserkernpolymer, so daß es dieses umhüllt und ein ummantelter Polymerstrom 40 entsteht, welcher dann wie im folgenden beschrieben extrudiert wird.

An das Zusammenflußteil 14 schließt sich das Spinndüsenteil 16 an. Dieses hat die Form einer Scheibe 42 mit einer Anzahl von Düsenöffnungen 44, welche mit den Innendurchlässen 33 fluchten und durch welche die vorher gebildeten Polymerströme 40 austreten. Eine der vorstehend beschriebenen entsprechende Anordnung aus Durchlässen, einer Kammer und einer Spinndüse ist nahe der vorstehend beschriebenen Anordnung angeordnet und erzeugt einen weiteren ummmantelten Polytnerstrom 40'. Zwischen den Strömen 40, 40' ist ein Abstand d vorhanden.

Ein in Fig. 3 dargestelltes erfindungsgemäßes Spinndüsenpaket 10 umfaßt ebenfalls eine Anordnung aus drei übereinandergeschichteten Hauptteilen, nämlich einem Verteilerteil 12, einem Zusammenflußteil 14* und einem Spinndüsenteil 16'. Das Verteilerteil 12 hat den gleichen Aufbau wie

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vorstehend beschrieben. Einde Dosierscheibe 24 kann wahlweise vorhanden sein, sie ist jedoch für die Bildung der Zweikomponenten-Mantelfasern nicht unerläßlich, d.h. die Polymere können über die Durchlässe 20, 22 direkt dem Zusammenflußteil 14' zugeführt werden. Bei Verwendung einer Dosierscheibe 24 weist diese im wesentlichen senkrechte Dosierdurchlässe 26, 28 auf, welche mit den ersten bzw. zweiten Zufuhrdurchlässen 20 bzw. 22 strömungsverbunden sind. Die Dosierdurchlässe können jeweils eine Verengung JO zum Begrenzen des Austritts der Polymere aus den Zufuhrdurchlässen aufweisen.

In Anlage am Verteilerteil 12 befindet sich das Zusamnmflußteil 14'. Dieses hat die Form einer Scheibe 31' niit wenigstens einer oberen und einer unteren Kammer 46 bzw. 48. Die "obere Kammer 46 ist über den einen Dosierdurchlaß 26 mit dem ersten Zufuhrdurchlaß 20 verbunden und wird über diesen mit dem Fasermantelpolymer gespeist. An der Grenzlinie 52 zwischen dem Verteilerteil 12 und dem Zusammenflußteil 14' ist in der Kammer 46 ein Durchlaß für die Bildung des Fasermantels geformt, welcher an einem Ende 5^ in der Kammer 46 mündet. Vom zweiten Zufuhrdurchlaß 22 strömt das Faserkernpolymer durch den Dosieruurchlaß 28. Durch den Zusammentritt der beiden Polymere entsteht ein ummantelter Polymerstrom 56. Dabei wird ein Strang des Faserkernpolymers von dem aus der Kammer 46 über den Durchlaß 50 radial einwärts strömenden Fasermantelpolymer umhüllt. Der dadurch entstehende ummantelte

