EP0396646B1 - Vorrichtung zum schmelzspinnen mit hohen abzugsgeschwindigkeiten und filament hergestellt mittels der vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum schmelzspinnen mit hohen abzugsgeschwindigkeiten und filament hergestellt mittels der vorrichtung Download PDF

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EP0396646B1
EP0396646B1 EP89908959A EP89908959A EP0396646B1 EP 0396646 B1 EP0396646 B1 EP 0396646B1 EP 89908959 A EP89908959 A EP 89908959A EP 89908959 A EP89908959 A EP 89908959A EP 0396646 B1 EP0396646 B1 EP 0396646B1
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Horst Martin
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Viscosuisse SA
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Rhone Poulenc Viscosuisse SA
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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
    • D01D5/098—Melt spinning methods with simultaneous stretching
    • 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 device for melt spinning at take-off speeds above 5000 m / min, consisting of a spinning block, with a spinneret package and a thread suction nozzle and a spinning chamber which is arranged between the spinneret package and the thread suction nozzle and with its inlet opening with the spinning nozzle package and with its outlet opening the thread take-off nozzle is connected in a gastight manner, and a filament is produced by the process.
  • Thread extraction nozzles for thread cooling in melt spinning at speeds above 5000 m / min are known. On the one hand, they suck in the threads and, on the other hand, they serve to supply a cooling gas to the threads in parallel with them.
  • such a nozzle is used in connection with a heating chamber, the heating chamber being mounted directly under the spinning block.
  • EP-A-0 244 217 also describes the use of such a nozzle for the same purpose in connection with a Venturi nozzle operated with a hot gas.
  • the Venturi nozzle is also located directly under the spinning block.
  • Both the heating chamber and the hot gas-powered Venturi nozzle serve, among other things, to improve spinning and thread properties. As far as the thread properties are concerned, this especially has a positive influence on the dyeability.
  • the thread suction nozzle for thread cooling is located between 50 and 600 mm below it in the case of the heating chamber and at a sufficient distance below it in the case of the Venturi nozzle that the air escaping there does not impair the operation of the same.
  • the threads get in there as an open bundle and are still quite fluid on their way there due to the delayed thread cooling, i.e. little solidified.
  • the object of the invention is to provide a device which allows the titer regularity and the strength of a very quickly spun filament to be improved.
  • Another task is to reduce the energy-consuming operation of a heating chamber or the likewise energy-consuming specific hot air consumption.
  • the object is achieved in a device according to the characterizing part of claim 1.
  • the arrangement according to the invention creates a negative pressure in the spinning chamber, which sucks in cooling air from the environment and which surprisingly achieves excellent titer regularity along the resulting thread.
  • the spinning chamber is attached in a gas-tight manner with its inlet opening on the spinning block and with its outlet opening on the thread suction nozzle.
  • the attachment is carried out in a known manner and using sealing material.
  • the formation of the bottom of the spinning chamber into a funnel has advantages in terms of air flow technology.
  • the spinning chamber essentially consists of a tube which is closed at its periphery and which is designed as a sieve tube only in a certain area, specifically from 150 to 350 mm, in particular from 200 to 300 mm, from the spinneret pack.
  • the perforated area can be provided with any openings for the gas passage.
  • the air permeability of the sieve tube should be 20 to 40%, i.e. the perforated surface should have openings of 20 to 40%.
  • a filament produced with the device according to the invention has a titer irregularity of ⁇ 0.60% Uster.
  • a melt-spinnable granulate is melted in a known manner in the spinning block 1 and is tensioned into filaments 5 by the spinneret pack 2.
  • the suction effect of the thread suction nozzle 7 creates a negative pressure in the spinning chamber 3.
  • ambient air flows through the sieve tube 4 of the spinning chamber 3 and cools the filaments 5, which are drawn off at high speed by means of the bobbin 10.
  • a polyester granulate with an intrinsic viscosity (IV) of 0.62 dl / g is melted at 298 ° C. in spinning block 1, spun into 24 filaments with a total titer of 50 dtex at a take-off speed of 5500 m / min.
  • the spinning chamber was 460 mm long and perforated between 150 and 250 mm below the nozzle plate with a permeability of 38%.
  • the thread suction nozzle 7 was subjected to an air pressure of 100 kPa (1 bar) and indicated an air consumption of 5.6 Nm 3 / h. After leaving the thread suction nozzle 7, the thread was provided with a spin preparation and swirled in a known manner.
  • the table shows that a filament thread produced with the device according to the invention has a significant improvement in yarn cleanliness and an increase in strength.

