EP0349889A2 - Spinnverfahren und Vorrichtung zur Durchführung desselben - Google Patents
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- EP0349889A2 EP0349889A2 EP89111728A EP89111728A EP0349889A2 EP 0349889 A2 EP0349889 A2 EP 0349889A2 EP 89111728 A EP89111728 A EP 89111728A EP 89111728 A EP89111728 A EP 89111728A EP 0349889 A2 EP0349889 A2 EP 0349889A2
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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
- 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
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
- D01F6/62—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters
Definitions
- the present invention relates to a method and an apparatus for producing synthetic fibers of particularly high uniformity and high dynamic efficiency, in which the freshly spun filaments are cooled by central blowing.
- EP-A-40 482 and EP-A-50 483 melt spinning processes are known in which the filaments are also cooled immediately after exiting the nozzle plate by central blowing and in which immediately after the blowing, the filaments are also subjected to a central preparation.
- the preparation is applied through a central sliding body wetted with the preparation, over which the circular filament sheet slides, or through a centrally located, radially spraying spray nozzle.
- polyester filaments are melt-spun, then passed through a heating zone below the surface of the nozzle and then cooled by central blowing.
- the aim of this process is a polyester yarn with an improved uniformity of its physical properties, in particular the Uster values and the strength measured over the cross section of a filament strand.
- the heating zone through which the filaments pass immediately after exiting the spinning plate is 15 to 60 cm long and has a temperature of 260 to 460 ° C.
- polyester yarns obtained in this way have high values of thermal shrinkage, which for some areas of application such as difficulties for the manufacture of tire cords.
- the present invention therefore relates to a spinning device which can be used to carry out a stable and reproducible process for producing very uniform, high-strength synthetic fibers which have low shrinkage and low elongation and thus high dynamic efficiency.
- the spinning device consists of an annular spinneret, a blowing candle arranged centrally at a distance below the spinning plate and an annular slot diaphragm arranged between the spinning plate and the upper edge of the blowing candle.
- a ring spinneret in the sense of the present invention is a spinneret whose spinning plate has a zone in the center which is free of bores.
- the zone in which there are holes thus has the shape of a frame surrounding the hole-free zone, i.e. a self-contained, not necessarily circular, ring surface.
- FIG. 1 shows schematically the spinning plate of an annular spinneret with an approximately square annular surface (2) having the bores (3).
- the area containing the bores can e.g. be square, rectangular, polygonal or oval and have a correspondingly smaller hole-free zone of square, rectangular, polygonal or oval shape in their center.
- the width of the ring surface containing the bores is approximately the same in all directions.
- Such a design ensures a particularly even cooling of all spun filaments guaranteed.
- the uniform cooling of all filaments is also favored if the ring surface has the highest possible central symmetry.
- a circular ring surface is therefore particularly preferred.
- the spinning bores can be uniformly distributed within the ring surface in a manner known per se. It is particularly expedient to arrange the spinning bores on self-contained lines, and correspondingly on circular lines in the case of a circular ring surface.
- a preferred ring spinneret is therefore one which has 1 to 10, preferably 1-4, nozzle hole circles.
- a spinneret with 2 or 3 hole circles is particularly preferred, in which the nozzle holes of the individual hole circles are arranged “on a gap”.
- FIG. 2 schematically shows the bottom view of such a ring spinneret preferred for the construction of the spinning device according to the invention.
- the nozzle holes (3) are arranged on concentric circles (2a), the smallest of which has the diameter d i , the largest of which has the diameter d a .
- the blow-on candle used in the method according to the invention has a structure known per se. It consists of a tubular hollow body made of gas-permeable material, for example sintered metal, which is closed on one side and to which the cooling air flow is supplied from the other side.
- the diameter of the blowing candle naturally depends on the diameter d i des smallest nozzle hole circle together.
- the length of the blow-on candle is usually 500 to 1500, preferably 800 to 1300 mm.
