DE3826621A1 - Spinnduesenplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinndüsenplatte mit Spinndüsen­ kanälen. Spinndüsenplatten werden u.a. zur Durchführung von Naßspinnverfahren verwendet. Ein derartiges Naßspinnver­ fahren ist beispielsweise in der Niederländischen Patentan­ meldung Aktenzeichen-Nr. 87 02 038 offenbart. Dort wird die Herstellung eines Polyvinylalkoholgarns beschrieben. Eine Polyvinylalkohollösung wird mittels einer Pumpe durch Spinndüsen in ein Koagulationsbad über einen Luft- oder Inertgasspalt ausgepreßt, wobei jeweils eine Vielzahl von Spinndüsenkanälen in einer Spinndüsenplatte angeordnet ist.

Zur Erreichung der gewünschten Garneigenschaften müssen Spinndüsenkanäle mit großen Längen/Durchmesser-Verhältnissen bei gleichzeitig sehr kleinen Durchmessern realisiert werden. Dies bereitet bei den üblicherweise verwendeten Materialien aus metallischen Werkstoffen erhebliche Schwierigkeiten und erfordert teilweise aufwendige und damit kostspielige Fertigungsmethoden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spinndüsenplatte der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig herstellbar ist und von dem organischen Lösungsmittel der Spinnlösung wie z.B. N-Methylpyrrolidon oder Dimethylsulphoxid nicht angegriffen wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Spinndüsenplatte aus einem faserverstärkten Polymer besteht.

Als besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung haben sich Düsenplatten erwiesen, bei denen das synthetische Polymer Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyphenylensulfid (PPS) ist. Diese Polymere sind beständig gegenüber den verwendeten Lösungsmitteln der Spinnlösungen, insbesondere auch bei dem erforderlichen Temperaturniveau von ca. 150°C.

Zur Erzielung der gewünschten mechanischen Eigenschaften (wie z.B. Formstabilität) bestehen die Verstärkungsfasern vorzugsweise aus Kohlenstoffasern, deren Gewichtsanteil vorteilhafterweise zwischen 20 und 40 Gewichtsprozent beträgt.

Die erfindungsgemäße Düsenplatte ist sehr einfach und kostengünstig herstellbar, da die erforderlichen Bearbei­ tungsschritte, insbesondere die Einbringung der Spinndüsen­ kanäle mit dem geforderten großen Längen/Durchmesser- Verhältnis, mit einfachen Mitteln möglich ist. So kann man z.B. mittels eines handelsüblichen Spiralbohrers die Spinn­ düsenkanäle in der Spinndüsenplatte in der erforderlichen Güte anbringen. So müssen die Spinndüsenkanäle über ihre gesamte Länge einen konstanten Durchmesser und eine gleich­ bleibende Oberflächenqualität aufweisen, um optimale Strömungsbedingungen für die Spinnlösung zu schaffen.

Es ist auch möglich, die Spinndüsenkanäle mit anderen Mitteln zu erzeugen, wie z.B. mittels Laser, wobei sich gegenüber den bisher verwendeten metallischen Werkstoffen eine Steigerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit erzielen läßt. Dieser Vorteil fällt umso stärker ins Gewicht, als Spinndüsenplatten im industriellen Produktionseinsatz eine sehr große Zahl von Spinndüsenkanälen (teilweise mehr als 250 pro Spinndüsenplatte) besitzen.

Die erfindungsgemäße Spinndüsenplatte wird weiter anhand der Figuren erläutert.

Fig. 1 zeigt die Spinndüsenplatte in der Seitenansicht mit einem aufgebrochenen Spinndüsenkanal und

Fig. 2 die Spinndüsenplatte von unten,
wobei zur Verdeutlichung eine vereinfachte Darstellung gewählt wurde. So weist die dargestellte Spinndüsenplatte lediglich 6 Spinndüsenkanäle auf, die in Dreiecksform angeordnet sind. In der industriellen Ausführung kann eine sehr viel größere Zahl von Spinndüsenkanälen je Spinndüsen­ platte angebracht sein, wobei die Anordnung jede beliebige andere als die hier gezeigte Dreiecksform aufweisen kann.

Die Spinndüsenplatte 1 besitzt eine Vielzahl von Spinn­ düsenkanälen 2 mit dem Durchmesser d und der Länge 1. Auf der Seite des Spinnlösungsaustritts weist die Spinndüsen­ platte 1 in einer bevorzugten Ausführungsform Vorsprünge 3 auf, die die Spinndüsenkanalenden darstellen, wobei die Enden 4 der Vorsprünge 3 kegelstumpfförmig ausgebildet sein können. Pfeil 6 deutet die Richtung des Spinnlösungsflusses in Bezug auf die Spinndüsenplatte an.

Die Vorsprünge 3 verhindern, daß der aus der Spinndüsen­ platte 1 an den Spinndüsenenden austretende Spinnlösungsfluß in Kontakt mit der Oberfläche 5 der Spinndüsenplatte 1 gerät und damit der Spinnprozeß gestört wird.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Spinndüsenenden auf dem Niveau der Oberfläche 5 gehalten, wobei um die Spinndüsenkanalenden herum jeweils eine Ausnehmung vorgesehen ist, die ebenso eine Berührung des austretenden Spinnlösungsflusses mit der Oberfläche 5 verhindert.

Nachstehend sind drei konkrete Ausführungsbeispiele genannt, die im eingangs genannten Naßspinnverfahren erfolgreich eingesetzt wurden und ein gutes Spinnresultat ermöglichten. Dabei zeigte sich auch, daß der Spinnlösungsfluß, der eine gelartige Konsistenz aufweist, kaum die Neigung zeigt, örtlich an den Kontaktflächen mit der Spinndüsenplatte zu haften, wie dies bei Spinndüsenplatten aus metallischen Werkstoffen häufig zu beobachten ist und zu Störungen im Spinnprozeß oder zu Ungleichförmigkeiten im ersponnenen Garn führte.

Claims (9)

1. Spinndüsenplatte mit Spinndüsenkanälen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem synthetischen Polymer besteht und daß das synthetische Polymer mit Fasern verstärkt ist.

2. Spinndüsenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Polymer Polyetheretherketon ist.

3. Spinndüsenplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Polymer Polyphenylensulfid ist.

4. Spinndüsenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern Kohlenstoffasern sind.

5. Spinndüsenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsfaseranteil 20 bis 40 Gewichtsprozent beträgt.

6. Spinndüsenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinndüsenkanäle ein Länge/Durchmesser-Verhältnis im Bereich von 5 bis 50 aufweisen.

7. Spinndüsenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinndüsenkanäle ein Länge/Durchmesser-Verhältnis im Bereich von 20 bis 40 aufweisen.

8. Spinndüsenplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinndüsenkanalenden als Vorsprünge ausgebildet sind.

9. Spinndüsenplatte nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Enden der Vorsprünge kegelstumpfförmig ausgebildet sind.