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Polymerstrom 56 gelangt in einen im wesentlichen senkrecht ausgerichteten Austrittsdurchlaß 58. Bei koaxialer Ausrichtung der Kammer 46 und der Durchlässe 28 und 58 entsteht ein koaxialer bzw. konzentrischer Zweikomponentenstrom, während bei exzentrisch versetzter Anordnung dieser Teile ein exzentrischer Zweikomponentenstrom entsteht. Aus einem solchen exzentrischen Zweikomponentenstrom erzeugte Fasern können anschließend gekräuselt werden. Die untere Kammer 48 hat einen im wesentlichen senkrechten Durchlaß 60 für die Zufuhr des Fasermantelpolymers vom ersten Zufuhrdurchlaß 20 über den Dosierdurchlaß 26. An der Grenzlinie 64 zwischen dem Zusaromenflußteil 14' und dem Spinndüsenteil 16* ist ein Durchlaß 62 für die Bildung des Fasermantels geformt, welcher mit einem Ende 66 in der Kammer 48 mündet. Das Faserkernpolymer strömt vom zweiten Zufuhrdurchlaß 22 über den Dosierdurchlaß 28 in einen im wesentlichen senkrechten Innendurchlaß 68. Beim Zusammentritt der beiden Polymere entsteht in vorstehend beschriebener Weise ein Zweikomponentenstrom 56'. Die auf diese Weise gebildeten Zweikomponentenströme 56, 56' gelangen vom Zusammenflußteil 14' in das Spinndüsenteil 16'. Dieses hat eine Anzahl von in wesentlichen senkrecht mit den Durchlässen 58, 68 fluchtenden Spinndüsen 70.

Die Kammern 46, 48 sind vorzugsweise ringförmig. Bei einer solchen Form ergibt sich eine optimale Strömung des Polymers aus den Kammern in den Bereich, in welchem der ummantelte Zweikomponentenetrom gebildet wird.

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Die durch die Erfindung erzielten Vorteile gehen deutlich aus Fig. 2 und 4 hervor. In Fig. 2 ist die Anzahl der in der Spinndüsenscheibe 42 vorhandenen Spinndüsen 44 bestimmt durch den Durchmesser der Kammern 3^ und den dazwischen vorhandenen Abstand. Dabei ergibt sich eine Faserdichte

von 63,2 Fasern pro cm der Oberfläche der Spinndüsenscheibe.

Zur Erhöhung der Faserdichte sind die Kammern 46, 48 in der erfindungsgemäßen Ausführung nach Fig. 4 in der Höhe zueinander versetzt, so daß sie sich teilweise überlappen können. Bei Verwendung des gleichen Durchmessers der Kammern wie in Fig. 2 und des gleichen Abstandes zwischen den Kammern erhöht sich die Faserdichte auf 109,7 Fasern pro cm , d.h. also um ca. 74%. Der Abstand c zwischen den Kammern ist in Fig. 2 und 4 der gleiche. In Fig. 1 ist zwischen den Strömen 40, 40' ein Abstand d vorhanden, während in Fig. 3 ein beträchtlich kleinerer Abstand d' zwischen den Strömen 56, 56' vorhanden ist. Daraus ist die erzielte Erhöhung der Faserdichte klar zu erkennen.

Während die Zusammenflußkammern in Fig. 3 in zwei Ebenen angeordnet sind, können solche Kammern auch in mehreren Ebenen angeordnet sein, indem mehrere Scheiben 31' mit darin geformten Kammern übereinandergelegt werden. Je nach den Abmessungen der Zufuhr- und Dosierdurchlässe' können sich die Kammern mehr oder weniger stark überlappen. Dabei können die Kammern Jeweils einer Scheibe die einer benachbarten Scheibe teilweise überlappen.

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Pig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform wird über den ersten Zufuhrdurchlaß 20' Polymer für die Bildung von mehreren Fasermänteln zugeführt, während das Faserkernpolymer wie vorstehend beschrieben über die zweiten Durchlässe 22' zugeführt wird. Die dargestellte Anordnung enthält eine Dosierscheibe 24 mit Dosierdurchlässen 26, 28 der vorstehend beschriebenen Art. Das Zusammenflußteil 14· hat eine obere und eine untere Kammer 46' bzw. 48'. Die obere Kammer 46 ist über den Dosierdurchlaß 36 mit dem ersten Zufuhrdurchlaß 20 verbunden und über diesen mit dem Fasermantelpolymer gespeist. Das Polymer strömt in den Durchlaß 50 und in einen senkrechten Verteilerdurchlaß 72, welcher die obere Kammer 46 mit der unteren Kammer 48 verbindet und diese mit dem Fasermantelpolymer speist. Das Faserkernpolymer wird den Kammern 46, 48 in der vorstehend beschriebenen Weise zugeführt. In dieser Ausführungsform wird also das Fasermatelpolymer über einen einzigen Zufuhrdurchlaß 20' mehreren Kammern des Zusammenflußteil 14· zugeführt.

