DE7022668U

DE7022668U - Spinndüsenanordnung

Info

Publication number: DE7022668U
Application number: DE7022668U
Authority: DE
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc

Description

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Patentanwälte Dr. Ing. Walter Abitz Dr. Dieter F. Morf Dr. Hans - A. Brauns

16. Juni 1970 RD 1622

E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY lOth and Market Streets, Wilmington, Del. 19898, V.St.A,

Sp inndüs enanordnung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Herstellen von Zweikomponenten-Fäden, insbesondere eine verbesserte Düsenanordnung zum Strangpressen von Fäden mit Ummantelung des Kerns.

Fäden aus mindestens zwei Bestandteilen sind an sich bekannt; sie werden im allgemeinen durch Ausprersen der verschiedenen Bestandteile aus Spinndüsen erzeugt, wobei die Komponenten Seite an Seite oder in exzentrisdier gegenseitiger Anordnung»austreten. Bei Fäden der letztgenannten Art ließ sich nur schwer verhindern, daß die Ftärke des Mantels Schwankungen unterworfen war, so daß die Gleichmässigkeit des Erzeugnisses zu wünschen übrig ließ. In der USA-Patentschrift 3* 244 78 5 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, wonach die Mantelstärke besser reguliert werden kann und eine g-leichmässigere Produktion erzielbar ist. Die bei dieser Anordnung noch auftretenden

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Probleme sind bei kleiner Anzahl der aus einer Spinndüse gepreßten Fiiden nicht schwerwiegend, das Auspressen einer grösscrcn Zahl von Fäden aus einer einzigen Spinndüse behindert aber die glcichmässige Zuteilung der beiden Polymerisate an uiu Spinriaüsünplattü ohne eine unerwünschte Ar.haufur.g vor. Auspreßöffnungen.

Die Erfindung stellt ein Verbundbauteil aus Filterblock, oberer und unterer Vertcilerplatte und Spinndüsenplatte dar. Dor Filtcrblock besitzt an seiner Oberseite zwei getrennte FiI-tricrbccher. Einer der beiden Filtrierbecher ist über Kanüle im Filtcrblock und der oberen Vertcilerplatte mit Ausnehmungen in der Oberseite der unteren Verteilerplattc verbunden. Der andere Filtrierbecher ist über Kanäle im Filterblock und in der oberen und der unteren Verteilerplatte mit Ausnehmungen in der Unterseite der unteren Verteilerplattc verbunden. Die oberen und die unteren Ausnehmungen sind untereinander durch Kcrnkalibrierungsbohrungsn verbunden, die jeweils am Ende eines zylindrischen Vorsprungs austreten. Diese Vorsprünge reichen in den Mittolbcrcich der unteren Ausnehmungen hinein und enden nahe der Oberseite der Spinndüscnplatte. Die Spinndüsenplatte weist koaxial zu den Kernkaliorierkanälen liegende Mantel- und Kern-Spinndüsen-Kanäle cuf, die die untere Seite der Spinndüsenplatte mit den unteren Ausnehmungen verbinden. Die Spinndüsenplattc besitzt ausscrdcm abgewinkelte Mantel-Spinndüsenkanälc, die die unteren Ausnehmungen mit den Mantel- und-Kcrn-Spinndüsen-Kanälen an einer Verbindungsstelle zwischen der Oberseite und der Unterseite der Spinndüsenplatte zusammenführen.

Die crfindungssemässc Vorrichtung weist vortcilhafterweisc einen relativ einfachen Aufbau zun Ausprassen einer beträchtlichen Zahl von Fäden mit ummanteltem Kern ohne ungünstige Anhäufung von Spinndüsenöffnungen odor Vcrgrösscrung der Spinndüsenanordnung auf. Eine Kassierung yon Düsenöffnungen ist

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offensichtlich deshalb unerwünscht, weil sich Schwierigkeiten bei der ausreichenden Kühlung der gerade ausgepreßten F.idcn ergeben. Die erfindungsgemässe Ncbcneinandcrlcgung der Fließkaniile für die verschiedenen Polymerisate ermöglicht einen günstigen Abstand zwischen einer· Anzahl öffnunren. wobei gleichzeitig an der Spinndüse die Bedingungen für das Kern-Ummantclungs-Spinnen erfüllt werden, ohne daß andere ,.Probleme, wie GcIbUdUn^ oder ungünstige Verteilung der geschmolzenen Polymerisate auftreten.

