DE2919331A1 - Spinnduese mit vorrichtung zum kontinuierlichen aufbringen von praeparationsoel auf die austrittsflaeche - Google Patents

Spinnduese mit vorrichtung zum kontinuierlichen aufbringen von praeparationsoel auf die austrittsflaeche

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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00—Spinnerette packs; Cleaning thereof

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  • Textile Engineering (AREA)
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  • Coating Apparatus (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Aufbringen von Präparationsöl, insbesondere Silikonöl, auf die Austrittsfläche von Spinndüsen sowie die Verwendung derartiger Düsen bei der Herstellung von Fasern aus synthetischen Polymeren nach dem Schmelzspinnprozeß.
Beim Schmelzspinnen von geeigneten thermoplastischen Polymeren, wie beispielsweise Polyamid oder Polyester, preßt man die geschmolzene Spinnmasse durch Spinndüsen, die im allgemeinen eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen, auch Spinnlöcher oder Spinnbohrungen genannt, aufweisen.
Da die Spinnmassen meistens mit einem hohen Druck durch die Spinnötfnungen gepreßt werden, weisen die die Düse
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verlassenen Fäden eine Tendenz zu einer sogenannten Ballonbildung unterhalb der Düsenaustrittsfläche auf. Unter
Ballonbildung versteht man das ballonartige Sichausweiten des Fadens direkt unterhalb der Düse; dabei kann es vorkommen, daß die Faser zu kriechen beginnt, so daß die Mittellinie der Faser sich von der Mittellinie der Düsenöffnung entfernt. Dies kann eine Änderung der Geschwindigkeit der einzelnen Faser mit sich bringen und zu einem vorzeitigen Kontakt zwischen benachbarten Fasern führen. Die Fasern
können dann miteinander verkleben, wodurch Unregelmäßigkeiten im Garn entstehen.
Es ist auch möglich, daß sich aufgrund des Kriechens an
der Düsenöffnung ein Tropfen bildet, weil der Faden abgerissen ist. Dieser Tropfen kann schnell auf andere Düsenlöcher übergreifen. Es ist dann erforderlich, den Spinnvorgang zu unterbrechen und die Düse zu säubern. Dies geschieht vornehmlich mechanisch, indem man die Austrittsfläche durch Abstreifen oder Abkratzen mit einem messerartigen Gegenstand von Polymerschmelze und sonstigen Ablagerungen befreit. Diesen Vorgang nennt man vielfach auch Rasieren.
Es ist bekannt, um den obengenannten Schwierigkeiten entgegenzutreten, die Austrittsseite von Spinndüsen, d.h. die Seite der Düse, auf welcher das zu Faden geformte Polymere die Düse verläßt, mit einer Präparation zu versehen, z.B. mit einem festen Überzug aus einem bestimmten Material.
Meistens wird die Austrittsseite allerdings mit einer
flüssigen Substanz, insbesondere Silikonöl, präpariert.
Dieses Silikonöl oder ein sonstiges Öl wird in der Praxis vorzugsweise diskontinuierlich aufgebracht, d.h. die entsprechende Präparation wird z.B. mit einem Pinsel oder
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mittels Sprühdüsen auf die Austrittsseite der Düsen aufgebracht. Es hat allerdings nicht an Versuchen gefehlt, die Präparation kontinuierlich aufzubringen.
So werden z.B. in der DE-OS 1 660 497 Spinndüsenscheiben beschrieben, in die um die Austrittsöffnungen herum Ölspeicher eingelassen sind, in die noch eine Schicht aus einem porösen Material eingebracht ist. Düsen dieser Art sind auf verhältnismäßig umständliche Art herzustellen, ihre Reinigung ist mit Schwierigkeiten verbunden; außerdem besteht die Gefahr, daß diese Düsen sich ziemlich schnell abnutzen und daß sie beim Wiederaufarbeiten d.h. beim Schleifen zerstört werden, d.h. unbrauchbar werden.
