ITRM20000402A1 - Filiera per la filatura ad umido di fili di elastan. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "FILIERA PER FILATURA AD UMIDO DI FILI DI ELASTAN"

DESCRIZIONE

Fili di elastan vengono prodotti al momento principalmente secondo due procedimenti fondamentalmente differenti, il procedimento di filatura a secco e il procedimento di filatura ad umido. Nel caso del procedimento di filatura a secco, il solvente di filatura di una soluzione di poliuretano, tipicamente dimetilacetammide, viene allontanato dai fili filati nel gas di filatura mediante il gas caldissimo nel pozzetto di filatura e riscaldamento del pozzetto di filatura. Nel caso del procedimento di filatura ad umido per la produzione di fili di elastan, la soluzione di elastan da filare viene filtrata in precedenza e trasferita in una caldaia di filatura. Successivamente ha luogo una filtrazione della soluzione del polimero e, dopo eventualmente altra aggiunta di additivi, la soluzione di filatura viene addotta alle filiere per mezzo di pompe di dosaggio. Questo decorso di procedimento viene descritto ad esempio da F. Fourné in Chemiefasern/Textilindustrie 44/96a annualità, giugno 1994, pagina 365.

Per soluzioni di elastan vengono qui intese soluzioni di poliuretani oppure poliuretanuree le quali sono costituite usualmente segmentate da segmenti duri e flessibili, in solventi idonei come dimetilacetammidee oppure dimetilformammide. Come segmenti flessibili, nelle poliuretan (uree) sono in tal caso inglobate usualmente catene di poliestere oppure di polietere a seconda del campo di impiego.

Le filiere vengono immerse nel caso della filatura ad umido di fili di elastan in un bagno di filatura, nel qual caso la soluzione di filatura che esce attraverso i fori di una qualsiasi filiera, all'entrata nel bagno di filatura coagula. In tal caso si formano fili, i quali successivamente vengono asportati e avviati ad un altro trattamento.

Nel caso della filatura di fili di elastan a filamentosità, vale a dire il numero dei fili coalescenti per pozzetto di filatura oppure bagno di precipitazione, in considerazione alla economicità e resa del procedimento di filatura, gioca un ruolo di prim'ordine. Nel caso della filatura a secco, la filamentosità per pozzetto di filatura vale a dire nel caso di titoli fini, ad esempio di 40 dtex e meno è stata innalzata al modo di guida di 16 fili (confrontare US-A-4.679.998). Nel tal caso hanno dato buoni risultati ugelli anulari con 2 cerchi e 4 gruppi di fori di filiera, preferibilmente quattro gruppi sul cerchio interno e 12 gruppi sul cerchio esterno.

Un altro miglioramento per quanto riguarda la uniformità dei fili viene ottenuto sei, come atteso, la ripartizione dei fori sul cerchio esterno ed interno della filiera anulare viene in maniera proposta simmetrica, come descritto nel brevetto USA 5.002.478. In tal caso vengono disposti ugualmente molti gruppi di fori di filiera, ad esempio gruppi da 5, disposti sul cerchio esterno ed interno della filiera anulare, nel qual caso calcolata dalla distanza del cerchio dal punto centrale della filiera, viene prescelta altrettanto simmetricamente. Anche qui in un esempio viene descritta la produzione di fili di elastan a 16 fili di titolo 78 dtex con migliorata uniformità del titolo.

Accanto alle disposizioni dei fori di filiere anulari qui descritte, nella letteratura sono divenute note anche altre disposizioni per la filatura a secco di fili di elastan. Così F. Fourne in Chemiefarn/Text ilindustrie 44/36 a annualità giugno 1994, alla pagina 395 oltre alla filiera a disco già menzionata secondo US-A-5.002.474, descrive una disposizione di filiera a 16 fili per mezzo di tubetti di filatura nonché una piastra di filatura per un pozzetto ad angolo retto secondo il campione giapponese (confrontare in modo particolare illustrazione 6).

Tutte le pubblicazioni finora divenute note per la produzione di elastan a 16 fili si riferiscono però al procedimento di filatura a secco .

Nel frattempo dalla DE 19.504.316 Al è divenuto noto anche un procedimento a più fili per la produzione di fili di elastan secondo un procedimento di filatura ad umido. Il numero delle filiere per bagno di precipitazione si orienta in tal caso tra l'altro anche a seconda della larghezza di lavoro dei rulli di bagno di precipitazione, di lavaggio, di essiccamento e di fissaggio (confrontare in modo particolare DE 19.504.316 Al, pagina 1). Ad esempio in un bagno di precipitazione della larghezza di 400 mm e della lunghezza di 1000 mm, sono stati installati una accanto all'altra quattro filiere. Vale a dire con altre parole possono venire prodotti contemporaneamente al massimo 4 filamenti multipli.