Fig. 1 stellt einen Schnitt durch die erfindungsgemässc Spinndüsenanordnung dar;

Fig. 2 ist eine Ansicht der Unterseite des Filtcrblocks an der Linie II-II der Fig. Ij

Fig- 3 ist eine Ansicht der Oberseite der oberen Verteilerplatte an der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. U ist eine Ansicht der Oberseite der unteren Verteilorplatte an der Linie IV-IV in Fig- Ii

Fig. 5 ist eine Ansicht der Unterseite dor unteren Vcrtcilcrplatte an der Linie V-V in Fig. 1;

Fig. 6 ist eine Ansicht der Oberseite der Spinndüsenplatto an der Linie VI-VI in Fig. Ii

Fig. 7 gibt die Oberseite der oberen Vcrteilerplatte einer abgeänderten Ausführungsfo^m wieder;

Fig. 8 gibt die Oberseite der unteren Vertcilerplatte einer abgeänderten Ausführungsfonr» wiederi

Fig. 9 gibt die Unterseite der unteron Vcrteilerplatte einer

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abgeänderten Ausführvsngiorm wieder.

Als eine Ausführungsform der Erfindung stellt die Fig. ' eine Spinndüsenanordnung mit einen Filterblock 10 dar, in dem sich getrennte Filterbechor 12, IU befinden, von denen Polymerisationsprodukte unterschiedlicher Viskosität durch Vertcilerkanäle 16, 18 abflicssen. Das Material aus dein Becher 12 gelangt in eine Nut 20 (vgl. den Blick in vertikaler Richtung in Fig. 2) im Boden des Filtcrblocks, der zusammen mit der Vertcilerplatte 30 einen Fließkanal bildet, der in Bohrungen 32 (Fig. 3) führt,durch welche das Material in Fließkan^.lc 46 und 48 (Fig. 4) übergeht und dann in die oberen Ausnehmungen 42, 44 gelangt. Die oberen Ausnehmungen 42, 44 bilden einen abgeschlossenen Fließkanal, wenn die obere Verteilcrplattc 30 mit der unteren Vertcilerplatte 40 verbunden ist. Die Fließkanäle 46 und 48 sind gleichartig ausgebildet. Von den Ausnehmungen 42, 44 fließt das Material durch Kern-Kalibricrungsbohrungcn 50 und von dort in Kanäle 72 in der Spinndüscnplattc 70, um den Kern der von der Spinndüse ausgcpreßtenFäden zu bilden. Gleichzeitig läuft ein Material anderer Viskosität aus dem Filterbecher 14 durch Kanäle 18 in die Nut 22 im Boden des Filterblocks, der zusammen mit der oberen Verteilerplatte einen an Bohrungen 34 in der Platte 30 heranführenden Flicßkanal bildet; durch die Bohrungen 34 gelangt das Material in Bohrungen 62, 64 (Fig. 5), die eine Fortsetzung der Bohrungen 34 darstellen, in die Verteilerplattc 40 und von dort in Fließkanäle 58, 60, 'die in die unteren Ausnehmungen 54, 56 führen. Ein Teil des in' den Ausnehmungen 54, 56 befindlichen Materials fließt um das Kcrnmatcrial, das aus den Kanälen 50 herausgedrückt und -in die Spinndüscnkanäle 72 geleitet wird und in den Kanälen 72 der Spinndüscnplatte 70 eine Säule aus Mantel und Kern bjildct. Weiteres Material