- the distance between the spinning plate and the upper edge of the blowing candle is advantageously between 50 and 500 mm, preferably 100 to 200 mm.
- the annular slit diaphragm arranged between the spinning plate and the upper edge of the blowing candle is a plate which has a slit which is closed in itself.
- the slot of the ring slot diaphragm does not necessarily have to be circular. Rather, its shape is similar to the shape of the annular surface of the annular spinneret provided with spinning bores.
- FIG. 3 schematically shows a top view of such a preferred ring slot diaphragm with a circular slot.
- the inner edge of the ring slot (7) is formed by the inner part (5) of the ring slot diaphragm, which consists of a circular plate with the diameter d p .
- the outer part (6) of the ring slot diaphragm which forms the outer edge of the ring slot, consists of a plate with a circular cutout, with the diameter d r , wherein d r is greater than d p and the slot width s is accordingly (d r -d p ) / 2.
- the dimensions of the ring slit diaphragm naturally also depend on the arrangement of the spinneret holes, ie on the diameters d i and d a of the smallest and largest hole circle in the spinning plate.
- d p (0.5 to 1.0) ⁇ d i , preferably (0.7 to 0.8) ⁇ d i .
- s (1.0 to 4.5) ⁇ (d a -d i ), preferably (3.0 to 4.0) ⁇ (d a -d i ).
- the distance A b of the ring slit diaphragm from the spinning plate is related to the distance A k of the spinning plate from the upper edge of the blowing candle.
- the ring slit diaphragm should be dimensioned in such a way that the smallest possible ring slit (i.e. with the smallest possible s) is provided, which is just wide enough to allow all spun filaments to pass through without interference.
- the inner part of the ring slot diaphragm is separated from the outer part by the slot.
- the outer part of the ring slot diaphragm can be attached, for example, in the usual way by means of a flange at the desired distance below the spinneret, while the inner part is fastened by means of a spacer either in the center of the spinneret or on the blowing candle so that it lies in the plane of the outer part of the ring slot diaphragm .
- any sufficiently temperature-resistant material such as metal, ceramic or even high-temperature-resistant plastic, can be used as the material for the ring slot diaphragm.
- a ring slit diaphragm is preferred which is made of a heat-insulating material or which is coated with such a material.
- a ring slit diaphragm can be made of metal and coated with a bonded mineral fiber fleece for thermal insulation.
- the cooling air is supplied from the side in a manner known per se at the lower end of the blow candle.
- the air supply ducts expediently have the shape of a flat tube, ie they do not have a round, but an extremely elliptical or rectangular cross section with a long axis which is 5 to 10 times the short axis.
- These air supply ducts are installed with the long cross-sectional axis in the direction of the thread running direction.
- the strong cooling of the filaments in the area of the blowing candle leads to trouble-free running of the filaments.
- the air supply ducts are preferably provided with a low-friction surface, for example with a matt chrome plating or a coating with fluoropolymers.
- the spinning device according to the invention shows its particular advantages when spinning take-off speeds of over 2000 m / min. is worked.
- the present invention therefore also relates to a spinning process for producing very uniform high-strength yarns with low shrinkage and low elongation, in which the spinning device described above is used and at spinning take-off speeds of more than 2000 m / min., Preferably at 2500 to 4000 m / min. is worked.
- the filaments spun according to the invention can be further processed directly afterwards or in a separate process step in a manner known per se, in particular in a customary manner, optionally in one or more stages at elevated temperature.
- polyesters are used whose i.V., measured in o-chlorophenol / phenol (50/50) at 25 ° C., is above 0.7 dl / g, in particular above 0.8 dl / g.
- spun threads are obtained whose filaments within the thread bundle are more uniform than before.
- the heat is dissipated quickly and evenly, so that short lengths of the spinning shaft are also possible.
