EP0216209A2 - Process for spinning man-made fibres - Google Patents

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EP0216209A2
EP0216209A2 EP86112113A EP86112113A EP0216209A2 EP 0216209 A2 EP0216209 A2 EP 0216209A2 EP 86112113 A EP86112113 A EP 86112113A EP 86112113 A EP86112113 A EP 86112113A EP 0216209 A2 EP0216209 A2 EP 0216209A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fiber bundle
streams
spinning process
outside
radially
Prior art date
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EP86112113A
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German (de)
French (fr)
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EP0216209B1 (en
EP0216209A3 (en
Inventor
Heinz Dr.-Ing. Schippers
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag AG
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
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Publication date
Priority claimed from DE19853533790 external-priority patent/DE3533790A1/en
Application filed by Barmag AG, Barmag Barmer Maschinenfabrik AG filed Critical Barmag AG
Publication of EP0216209A2 publication Critical patent/EP0216209A2/en
Publication of EP0216209A3 publication Critical patent/EP0216209A3/en
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Publication of EP0216209B1 publication Critical patent/EP0216209B1/en
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • 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
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D01D5/088—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes
    • D01D5/092—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes in shafts or chimneys

Definitions

  • the invention relates to a spinning process for man-made fibers.
  • the spinneret holes are arranged on a closed line. It can and will generally be a circle (ring spinneret).
  • the fibers emerging from the spinnerets are then passed through a treatment zone as a bundle of fibers on the imaginary jacket of a cylinder or a cone narrowing in the direction of the fibers. In the treatment zone, the fibers are blown with radial currents.
  • the spinning process according to the invention is above all a further development for the cooling of the chemical fibers. Cooling air, in particular ambient air, is blown onto the freshly spun chemical fibers.
  • the spinning process according to the invention is also suitable for the treatment of the chemical fibers below the spinneret with gases or vapors, in particular for thermal treatment, heat treatment, humidification, and for tempering (reheating).
  • gases or vapors in particular for thermal treatment, heat treatment, humidification, and for tempering (reheating).
  • vapors or mists in particular water vapors or water mist, can also be admixed to the ambient air to intensify cooling.
  • the fiber bundle in the cooling section is surrounded by an annular nozzle or a porous tube and there are radial air currents blown onto the fiber bundle from the outside.
  • This has the disadvantage that the heated air builds up in the interior of the cylinder or cone, the jacket of which describes the fibers. Therefore, with such an "outside-inside blowing", an increase in the cooling effect by extending the cooling section is only possible up to a certain maximum cooling length.
  • a "blow candle” is arranged inside the cylinder or cone of fibers. It is a porous tube through which air is directed in a radial direction from the inside to the outside of the fiber bundle. This creates the disadvantage that the heated air affects the neighboring spinning positions.
  • the fiber bundle must therefore be surrounded by a protective jacket. In this protective jacket there is again an air build-up. Therefore, the cooling capacity that can be achieved by extending the cooling section is limited.
  • the object of the invention is to design the spinning process in such a way that treatment lines of any length are installed for the fibers emerging from the spinneret and the cooling speed and / or the spinning speed can thus be increased as desired.
  • the blowing takes place in several planes perpendicular to the fiber running direction (normal planes), the treatment stream being guided radially from the outside inwards through the fiber bundle on a normal plane, then diverted into an adjacent normal plane, especially following in the fiber running direction, and then is radially discharged from the inside out again. So there is a multiple radial flow, the Direction is reversed from one normal plane to the next. This prevents a gas / steam build-up from occurring inside the fiber bundle. Rather, the radially supplied, heated or cooled gas, which is radially supplied in one layer, accumulated in the interior of the fiber bundle, is withdrawn to the outside in the subsequent layer (normal plane) and removed.
  • the flows are essentially radial. In relation to the direction of fiber travel, they can also have an axial component, so that the currents form a cone-shaped flow field. As soon as the gas comes into contact with the fast-running fibers, it automatically receives such an axial flow component.
  • the layer thickness (extension in the fiber running direction) of the flow is a few millimeters to a few centimeters.
  • the fiber bundle is surrounded by a plurality of ring chambers stacked one on top of the other, the gas openings of which are each directed radially to the fiber bundle.
  • a part of the annular chambers is pressurized so that they act as blowing nozzles.
  • the annular chamber following a blowing nozzle is placed at a suction pressure so that it acts as a suction nozzle.
  • the invention further provides that separating and deflecting elements are arranged in the interior of the fiber bundle. These elements initially have the function of connecting the various normal levels (high pressure zone / low pressure zone) to one another in pairs and pneumatically separating a pair of levels from the next pair of levels. As the name implies, the separating and deflecting elements also have the function of diverting radially inward flows into an adjacent normal plane and radially outward there again.
  • the separating elements consist of disks which are arranged in the interior of the fiber bundle and which each separate a pair of levels, each with a blowing and a suction zone, from the next pair.
  • the deflection elements preferably have a thoroid-shaped outer jacket. Viewed in axial section, the outer jacket is designed such that the tangent to the contour in the axial end regions is directed more or less radially and that the contour forms a concave, continuous curve between these end regions.
  • the spinneret 1 spins a number of fibers from a thermoplastic melt.
  • the nozzle holes are arranged in a circle in the spinneret. So it is a spinning ring nozzle. It is spun vertically from top to bottom.
  • the fibers 2 are on an imaginary cylinder jacket or cone jacket down first through a reheating section with an insulating body 4, then through a cooling section 5, through a telescopic tube 10 and a chute 11 and then - which is no longer shown - combined into a thread and stretched and / or wound up.