In der DE-OS 2 713 601 wird eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, bei dem das Präparationsöl am Umfang d°r Düse zwischen deren Außenrand und dem dem Außenrand nächstliegenden Spinnbohrungen aufgebracht wird. Von Nachteil dabei ist, daß diese Methode einen verhältnismäßig hohen Aufwand bei der Ausrüstung von Spinnvorrichtungen mit vielen Spinnstellen erforderlich macht; außerdem, ist es schwierig, bei sehr großen Düsen immer eine gleichmäßige Verteilung des Ölfilms zu erhalten.
In der US-PS 3 304 577 wird eine Düse beschrieben, die auf der Austrittsseite eine fest gebundene poröse Metallschicht . ._ aufweist. Diese Schicht kann durch eine Leitung, die durch die Düsenscheibe führt, mit Öl kontinuierlich versorgt werden.
Von Machteil ist, daß die Reinigung derartiger Düsen sehr schwierig ist, weil einerseits die Metallschicht dabei angegriffen werden kann, zum anderen kommt es häufig vor,
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daß die aufgebrachte Metallschicht die hochempfindlichen Austrittsöffnungen der Düsen in Mitleidenschaft zieht.
Obwohl bereits eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen vorhanden sind, die zum kontinuierlichen Präparieren von Austrittsflächen von Düsen dienen, besteht immer noch ein Bedürfnis nach verbesserten, einwandfrei arbeitenden Vorrichtungen und Verfahren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die das Versehen von Austrittsflächen von Spinndüsen mit einem gleichmäßigen Ölfilm auf kontinuierliche Weise gestattet, die einfach herzustellen ist, pflegeleicht ist und die ohne weiteres ohne große bauliche Veränderungen an konventionellen Düsen angebracht werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der die üblichen Düsenscheiben oder sonstigen Düsen, wie z.B. Topfdüsen, unverändert bleiben können und eine ölzufuhr nicht durch die Düsenscheibe oder Düse erfolgen muß.
Diese Aufgabe wird durch eine Spinndüse mit Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen von Präparationsöl auf die Austrittsfläche der Düse gelöst, die gekennzeichnet ist durch einen an- und abmontierbaren flachen Verteilungskörper, der entsprechend den Düsenbohrungen Aussparungen aufweist, sowie ein zum Andrücken des Verteilungskörpers auf die Austrittsfläche der Düse dienendes Befestigungsmittel mit einer Zuführöffnung für das Präparationsöl sowie ggf. oberhalb und unterhalb des Verteilungskörpers angeordneten Dichtungen.
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Der Verteilungskörper kann siebförmig sein. Es ist auch möglich, den Verteilungskörper als perforierte Folie zu gestalten.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der Verteilungskörper aus einer Folie, die mit kanalförmigen, untereinander in Verbindung stehenden Vertiefungen und eine Einlaßöffnung für das Präparationsöl versehen ist. Zwischen den einzelnen Kanälen können musterförmig angeordnete erhabene Stellen sowie Stellen, die als Schikanen wirken, angeordnet sein.
Es ist möglich, den Verteilungskörper ringförmig zu gestalten. Auch scheibenförmige Verteilungskörper sind sehr geeignet; die scheibenförmigen Verteilungskörper weisen vorzugsweise schlitzförmige Aussparungen auf.
Es ist günstig, wenn der Verteilungskörper kapillar aktiv ist.
Als Befestigungsmittel kann auch die Stützfläche einer Düsenfassung dienen. Auch Stützplatten, die entsprechend der Verteilung der Düsenlöcher Schlitze aufweisen, sind als Befestigungsmittel geeignet.
Zum kontinuierlichen Aufbringen des Präparationsöls auf die Austrittsfläche der Düse dient erfindungsgemäß ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man kontinuierlich einem flachen an- und abmontierbaren Verteilungskörper, der entsprechend den Düsenbohrungen Aussparungen aufweist und mittels eines Befestigungsmittels auf die Austrittsfläche der Düse angedrückt wird,über eine Zuführöffnung in dem Befestigungsmittel Präparationsöl zudosiert. Das Präparationsöl kann mit Hilfe einer Dosierpumpe zudosiert werden. Es ist aber auch möglich, das Präparationsöl unter
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Ausnützung des hydrostatischen Drucks zu dosieren.