- An additional heating device to delay the cooling of the spun filaments is not necessary in the method according to the invention and is also not desirable. Such a device would destroy the high pre-orientation of the filaments desired here.
- Another surprising advantage is that with a cylinder-symmetrical blowing from the inside to the outside in connection with the ring slot diaphragm already at 2600 m / min. Spinning take-off speed the same pre-orientation of the filaments is achieved, which can only be achieved with cross-blowing at a spinning take-off speed of 3000 m / min.
- a spinning device according to the invention (FIG. 4) is used for the following exemplary embodiment.
- this has an annular spinneret (8) which has two concentric circles with a total of 200 spinning bores (3) lying on a gap.
- the smaller circle of holes has a diameter d i of 166 mm, the larger of 177 mm.
- annular slot cover (4) made of 2 mm thick VA sheet with a layer made of 5 mm thick rock wool fleece.
- the inner edge of the circular slot has a diameter of 120 mm, the slot width is 40 mm.
- the inner part (5) of the screen is attached to the blowing nozzle with a spacer (10) 30 mm long.
- the cooling air is supplied from the side through an upright, flat tube (13) tapered at the upper edge, the cross section of which is illustrated in FIG. 5, with a height of 600 mm and a maximum width of 60 mm.
- the yarn obtained is then drawn at a drawing temperature of 265 ° C. in a ratio of 1: 3.11.
- the filament yarn obtained in this way can be processed further in the usual way, for example twisted, textured or, combined into cables, cut into staple fibers.
- the data of the filaments obtained are: Titer: 1440 dtex f 200
- the filaments show an excellent uniformity of the textile data compared to conventionally produced yarns over the yarn cross section.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Synthesefasern von besonders hoher Gleichmäßigkeit und hoher dynamischer Tüchtigkeit, bei dem die frisch ersponnenen Filamente durch eine Zentralanblasung abgekühlt werden.
- Aus der DE-C 1 278 684 und der US-A-3 259 681 sind bereits Schmelzspinnverfahren bekannt, bei denen die Filamente unmittelbar nach dem Austritt aus der Düsenplatte durch eine Zentralanblasung abgekühlt werden. Bei diesen bekannten Verfahren werden die Filamente aus einer Spinndüse ersponnen, deren Düsenlöcher auf einem oder mehreren konzentrischen Kreisen angeordnet sind, wobei der Durchmesser des kleinsten Düsenlochkreises ausreichend groß ist, um unterhalb des Mittelpunktes der Spinndüse eine Anblaskerze zu installieren. Diese Anblaskerze besteht aus einem rohrförmigen Hohlkörper, aus einem porösen gasdurchlässigen Material, der einseitig verschlossen ist und dem von der anderen Seite die Kühlluft zugeführt wird. Im Betrieb entsteht hierbei ein radial nach außen gerichteter Kühlluftstrom, der den nur wenige "Schichten" (entsprechend der Anzahl der konzentrischen Düsenlochkreise) starken, die Blaskerze umhüllenden, abwärts bewegten Filamentvorhang durchdringt. Durch diese Anordnung soll der Kühleffekt erheblich gesteigert werden und es wurde auch erwartet, daß dadurch die Kühlung der einzelnen Filamentschichten vergleichmäßigt wird. In der Praxis zeigt es sich jedoch, daß die Zentralanblasung keine ausreichend gleichmäßigen Filamente liefert und es oft zu Betriebsstörungen durch Filamentbruch kommt.
- Aus der US-A-4 414 169 ist ein Verfahren bekannt zur Herstellung von hochbelastbaren Polyester-Multifilamentgarnen. Bei diesem Verfahren werden die Filamente unmittelbar unter der Spinndüse durch Anblasen abgekühlt und unter relativ hoher Spannung abgezogen. Anschließend werden die Filamente zweistufig verstreckt. Bei diesem Verfahren kann die unmittelbar unter der Spinndüse einsetzende Anblasung der Filamente auch durch einen, dem Filamentbündel zentral zugeführten, auswärts gerichteten Gasstrom erfolgen. Auch bei diesem Verfahren läßt die Gleichmäßigkeit der durch Zentralanblasung abgekühlten Filamente jedoch erheblich zu wünschen übrig und bei der Produktion ergeben sich zu häufig Filamentbrüche.