  • the cooling section 5 comprises a porous tube 6, on the circumference of which air holes are evenly distributed.
  • the tube surrounds the fiber bundle concentrically and as closely as possible, but without the risk of contact.
  • the porous tube 6 is surrounded by a stack of annular chambers.
  • the annular chambers 7.1, 7.2, 7.3 are charged with compressed air, so that these annular chambers form zones of higher pressure.
  • the air holes in the tube 6 act as blowing nozzles.
  • An annular chamber 8.1 or 8.2 or 8.3 is located below each annular chamber 7.1 or 7.2 or 7.3.
  • These annular chambers 8.1, 8.2, 8.3 are each connected to a suction system.
  • the air holes in the tube 6 therefore act here as suction nozzles and form zones of low pressure.
  • the air flow which arises in the interior of the fiber bundle is indicated by arrows. It can be assumed that the air streams blown into the fiber bundle from the outside inward meet radially.
  • the air warmed up by contact with the hot fiber bundle is now discharged from the spinning chamber and blown off by the suction device.
  • the axial length of the zones of higher or lower pressure can be, for example, 50 mm. More or less zones of this type can also be provided.
  • annular chambers 7.1 to 7.3 and 8.1 to 8.3 are in turn stacked on one another.
  • the annular chambers 7.1 to 7.3 are supplied with compressed air.
  • the ring chambers 8.1 to 8.3 are connected to a suction system.
  • the annular chambers 7.1 to 7.3 therefore form zones of higher pressure, in which a radial flow is blown onto the fiber bundle from the outside inwards. Between these zones of higher pressure there are zones of low pressure, in which an air flow is conducted from the inside to the outside through the fiber bundle.
  • a column 13 of separating and deflecting elements serves to deflect the air flows which are blown radially from the outside inwards into the center of the fiber bundle.
  • the column stands on a star-shaped holder 14.
  • the holder 14 is fastened to the upper end of the telescopic tube.
  • the brackets are designed so that they do not form an obstacle to the threads or fibers.
  • Each of the separating and deflecting elements consists of a separating disc 15 which essentially fills the inner cross section of the fiber bundle.
  • These cutting discs 15 prevent that the air blown radially from the outside into the fiber bundle is transported to an appreciable extent in the axial direction beyond the adjacent zone of low pressure.
  • the deflection elements 16 lie between each two cutting disks. These are thoroid-shaped rotating bodies, the generatrix of which is a curve concave to the axis of rotation of the body.
  • the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 are also particularly suitable for other treatments.
  • heated air is introduced into the annular chamber 7.1, which is then sucked off again via the annular chamber 8.1.
  • the thread is tempered.
  • cooling air can then be blown in with a water mist via the annular chamber 7.2.
  • This cooling air with water mist is sucked out through the ring chamber 8.2.
  • the further annular chamber 7.3 is charged with normal dry cooling air. This cooling air is drawn off via the ring chamber 8.3.
  • the tube 6 is surrounded by annular chambers 8.1, 8.2, 8.3.
  • the annular chambers are each spaced apart.
  • zones 17.1, 17.2, 17.3 with atmospheric pressure are formed on the outer circumference of the tube.
  • the ring chambers 8.1 to 8.3 are located on a suction device. Therefore, the ring chambers 8.1 form suction nozzles with zones of low pressure. In the zones of higher - ie atmospheric pressure - the pipe could also be missing. It is only used for the mechanical construction of the cooling section.
  • a column 13 of separating and deflecting elements is in turn attached centrally in the interior of the tube 6.
  • the cutting discs 15 serve the purpose of higher and higher zones to assign the lower pressure to one another in pairs and to separate them from the next pair in the axial direction.
  • the separating and deflecting element consists of deflecting bodies 16. These are rotating bodies, the axis of rotation of which is centered on the spinneret and the tube 6 and the generatrix of which is a curve convex to the axis of rotation, for example a parabola or circular piece.
  • the deflection elements serve the purpose of deflecting the air axially from the zones of higher pressure into the zones of low pressure and radially outwards there.
  • the chute 11 is fastened in the floor 12.
  • a telescopic tube 10 is attached to the chute, the outer circumference of which essentially corresponds to the inner circumference of the porous tube 6.
  • the separating and deflecting element 13 is seated on supports 14 on the telescopic tube 10.
  • the porous tube 6 with the annular chambers 7.1 to 7.3 and 8.1 to 8.3 around it is mounted on a support device 9. This carrying device can be moved up and down.
  • the porous tube 6 slides over the telescopic tube 10.
  • the path of movement and the telescopic tube 10 are made so long that in the exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 3 the holder 14 can be exposed. This ensures that no fibers get caught on the holder 14 during piecing.
  • the tube 6 is mainly used for the mechanical construction of the cooling section.
  • other means can be provided in order to form zones of higher and lower pressure with blowing and / or suction nozzles. This is particularly important when the blowing or suction nozzles should be designed as ring slots of the ring zones.
  • the annular chambers could be stacked on top of one another and connected to one another, for example to form a self-supporting stack.

Abstract

1. Spinning process for chemical fibres, in which the fibres issue from a ring nozzle and in which the fibre bundle is cooled by radially directed streams of treating agents, coolants, especially gas or vapour streams (streams), characterized in that the streams are in turn led in a plane normal to the fibre bundle radially from the outside to the inside, there turned back into a neighbouring normal plane, and in this neighbouring normal plane led to the outside.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spinnverfahren für Chemiefasern. Bei diesem Spinnverfahren sind die Spinndüsenlöcher auf einer geschlossenen Linie angeordnet. Es kann sich und wird sich im allgemeinen um einen Kreis handeln (Ringspinndüse). Die aus den Spinndüsen austretenden Fasern werden sodann als Faserbündel auf dem gedachten Mantel eines Zylinders oder in Faserrichtung sich verengenden Kegels durch eine Behandlungszone geführt. In der Behandlungszone werden die Fasern mit radialen Strömungen angeblasen.The invention relates to a spinning process for man-made fibers. In this spinning process, the spinneret holes are arranged on a closed line. It can and will generally be a circle (ring spinneret). The fibers emerging from the spinnerets are then passed through a treatment zone as a bundle of fibers on the imaginary jacket of a cylinder or a cone narrowing in the direction of the fibers. In the treatment zone, the fibers are blown with radial currents.