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aus den Ausnehmungen 54, 5o £,eht in die abgewinkelten Kanäle 74 in der SpinndüsenpläLxe über und verbindet sich von der Seite her mit der sich durch die Kanäle 72 bewegenden Säule aus Mantel und Kern.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung ist 'gemäß Fig. 7, 8 und 9 eine andere Anordnung der Fließkanäle zwischen den Nuten 20, 22 im Filterblock 10 und den oberen und unteren Ausnehmungen 42, 44, 54, 56 vorgesehen. Das zähflüssige Material aus der Nut 20 geht in Nuten 33 in der Oberseite der oberen Verteilerplatte 30a und in Fließkanäle 37, die mit den oberen Ausnehmungen 42a, 44a verbunden sind, die durch die Vereinigung der oberen Vertcilerplatte 30a mit der unteren Verteilerplatte 40a entstanden sind (wobei eine der beiden Platten Ausnehmungen enthalten kann, die die Bereiche 42a, 44a darstellen). Aus den Ausnehmungen 42a, 44a gelangt das Material durch Kanäle 50a in die Spinndüsenkanäle 72, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Das Material aus der Nut 22-fließt durch Nuten 31 in der oberen Platte 30a in Fließkanäle 35 der oberen Platte und von dort durch Fließkanäle 45 in der ürteren Platte in die unteren Ausnehmungen 54a, 56a. Aus diesen Ausnehmungen 54a, 56a umfließt das Material das aus den Kanälen 50a austretende Kernmaterial und gelangt in die Kanäle 72 und 74 der Spinndüsenplatte 70 wie nach Fig. 1'.

Der Abstand zwischen den zylindrischen Vorsprüngen 52 und der Oberseite der Spinndüsenplatte 70 ist entsprechend den auf die Polymerisate ausgeübten Drücken und den Kalibern der Fließkanäle gewählt+ so daß die relativen Mengen von Mantel und Kern in den Kanälen 72 gesteuert werden können. Die Breite des Vorsprungs 52 im Verhältnis zu dem Durchmesser des Kanals 72 stellt ebenfalls ein wichtiges Konstruktionsmerkmal für die Beeinflussung der Vcrhält-

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ηisse von Mantel zu Kern in dem Kanal 72 dar. Der PoIym risatdurchsatzdurch die Kanäle 74 ist selbstverständlich ν , jurchmcsser und Länge des Kanals abhängig, ferner von :'-.- Viskosität der Polymerisate und dem Druck in den Ausnehmungen 54, 5.6.

An der Vereinigung der Kanäle 72 und 74 werden die Polymere in wesentlichen nebeneinanderfliessend zusammengeführt und durch die Spinnöffnungen 76 ausgepreßt. Die Bildung von Fäden aus Mantel und Kern durch anfängliche Bildung einer konzentrischen Polymerisatsäule aus Mantel und Kern in einem Fließkanal und anschliessendes Vereinigen dieser Säule mit zusätzlichem Mantelmaterial aus einem zweiten -Fließkanal ist in der USA-Patentschrift 3 244 785 beschrieben. Dort sind auch weitere Einzelheiten über diese Arbeitsweise angegeben.

Wenn zwischen den Fließkanälen, insbesondere zwischen den Fließkanälen 50 und den zugeordneten Kanälen 72 ein grösscrer Abstand eingeschaltet wird, können die zylindrischen Vorsprünge 52 einen grössercn Durchmesser erhalten. Ein stärkerer Vorsprung 52 hat einen längeren Fließweg für das mantelbildende Polymerisat zur Folge, und infolgedessen entsteht ein stärkerer Druckabfall an der Vorderseite eines Vorsprungs. Daraus ergibt sich eine geringere prozentische Änderung der Mantelstärke, wenn der Polymerisat-Spinndruck sich ändert;.

Die Ausnehmungen 42, 44 und 54, 56 können von den beiden Enden der Anordnung zu ihrer Mitte abgeschrägt werden, um Temperaturgradienten des «Polymers von innen nach ausscn in der Anordnung auszugleichen (vgl. USA-Patentschrift 3 225 383). Überraschenderweise sind jedoch bei der erfindungsgcmässcn Spinndüse derartige Abschrägungen nicht erforderlich.