- Aus der DE-A-36 29 731, der EP-A-40 482 und der EP-A-50 483 sind Schmelzspinnverfahren bekannt, bei denen die Filamente ebenfalls unmittelbar nach dem Austritt aus der Düsenplatte durch eine Zentralanblasung abgekühlt werden und bei denen unmittelbar nach der Anblasung eine ebenfalls zentrale Beaufschlagung der Filamente mit einer Präparation erfolgt. Die Präparation wird dabei durch einen zentralen, mit der Präparation benetzten, Gleitkörper über den die kreisförmige Filamentschar gleitet, oder durch eine zentral gelegene, radialsprühende Sprühdüse aufgebracht.
- Diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen haben ebenfalls den Nachteil, daß die erhaltenen Filamente für viele Anwendungen nicht gleichmäßig genug sind und zu häufig Betriebsstörungen durch Filamentbruch auftreten.
- Ein Vorschlag, die Gleichmäßigkeit von Polyesterfilamenten zu verbessern, ist aus der US-A-3 858 386 bekannt. Dort werden Polyesterfilamente schmelzgesponnen, dann durch eine Heizzone unterhalb der Düsenoberfläche geführt und anschließend durch eine Zentralanblasung abgekühlt. Das Ziel dieses Verfahrens ist ein Polyestergarn mit einer verbesserten Gleichmäßigkeit seiner physikalischen Eigenschaften, insbesondere der Uster-Werte und der Festigkeit gemessen über den Querschnitt eines Filamentstrangs. Die Heizzone, die die Filamente unmittelbar nach dem Austritt aus der Spinnplatte durchlaufen, ist 15 bis 60 cm lang und hat eine Temperatur von 260 bis 460°C.
- Die so erhaltenen Polyestergarne weisen jedoch hohe Werte des Thermoschrumpfs auf, was für manche Einsatzgebiete wie z.B. für die Herstellung von Reifencorden, Schwierigkeiten bereitet.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb eine Spinnvorrichtung, mit der ein stabiles und gut reproduzierbares Verfahren zur Herstellung sehr gleichmäßiger, hochfester Synthesefasern, die einen geringen Schrumpf und eine geringe Dehnung und damit eine hohe dynamische Tüchtigkeit haben, ausgeführt werden kann.
- Die erfindunsgemäße Spinnvorrichtung besteht aus einer Ringspinndüse, einer im Abstand unterhalb der Spinnplatte zentral angeordneten Anblaskerze und einer zwischen Spinnplatte und Oberkante der Anblaskerze angeordneten Ringschlitzblende.
- Im folgenden wird auf die Figuren 1 bis 5 Bezug genommen.
- Figur 1 zeigt schematisch eine Aufsicht auf die Spinnplatte (1) einer Ringspinndüse mit einer etwa quadratischen, die Spinnbohrungen (3) aufweisenden Ringfläche (2).
- Figur 2 zeigt schematisch eine Aufsicht auf die Spinnplatte (1) einer bevorzugten Ringspinndüse mit auf 3 konzentrischen Kreisen (2a) angeordneten Spinnbohrungen (3).
- Figur 3 zeigt schematisch eine Aufsicht auf eine Ringschlitzblende (4) mit dem von dem Innenteil (5) und dem Außenteil (6) gebildeten kreisförmigen Schlitz (7).