Das Spinnverfahren nach der Erfindung stellt vor allem eine Weiterentwicklung für die Kühlung der Chemiefasern dar. Dabei wird Kühlluft, insbesondere Umgebungsluft auf die frisch gesponnenen Chemiefasern geblasen. Darüberhinaus eignet sich das Spinnverfahren nach der Erfindung aber auch für die Behandlung der Chemiefasern unterhalb der Spinndüse mit Gasen oder Dämpfen, insbesondere zur thermischen Behand­lung, Wärmebehandlung, Befeuchtung, zum Tempern (Wiederer­wärmen). Weiterhin können der Umgebungsluft zur Intensivie­rung der Kühlung auch Dämpfe oder Nebel, insbesondere Wasserdämpfe oder Wassernebel beigemischt werden.The spinning process according to the invention is above all a further development for the cooling of the chemical fibers. Cooling air, in particular ambient air, is blown onto the freshly spun chemical fibers. In addition, the spinning process according to the invention is also suitable for the treatment of the chemical fibers below the spinneret with gases or vapors, in particular for thermal treatment, heat treatment, humidification, and for tempering (reheating). In addition, vapors or mists, in particular water vapors or water mist, can also be admixed to the ambient air to intensify cooling.

Zum Abkühlen sind zwei unterschiedliche Verfahrensarten bekannt.Two different types of processes are known for cooling.

Bei der Anblasung von außen nach innen ist das Faserbündel in der Kühlstrecke von einer ringförmigen Düse bzw. einem porösen Rohr umgeben und es werden radiale Luftströmungen von außen auf das Faserbündel geblasen. Das hat den Nach­teil, daß sich die erwärmte Luft im Inneren des Zylinders bzw. Kegels, dessen Mantel die Fasern beschreiben, staut. Daher ist bei einer derartigen "Außen-Innen-Anblasung" eine Steigerung der Kühlwirkung durch Verlängerung der Kühl­strecke nur bis zu einer gewissen maximalen Kühllänge möglich.When blowing from outside to inside, the fiber bundle in the cooling section is surrounded by an annular nozzle or a porous tube and there are radial air currents blown onto the fiber bundle from the outside. This has the disadvantage that the heated air builds up in the interior of the cylinder or cone, the jacket of which describes the fibers. Therefore, with such an "outside-inside blowing", an increase in the cooling effect by extending the cooling section is only possible up to a certain maximum cooling length.

Bei dem gegenteiligen Verfahren ist innerhalb des Zylinders bzw. Kegels von Fasern eine "Blaskerze" angeordnet. Es handelt sich hierbei um ein poröses Rohr, durch welches Luft in radialer Richtung von innen nach außen auf das Faserbün­del gerichtet wird. Hierbei entsteht der Nachteil, daß die erwärmte Luft die benachbarten Spinnstellen beeinträchtigt. Deshalb muß das Faserbündel von einem Schutzmantel umgeben werden. In diesem Schutzmantel entsteht wiederum ein Luft­stau. Daher ist auch hier die durch Verlängerung der Kühl­strecke erreichbare Kühlleistung begrenzt.In the opposite process, a "blow candle" is arranged inside the cylinder or cone of fibers. It is a porous tube through which air is directed in a radial direction from the inside to the outside of the fiber bundle. This creates the disadvantage that the heated air affects the neighboring spinning positions. The fiber bundle must therefore be surrounded by a protective jacket. In this protective jacket there is again an air build-up. Therefore, the cooling capacity that can be achieved by extending the cooling section is limited.

Damit ist aber auch die Abkühlgeschwindigkeit der Fasern und letztlich auch die Spinngeschwindigkeit begrenzt.However, this also limits the cooling speed of the fibers and ultimately the spinning speed.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Spinnverfahren so auszuge­stalten, daß beliebig lange Behandlungsstrecken für die aus der Spinndüse austretenden Fasern installiert und damit die Abkühlgeschwindigkeit und/oder die Spinngeschwindigkeit beliebig gesteigert werden können.The object of the invention is to design the spinning process in such a way that treatment lines of any length are installed for the fibers emerging from the spinneret and the cooling speed and / or the spinning speed can thus be increased as desired.

Zur Lösung wird vorgesehen, daß die Anblasung in mehreren zur Faserlaufrichtung senkrechten Ebenen (Normalebenen) erfolgt, wobei der Behandlungsstrom jeweils auf einer Normalebene radial von außen nach innen durch das Faserbün­del geführt, sodann in eine benachbarte, vor allem in Faser­laufrichtung folgende Normalebene umgelenkt und sodann wieder von innen nach außen radial abgeführt wird. Es erfolgt also ein mehrfaches radiales Durchströmen, wobei die Richtung von einer Normalebene zur nächsten umgekehrt wird. Hierdurch wird verhindert, daß im Inneren des Faserbündels ein Gas-/Dampfstau entsteht. Vielmehr wird das in einer Schicht radial zugeführte, im Inneren des Faserbündels ange­sammelte, erwärmte bzw. abgekühlte Gas in der nachfolgenden Schicht (Normalebene) wieder nach außen abgezogen und abge­führt.To solve the problem, it is provided that the blowing takes place in several planes perpendicular to the fiber running direction (normal planes), the treatment stream being guided radially from the outside inwards through the fiber bundle on a normal plane, then diverted into an adjacent normal plane, especially following in the fiber running direction, and then is radially discharged from the inside out again. So there is a multiple radial flow, the Direction is reversed from one normal plane to the next. This prevents a gas / steam build-up from occurring inside the fiber bundle. Rather, the radially supplied, heated or cooled gas, which is radially supplied in one layer, accumulated in the interior of the fiber bundle, is withdrawn to the outside in the subsequent layer (normal plane) and removed.