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[ Die Nuten 20, 22 können in der gezeichneten Weise als Aus-

% nehmungen in dem FiIterblock ausgebildet werden. Abweichend

i davon lassen sie sich aber auch als Ausnehmungen in der

Oberseite der oberen Vcrteilerplattc 30 ausführen. Entsprechend lassen sich die oöcrcn Fließkanäle durch cnt-

X sprechende Ausnehmungen in der Platte 30 statt in der Ver-

\ teilerplatte UO ausführen, und die unteren Fließkanäle

t können als Ausnehmungen in der Düsenplatte 70 ausgebildet

\ -sein statt in der Platte 40.

I Die Spinndüsenanordnung erhält natürlich eine Abdeckplatte

I geeigneter Form, und die verschiedenen Einzelteile werden

1 zusammengeschraubt oder in anderer Weise miteinander ver—

I bunden, etwa wie in der USA-Patentschrift 3 262 153 darge-

% stellt.

Die Form der verschiedenen Kanäle und Ausnehmungen für den Transport der Polymere kann entspreci.ond den Erfahrungen des Fachmanns in mannigfacher Weise abgeändert werden.

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Claims

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Patentansprüche:

1. Spinndüsenanordnung für die Herstellung von Fäden mit ummanteltem Kern,

gekennzeichnet durch einen Filterblock (10), eine Spinndüsenplatte (70), sowie eine obere (30) und eine untere (40) Vcrteilerplatte, eingelegt zwischen Filterblock (10) und Spinndüsenplatte C70), durch zwei getrennte Filtrierbecher (12, 14) in der Oberseite dos Filtcrblocks (10) und zwei getrennte Fließkanäle (20, 22) zwischen dem Filterblock (10) und der oberen Verteilcrplatte (30), von denen der eine durch eine Anzahl Vertcilcrkanälc (16, 18) an einen bestimmten "Filtrierbecher und der andere an obere Ausnehmungen (42, 44) zwischen der oberen (30) und der unteren (MO) Verteilerplatte angeschlossen ist, während der andere durch Bohrungen (34) in der oberen Vcrteilerplatte (30) mit unteren Ausnehmungen (54, 56) zwischen der unteren Vertcilcrplattc (40) und der Spinndüsenplatte (70) verbunden ist, ferner durch die oberen (42, 44) und unteren (54, 56) Ausnehmungen verbindende Kalibrierungs-•bohrungen (50>, die jeweils an der Vorderseite eines zylindrischen Vorsprungs (52) in den unteren Ausnehmungen (54, 56) münden, ausserdem durch koaxial mit den Kalibrierungsbohrungen (50) verlaufende, die Unterseite der Spinndüsenplatte (70)'mit den unteren Ausnehmungen (5<4, 56) verbindende Kernkanäle (72) und schließlich durch abgewinkelte Mantelkanäle (74) in der Spinndüsenplatte (70), die die unteren Ausnehmungen(54, 56) an Verbindungsstellen zwischen der "Ober- und der Unterseite

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der Spinndüsenplatte (70) mit den Kernkanälen (72) der Spinndüsenplatte (70) zusammenführen.

Spinndüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- " zeichnet, daß der Filterblock (10) an seiner Unterseite zwei getrennte Nuten aufweist, die durch Vereinigen des Filterblocks (10) mit der oberen Verteilerplatte (30) die Fließkanäle C20, 22) bilden.

3. Spinndüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Verteilerplatte (30) an ihrer Oberseite zwei getrennte Nuten aufweist «He durch Vereinigen des Filterblocks (10) mit der oberen Verteilerplatte (30) die Fließkanäle bilden.

■ U. Spinndüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

Ji " net, daß die oberen Ausnehmungen (42, 44) sich in der

f* Oberseite der unteren Verteiler! latte (40^ befinden.

5. Spinndüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gckennzeichnet, daß die oberen Ausnehmungen sich in der Unterseite der oberen Verteilerplatte (30) befinden.

\ 6. Spinndüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekcnnzcichf net, daß die unteren Ausnehmungen (54, 56) sich in der

Π Unterseite dar unteren Verteilerplatte (40) befinden.

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7. Spinndüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Ausnehmungen sich in der Oberseite dor Spinndüscnpiatte (70) befinden.

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