Somit schafft die Erfindung also eine Vorrichtung zum Spinnen von Zweikomponenten-Mantelfasern mit einer hohen Faserdichte.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern erstreckt sich auf die verschiedensten Änderungen und Abwandlungen derselben.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche;

1. Spinndüsenpaket für die Herstellung von Mantelfasern, dadurch gekennze i c h η e t, daß es eine ünereinander geschichtete Anordnung aus einem Verteilerteil (12), einem Zusammenflußteil (14) und einem Spinndüsenteil (16) aufweist, daß das Verteilerteil erste Durchlässe (20) für die Zufuhr und den Austritt eines ersten Polymers für die Bildung von Fasermänteln und zweite Durchlässe (22) für die Zufuhr und den Austritt eines zweiten Polymers für die Bildung von Faserkernen aufweist, daß das dem Verteilerteil benachbart angeordnete Zusammenflußteil obere und untere Kammern (46, 48) aufweist, daß die oberen Kammern mit den ersten Zufuhrdurchlässen verbunden sind, daß an der Grenzlinie (52) zwischen dem Zusammenflußteil und dem Verteilerteil Durchlässe (52) für die Formung des Fasermantels gebildet sind, welche mit den zweiten Zufuhrdurchlässen verbunden sind, so daß das über sie der oberen Kammer zugeführte Mantelpolymer das Kernpolymer umströmen und umhüllen kann, daß mit den Durchlässen für die Formung des Fasermantels im wesentlichen senkrecht ausgerichtete Austrittsdurchlässe (56) verbunden sind, daß die unteren Kammern über im wesentlichen senkrechte Mantelpolymerdurchlässe (60) mit den ersten Zufuhrdurchlässen verbunden sind, daß an der Grenzlinie (64) zwischen dem Zusammenflußteil und dem Spinndüsenteil Durchlässe (62) für die Formung des Fasermantels geformt sind, welche in der unteren Kammer

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mit im wesentlichen senkrechten Kernpolytnerdurchlässen (68) verbunden sind, so daß das Mantelpolymer das Kernpolymer umströmen und umhüllen kann, und daß das dem Zusammenflußteil benachbart angeordnete Spinndüsenteil im wesentlichen senkrecht ausgerichtete, mit den Durchlässen für die Formung des Fasermantels strömungsverbundene Austrittsdurchlässe ((56'» 70) aufweist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerteil (12) eine Dosierscheibe (24) aufweist, welche im wesentlichen senkrecht ausgerichtete, mit den Zufuhrdurchlässen (20, 22) verbundene Dosierdurchlässe (26, 28) für das Mantel- bzw. das Kernpolymer aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierdurchlässe (28) für das Kernpolymer im wesentlichen mit den Zufuhrdurchlässen (22) fluchten.

4. Anordnung nach Anspruch 1, daduruch gekennzeichnet, daß die Kammern (46, 48) des Zusammenflußteils (14) ringförmig sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierdurchlässe (28) für das Kernpolymer, die Kammern (46, 48) und die Austrittsdurchlässe (56', 70) im wesentlichen koaxial miteinander ausgerichtet sind.

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6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierdurchlässe (28) für das Kernpolymer, die Kammern (4-6, 48) und die Austrittsdurchlässe (56¹, 70) exzentrisch zueinander versetzt sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Kammern (46) die unteren Kammern (48) teilweise überlappen.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenflußteil (14) aus zvei Scheiben zusammengesetzt ist.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kammer (48) über einen die beiden Kammern miteinander verbindenden Durchlaß (72) von der oberen Kammer (46) mit dem Mantelpolymer gespeist ist.

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