Die Strömungen sind im wesentlichen radial gerichtet. Bezo­gen auf die Faserlaufrichtung können sie auch eine axiale Komponente haben, so daß die Strömungen ein kegelmantelför­miges Strömungsfeld bilden. Sobald das Gas mit den schnell laufenden Fasern in Berührung kommt, erhält es von selbst eine derartige axiale Strömungskomponente. Die Schichtdicke (Erstreckung in Faserlaufrichtung) der Strömung beträgt einige Millimeter bis einige Zentimeter.The flows are essentially radial. In relation to the direction of fiber travel, they can also have an axial component, so that the currents form a cone-shaped flow field. As soon as the gas comes into contact with the fast-running fibers, it automatically receives such an axial flow component. The layer thickness (extension in the fiber running direction) of the flow is a few millimeters to a few centimeters.

Zur Bewirkung derartiger abwechselnd von außen nach innen und von innen nach außen gerichteter Strömungen stehen mehrere Mittel offen.Several means are available for effecting such alternating flows from outside to inside and from inside to outside.

In einer Ausführung wird das Faserbündel von mehreren auf­einandergeschichteten Ringkammern umgeben, deren Gasöff­nungen jeweils radial zum Faserbündel gerichtet sind. Ein Teil der Ringkammern wird mit einem erhöhten Druck beauf­schlagt, so daß sie als Blasdüsen wirken. Die auf eine Blasdüse folgende Ringkammer wird an einen Saugdruck gelegt, so daß sie als Saugdüse wirkt.In one embodiment, the fiber bundle is surrounded by a plurality of ring chambers stacked one on top of the other, the gas openings of which are each directed radially to the fiber bundle. A part of the annular chambers is pressurized so that they act as blowing nozzles. The annular chamber following a blowing nozzle is placed at a suction pressure so that it acts as a suction nozzle.

Da im Inneren des Faserbündels ein Überdruck der radial von außen nach innen herangeführten Luft entsteht, genügt es für die Abkühlung mit Umgebungsluft unter diesen Spinnbedin­gungen auch, daß anstelle der Saugdüsen ringförmige Zonen vorgesehen sind, die unter Atmosphärendruck stehen und durch die die im Inneren des Faserbündels angesammelte, erwärmte Luft radial nach außen entweichen kann.Since inside the fiber bundle there is an overpressure of the air radially brought in from the outside, it is sufficient for the cooling with ambient air under these spinning conditions that instead of the suction nozzles there are annular zones which are under atmospheric pressure and through which the inside of the fiber bundle accumulated, heated air can escape radially outwards.

Zur Vermeidung des Gasstaus im Inneren des Faserbündels und zur gezielten Umlenkung der Gasschichten von einer Normal­ebene in die nächste wird erfindungsgemäß weiterhin vorgese­hen, daß im Inneren des Faserbündels Trenn- und Umlenkele­mente angeordnet sind. Diese Elemente haben zunächst die Funktion, die verschiedenen Normalebenen (Hochdruckzone/­Tiefdruckzone) jeweils paarweise miteinander zu verbinden und ein Paar von Ebenen von dem nächsten Paar von Ebenen pneumatisch abzutrennen. Wie der Name besagt, haben die Trenn- und Umlenkelemente ferner die Funktion, radial nach innen geführte Ströme in eine benachbarte Normalebene und dort wieder radial nach außen umzulenken.In order to avoid gas congestion in the interior of the fiber bundle and to specifically deflect the gas layers from one normal plane to the next, the invention further provides that separating and deflecting elements are arranged in the interior of the fiber bundle. These elements initially have the function of connecting the various normal levels (high pressure zone / low pressure zone) to one another in pairs and pneumatically separating a pair of levels from the next pair of levels. As the name implies, the separating and deflecting elements also have the function of diverting radially inward flows into an adjacent normal plane and radially outward there again.

Im einfachsten Falle bestehen die Trennelemente aus Scheiben, die im Inneren des Faserbündels angeordnet sind und die jeweils ein Paar von Ebenen mit jeweils einer Blas- und einer Saugzone von dem nächsten Paar trennen. Vorzugs­weise besitzen die Umlenkelemente einen Thoroid-förmigen Außenmantel. Im Axialschnitt betrachtet ist der Außenmantel so ausgebildet, daß die Tangente an die Kontur in den axia­len Endbereichen mehr oder weniger radial gerichtet ist und daß die Kontur zwischen diesen Endbereichen einen konkaven, stetigen Kurvenzug bildet.In the simplest case, the separating elements consist of disks which are arranged in the interior of the fiber bundle and which each separate a pair of levels, each with a blowing and a suction zone, from the next pair. The deflection elements preferably have a thoroid-shaped outer jacket. Viewed in axial section, the outer jacket is designed such that the tangent to the contour in the axial end regions is directed more or less radially and that the contour forms a concave, continuous curve between these end regions.

Es sei erwähnt, daß die Zuordnung von jeweils einer Blaszone und einer Saugzone nicht exakt jeweils zwei Ringdüsen umfaßt. Man muß vielmehr davon ausgehen, daß die radial ins Innere des Faserbündels geführte Luft sich in und gegen die Faserlaufrichtung nach oben und nach unten verteilt, wenn auch die bevorzugte Umlenkrichtung in Faserlaufrichtung, d.h. nach unten ist. Insofern macht sich sehr stark auch die Fadenbewegung bemerkbar.It should be mentioned that the allocation of one blowing zone and one suction zone does not exactly comprise two ring nozzles. One must rather assume that the air guided radially into the interior of the fiber bundle is distributed upwards and downwards in and against the fiber running direction, although the preferred deflection direction is in the fiber running direction, ie downwards. In this respect, the thread movement is also very noticeable.