La filamentosità 4 per fili di elastan con titolo medio e grossolano, ad esempio maggiore di 320 dtex, è in ogni caso interessante e confrontabile con la filamentosità di tipi di elastan corrispondenti ottenibile secondo il procedimento di filatura a secco. Grandi differenze risultano però nella produzione di fili di elastan con titoli più fini, vale a dire a partire da 160 dtex e più fini, il che accanto alla più elevata filamentosità nel caso del procedimento di filatura a secco, viene impiegata anche una velocità di produzione marcatamente più elevata da fino a 1000 m/minuto ed oltre, cosa che porta ad una prestazione di filatura per filiera molto elevata.

Secondo lo scritto DE 19.504.316 Al, nel caso della filatura ad umido con un filamentosità di 4 per fili di elastan del titolo 167 dtex, viene raggiunta una prestazione di filatura di 224 g/ora per filiera (confrontare esempio D6 di DE 19.504.316 Al). Nella tabella 1 che segue sono riportate la filamentosità e la prestazione di filatura massime raggiunte secondo DE 19.504.316 Al per ogni filiera e bagno di precipitazione con larghezza di bagno e lunghezza di bagno di precipitazione predeterminate.

Compito della invenzione era di innalzare marcatamente la filamentosità, particolarmente nel caso di titoli più fini, che il procedimento di filatura ad umido con grandezza del bagno di precipitazione confrontabile e con larghezza di lavoro confrontabile dei rulli di trasporto nel bagno di precipitazione e nel lavaggio, essiccamento e fissaggio dei fili di elastan, per innalzare ulteriormente la produttività, vale a dire la prestazione di filatura per filiera e bagno di precipitazione, senza dover accettare inconvenienti qualitativi.

E' stato sorprendentemente trovato che il compito posto può venire risolto se, nel caso della filatura ad umido di fili di elastan vengono impiegate filiere secondo il preambolo della rivendicazione del dispositivo indipendente, le quali presentano una costruzione e geometria secondo la parte caratterizzante della rivendicazione .

Oggetto dalla invenzione è un dispositivo di filiera per la produzione di fili di elastan da soluzioni di filatura secondo il procedimento di filatura ad umido, costituito da almeno una filiera, per immersione in un bagno di precipitazione, in particolare con una piastra di filiera intercambiabile, la quale presenta una molteplicità di fori di filiera, con un alloggiamento per l'accoglimento della piastra di filiera e con una adduzione collegata a questa per la soluzione di filatura, nel qual caso tra la adduzione per la soluzione di filatura e l'alloggiamento è collegato aggiuntivamente un adattatore con un miscelatore in modo particolare con un miscelatore statico e, oppure con un elemento filtrante, con un mezzo per l'inserimento della filiera e con un mezzo per il posizionamento della filiera nel bagno di precipitazione, dispositivo caratterizzato dal fatto che i fori della filiera sulla piastra di filiera sono disposti strettamente adiacenti in almeno due zone, le quali sono separate attraverso canali esenti da fori, nel qual caso i canali presentano una larghezza di almeno 2 mm.

Come costruzione di filiera per la produzione di filamenti multipli di elastan a più fili in modo particolare a 8 fili e in modo del tutto speciale a 16 fili, ha dato un buoni risultati un dispositivo di filiera girevole intorno ad un collegamento ad innesto, in modo particolare un collegamento a baionetta, come viene descritto nella domanda di brevetto tedesco 19.715.584.7. Per mezzo della rotazione senza problemi della filiera i filamenti multipli possono venir separati l'uno dall'altro con semplicità dallo stampo di filiera descrivibile ancora più dettagliatamente.

