DE3534311A1

DE3534311A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von elastomerfaeden

Info

Publication number: DE3534311A1
Application number: DE19853534311
Authority: DE
Inventors: Heiko Dipl Ing Herold; Hans-Josef Dipl Ing Behrens; Karl-Heinz Dr Feltgen; Roland Dr Vogelsgesang
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1985-09-26
Filing date: 1985-09-26
Publication date: 1987-04-02
Also published as: DE3534311C2; JPS6278207A

Description

Die Erfindung betrifft einen Spinnkopf zur Herstellung von Elastomerfäden aus Spinndüsen mit einer oder mehreren Boh rungen, Zuleitungen für das zu verspinnende flüssige Gut, einer Spinngasführung und -verteilung. Die Erfindung be trifft weiterhin ein Verfahren, insbesondere ein Trocken spinnverfahren, zur Herstellung von Elastomerfäden aus einer Spinnlösung.

Bei der Herstellung von Fäden nach dem Trockenspinnverfah ren hat die Spinnlösung zunächst eine Temperatur deutlich unter dem Siedepunkt des Lösungsmittels. Die Temperatur des zum Ausdampfen des Lösungsmittels benötigten Heißgases liegt dagegen weit über der Verdampfungstemperatur. Das Heißgas wird möglichst unmittelbar unter der Spinndüse an die Fäden geführt, um die Ausdampfung des Lösungsmittels schnell zu bewirken.

Entsprechende Vorrichtungen zum Spinnen von Fäden sind grundsätzlich bekannt. So zeigt die US-PS 31 11 368 einen Spinnkopf mit einer Ringspinndüse, bei der das zum Trock nen der Fäden benötigte Heißgas von außen an die Fäden herangeführt wird, während der Raum innerhalb der Fila mentschar mit einem Verdrängerkörper ausgefüllt ist. In der US-PS 19 33 587 ist das Spinnen von Fäden aus Topf düsen beschrieben, wobei die Fäden unterhalb der Spinndüse durch kreisförmig um die Filamentschar gelegte teilper forierte Rohre angeblasen werden. Ein ähnliches Anblasen mit um die Filamentschar gelegten Rohren beschreibt auch die US-PS 21 31 810. Die mit diesen Düsen bei der Herstel lung von Elastomerfäden erzielte Titergleichmäßigkeit ist unbefriedigend.

Aufgabe der Erfindung war es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Titergleichmäßig keit verbessert wird.

Diese Aufgabe wird mit einem Spinnkopf gelöst, die sich durch eine spezielle Spinngasführung auszeichnet.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Spinnkopf aus Spinndüsen mit einer oder mehreren Bohrungen, Zuleitungen für das zu verspinnende Gut, einer Spinngaszuführung und -verteilung, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinngaszu führung aus einem zentralen Gasrohr besteht und die Spinn gasverteilung aus einer zylindrischen Kammer, in die das Gasrohr mündet, deren Durchmesser wenigstens dreimal so groß ist wie der Durchmesser des zentralen Gasrohres, deren Höhe maximal 25% des Kammerdurchmessers beträgt, die einen gasdurchlässigen Boden mit einer freien Fläche von 2 bis 15% aufweist und in der unterhalb des zentralen Gasrohres ein Prallplattensystem angebracht ist, das aus mehreren mit Abstand voneinander horizontal und kon zentrisch angebrachten, sich überlappenden, im Durchmesser gestuften Kreisringen und einer Kreisplatte besteht.

Kreisringe und Kreisplatte sind vorzugsweise so ange bracht, daß die Kreisplatte zuunterst angebracht ist und die Kreisringe in der Reihenfolge steigenden Durchmessers folgen.

Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der zylindrischen Kammer das 3 bis 12fache des Durchmessers des zentralen Gasrohres und die Höhe 10 bis 30% des Kammerdurchmessers.

Die Spinndüse, die ein bis zwölf Bohrungen aufweisen kann, ist insbesondere auf der Höhe des gasdurchlässigen Bodens angebracht und wird von einer Zuführung für das zu ver spinnende flüssige Gut, die senkrecht durch die zylindri sche Kammer führt, gespeist. Dabei kann die Spinnlösungs verteilung in die zylindrische Kammer eingebaut sein oder, besonders vorteilhaft, oberhalb der zylindrischen Kammer, wobei jede Düsenbohrung durch eine durch die Kammer füh rende Kapillare gespeist wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Elastomerfäden, insbesondere ein Trockenspinnverfahren durch Verspinnen einer Spinnlösung aus Spinndüsen in einen Spinnschacht und Verdampfen des Lösungsmittels mit einem Heißgas im Spinnschacht, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißgas zentral und vertikal aus einem Gasrohr mit einer Geschwindigkeit von mindestens 5 m/s in eine zylindrische Kammer mit gegenüber dem Gasrohr vergrößertem Durchmesser strömt, dort zu einer radialen Strömung umgelenkt wird und schließlich die zylindrische Kammer in vertikaler Strömung gleichsinnig mit und parallel zu den ersponnenen Fäden mit einer Geschwindigkeit von höchstens 0,5 m/s verläßt.

In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Spinnlösung senkrecht durch die zy lindrische Kammer zu den Spinndüsen geführt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in Zeichnungen bei spielhaft dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 Vorrichtung im Querschnitt

Fig. 2 Vorrichtung im Querschnitt mit außerhalb der zy lindrischen Kammer liegende Lösungsverteilung.

Fig. 1 zeigt die Spinngaszuführung 1, das Verteilerplat tensystem 2, die zylindrische Kammer 3 mit dem Sieb 4 auf der Unterseite. In Siebhöhe befinden sich die Spinndüsen 5, die an dem Filterblock 6 und der Lösungszuleitung 7 be festigt sind. Aus der Spinndüse 5 treten nach unten die Fäden 8 aus.