Es ist u.U. auch wünschenswert, die aus der Spinndüse aus­tretenden Chemiefasern anderen als nur Kühlbehandlungen zu unterwerfen und insbesondere unterschiedliche Behandlungen aufeinanderfolgen zu lassen. Diese Möglichkeit ist durch die Erfindung geboten und es wird hierzu vorgeschlagen, daß benachbarte Paare von Normalebenen mit unterschiedlichen Medien, z.B. unterschiedlichen Gasen, Zusätzen wie z.B. Wasserdampf oder Wassernebel, Gasen unterschiedlicher Tempe­ratur unterworfen werden. Insbesondere für technische Fäden ist es sehr zweckmäßig, zunächst im Anschluß an die Spinn­düse eine Temperbehandlung durchzuführen. Hierzu wird minde­stens eine der Normalebenen, die der Spinndüse unmittelbar folgen, mit einem heißen Gas, insbesondere Heißluft so weit erhitzt, daß die durch das Tempern zu erzielende Wirkung, z.B. Kristallwachstum, eintritt.It may be it is also desirable to subject the man-made fibers emerging from the spinneret to other than just cooling treatments and, in particular, to allow different treatments to follow one another. This possibility is offered by the invention and it is proposed that adjacent pairs of normal planes with different media, e.g. different gases, additives such as Water vapor or water mist, gases of different temperatures are subjected. For technical threads in particular, it is very expedient to first carry out an annealing treatment following the spinneret. For this purpose, at least one of the normal planes which immediately follow the spinneret is heated with a hot gas, in particular hot air, to such an extent that the effect to be achieved by the annealing, e.g. Crystal growth occurs.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described below.

Es zeigen

  • Fig. 1 bis 3 Ausführungsbeispiel im Axialschnitt (teilweise) durch die Kühlzone einer Chemiefaser-Spinnanlage;
  • Fig. 4 einen Querschnitt durch Fig. 2, wobei das poröse Rohr mit den Blasdüsen entfernt ist.
Show it
  • Fig. 1 to 3 embodiment in axial section (partially) through the cooling zone of a chemical fiber spinning system;
  • Fig. 4 shows a cross section through Fig. 2, wherein the porous tube with the blowing nozzles is removed.

Bei allen Ausführungsbeispielen wird durch die Spinndüse 1 eine Anzahl von Fasern aus einer thermoplastischen Schmelze ersponnen. In der Spinndüse sind die Düsenlöcher auf einem Kreis angeordnet. Es handlet sich also um eine Spinn-Ring­düse. Es wird senkrecht von oben nach unten gesponnen. Die Fasern 2 werden auf einem gedachten Zylindermantel oder Kegelmantel nach unten zunächst durch eine Nacherhitzungs­strecke mit einem Isolierkörper 4, sodann durch eine Kühl­strecke 5, durch ein Teleskoprohr 10 und einen Fallschacht 11 geführt und sodann - was nicht mehr gezeigt ist - zu einem Faden zusammengefaßt und verstreckt und/oder aufge­spult.In all of the exemplary embodiments, the spinneret 1 spins a number of fibers from a thermoplastic melt. The nozzle holes are arranged in a circle in the spinneret. So it is a spinning ring nozzle. It is spun vertically from top to bottom. The fibers 2 are on an imaginary cylinder jacket or cone jacket down first through a reheating section with an insulating body 4, then through a cooling section 5, through a telescopic tube 10 and a chute 11 and then - which is no longer shown - combined into a thread and stretched and / or wound up.

Bei allen gezeigten Ausführungen umfaßt die Kühlstrecke 5 ein poröses Rohr 6, auf dessen Umfang Luftlöcher gleichmäßig verteilt sind. Das Rohr umgibt das Faserbündel konzentrisch und möglichst eng, jedoch ohne die Gefahr einer Berührung.In all the embodiments shown, the cooling section 5 comprises a porous tube 6, on the circumference of which air holes are evenly distributed. The tube surrounds the fiber bundle concentrically and as closely as possible, but without the risk of contact.

