DE2826790C2 - Spinning head for the production of multi-component threads - Google Patents
Spinning head for the production of multi-component threadsInfo
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Description
daß jedes der einzelnen Spinnöffnungen vorgeschalteten Mischsysteme zum Erreichen einer stabilen Fadenquerschnittsgeometrie mit gezielter gegenseitiger Zuordnung der Poiymcrkomponenten aus einer Vielzahl von geschichteten Metallfolien besteht, welche äußere Durchtritisöffnungen in ihren Randbereichen und/oder innere Durchlriilsöffnungen in ihrem inneren Bereich aufweisen, wobei wenigstens ein Teil der Mctallfolien mit radial verlaufenden Lcilschlitzen versähen ist, weiche mit den inneren und/oder äußeren Durchtrittsöffnungcn verbunden sind.that each of the individual spinning orifices is connected upstream Mixing systems to achieve a stable thread cross-section geometry with targeted mutual assignment of the polymer components consists of a plurality of layered metal foils, which outer Passage openings in their marginal areas and / or inner passage openings in their inner area have, wherein at least a part of the Mctallfolien is provided with radially extending Lcilschlitzen, soft with the inner and / or outer passage openings are connected.
Die erfindungswcscnilichcn Mischsysfeme mit unterschiedlich gestalteten Metallfolien erreichen die gezielte Aufgliederung der Sloffslröme dadurch, daß die PpIymerströme auf ihrem Weg durch diese Mischsysteme mit Hilfe der radial verlaufenden Leitschlitze wiederholt eine Bewegung senkrecht zur Ströniungsrjchtung ausführen müssen. Es erfolgen Aufteilung — Abzweigung — Abzweigung — ... — Zuspeisung der einzelnen Komponenten. Dieses Auflcilungsprinzip erlaubt ein gezieltes und geordnetes Zusammenfassen der abgezweigtem Tcilströmc. Infolge der geringen Abmessungen, welche das Mciallfolicnpakct aufweist (der Durchmesser einer Folie beträgt größenordnungsmäßig nur 1 cm, die Dicke vorzugsweise weniger als 0,2 mm), erfolgt die Aufteilung und Zuordnung der Komponenten auf einer sehr kurzen Strecke, und die Verweilzeit der Schmelzen im Mischsystem ist entsprechend gering, so daß sich Temperaturdifferenzen in der Düsenkonstruktion nicht nachteilig auf die einzelnen Fließgeschwindigkeiten auswirken können. Strömungstotralfme, wie sie bei der bekannten Spinnkopfkonstruktion zum Sammeln der einzelnen Bikomponcnten-Gcfüge vor der Spinndüse unumgänglich sind, treten erfjndungsgemäß nicht auf. Beim erfindungsgemäßen Spinnkopf findet der Hauptdjuckabfall in den Mischsystemen, nämlich in den von den Durchtritisöffnungcn gebildeten Kanälen lind in den Leitschjilzcn stall, so daß die Spinnöffnungen bzw. die ihnen ggf. vorgeschalteten Vorkanäle nur noch der Faden-Kalibrierung dienen.The inventive mixing systems with different designed metal foils achieve the targeted breakdown of the Sloffslröme by the fact that the PpIymerstrom repeated on their way through these mixing systems with the help of the radially extending guide slots execute a movement perpendicular to the direction of the flow have to. There are division - diversion - diversion - ... - feed of the individual Components. This separation principle allows a targeted and orderly grouping of the branches Tcilströmc. Due to the small dimensions, which the Mciallfolicnpakct has (the diameter a film is on the order of only 1 cm, the thickness preferably less than 0.2 mm) the division and assignment of the components over a very short distance, and the dwell time of the Melting in the mixing system is correspondingly low, so that there are temperature differences in the nozzle construction cannot have a detrimental effect on the individual flow rates. Current trophies like them in the known spinning head construction for collecting the individual bicomponent structures before the Spinnerets are unavoidable, occur according to the invention not on. In the spinning head according to the invention, the main drop in pressure takes place in the mixing systems, namely in the canals formed by the passage openings lind in the Leitschjilzcn stall so that the spinning openings or the upstream channels, if applicable, are only used for thread calibration.