Die Spinndüse mit der Vorrichtung zum Aufbringen des Präparationsöls wird erfindungsgemäß verwendet bei der Herstellung von Fasern aus synthetischen Polymeren nach dem Schmelzspinnprozeß,
Der Verteilungskörper gemäß der Erfindung besteht zweckmäßig aus einem korrosionsbeständigen Material, das bei den Be- ' ~ dingungen, die während des Schmelzspinnprozesses an der Düse herrschen, nicht angegriffen wird. Es muß ferner beständig
gegenüber dem verwendeten Präparationsmittel sein.
Es soll ferner darauf geachtet werden, daß vorzugsweise ein Material verwendet wird, welches gegenüber den üblicher Weise bei der Säuberung von Düsenscheiben eingesetzten Reinigungsmitteln beständig ist.
Vorzugsweise werden korrosionsbeständige metallische Legierungen verwendet, insbesondere Chrom- oder Chrom/Nickelstähle.
Die Zuführöffnung für das Präparationsöl ist im allgemeinen exzentrisch angebracht und vorzugsweise am Rand des Verteilungskörpers bzw. des Befestigungsmittels eingelassen.
Die Erfindung wird anhand der Figuren I, II und III näher
erläutert.
Die Figur I gibt schematisch eine Ausführungsform wieder,
bei der die Stützfläche (2) einer Düsenfassung als Befestigungsmittel dient.
Die Düsenfassung (1) weist an ihrem unteren Ende eine ringförmige Stützfläche (2) auf. Auf dieser Stützfläche kommen
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zu liegen der ggf. vorhandene Dichtungsring (3) mit einer öffnung (10) zum Durchlaß des Präparationsöls, der Verteilungskörper (4) mit einer Öffnung (11) zum Einlaß für das Präparationsöl, ein ggf. vorhandener zweiter Dichtungsring (5) sowie die Düsenscheibe (6), die eine Reihe von Düsenbohrungen (21) aufweist.
Da die Düsenlöcher in der Düsenscheibe verhältnismäßig eng angeordnet sind, ist der Verteilungskörper ringförmig ausgeführt, so daß die Fäden ungehindert durch die kreisrunde Aussparung hindurchtreten können.
Die Düsenfassung wird an einen entsprechenden Spinnkopf befestigt. Die unter Druck austretende Schmelze preßt die Düsenscheibe sowie die Dichtungsringe und den Verteilerring fest auf die Stützfläche auf.
Das Präparationsmittel wird durch eine Zuleitung (8) und einen Zuleitungsstutzen (7) in eine öffnung (9) der Stützfläche (2) eingeführt, so daß das Öl durch die öffnungen (10) und (11) auf dan Verteilungskörper gelangen kann und sich dort auf der ringförmigen Fläche verteilt und von dort aus die Düse benetzt. ·
Selbstverständlich ist es möglich, die Zuleitung für das Öl nach Einbau der Düse auf verschiedene Weise an die Stützfläche bzw. das Befestigungsmittel anzuschließen, z.B. mit Hilfe von kraftschlüssigen Anschlüssen wie Steckverbindungen oder formschlüssigen Anschlüssen wie Bajonettverschlüssen oder Schraubverbindungen.
Der in Figur I dargestellte Verteilerkörper besteht aus einer Metallfolie, die auf der der Düsenscheibe zugewandten Seite kanalförmige Vertiefungen aufweist.
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In Figur II wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Dabei stellt (12) eine Düsenscheibe mit entsprechenden Spinnbohrungen (21) dar, der Verteilungskörper (13) ist als Sieb ausgeführt, das Aussparungen in Form von Schlitzen (14) aufweist, die den in der Düsenseheibe eingelassenen Spinnbohrungen entsprechend angepaßt sind. Zum Befestigen des Verteilungskörpers und der Düsenseheibe dient eine Stützplatte (15), die eine öffnung (16) zum Einführen des Präparationsöls aufweist und die ebenfalls Schlitze hat, die in ihrer Lage denen des Verteilungskörpers entsprechen.