Auf dem Außenmantel des porösen Rohres werden - in Normal­ebenen zum Faserbündel - horizontale Zonen unterschiedlichen Drucks gebildet, wobei eine horizontale Zone niedrigeren Drucks jeweils auf eine Zone höheren Drucks folgt. Hierdurch wird bei allen Auführungsbeispielen bewirkt, daß in der Zone höheren Drucks ein ringförmiger Luftstrahl radial von außen in das Innere des Faserbündels geblasen wird und daß in der bzw. in den benachbarten Zonen niedrigeren Drucks die zuvor eingeblasene und durch die Fasern erwärmte Luft wieder von innen nach außen abgezogen wird. Die Luftströmung ist durch Pfeile angedeutet.Horizontal zones of different pressure are formed on the outer jacket of the porous tube - in normal planes to the fiber bundle, a horizontal zone of lower pressure following each zone of higher pressure. As a result, in all of the exemplary embodiments, an annular air jet is blown radially from the outside into the inside of the fiber bundle in the zone of higher pressure and that the air previously blown in and warmed by the fibers is again from the inside in or in the adjacent zones of lower pressure is pulled outwards. The air flow is indicated by arrows.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird das poröse Rohr 6 durch einen Stapel von Ringkammern umgeben. Die Ringkam­mern 7.1, 7.2, 7.3 werden mit Druckluft beschickt, so daß diese Ringkammern Zonen höheren Drucks bilden. Hier wirken die Luftlöcher des Rohrs 6 als Blasdüsen. Unterhalb jeder Ringkammer 7.1 bzw. 7.2 bzw. 7.3 liegt eine Ringkammer 8.1 bzw. 8.2 bzw. 8.3. Diese Ringkammern 8.1, 8.2, 8.3 sind jeweils an einer Absaugung angeschlossen. Hier wirken daher die Luftlöcher des Rohrs 6 als Saugdüsen und bilden Zonen niederen Drucks. Die im Inneren des Faserbündels entstehende Luftsrömung ist durch Pfeile angedeutet. Dabei ist davon auszugehen, daß die von außen nach innen in das Faserbündel geblasenen Luftströme radial aufeinander treffen. Daher entsteht im Zentrum des Faserbündels ein Luftstau mit einer Erhöhung des statischen Drucks. Infolge dieses Luftstaus und der damit verbundenen Erhöhung des statischen Drucks im Zentrum des Faserbündels werden die Luftströme zunächst in eine axiale Richtung umgelenkt. Infolge des gleichzeitig wirksamen Einflusses der Fadengeschwindigkeit wird der über­wiegende Teil der Luft nach unten umgelenkt. Hierdurch gelangen die Luftströme in die unmittelbar folgende horizon­tale Zone niedrigeren Drucks. In dieser Zone besteht ein Druckgefälle vom Inneren des Faserbündels nach außen. Infolge des vorherrschenden Druckgradienten werden die Luft­ströme wiederum in eine im wesentlichen horizontale, radial nach außen gerichtete Richtung umgelenkt. Die durch die Berührung mit dem heißen Faserbündel aufgewärmte Luft wird nunmehr durch die Absaugeinrichtung aus dem Spinnraum abge­führt und abgeblasen. Die axiale Länge der Zonen höheren bzw. niederen Drucks kann z.B. 50 mm betragen. Es können auch mehr oder weniger derartige Zonen vorgesehen sein.1, the porous tube 6 is surrounded by a stack of annular chambers. The annular chambers 7.1, 7.2, 7.3 are charged with compressed air, so that these annular chambers form zones of higher pressure. Here, the air holes in the tube 6 act as blowing nozzles. An annular chamber 8.1 or 8.2 or 8.3 is located below each annular chamber 7.1 or 7.2 or 7.3. These annular chambers 8.1, 8.2, 8.3 are each connected to a suction system. The air holes in the tube 6 therefore act here as suction nozzles and form zones of low pressure. The air flow which arises in the interior of the fiber bundle is indicated by arrows. It can be assumed that the air streams blown into the fiber bundle from the outside inward meet radially. Therefore, an air build-up occurs in the center of the fiber bundle with an increase in the static pressure. As a result of this air build-up and the associated increase in the static pressure in the center of the fiber bundle, the air flows are first deflected in an axial direction. As a result of the same time effective influence of the thread speed, most of the air is deflected downwards. As a result, the air flows get into the immediately following horizontal zone of lower pressure. In this zone there is a pressure gradient from the inside of the fiber bundle to the outside. As a result of the prevailing pressure gradient, the air flows are in turn deflected in a substantially horizontal, radially outward direction. The air warmed up by contact with the hot fiber bundle is now discharged from the spinning chamber and blown off by the suction device. The axial length of the zones of higher or lower pressure can be, for example, 50 mm. More or less zones of this type can also be provided.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind wiederum Ring­kammern 7.1 bis 7.3 sowie 8.1 bis 8.3 aufeinandergeschich­tet. Die Ringkammern 7.1 bis 7.3 sind mit Druckluft be­schickt. Die Ringkammern 8.1 bis 8.3 sind mit einer Absau­gung verbunden. Daher bilden die Ringkammern 7.1 bis 7.3 Zonen höheren Drucks, in denen eine Radialströmung von außen nach innen auf das Faserbündel geblasen wird. Zwischen diesen Zonen höheren Drucks liegen jeweils Zonen niederen Drucks, in denen eine Luftströmung von innen nach außen durch das Faserbündel geführt wird. Zur Umlenkung der Luft­strömungen, die von außen nach innen radial in das Zentrum des Faserbündels geblasen werden, dient eine Säule 13 von Trenn- und Umlenkelementen. Wie auch aus Fig. 4 zu ersehen, steht die Säule auf einer sternförmigen Halterung 14. Die Halterung 14 ist an dem oberen Ende des Teleskoprohres befestigt. Die Halterungen sind so ausgebildet, daß sie den Fäden bzw. Fasern möglichst kein Hindernis bilden.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, annular chambers 7.1 to 7.3 and 8.1 to 8.3 are in turn stacked on one another. The annular chambers 7.1 to 7.3 are supplied with compressed air. The ring chambers 8.1 to 8.3 are connected to a suction system. The annular chambers 7.1 to 7.3 therefore form zones of higher pressure, in which a radial flow is blown onto the fiber bundle from the outside inwards. Between these zones of higher pressure there are zones of low pressure, in which an air flow is conducted from the inside to the outside through the fiber bundle. A column 13 of separating and deflecting elements serves to deflect the air flows which are blown radially from the outside inwards into the center of the fiber bundle. As can also be seen from FIG. 4, the column stands on a star-shaped holder 14. The holder 14 is fastened to the upper end of the telescopic tube. The brackets are designed so that they do not form an obstacle to the threads or fibers.

Jedes der Trenn- und Umlenkelemente besteht aus einer Trenn­scheibe 15, die den Innenquerschnitt des Faserbündels im wesentlichen ausfüllt. Diese Trennscheiben 15 verhindern, daß die radial von außen nach innen in das Faserbündel ein­geblasene Luft im nennenswerten Umfang über die benachbarte Zone niederen Drucks hinaus in axialer Richtung transpor­tiert wird. Zwischen jeweils zwei Trennscheiben liegen die Umlenkelemente 16. Es handelt sich hierbei um Thoroid­förmige Drehkörper, deren Erzeugende eine zur Drehachse des Körpers konkave Kurve ist. Durch diese Ausbildung der Umlenkelemente werden die radial in das Innere des Faserbün­dels geblasenen und auf die Umlenkelemente auftreffenden Luftströme in ihrer Richtung um im wesentlichen 180° umge­kehrt, so daß sie wieder radial nach außen austreten.Each of the separating and deflecting elements consists of a separating disc 15 which essentially fills the inner cross section of the fiber bundle. These cutting discs 15 prevent that the air blown radially from the outside into the fiber bundle is transported to an appreciable extent in the axial direction beyond the adjacent zone of low pressure. The deflection elements 16 lie between each two cutting disks. These are thoroid-shaped rotating bodies, the generatrix of which is a curve concave to the axis of rotation of the body. By this design of the deflecting elements, the air flows blown radially into the interior of the fiber bundle and impinging on the deflecting elements are reversed in their direction by essentially 180 °, so that they emerge again radially outwards.