Die einzelnen Mctaljfolien eines Mischsyslems können sehr unterschiedlich gestaltet sein. Durch Anwendung moderner Technologien (Stanzen, folochcmischc Prozesse) lassen sich beliebig geformte Durchtrittsöffiiungen und/oder Lcitschlitzc mit geringen Tolcranzschwankungcn einarbeiten. Die einfachsten Metallfolien weisen nur im inneren Bereich eine innere Durchtrittsöffnung und/oder im Randbereich (in de" Regel zwei, drei oder mehrere) äußere Durchtrittsöffnungen auf.The individual Mctaljfolien a mixed system can be designed very differently. Using modern technologies (punching, folochcmischc Processes) can be any shaped passage openings and / or incorporate lite slots with slight fluctuations in Tolcranz. The simplest metal foils only have an inner passage opening in the inner area and / or in the edge area (usually two, three or more) outer passage openings.
Bevorzugte Ausführungsformcn sind in den Ünteransprüchcn 2 bis 7 angegeben, ihre Funktion wird in den Ausführungsbcispielcn erläutert.Preferred embodiments are set out in the subclaims 2 to 7, their function is explained in the exemplary embodiments.
Ks ist möglich, für jede einzelne Spinnöffnung ein eigenes, individuell für eine bestimmte Fadenquerseh.nitisgeometrie zusammengestelltes Mischsystem zu verwenden. Bevorzugt sind die Mischsysteme für alle Spinnöffnungen eines Spinnkopfes gleich aufgebaut. In diesem Falle ist es besonders zweckmäßig, weil Fehler im Aufbau der einzelnen Mischsysteme durch Verwechseln einzelner Mctallfolien vermieden werden können, wenn die korrespondierenden Melallfolicn sämtlicher Mischsysicme eines Spinnkopfcs durch Siege miteinander verbunden sind.Ks is possible for each individual spinning opening own, individual for a certain thread cross-sectional geometry to use a combined mixing system. The mixed systems are preferred for everyone Spinning orifices of a spinning head have the same structure. In this case it is particularly useful because of errors can be avoided in the structure of the individual mixing systems by mixing up individual metal foils, if the corresponding melallicn of all mixed systems of a spinning headc through victories with each other are connected.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an einigen Ausführungsbcispielen erläutert. Darin zeigtThe invention is explained with reference to the drawing of a few exemplary embodiments. In it shows
(■' i g. 1 den Spinnteil eines erfindungsgemäßen Spinnkopf mit eben eingelegten Melallfolicn;(■ 'i g. 1 the spinning part of a spinning head according to the invention with just inserted melallicn;
I- i g. 2 ein Mischsystem mit konisch gewölbten Mctallfolien; I- i g. 2 a mixed system with conically curved metal foils;
Fig.3 einen vergrößerten Ausschnitt aus einem Spinnkopf ähnlich F i g. 1:3 shows an enlarged section from a spinning head similar to FIG. 1:
F i g. 4 eine noch stärkere Vergrößerung einer Spinnöffnung mit dem Innenbereich eines ihr vorgeschalteten Mischsysteins:F i g. 4 shows an even greater enlargement of a spinning opening with the inner area of an upstream one Mixed systems:
F i g. 5 bis 11 verschieden gestaltete Meiallfolien;
pi g. 12 die auseinandergezogenen Metailfolien eines
Teils eines kompletten Mischsystems;F i g. 5 to 11 differently designed Meiallfolien;
pi g. Figure 12 shows the expanded metal foils of part of a complete mixing system;
ίο Fi g. 13 eine Vielzahl gleicher Metallfaden, die durch Stege miteinander verbunden sind;ίο Fi g. 13 a multitude of identical metal threads passing through Webs are connected to one another;
Fig. 14 bis 16 verschiedene Querschnitte von mit dem erfindungsgemäßen Spinnkopf hergestellten Fäden. 14 to 16 different cross-sections of threads produced with the spinning head according to the invention.