•In Figur III wird eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der der Verteilungskörper aus einer Metallfolie besteht, die kanalförmige untereinander in Verbindung stehende Vertiefungen (18) aufweist, zwischen denen musterförmig angeordnete erhabene Stellen (19) liegen. Die als Schikanen ausgeführten erhabenen Stellen (20) dienen einer besseren und gleichmäßigeren Verteilung des Präparationsöls auf dem gesamten Verteilungskörper. Das zudosierte Präparationsöl kann durch die öffnung (22) in die Kanäle der Verteilungsfolie gelangen.
Die Folie weist schlitzförmige Aussparungen (14) auf, durch die die gesponnenen Fäden ungehindert in den Spinnschacht eintreten können.
In analoger Weise können auch ringförmig ausgeführte Verteilungskörper gestaltet sein.
Die Herstellung der Verteilungskörper als Siebe kann auf übliche Weise unter Verwendung von Metallfaden durchgeführt werden. Die Aussparungen können gestanzt, geschnitten oder von vornherein bei der Herstellung des Siebkörpers mitvorgesehen werden. - 12 -
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Die Herstellung von Verteilungskörpern aus perforierten Folien kann ebenfalls auf an sich übliche Weise geschehen, indem man in entsprechenden Folien Öffnungen, beispielsweise durch Stanzen einbringt.
Die kanalförmigen Vertiefungen in den Verteilungskörpern sowie die musterförmig und als Schikanen angeordneten erhabenen Stellen können auf übliche in der Metallbearbeitung bekannte Methoden angebracht werden. Dabei ist es möglich, auf mechanische Weise die Struktur aufzubringen; es ist auch möglich, auf chemischem Weg, z.B. durch Ätzen unter Verwendung entsprechender Muster oder durch elektrolytische oder sonstige Verfahren die Struktur in die Metallfolie einzuarbeiten.
Die Dicke der Folie kann in verhältnismäßig weiten Grenzen variiert werden; brauchbare Werte sind etwa 0,1 bis 2 mm.
Die Vertiefungen bzw. Kanäle, die in den Verteilungskörper eingelassen sind, betragen im allgemeinen etwa 1/4 bis 3/4 der Folienstärke und können somit etwa zwischen 0,05 bis 1,5 mm liegen. Sehr günstig sind Folien, die eine Dicke von 0,15 bis 0,25 mm und eine Kanaltiefe von etwa 0,1 mm aufweisen.
Beim Präparieren der Spinndüse gemäß der Erfindung wird das Präparationsöl durch eine entsprechende Öffnung im Befestigungsmittel dem Verteilungskörper zugeführt. Die Dosierung des Präparationsöls wird dem Verbrauch entsprechend angepaßt. Es ist möglich, das öl mit Hilfe von Dosierpumpen kontinuierlich entsprechend dem Verbrauch dem Verteilungskörper zuzuführen. Vielfach hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Dosierung des Öls durch Ausnützung des in der Zuführungsleitung herrschenden hydraulischen Drucks zu bewirken. Dazu reicht es aus, wenn das Vorratsgefäß, in dem sich das zu dosierende Präparationsöl befindet, auf eine entsprechende Höhe L ■■- ' J
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in bezug auf den Verteilungskörper eingestellt wird. Auf diese Weise findet eine kontinuierliche Zufuhr des Präparationsöls statt.
Vielfach reicht es auch aus, wenn man den Verteilungskörper mit Präparationsöl tränkt, so daß dieser während einer bestimmten Zeit öl auf die Düsenaustrittsfläche abgibt. Dies ist insbesondere dann günstig, wenn mit verhältnismäßig kurzen Spinnzeiten gearbeitet wird.
Die oben beschriebene Vorrichtung wird erfindungsgemäß bei der Herstellung von Fasern aus üblichen synthetischen Polymeren nach dem Schmelzspinnprozeß verwendet. Sie kann bei der Herstellung von Fasern aus Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen und anderen geeigneten linearen Polymeren zum Einsatz gelangen. Es ist möglich, gemäß der Erfindung sowohl feintitrige Garne herzustellen, die aus wenigen Einzelfilamenten mit einem sehr niedrigen Titer bestehen als auch grobtitrige Garne aus einer Vielzahl von Einzelfilamenten herzustellen. Es lassen sich dabei ohne weiteres Spinndüsen präparieren/ mit denen Spinnkabel eines Titers von mehreren 1000 dtex hergestellt werden.