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Abstract

In einer Vorrichtung zum Schnellschmelzspinnen ist eine im wesentlichen geschlossene Spinnkammer (3) zwischen einem Spinndüsenpaket (2) und einer Fadenabsaugdüse (7) gasdicht befestigt. Die Spinnkammer (3) ist lediglich im Bereich von 150 bis 350 mm Abstand vom Spinndüsenpaket teilweise perforiert. Bei 5500 m/min Spinnabzug resultiert ein Filament mit einer Titerunregelmässigkeit kleiner als 0,60 % Uster.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen mit Abzugsgeschwindigkeiten über 5000 m/min, bestehend aus einem Spinnblock, mit einem Spinndüsenpaket und einer Fadenabsaugdüse sowie einer Spinnkammer die zwischen dem Spinndüsenpaket und der Fadenabsaugdüse angeordnet ist und mit ihrer Eintrittsöffnung mit dem Spinnpdüsenpaket und mit ihrer Austrittsöffnung mit der Fadenabzugdüse gasdicht verbunden ist, sowie einen Filament hergestellt nach dem Verfahren.
  • Beim Schmelzspinnen bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten bereitet die Abkühlung der Filamente den kritischen Verfahrensschritt. Die Problematik liegt darin, dass einerseits die Fadentemperatur drastisch gesenkt und andererseits die Fadengeschwindigkeit erhöht werden muss.
  • Fadenabsaugdüsen zum Fadenkühlen beim Schmelzspinnen mit Geschwindigkeiten über 5000 m/min sind bekannt. Sie saugen einerseits die Fäden an und dienen andererseits dazu, den Fäden parallel zu denselben ein Kühlgas zuzuführen.
  • Nach der EP-A-0 056 963 wird eine solche Düse in Verbindung mit einer Heizkammer verwendet, wobei die Heizkammer direkt unter den Spinnblock angebracht ist.
  • Auch in der EP-A-0 244 217 wird die Verwendung einer solchen Düse zum gleichen Zweck in Verbindung mit einer mit einen heissen Gas betriebenen Venturi-Düse beschrieben. wobei die Venturi-Düse ebenfalls direkt unter dem Spinnblock angebracht ist.
  • Sowohl die Heizkammer als auch die mit einem heissen Gas betriebene Venturi-Düse, beide direkt unter dem Spinnblock angebracht, dienen unter anderem zur Verbesserung von Spinnlauf und Fadeneigenschaften. Was die Fadeneigenschaften betrifft so wird durch diese vor allem die Färbbarkeit positiv beeinflusst.
  • Die Fadenabsaugdüse zum Fadenkühlen befindet sich im Falle der Heizkammer zwischen 50 und 600 mm unterhalb derselben, im Falle der Venturi-Düse in hinreichenden Abstand darunter, dass die dort austretende Luft den Betrieb derselben nicht beeinträchtigt. Die Fäden gelangen als offene Bündel dort hinein und sind auf ihrem Wege dorthin wegen der verzögerten Fadenabkühlung, noch ziemlich flüssig, d.h. wenig verfestigt.
  • Auf diesem Wegstück sind sie in keiner Weise gegen seitliche Auswanderungen, d.h. gegen Auswanderungen senkrecht zur Fadenlaufrichtung stabilisiert. Solche seitlichen Auswanderungen führen zu sinusähnlichen Titerschwankungen längs des so hergestellten Fadenbündels, die ihrerseits die Färbbarkeit und die Festigkeit negativ beeinflussen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, welche es erlaubt die Titerregelmässigkeit und die Festigkeit eines sehr schnellgesponnenen Filamentes zu verbessern.
  • Eine weitere Aufgabe besteht in der Reduktion des energieaufwendigen Betriebs einer Heizkammer bzw. des ebenfalls energieaufwendigen spezifischen Heiss-Luftverbrauches.
  • Die Lösung der Aufgabe besteht in einer Vorrichtung nach dem Kennzeichen von Anspruch 1.
  • Durch die erfindungsgemässe Anordnung entsteht in der Spinnkammer ein Unterdruck, der gezielt Kühlluft aus der Umgebung ansaugt und durch den in überraschender Weise eine hervorragende Titerregelmässigkeit längs des resultierenden Fadens erzielt wird.
  • Es ist zweckmässig, wenn die Spinnkammer mit ihrer Eintrittsöffnung am Spinnblock und mit ihrer Austrittsöffnung an der Fadenabsaugdüse gasdicht befestigt ist. Die Befestigung erfolgt in bekannter Weise und unter Verwendung von Dichtungsmaterial. Die Ausbildung des Bodens der Spinnkammer zu einen Trichter hat luftströmungstechnische Vorteile.
  • Die Spinnkammer besteht im wesentlichen aus einem an seiner Peripherie geschlossenen Rohr, welches nur in einem bestimmten Bereich, und zwar von 150 bis 350 mm, insbesondere von 200 bis 300 mm von der Spinndüsenpaket entfernt als Siebrohr ausgebildet ist. Anstelle eines Siebrohres kann der perforierte Bereich mit beliebigen Öffnungen für den Gasdurchtritt versehen sein.
  • Es ist zweckmässig die Öffnungen in einem Kreisring von 50 bis 150 mm Breite bzw. ein Siebrohr mit der gleichen Länge vorzusehen.