Fig. 1 zeigt schematisch den Spinnteil eines Spinnkßpfes, bestejjepd aus ejner Düsen-Hinterplatte 1 und einer Dijsen-Yorderplatfe χ Zwischen beiden befindet sich cjer Verteilerraum 3 für die Komponente B. Komponente A wird durch Zuführungskanäle 4 in der Dü-Fig. 1 shows schematically the spinning part of a Spinnkßpfes, bestejjepd from Ejner nozzle back plate 1 and a Dijsen-Yorderplatfe χ between the two is cjer distribution space 3 for the component B. Component A is feed channels 4 in the due-
sen-Hintcrplatte 1 zugeleitet. Die Düsen-Vorderplatte 2 we]st Spinnöffnungen 6, ggf. mit Spinnöffnungs-Vorkanälen 5. auf. Zulaufseitig weist die Düsen-Vorderplatte 2 Ausnehmungen 29 zur Aufnahme der Mischsysteme 7 auf, welche über die Zuführungsstücke 8 (mit Zuleitun-sen-Hintercrplatte 1 supplied. The nozzle front plate 2 we] st spinning orifices 6, if necessary with spinning orifice pre-channels 5. on. On the inlet side, the nozzle front plate 2 has recesses 29 for receiving the mixing systems 7 which via the supply pieces 8 (with supply line
gen 8a; Sb für die Komponenten A bzw. B) von der Düsen-Hinterplatte 1 gegen die Düsen-Vorderplatte 2 gedrückt werden. Die Mischsysteme 7 in Fig. 1 bestehen aus einer Vielzahl ebener, geschichteter Metailfolien, wie dies der vergrößerte Ausschnitt in F i g. 3 zeigt.gen 8a; Sb for components A and B) are pressed by the rear nozzle plate 1 against the front nozzle plate 2. The mixing systems 7 in FIG. 1 consist of a large number of flat, layered metal foils, as shown in the enlarged section in FIG. 3 shows.
Pie einzelnen Metallfolien werden durch Zentrierstifte ijO in ihrer Lage zueinander gehalten.Pie individual metal foils are held in their position relative to one another by centering pins.
In Fig.2 ist ein dem aus Fig. 1 ähnlicher Spinnkopf ausschnittsweise dargestellt. Das Mischsystem 9 besteht aus kegelmantelförmig vorgeformten Metallfolien (vgl.In FIG. 2 there is a spinning head similar to that of FIG. 1 shown in detail. The mixing system 9 consists of cone-shaped preformed metal foils (cf.
Fig.9), wobei die Ausnehmung 30 und die Anpreßfläche des Zuführungsstücks 8' entsprechend ausgebildet sind.9), the recess 30 and the contact surface of the feed piece 8 'are designed accordingly.
Anhand des in Fig.4 dargestellten vergrößerten Ausschnitts aus einem Spinnkopf ähnlich dem von Fig. 1 soll das Mischsystem erläutert werden, welches hier aus drei verschiedenen Mctallfolicn- Typen 7.1; 7.2; 7.3 aufgebaut ist, welche in abwechselnder Folge gestapelt sind. Einzelheiten der Metallfolien sind den Fig.5 bis 7 zu entnehmen. Alle MelaMfolien 7.\; 7-2; 7.3 weisen in der Mitte Durchlauföffnungen 18; 18' auf. deren Durchmesser mit dem des Spinnöffnungs-Vorkanals 5 übereinstimmt, und in ihren Randbereichen Durchtriusöffnungen 17; 17', die im Mischsystem miteinander fluchten. Die richtige und genaue Zuordnung der einzelnen Metallfolien zueinander kann durch Zentner-Ausnehmungen 26 am Rand der Metallfolien erreicht werden. On the basis of the enlarged section shown in FIG. 4 from a spinning head similar to that of FIG. 1, the mixing system is to be explained, which here consists of three different metal foil types 7.1; 7.2; 7.3 is built, which are stacked in alternating order. Details of the metal foils can be found in FIGS. All MelaMfolien 7. \ ; 7-2; 7.3 have passage openings 18 in the middle; 18 'on. the diameter of which corresponds to that of the spinning opening pre-channel 5, and through-openings 17 in their edge regions; 17 ', which are aligned with one another in the mixed system. The correct and precise assignment of the individual metal foils to one another can be achieved by means of Zentner recesses 26 on the edge of the metal foils.