Die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 und 2 eignen sich insbesondere auch für sonstige Behandlungen. So kann z.B. in die Ringkammer 7.1 erhitzte Luft eingeführt werden, die sodann über Ringkammer 8.1 wieder abgesaugt wird. Hier­durch erfolgt eine Temperung des Fadens. Zur Abschreckung kann sodann über die Ringkammer 7.2 Kühlluft mit einem Wassernebel eingeblasen werden. Diese Kühlluft mit Wasser­nebel wird über Ringkammer 8.2 abgesaugt. Die weitere Ring­kammer 7.3 wird mit normaler trockener Kühlluft beschickt. Diese Kühlluft wird über Ringkammer 8.3 abgezogen.The exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 are also particularly suitable for other treatments. For example, heated air is introduced into the annular chamber 7.1, which is then sucked off again via the annular chamber 8.1. As a result, the thread is tempered. As a deterrent, cooling air can then be blown in with a water mist via the annular chamber 7.2. This cooling air with water mist is sucked out through the ring chamber 8.2. The further annular chamber 7.3 is charged with normal dry cooling air. This cooling air is drawn off via the ring chamber 8.3.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird das Rohr 6 von Ringkammern 8.1, 8.2, 8.3 umgeben. Die Ringkammern sind jeweils mit Abstand voneinander angeordnet. Hier sind auf dem Außenumfang des Rohres 6 Zonen 17.1, 17.2, 17.3 mit Atmosphärendruck gebildet. Die Ringkammern 8.1 bis 8.3 liegen an einer Absaugeinrichtung. Daher bilden die Ringkam­mern 8.1 Saugdüsen mit Zonen niederen Drucks. In den Zonen höheren - d.h. atmosphärischen Drucks - könnte das Rohr auch fehlen. Es dient hier lediglich dem mechanischen Aufbau der Kühlstrecke. Zentrisch im Inneren des Rohres 6 ist wiederum eine Säule 13 von Trenn- und Umlenkelementen angebracht. Die Trennscheiben 15 dienen dem Zweck, die Zonen höheren und niederen Drucks einander paarweise zuzuordnen und vom nächsten Paar in axialer Richtung zu trennen. Dadurch soll vermieden werden, daß die Kühlluft in größeren Mengen in axialer Richtung vom Faserbündel mitgeschleppt wird. Ferner­hin besteht das Trenn- und Umlenkelement aus Umlenkkörpern 16. Dabei handelt es sich um Drehkörper, deren Drehachse zentrisch zur Spinndüse und zum Rohr 6 liegt und deren Erzeugende eine zur Drehachse konvexe Kurve, z.B. Parabel oder Kreisstück, ist. Die Umlenkelemente dienen dem Zweck, die Luft aus den Zonen höheren Drucks axial in die Zonen niederen Drucks und dort radial nach außen umzulenken.3, the tube 6 is surrounded by annular chambers 8.1, 8.2, 8.3. The annular chambers are each spaced apart. Here 6 zones 17.1, 17.2, 17.3 with atmospheric pressure are formed on the outer circumference of the tube. The ring chambers 8.1 to 8.3 are located on a suction device. Therefore, the ring chambers 8.1 form suction nozzles with zones of low pressure. In the zones of higher - ie atmospheric pressure - the pipe could also be missing. It is only used for the mechanical construction of the cooling section. A column 13 of separating and deflecting elements is in turn attached centrally in the interior of the tube 6. The cutting discs 15 serve the purpose of higher and higher zones to assign the lower pressure to one another in pairs and to separate them from the next pair in the axial direction. This is to prevent the cooling air from being dragged along in the axial direction by the fiber bundle in larger quantities. Furthermore, the separating and deflecting element consists of deflecting bodies 16. These are rotating bodies, the axis of rotation of which is centered on the spinneret and the tube 6 and the generatrix of which is a curve convex to the axis of rotation, for example a parabola or circular piece. The deflection elements serve the purpose of deflecting the air axially from the zones of higher pressure into the zones of low pressure and radially outwards there.

Im sämtlichen Ausführungsfbeispielen ist der Fallschacht 11 im Etagenboden 12 befestigt. Am Fallschacht ist ein Tele­skoprohr 10 befestigt, dessen Außenumfang im wesentlichen dem Innenumfang des porösen Rohres 6 entspricht. Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 3 sitzt auf dem Tele­skoprohr 10 auf Halterungen 14 das Trenn- und Umlenkelement 13. Das poröse Rohr 6 mit den darum herum liegenden Ringkam­mern 7.1 bis 7.3 bzw. 8.1 bis 8.3 ist auf einer Trageinrich­tung 9 gelagert. Diese Trageinrichtung kann auf- und abbe­wegt werden. Dabei schiebt sich das poröse Rohr 6 über das Teleskoprohr 10. Durch die Bewegung des porösen Rohres nach unten kann die Spinndüse 1 zur Wartung und zum Anspinnen freigelegt werden. Dabei wird der Bewegungsweg und das Tele­skoprohr 10 so lang ausgebildet, daß bei den Ausführungsbei­spielen nach Fig. 2 und 3 die Halterung 14 freigelegt werden kann. Damit ist gewährleistet, daß beim Anspinnen keine Fasern an der Halterung 14 hängenbleiben.In all of the exemplary embodiments, the chute 11 is fastened in the floor 12. A telescopic tube 10 is attached to the chute, the outer circumference of which essentially corresponds to the inner circumference of the porous tube 6. In the exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 3, the separating and deflecting element 13 is seated on supports 14 on the telescopic tube 10. The porous tube 6 with the annular chambers 7.1 to 7.3 and 8.1 to 8.3 around it is mounted on a support device 9. This carrying device can be moved up and down. The porous tube 6 slides over the telescopic tube 10. By moving the porous tube downward, the spinneret 1 can be exposed for maintenance and for piecing. The path of movement and the telescopic tube 10 are made so long that in the exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 3 the holder 14 can be exposed. This ensures that no fibers get caught on the holder 14 during piecing.