- Figur 4 zeigt schematisch einen senkrechten Schnitt durch eine erfindungsgemäße Spinnvorrichtung mit der Spinndüse (8), den Spinnbohrungen (3), den daraus extrudierten Filamenten (9), der Ringschlitzblende (4), deren Innenteil (5) mittels eines Distanzstückes (10) an der Anblaskerze (11) befestigt ist. Der Mantel (12) der Anblaskerze besteht aus einem porösen, gasdurchlässigen Material; die Kühlluftzufuhr erfolgt durch das Flachrohr (13).
- Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch das Flachrohr (13).
- Eine Ringspinndüse im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Spinndüse, deren Spinnplatte im Zentrum eine Zone aufweist, die frei ist von Bohrungen. Die Zone, in der Bohrungen vorhanden sind, hat damit die Form eines die bohrungsfreie Zone umgebenden Rahmens, d.h. einer in sich geschlossenen, nicht notwendigerweise kreisförmigen, Ringfläche.
- Die Figur 1 zeigt schematisch die Spinnplatte einer Ringspinndüse mit einer etwa quadratischen, die Bohrungen (3) aufweisenden Ringfläche (2).
- Die Bohrungen enthaltende Fläche kann z.B. quadratisch, rechteckig, polygonal oder oval sein und in ihrem Zentrum eine entsprechend kleinere bohrungsfreie Zone quadratischer, rechteckiger, polygonaler bzw. ovaler Form aufweisen.
- Zweckmäßigerweise ist die Breite der die Bohrungen enthaltenden Ringfläche, vom Zentrum aus in radialer Richtung gemessen, in allen Richtungen etwa gleich. Durch eine solche Bemessung wird eine besonders gleichmäßige Abkühlung aller ersponnenen Filamente gewährleistet. Die gleichmäßige Abkühlung aller Filamente wird auch begünstigt, wenn die Ringfläche eine möglichst hohe Zentralsymmetrie aufweist. Besonders bevorzugt ist daher eine kreisförmige Ringfläche.
- Innerhalb der Ringfläche können die Spinnbohrungen in an sich bekannter Weise gleichmäßig verteilt sein. Besonders zweckmäßig ist eine Anordnung der Spinnbohrungen auf in sich geschlossenen Linien, bei kreisförmiger Ringfläche dementsprechende auf Kreislinien.
- Eine bevorzugte Ringspinndüse ist daher eine solche, die 1 bis 10, vorzugsweise 1 - 4, Düsenlochkreise aufweist. Besonders bevorzugt ist eine Spinndüse mit 2 oder 3 Lochkreisen, bei der die Düsenlöcher der einzelnen Lochkreise "auf Lücke" angeordnet sind.
- Die Figur 2 zeigt schematisch die Ansicht einer solchen für den Aufbau der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung bevorzugten Ringspinndüse von unten. Die Düsenlöcher (3) sind auf konzentrischen Kreisen (2a) angeordnet, deren kleinster den Durchmesser di, deren größter den Durchmesser da hat.
- Die folgenden Ausführungen werden der Einfachheit halber auf den Einsatz einer solchen Ringspinndüse mit einer kreisförmigen, die Bohrungen aufweisenden Ringfläche abgestellt. Der Fachmann kann alle Angaben leicht auf nicht kreisförmige Ringspinndüsen übertragen.
- Die beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Anblaskerze hat einen an sich bekannten Aufbau. Sie besteht aus einem rohrförmigen Hohlkörper aus gasdurchlässigem Material z.B. Sintermetall, der einseitig verschlossen ist und dem von der anderen Seite der Kühlluftstrom zugeführt wird. Der Durchmesser der Anblaskerze hängt naturgemäß mit dem Durchmesser di des kleinsten Düsenlochkreises zusammen. In der Regel beträgt der Durchmesser D der Anblaskerze
D = (0,5 - 1,0)·di vorzugsweise (0,7 - 0,8)·di
und hat einen Betrag von 45 bis 180 mm. Die Länge der Anblaskerze beträgt in der Regel 500 bis 1500, vorzugsweise 800 bis 1300 mm. - Der Abstand zwischen der Spinnplatte und der Oberkante der Anblaskerze beträgt zweckmäßigerweise zwischen 50 und 500 mm, vorzugsweise 100 bis 200 mm.