In der Metallfolie 7.1 (F i g. 5) sind die (von der Komponenten B beaufschlagten) Durchtrittsöffnungen 17' durch radial verlaufende Leitschlitze 20 mit der im inneren Bereich liegenden Durchtrittsöffnung 18' verbunden. Komponente B strömt einmal durch die Leitschlitze 20 zur Mitte, zum anderen aber auch zu den Durchtrittsöffnungen 17 der Metallfolie 7.2 bzw. der Metallfo-In the metal foil 7.1 ( FIG. 5), the passage openings 17 '(acted upon by the component B ) are connected to the passage opening 18' located in the inner area by means of radially extending guide slots 20. Component B flows once through the guide slots 20 to the center, but on the other hand also to the passage openings 17 of the metal foil 7.2 or the metal foils.
W) lic 7.3. komponente A, welche die Durchtritisöffnungen 17 der Metallfolie 7.1 beaufschlagt, bewegt sich weiter zu den Durchtritlsöffnungen 17 der Metallfolie 7.2 bzw. den Durchti'itlsöffnungen 17' der Metallfolie 7.3. wo sie dann Gelegenheit hat, durch Leitschlitze 20 zur im inne-W) lic 7.3. Component A, which acts on the passage openings 17 of the metal foil 7.1, moves on to the passage openings 17 of the metal foil 7.2 or the passage openings 17 'of the metal foil 7.3. where it then has the opportunity through guide slots 20 to
tr> rcn Bereich liegenden Durchtrittsöffnung 18' /u strömen (F- i g. 7).Tr> rcn area lying through opening 18 '/ u flow (Fig. 7).
In Fig. 5 bis 7 ist durch Schnittangaben IVlV erläutert, welcher Schnitt in F i g. 4 dargestellt ist. Durch Me-In Fig. 5 to 7 is explained by section data IVlV, which section in FIG. 4 is shown. By me-
tallfolie 7.1 strömt Komponente B zur Mitte, durch Metallfolie 7.3 Komponente A. In dem von den im inneren Bereich liegenden Durchtrittsöffnungen 18,18' gebildeten Kanal bildet sich auf diese Weise eine gezielte gegenseitige Zuordnung (Schichtung) der beiden Komponenten aus, die — auch von Spinnöffnung ym Spinnöffnung — gleichbleibende Fadenquerschnitte herzustellen gestattet.Tall foil 7.1 flows component B to the center, through metal foil 7.3 component A. In the channel formed by the passage openings 18,18 'in the inner area, a targeted mutual assignment (layering) of the two components is formed in this way, which - also from Spinning opening ym spinning opening - production of constant thread cross-sections permitted.
In dem von den Durchtrittsöffnungen 18,18' gebildeten Kanal kann, wie in Fig.4 dargestellt, ein Verdrängerkörper 11 vorgesehen sein, der für gleichbleibende Strömungsgeschwindigkeiten längs des Kanales sorgt.In that formed by the passage openings 18,18 ' Channel can, as shown in Figure 4, a displacement body 11 may be provided, which ensures constant flow velocities along the channel.
In F i g. 8 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Metallfolie gemäß F i g. 5 dargestellt. Diese Metallfolie 7.4 ist dadurch gekennzeichnet, daß die radial verlaufenden Leitschlitze 21, die von den im Randbereich liegenden Durchtrittsöffnungen 17' kommen, tangential in die im inneren Bereich liegende Durchtrittsöffnung 18' münden. Durch die tangentialc Einspeisung der Komponenten in den Mittelkanal sind die aufgeteilten Polymerströme im Fadenquerschnitt untereinander verzahnt.In Fig. 8 is a preferred embodiment of one Metal foil according to FIG. 5 shown. This metal foil 7.4 is characterized in that the radially extending Guide slots 21, which come from the passage openings 17 'located in the edge area, tangentially into the Passage opening 18 ′ located in the inner region open. Through the tangential feed of the components In the central channel, the divided polymer flows are interlocked with one another in the thread cross-section.