Fig. 2 zeigt eine spezielle Form der Vorrichtung, bei der die Lösung nach dem Filterblock 6 über eine Lösungsvertei lung 9 über einzelne Kapillaren 10 zu Einlochspinndüsen 11 geführt wird.

Nach Fig. 1 strömt das Spinngas zunächst in der Spinn gaszuführung 1 mit einer Geschwindigkeit < 5 m/s nach unten und trifft auf das Verteilerplattensystem 2, be stehend aus Blechringen unterschiedlichen Durchmessers, und wird dort radial nach außen in die zylindrische Kam mer 3 verteilt. Die erneute Umlenkung des Spinngases er folgt auf der Unterseite der zylindrischen Kammer 3 durch ein Sieb 4. Die auf der gleichen Höhe wie das Sieb 4 be festigte Spinndüse 5 mit dem Filtergehäuse 6 wird über die Zuleitung 7 versorgt. Die austretenden Fäden 8 werden vom Spinngas längs angeströmt.

Nach Fig. 2 wird die zu verspinnende Flüssigkeit über die Zuleitung 7 auf das außerhalb der zylindrischen Kammer 2 liegende Filtergehäuse 6 und dann über die ebenfalls außerhalb liegende Verteilung 9 jeweils auf die senkrecht durch die zylindrische Kammer 2 führenden Kapillaren 10, an deren unterem Ende sich eine Einlochdüse 11 befindet, verteilt. Die Fäden 8 werden dadurch inselförmig, gleich mäßig und extrem turbulenzarm umströmt, wodurch ein Faden mit geringsten Schwankungen im Titer erzeugt wird.

Beispiel

Ein diaminverlängertes Polyesterpolyurethan wurde als 22 gew.-%ige Lösung in Dimethylacetamid mit einer Vor richtung gemäß Anspruch 1 und den im Folgenden angegebenen Abmessungen und einer Vorrichtung nach US-PS 31 11 368 zu 4 Fäden der Stärke 44 f 4 dtex unter Verwendung von 25 m³/h Stickstoff bei einer Lösungsmenge von 1700 g/h versponnen.

Die Spinnlufttemperatur betrug 250°C, die Lösungstempera tur 60°C.

Während bei der bekannten Vorrichtung die Heißgasgeschwin digkeit im Spinndüsenbereich örtlich teilweise 0,6 m/s betrugen, ergaben sich bei der erfindungsgemäßen Vorrich tung Geschwindigkeiten von 0,3 m/s.

Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ersponnenen Fäden zeigten Titerschwankungen, deren Standardabweichung ± 0,8 betrug. Bei der bekannten Vorrichtung betrug der Wert ± 2,0. Eine mit Fäden nach dem erfindungsgemäßen Ver fahren hergestellte Wirkware zeigte ein optisch deutlich gleichmäßigeres Bild ohne durch Titerschwankungen auftre tende Steifigkeit und Welligkeit.

Erfindungsgemäß wurde für die Verteilung des Heißgases ein Prallplattensystem bestehend aus zwei Kreisringen mit 70/35 mm und 44/14 mm Durchmesser sowie einer Kreisplatte von 21 mm Durchmesser verwendet. Der vertikale Abstand zwischen den Ringen bzw. der Platte betrug jeweils 10 mm. Für die Umlenkung der Heißgasströmung an der Unterseite der zylindrischen Kammer wurde ein Drahtgewebe mit Doppel körperbindung und einer freien Fläche von 6,3% einge setzt. Die Kammerhöhe war 40 mm, der Kammerdurchmesser 280 mm, der Rohrdurchmesser 41 mm, der Abstand der Prall platte vom Siebgewebe 4 mm. Es wurden 4 Spinndüsen mit einem Durchmesser von 42 mm eingesetzt.

Claims

1. Spinnkopf aus Spinndüsen mit einer oder mehreren Bohrungen, Zuleitungen für das zu verspinnende Gut, einer Spinngaszuführung und -verteilung, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinngaszuführung aus einem zentralen Gasrohr besteht und die Spinngasverteilung aus einer zylindrischen Kammer, in die das Gasrohr mündet, deren Durchmesser wenigstens dreimal so groß ist wie der Durchmesser des zentralen Gasrohres, deren Höhe maximal 25% des Kammerdurchmessers beträgt, die einen gasdurchlässigen Boden mit einer freien Fläche von 2 bis 15% aufweist und in der unterhalb des zentralen Gasrohres ein Prall plattensystem angebracht ist, das aus mehreren mit Abstand voneinander horizontal und konzentrisch angebrachten, sich überlappenden, im Durchmesser gestuften Kreisringen und einer Kreisplatte besteht.

2. Spinnkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Spinnlösungsverteilung oberhalb der zylindrischen Kammer befindet und jede Düsenbohrung durch eine durch die Kammer führende Kapillare gespeist wird.

3. Verfahren zur Herstellung von Elastomerfäden durch Verspinnen einer Spinnlösung aus Spinndüsen in einen Spinnschacht und Verdampfen des Lösungsmittels mit einem Heißgas im Spinnschacht, dadurch gekennzeich net, daß das Heißgas zentral und vertikal aus einem Gasrohr mit einer Geschwindigkeit von mindestens 5 m/s in eine zylindrische Kammer mit gegenüber dem Gasrohr vergrößertem Durchmesser strömt, dort zu einer radialen Strömung umgelenkt wird und schließlich die zylindrische Kammer in vertikaler Strömung gleichsinnig mit und parallel zu den ersponnenen Fäden mit einer Geschwindigkeit von höchstens 0,5 m/s verläßt.