- Die zwischen Spinnplatte und Oberkante der Anblaskerze angeordnete Ringschlitzblende ist eine Platte, die einen in sich geschlossenen Schlitz aufweist. Auch der Schlitz der Ringschlitzblende muß nicht notwendigerweise kreisförmig sein. Seine Form ist vielmehr der Form der mit Spinnbohrungen versehenen Ringfläche der Ringspinndüse ähnlich.
- In Verbindung mit einer bevorzugten Ringspinndüse mit einer Anordnung der Spinnbohrungen innerhalb einer kreisförmigen Ringfläche (entsprechend Fig. 2) wird natürlich auch eine Ringschlitzblende mit kreisförmigem Ringschlitz eingesetzt. Auch die folgenden, auf eine solche bevorzugte Ringschlitzblende bezogenen Angaben sind leicht auf andere Ausführungsformen mit nicht kreisförmigen Ringschlitzen zu übertragen.
Die Figur 3 zeigt schematisch eine Aufsicht auf eine solche bevorzugte Ringschlitzblende mit kreisförmigem Schlitz. Der innere Rand des Ringschlitzes (7) wird gebildet durch den Innenteil (5) der Ringschlitzblende, welcher aus einer kreisförmigen Platte mit dem Durchmesser dp besteht. Der Außenteil (6) der Ringschlitzblende, welcher den äußeren Rand des Ringschlitzes bildet, besteht aus einer Platte mit einem kreisförmigen Ausschnitt, mit dem Durchmesser dr, wobei dr größer ist als dp und die Schlitzbreite s dementsprechend (dr-dp)/2 ist. Die Dimensionen der Ringschlitzblende hängen naturgemäß auch von der Anordnung der Spinndüsenlöcher, d.h. von den Durchmessern di und da des kleinsten und des größten Lochkreises in der Spinnplatte ab. Zweckmäßigerweise beträgt dp = (0,5 bis 1,0)· di ,vorzugsweise (0,7 bis 0,8) ·di. - Für die Schlitzbreite s gilt zweckmäßigerweise folgender Zusammenhang:
s = (1,0 bis 4,5)·(da-di), vorzugweise (3,0 bis 4,0)·(da-di). - In der Regel werden in der Praxis für di und da die folgenden Dimensionen gewählt:
di = 50 bis 200 mm, vorzugsweise 50 - 180;
da = 55 bis 205 mm. - Der Abstand Ab der Ringschlitzblende von der Spinnplatte hängt mit dem Abstand Ak der Spinnplatte von der Oberkante der Anblaskerze zusammen. Zweckmäßigerweise wird die Ringschlitzblende in einem Abstand
Ab = (0,3 bis 0,8)·Ak, vorzugsweise (0,4 bis 0,7)·Ak
unterhalb der Spinnplatte angeordnet. - Generell soll die Ringschlitzblende so dimensioniert werden, daß ein möglichst schmaler Ringschlitz (d.h. mit möglichst kleinem s) vorgesehen wird, der gerade breit genug ist, um alle ersponnenen Filamente störungsfrei passieren zu lassen.