Die in F i g. 9 dargestellte Metallfolie 12 weist ein fehlendes Segment 27 auf. Die Metallfolie läßt sich auf diese Weise zu einem Kegelmantel vorformen und in Ausnehmungen gemäß F i g. 2 einlegen.The in F i g. The metal foil 12 shown in FIG. 9 has a missing segment 27. The metal foil can be opened preform in this way into a cone shell and in recesses according to FIG. 2 insert.
Fig. 10 und 11 zeigen zwei zusammen einsctzbarc Metallfolien 13; 14 mit im Randbereich angeordneten Durchtrittsöffnungen 17,17'. Metallfolie 13 weist im inneren Bereich eine zentrale Durchtrittsöffnung 18' auf, von der radial verlaufende Leitschlitze 22 bis in den Bereich der schlitzförmig ausgebildeten und kreisförmig verlaufenden Durchtrittsöffnungen 19' der Metallfolie10 and 11 show two metal foils 13 which can be used together; 14 with arranged in the edge area Passage openings 17, 17 '. Metal foil 13 has a central passage opening 18 'in the inner area, from the radially extending guide slots 22 to the area of the slot-shaped and circular extending passage openings 19 'of the metal foil
14 reichen, die ihrerseits durch radial verlaufende Leitschlitze 23 mit den im Randbereich angeordneten Durchtrittsöffnungen 17' verbunden sind.14 reach, which in turn by radially extending guide slots 23 with the arranged in the edge area Passages 17 'are connected.
In Fig. 12 ist ein Teil eines kompletten MischsystemsIn Fig. 12 is part of a complete mixing system
15 dargestellt, bei dem die Komponente A zentral in die Durchtrittsöffnung 18 der Metallfolie 15.1 und die Komponente B vom Rand her über Leitschlitze 24 in die im Randbereich liegenden Durchtrittsöffnungen 17' eingespeist werden. Durchtrittsöffnungen 17 sind bei der ersten Folie nocht nicht beaufschlagt. Mit der Metallfolie 15.2 wird Komponente A über Lcitschlitze 25 von innen nach außen in die Durchtrittsöffnungen 117' geführt, während Komponente Sin den Durchtrittsöl'fnungen 17 weiter in Richtung Spinnöffnung strömt. In der Metallfolie 15.3 befinden sich wieder vom Rand zu den Durchtrittsöffnungen 17' reichende Leitschlitze 24, über welche die Komponente B zu der Komponente A zugemischt wird. In der mittleren Durchtrittsöffnung 18 strömt Komponente A. in den Durchtrittsöffnungen 17 Komponente B weiter.15, in which the component A is fed centrally into the passage opening 18 of the metal foil 15.1 and the component B is fed from the edge via guide slots 24 into the passage openings 17 'located in the edge region. Passage openings 17 are not yet acted upon in the first film. With the metal foil 15.2 component A is guided from the inside to the outside into the passage openings 117 'via metal slits 25, while component Sin flows through the passage oil openings 17 in the direction of the spinning opening. In the metal foil 15.3 there are again guide slots 24 which extend from the edge to the passage openings 17 'and via which the component B is mixed with the component A. In the middle through-opening 18, component A. flows on in the through-openings 17, component B.
Da in der Metallfolie 15.5 nur im Randbereich Durchtrittsöffnungen 17 vorhanden sind, muß Komponente A im Bereich der Metallfolie 15.4 durch die Leitschlitze 25 zu den im Randbereich liegenden Durchtrittsöffnungen 17' strömen. Da in der Metallfolie 15.7 nur im inneren Bereich eine zentrale Durchtrittsöffnung 18 angeordnet ist, strömen die Komponenten in den Metallfolien 15.6 ff. durch Leittchlitze wieder nach innen, in den Metallfolien 15.8 nach außen etc. Auf diese Art läßt sich eine sehr feine Vermischung der Komponente erreichen, ohne daß die Reproduzicrbarkeit der Ergebnisse wesentlich beeinträchtigt würde.Since passage openings 17 are only present in the edge area in the metal foil 15.5, component A in the area of the metal foil 15.4 must flow through the guide slots 25 to the passage openings 17 'located in the edge area. Since a central passage opening 18 is only arranged in the inner area of the metal foil 15.7, the components in the metal foils 15.6 ff. Flow inwards again through guide slots, outwards in the metal foils 15.8, etc. In this way, the components can be very finely mixed without the reproducibility of the results being significantly impaired.