  • In jedem Fall soll die Luftdurchlässigkeit des Siebrohres 20 bis 40 % aufweisen, d.h., die perforierte Fläche soll 20 bis 40 % mit Öffnungen versehen sein.
  • Ein mit der erfindungsgemässen Vorrichtung hergestelltes Filament weist eine Titerunregelmässigkeit von < 0,60 % Uster auf.
  • Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung näher beschrieben werden.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Spinneinrichtung mit der erfindungsgemässen Spinnkammer
    • Fig. 2 ein Uster-Diagramm eines mit der erfindungsgemässen Spinneinrichtung hergestellten Filamentes In Fig. 1 ist ein Spinnblock mit 1 bezeichnet. Im Spinnblock 1 ist leicht zurückgesetzt ein Spinndüsenpaket 2 vorgesehen. Eine Spinnkammer 3, welche bevorzugt aus einem nahezu über ihre ganze Länge geschlossenes Rohr besteht, weist in Abstand von etwa 200 bis 300 mm vom Spinndüsenpaket 2 einen als Siebrohr 4 bezeichneten gasdurchlässigen Ring auf. Die Spinnkammer 3 ist in ihrem unteren Teil zu einem Trichter 6 ausgebildet und so dimensioniert, dass die aus dem Spinndüsenpaket 2 austretenden Filamente 5 die Wand der Spinnkammer 3 nicht berühren können. Eine Fadenabsaugdüse ist mit dem Apex des Trichters 6 gasdicht verbunden und im Konvergenzpunkt des Filamentbündels vorgesehen. Es sind ferner ein Fadenöler 8, eine Verwirbelungsdüse 9 und eine Abzugsrolle 10 zur Weitergabe des Filamentfadens zum Spuler 10 vorgesehen. Anstelle der Abzugsrolle 10 kann auch direkt der Spuler eingesetzt werden.
  • Im Betrieb der Vorrichtung wird ein schmelzspinnbares Granulat in bekannter Weise im Spinnblock 1 aufgeschmolzen und durch das Spinndüsenpaket 2 in Filamente 5 verspannen. Durch die Saugwirkung der Fadenabsaugdüse 7 entsteht ein Unterdruck in der Spinnkammer 3. Dadurch strömt Raumluft durch das Siebrohr 4 der Spinnkammer 3 und kühlt die Filamente 5 ab, welche mit hoher Geschwindigkeit mittels der Spule 10 abgezogen werden. Bevor die Filamente 5 auf die Spule 10 aufgewickelt werden, durchlaufen sie den Fadenöler 8 und die Verwirbelungsdüse 9.
    • Ausführungsbeispiele
  • Ein Polyestergranulat mit einer intrinsischen Viskosität (IV) von 0,62 dl/g wird bei 298 ° C im Spinnblock 1 aufgeschmolzen, zu 24 Filamenten mit einem Gesamttiter von 50 dtex mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 5500 m/min versponnen. Die Spinnkammer war 460 mm lang und zwischen 150 und 250 mm unterhalb der Düsenplatte mit einer Perforation versehen mit einer Durchlässigkeit von 38 %. Die Fadenabsaugdüse 7 war dabei mit einem Luftdruck von 100 kPa (1 bar) beaufschlagt und zeigte einen Luftverbrauch von 5,6 Nm3/h an. Nach dem Verlassen der Fadenabsaugdüse 7 wurde der Faden in bekannter Weise mit einer Spinnpräparation versehen und verwirbelt.
  • Es resultiert ein Faden mit den in der Tabelle, Spalte 3 angegebenen Eigenschaften.
    Figure imgb0001
  • Die Tabelle zeigt, dass ein mit der erfindungsgemässen Vorrichtung hergestellter Filamentfaden eine wesentliche Verbesserung in der Garnsauberkeit und eine Erhöhung der Festigkeit aufweist.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Schmelzspinnen mit Abzugsgeschwindigkeiten über 5000 m/min, bestehend aus einem Spinnblock (1), mit einen Spinndüsenpaket (2) und einer Fadenabsaugdüse (7) sowie einer Spinnkammer (3, die zwischen den Spinndüsenpaket (2) und der Fadenabsaugdüse (7) angeordnet ist und
mit ihrer Eintrittsöffnung mit dem Spinndüsenpaket (2) und mit ihrer Austrittsöffnung mit der Fadenabsaugdüse (7) gasdicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, die im wesentlichen geschlossene Spinnkammer (3) im Abstandsbereich zwischen 100 bis 350 mm vom Spinndüsenpaket (2) teilweise als Siebrohr (4) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnkammer (3) in ihren unteren Teil zu einem Trichter (6) ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand des Trichters (6) abgerundet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebrohr (4) eine Länge von 50 bis 150 mm aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebrohr (4) eine Luftdurchlässigkeit von 20 bis 40 % aufweist.
6. Filament aus Polyester hergestellt mit der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1-5, gekennzeichnet durch eine Titerunregelmässigkeit von < 0,60 % U.
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