Es war besonders überraschend, daß es gemäß der Erfindung möglich ist, eine gleichmäßige und kontinuierliche Verteilung des Präparationsöls auf der Austrittsfläche der Düse zu gewährleisten. Es können sowohl kleinere als auch größere Düsen einwandfrei präpariert werden. Die Düsen können so über einen längeren Zeitraum mit Präparationsöl versorgt werden. _
Mit Spinndüsen gemäß der Erfindung lassen sich somit die Spinnzeiten erheblich erhöhen, ohne daß es zu Störungen aufgrund von Tropfenbildungen oder Ablagerungen auf der Austrittsfläche der Düse kommt.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich ohne weiteres an konventionellen Düsen ohne große bauliche Veränderungen anbringen. Ihr Aufbau ist sehr einfach, die Säuberung nach Gebrauch ist schnell und ohne Schwierigkeiten durchzuführen. Die Düse selbst wird nicht in Mitleidenschaft gezogen.
Die Herstellung der Verteilungskörper ist ohne großen Aufwand möglich, so daß die Herstellung von Fäden nach dem Schmelzspinnprozeß auf sehr wirtschaftliche Weise durchgeführt werden kann. Da die Zahl der Spinnstörungen herabgesetzt werden kann, ist es möglich, große Spulen mit Fäden ohne Knoten zu versehen, wodurch die Qualität der Garne verbessert wird.
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Claims (15)

Patentansprüche
1. Spinndüse mit Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen von Präparationsöl auf die Austrittsfläche der Düse, gekennzeichnet durch einen an- und abmontierbaren flachen Verteilungskörper, der entsprechend den Düsenbohrungen Aussparungen aufweist, sowie ein zum Andrücken des Verteilungskörpers auf die Austrittsfläche der Düse dienendes Befestigungsmittel mit einer Zuführöffnung für das Präparationsöl sowie ggf. oberhalb und unterhalb des Verteilungskörpers angeordneten Dichtungen.
2. Spinndüse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen siebförmigen Verteilungskörper.
3. Spinndüse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine perforierte Folie als Verteilungskörper.
4. Spinndüse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit kanalförmigen, untereinander in Verbindung stehenden Vertiefungen und eine Einlaßöffnung für das Präparationsöl versehene Folie als Verteilungskörper.
5. Spinndüse nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Folie mit musterförmig und als Schikanen zwischen den einzelnen Kanälen angeordneten erhabenen Stellen.
6. Spinndüse nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Verteilungskorper.
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7. Spinndüse nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen scheibenförmigen Verteilungskörper.
8. Spinndüse nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch schlitzförmige Aussparungen.
9. Spinndüse nach den Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen kapillaraktiven Verteilungskörper.
10.Spinndüse nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine als Befestigungsmittel ausgeführte Stützfläche der Düsenfassung.
11.Spinndüse nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Schlitze aufweisende Stützplatte als Befestigungsmittel.
12.Verfahren zum kontinuierlichen Aufbringen von Präparationsöl auf die Austrittsfläche der Düse, dadurch gekennzeichnet, daß man kontinuierlich einem flachen an- und abmontierbaren Verteilungskörper, der entsprechend den Düsenbohrungen Aussparungen aufweist und mittels eines Befestigungsmittels auf die Austrittsfläche der Düse angedrückt wird, über eine Zuführöffnung in dem Befestigungsmittel Präparationsöl zudosiert.
13.Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man das Präparationsöl mit Hilfe einer Dosierpumpe zudosiert.
14.Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man das Präparationsöl unter Ausnutzung des hydrostatischen Drucks zudosiert.
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15.Verwendung der Spinndüse nach den Ansprüchen 1 bis zur Herstellung von Fasern aus synthetischen Polymeren nach dem Schmelzspxnnprozeß.
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