Um von Spinnöffnung zu Spinnöffnung gleich aufge- b5 baute Mischuysteme zu erhalten, können die Ausnehmungen zur Aufnahme der Metallfolien (z. B. Pos. 29 in F i g. 1) durch Nuten und — wie in F i g. 13 zu sehen ist — die korrespondierenden Melallfolicn 16 durch Stege 28 miteinander verbunden sein.In order to b5 To get built mixed systems, the recesses for receiving the metal foils (e.g. item 29 in FIG. 1) through grooves and - as in FIG. 13 can be seen The corresponding Melallfolicn 16 are connected to one another by webs 28.
Die Zahl der Durchlriltsöffnungen im Randbereich sowie die Zahl der Mctallfolien pro Mischsystem können — je nach Zahl der Polymcrkomponenic und n;ich dem gewünschten Fadcnqucrschnitt — in weiten Grenzen gewählt werden.The number of through-openings in the edge area as well as the number of metal foils per mixing system can - depending on the number of polymer components and n; i the desired thread cross-section - can be selected within wide limits.
Fig. 14 bis 16 /eigen drei Fadcnquersehnilte, die mit dem erfindungsgemäßen Spinnkopf hergestellt worden sind. Der Querschnitt gemäß F i g. 14 zeigt eine aus Polyäthylenterephthalat bestehende Matrix 29 mit pcriphcrischen Segmenten 30 und einem Kernsegment 31 aus Polycaprolactam. Beim Querschnitt gemäß Fig. 15 besieht die Matrix 32 aus Polycaprolactam; in sie ragen vom Rand her Segmente 33 aus Polyäthylentercphihatat hinein. Fig. Ib zeigt einen Querschnitt, bei dem die Segmente 35 mit der Matrix 34 stark verzahnt sind.Fig. 14 to 16 / own three thread transverse tendons, which with the spinning head according to the invention have been produced. The cross section according to FIG. 14 shows one made of polyethylene terephthalate existing matrix 29 with peripheral segments 30 and a core segment 31 made of polycaprolactam. In the cross section according to FIG. 15, the matrix 32 consists of polycaprolactam; protrude into them from the edge segments 33 made of Polyäthylenterphihatat into it. Fig. Ib shows a cross section in which the Segments 35 are strongly interlocked with the matrix 34.
Die Mischsystcmc der erfindungsgemäßen Spinnköpfe können aus einer relativ geringen Anzahl von Metailfolicn zusammengesetzt werden, beispielsweise aus weniger als zwanzig, teilweise auch aus weniger als zehn Mctallfolien. Dabei benötigt man nur wenige Metallfolien-Typcn, die in sich wiederholender Reihenfolge geschichtet werden. Die Zahl der benötigten Metallfolientypcn läßt sich noch reduzieren, wenn ein und dieselbe Folien-Type nacheinander in normaler, gekippter, spiegelbildlicher oder verdrehter Form eingesetzt wird.The mixing system of the spinning heads according to the invention can consist of a relatively small number of metal foils can be composed, for example, of fewer than twenty, sometimes also of fewer than ten Metal foils. You only need a few types of metal foil, which are layered in a repeating order. The number of types of metal foil required can still be reduced if one and the same type of film successively in normal, tilted, mirror-inverted or twisted shape is used.
Die bereits erwähnten geringen Toleranzschwankungen in den Durchtriltsöffnungen und/oder Leitschlitzen der Metallfolien werden im übrigen durch die Schichtung einer Vielzahl von Mctallfolien weiter reduziert, weil die Toleranzschwankungcn hierbei gemittelt werden. The already mentioned small tolerance fluctuations in the traversing openings and / or guide slots the metal foils are further reduced by the layering of a large number of metal foils, because the tolerance fluctuations are averaged here.
Hierzu 7 Blatt ZeichnungenIn addition 7 sheets of drawings
Claims (8)
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