Es ist ersichtlich, daß das Rohr 6 vor allem dem mecha­nischen Aufbau der Kühlstrecke dient. Statt des Rohrs können andere Mittel vorgesehen sein, um Zonen höheren und niederen Drucks mit Blas- und/oder Saugdüsen zu bilden. Das kommt insbesondere dann in Betracht, wenn die Blas- bzw. Saugdüsen als Ringschlitze der Ringzonen ausgebildet werden sollen. In diesem Falle könnten die Ringkammern z.B. zu einem selbsttragenden Stapel aufeinandergeschichtet und mitein­ander verbunden werden.It can be seen that the tube 6 is mainly used for the mechanical construction of the cooling section. Instead of the tube, other means can be provided in order to form zones of higher and lower pressure with blowing and / or suction nozzles. This is particularly important when the blowing or suction nozzles should be designed as ring slots of the ring zones. In this case the annular chambers could be stacked on top of one another and connected to one another, for example to form a self-supporting stack.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNGREFERENCE SIGN LISTING

  • 1 Spinndüse, Ringspinndüse1 spinneret, ring spinneret
  • 2 Fasern2 fibers
  • 3 Düsenpaket3 nozzle pack
  • 4 Isolierkörper4 insulating bodies
  • 5 Kühlstrecke5 cooling section
  • 6 poröses Rohr6 porous tube
  • 7.1 )7.1)
  • 7.2 ) Blasdüse, Ringkämmer, Zone höheren Drucks7.2) Blow nozzle, ring combs, zone of higher pressure
  • 7.3 )7.3)
  • 8.1 )8.1)
  • 8.2 ) Saugdüse, Ringkammer, Zone niederen Drucks8.2) Suction nozzle, ring chamber, zone of low pressure
  • 8.3 )8.3)
  • 9 Trageinrichtung9 carrying device
  • 10 Teleskoprohr10 telescopic tube
  • 11 Fallschacht11 chute
  • 12 Etagenboden12 floors
  • 13 Trenn- und Umlenkelement, Säule13 separating and deflecting element, column
  • 14 Halterung14 bracket
  • 15 Trennscheibe, Trennelement15 cutting disc, separating element
  • 16 Umlenkkörper, Umlenkelement16 deflecting body, deflecting element
  • 17.1 )17.1)
  • 17.2 )Einblaszone17.2) Injection zone
  • 17.3 )17.3)

Claims (5)

1. Spinnverfahren für Chemiefasern,
bei dem die Fasern aus einer Ringdüse austreten und bei dem das Faserbündel durch radial gerichtete Ströme von Behandlungsmitteln, Kühlmitteln, insbesondere Gas- oder Damfströme (Ströme), abgekühlt wird,
Kennzeichen:
Die Ströme von Behandlungsmitteln, Kühlmitteln, insbe­sondere Gas- oder Dampfströme (Ströme), werden abwechselnd in einer Normalebene des Faserbündels radial von außen nach innen geführt, dort in eine benachbarte Normalebene umgelenkt und in dieser benachbarten Normalebene nach außen geführt.1. spinning process for man-made fibers,
in which the fibers emerge from an annular nozzle and in which the fiber bundle is cooled by radially directed streams of treatment agents, coolants, in particular gas or steam streams (streams),
Mark:
The streams of treatment agents, coolants, in particular gas or steam streams (streams) are alternately guided radially from the outside inwards in a normal plane of the fiber bundle, deflected there into an adjacent normal plane and led outwards in this adjacent normal plane. 2. Spinnverfahren nach Anspruch 1,
Kennzeichen:
In den benachbarten Normalebenen wird auf dem Außenum­fang des Faserbündels abwechselnd eine ringförmige Blasströmung von außen nach innen und eine ringförmige Saugströmung von innen nach außen erzeugt.2. Spinning process according to claim 1,
Mark:
In the adjacent normal planes, an annular blow flow from the outside in and an annular suction flow from the inside out are alternately generated on the outer circumference of the fiber bundle. 3. Spinnverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
Kennzeichen:
Innerhalb des Faserbündels ist eine Säule (13) aus rota­tionssymmetrischen Trennelementen (15) und dazwischen liegenden Umlenkelementen (16) zur Umlenkung der Luft­strömungen aus der Richtung radial von außen nach innen in eine benachbarte Normalebene und dort in Richtung von innen nach außen.3. spinning process according to claim 1 or 2,
Mark:
Within the fiber bundle is a column (13) made of rotationally symmetrical separating elements (15) and intermediate deflecting elements (16) for deflecting the air flows from the direction radially from the outside in to an adjacent normal plane and there in the direction from the inside out. 4. Spinnverfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Umlenkelemente (16) als Drehkörper ausgebildet sind, deren Drehachse in der Achse der Ringdüse (1) liegt und deren Erzeugende eine zur Drehachse hin konvexe Kurve, z.B. Kreisbogen oder Parabelbogen, ist.4. spinning process according to claim 3,
characterized in that
the deflection elements (16) are designed as rotating bodies, the axis of rotation of which lies in the axis of the ring nozzle (1) and the generatrix of which is a curve convex toward the axis of rotation, for example a circular arc or parabolic arc. 5. Spinnverfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
von einem Paar von Normalebenen zum nächsten unter­schiedliche Kühl- oder Behandlungsmittel zugeführt bzw. abgeführt werden.5. spinning process according to one of the preceding claims,
characterized in that
from a pair of normal levels to the next different coolants or treatment agents are supplied or removed.
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