- Der Innenteil der Ringschlitzblende ist vom Außenteil durch den Schlitz getrennt. Im Prinzip ist es möglich, Innenteil und Außenteil durch sehr schmale Stege so miteinander zu verbinden, daß der Innenteil in der Ebene des Außenteiles liegt. Bevorzugt ist es jedoch, Innenteil und Außenteil getrennt in der Spinnvorrichtung zu installieren. Der Außenteil der Ringschlitzblende kann beispielsweise in üblicher Weise durch einen Flansch im gewünschten Abstand unterhalb der Spinndüse angebracht werden, während der Innenteil mittels eines Abstandhalters entweder im Zentrum der Spinndüse oder aber an der Anblaskerze so befestigt wird, daß er in der Ebene des Außenteils der Ringschlitzblende liegt. Als Material für die Ringschlitzblende kommt jeder ausreichend temperaturbeständige Werkstoff wie z.B. Metall, Keramik oder auch hochtemperaturfester Kunststoff in Betracht. Bevorzugt wird eine Ringschlitzblende, die aus einem wärmeisolierenden Material hergestellt ist, oder die mit einem solchen beschichtet ist. Beispielsweise kann eine Ringschlitzblende aus Metall hergestellt, und mit einer Auflage aus einem gebundenen Mineralfaservlies zur Wärmeisolierung belegt werden.
- In einer konstruktiv besonders günstigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung erfolgt die Zufuhr der Kühlluft in an sich bekannter Weise am unteren Ende der Blaskerze von der Seite her. Die Luftzuführungskanäle haben dabei zweckmäßigerweise die Form eines Flachrohres, d.h. sie haben keinen runden sondern einen extrem elliptischen oder rechteckigen Querschnitt mit einer langen Achse, die das 5-bis 10-fache der kurzen Achse beträgt. Diese Luftzuführungskanäle werden mit der langen Querschnittsachse in Richtung der Fadenlaufrichtung montiert. Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß trotz der seitlichen Luftzuführung keine Aufspaltung des Filamentbündels notwendig ist, wie sie in der US-A 3 858 386 beschrieben wird. Die starke Abkühlung der Filamente im Bereich der Anblaskerze führt zu einem störungsfreien Lauf der Filamente. Vorzugsweise werden die Luftzuführkanäle mit einer Oberfläche geringer Reibung versehen, wie z.B. mit einer Mattverchromung oder einer Beschichtung mit Fluorpolymeren.
- Besonders bevorzugt sind solche erfindungsgemäße Spinnvorrichtungen, die eine Kombination mehrerer bevorzugter Merkmale aufweisen.
- Die erfindungsgemäße Spinnvorrichtung zeigt ihre besonderen Vorteile dann, wenn mit Spinnabzugsgeschwindigkeiten von über 2000 m/min. gearbeitet wird.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Spinnverfahren zur Herstellung sehr gleichmäßiger hochfester Garne mit geringem Schrumpf und geringer Dehnung, bei dem die oben beschriebene Spinnvorrichtung eingesetzt und bei Spinnabzugsgeschwindigkeiten von mehr als 2000 m/min., vorzugsweise bei 2500 bis 4000 m/min. gearbeitet wird.
- Die erfindungsgemäß ersponnenen Filamente können direkt anschließend oder in einem separaten Verfahrensschritt in an sich bekannter Weise weiterverarbeitet, insbesondere in üblicher Weise, ggf. bei erhöhter Temperatur ein- oder mehrstufig verstreckt werden.
- Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erhalten, wenn Polyester eingesetzt werden deren i.V., gemessen in o-Chlorphenol/Phenol (50/50) bei 25°C, über 0,7 dl/g, insbesondere über 0,8 dl/g liegt.
- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Spinnfäden erhalten, deren Filamente innerhalb des Fadenbündels gleichmäßiger sind als bisher. Die Wärme wird gleichmäßig und schnell abgeführt und so werden darüberhinaus auch kurze Baulängen des Spinnschachtes möglich. Eine zusätzliche Heizvorrichtung zur Verzögerung der Abkühlung der ersponnenen Filamente ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich und auch nicht erwünscht. Eine solche Vorrichtung würde die hier gewünschte hohe Vororientierung der Filamente zunichte machen.
- Ein weiterer überraschender Vorteil ist, daß mit einer zylindersymmetrischen Anblasung von innen nach außen in Verbindung mit der Ringschlitzblende bereits bei 2600 m/min. Spinnabzugsgeschwindigkeit die gleiche Vororientierung der Filamente erreicht wird, die bei einer Queranblasung erst bei einer Spinnabzugsgeschwindigkeit von 3000 m/min erreicht werden kann.
- Bei der anschließenden Verstreckung der erfindungsgemäß ersponnenen Filamente erhält man Filamentgarne oder Fasern mit guter Festigkeit, mit einer niedrigen Summe von Bezugsdehnung und Schrumpf und mit einer hohen dynamischen Tüchtigkeit.
- Für das folgende Ausführungsbeispiel wird eine erfindungsgemäße Spinnvorrichtung (Figur 4) eingesetzt. Diese weist als erfindungswesentliche Merkmale eine Ringspinndüse (8) auf, die zwei konzentrische Kreise mit insgesamt 200 auf Lücke liegenden Spinnbohrungen (3) aufweist. Der kleinere Bohrungskreis hat einen Durchmesser di von 166 mm, der größere von 177 mm.
- Im Zentrum unterhalb der Düse befindet sich eine 800 mm lange Anblaskerze (11) mit einem Durchmesser von 105 mm und einem Mantel (12) aus Sintermetall, deren Oberkante einen Abstand von 100 mm von der Düsenplatte hat.
- Im Abstand von 70 mm unterhalb der Düsenplatte ist eine Ringschlitzblende (4) aus 2 mm starkem VA-Blech mit einer Auflage aus einem 5 mm starken, gebundenen Steinwollvlies angebracht. Der Innenrand des Kreisschlitzes hat einen Durchmesser von 120 mm, die Schlitzbreite beträgt 40 mm. Der Innenteil (5) der Blende ist dabei mit einem Abstandshalter (10) von 30 mm Länge auf der Blasdüse angebracht.
- Die Kühlluftzufuhr erfolgt von der Seite her durch ein hochkant stehendes, am oberen Rand zugespitztes, Flachrohr (13), dessen Querschnitt in Fig. 5 veranschaulicht ist, mit einer Höhe von 600 mm und einer größten Breite von 60 mm.
- Mit dieser Spinnvorrichtung wird ein Polyethylenterephthalat der I.V. von 0,90 dl/g, gemessen in o-Chlorphenol/Phenol (50/50) bei 25°C, mit einer Düsentemperatur von 315°C und bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 2600 m/min ausgesponnen. Die ersponnenen Filamente werden zusammengefaßt, mit einem geringen Schutzdrall versehen und aufgespult.
- Anschließend wird das erhaltene Garn bei einer Verstrecktemperatur von 265°C im Verhältnis 1:3,11 verstreckt. Das so erhaltene Filamentgarn kann in üblicher Weise weiterverarbeitet, z.B. gezwirnt, texturiert oder, zu Kabeln zusammengefaßt, zu Stapelfasern geschnitten werden. Die Daten der erhaltenen Filamente sind:
Titer: 1440 dtex f 200 Reißfestigkeit: 72 cN/tex Reißdehnung: 8,7 % Dehnung bei einer Belastung von 54 cN/tex: 6,2 % Heißluftschrumpf bei 200°C: 6,4 % - Die Filamente zeigen über den Garnquerschnitt eine ausgezeichnete im Vergleich zu herkömmlich hergestellten Garnen erheblich verbesserte Gleichmäßigkeit der textilen Daten.
Claims (12)
dp = (0,5 bis 1,0)·di ist
wobei di der Durchmesser des inneren Düsenlochkreises bedeutet.
s = (1,0 bis 4, 5)·(da-di) ist,
wobei di der Durchmesser des inneren,
da der Durchmesser des äußeren Düsenlochkreises ist.
Ab = (0,3 bis 0,8)·Ak
unterhalb der Spinnplatte angeordnet ist, wobei Ak der Abstand zwischen Spinnplatte und Oberkante der Anblaskerze ist.
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