Come stampo di filiera per la produzione di elastan ad 8 fini a 16 fili si sono particolarmente distinte filiere a dischi con una disposizione, singola fino a doppia di canali radiali, i quali ripartiscono le filiere a disco in 2-4 settori di uguale grandezza (confrontare la figura 1 e 2). La disposizione di fori sui singoli cerchi parziali (9 cerchi nel caso dell'illustrazione della figura 1 e 2) e in modo particolare simmetrica oppure a forma di raggi. Stampi di filiere dei fori di filiere differenti con disposizione di forma a ventaglio, di forma a raggi oppure di forma ad anelli sono già stato della tecnica. Confrontare W. Funck, R. Schumm: "Spinndusen-Bauteile fur die Chemiefaserindustrie" in Chemiefaser/Textilindustrie , giugno 1972, pagine 513 oppure M. Schwab: "Dusen fur das Spinnen von Chemiefasern" , Chemiefaser/Textilindustrie, Settembre 1977, pagine 767-775. Finora le filiere però sono state impiegate soltanto "fisse". Vale a dire le filiere sono state saldamente fissate e avvitate nel bagno di precipitazione, senza che fosse possibile una rotazione della testa delle filiere. Soltanto per mezzo della combinazione di una filiera girevole con filiere a dischi ripartite in settori è possibile in maniera semplice innalzare la filamentosità in un bagno di precipitazione predeterminato con numero di filiere fisso, sorprendentemente intorno al fattore 4.

Preferibilmente la filiera è disposta girevole nel bagno di precipitazione intorno ad un asse di rotazione perpendicolare alla piastra della filiera.

E' particolarmente preferita la filiera con la adduzione oppure con l'adattatore attraverso un collegamento di innesto girevole in modo particolare un collegamento a baionetta.

Sono particolarmente vantaggiosi i canali disposti in simmetria radiale sulla piastra della filiera .

Per la produzione di fili di elastan filati ad umido in due fili per il campo di titolo di 320 fino a 1400 dtex, la filiera possiede per settore preferibilmente almeno 180 fori di filiera.

Per la produzione di fili di elastan filati ad umido in 4 fili viene preferibilmente impiegata una filiera con due canali radiali spostati di 90°C.

In modo particolare la filiera possiede, per il campo di titolo inferiore a 320 dtex, per settore almeno 90 fori.

Vantaggi particolari risultano se i fori della filiera sono disposti sui singoli settori in occupazione della superficie uniforme (disposizione disordinata) .

In alternativa , i fori della filiera possono essere disposti sulle singole zone in forma di raggi.

Altro oggetto della invenzione è un procedimento per la produzione di fili di elastan a fili multipli secondo il procedimento di filatura ad umido, mediante filatura di una soluzione di elastan in modo particolare di almeno 25% in peso in un bagno di precipitazione, lavaggio ed eventualmente stiro dei fili formatici, essiccamento fissaggio, preparazione e avvolgimento dei fili, procedimento caratterizzato dal fatto che vengono impiegati più, in modo particolare 4 e più dispositivi di filiera secondo l'invenzione per la filatura, girevoli che stanno nel bagno di precipitazione, i quali presentano almeno un canale radiale della larghezza del canale di almeno 2 mm, il quale ripartisce la piastra della filiera in zone, nel qual caso, nel caso di filatura dei fili di ordito l'ordito dei fili ogni volta di una zona viene raccolto separatamente ed avviato alla ulteriore lavorazione. Ciascun ordito del filo può venire accolto separatamente e venir posto sui rulli di comando. La capacità di rotazione della filiera facilita al personale addetto la raccolta di almeno un ordito di filo in cooperazione con la separazione delle zone per mezzo dei canali sulla piastra della filiera. Questo vale per il normale andamento di avvio di filatura oppure la riassunzione dell'ordito di fili dopo l'inconveniente di esercizio.

Preferibilmente mediante avvolgimento separato vengono anche prodotti orditi di fili di intervalli differenti di intervalli differenti di più dispositivi di filiera, che sono disposti in unico bagno di precipitazione, per l'innalzamento della filamentosità .

Come hanno inoltre dimostrato prove di filatura ad esempio per la produzione di elastan a filamenti multipli di 16 fili, la larghezza radiale dei canali doveva ammontare ad almeno 2 mm, preferibilmente 2-5 mm e in modo particolare 3.4 mm tra i singoli settori, per ottenere una buona e rapida separazione dei fili sulla filiera a rotazione .

Il numero dei fori della filiera si orienta a seconda del titolo di filatura da ottenere. Così ad esempio 90 fori di filiera sono sufficienti completamente su un settore di una filiera a rotazione secondo la figura 1, per filare un filo di elastan del titolo di 160 dtex.

Per mezzo dell'impiego di 4 filiere a rotazione secondo l'impiego dei fori e la ripartizione dei fori uniformemente alla figura 1, si è riusciti per la prima volta in un bagno di precipitazione della larghezza di 400 mm e della lunghezza di 1000 mm, di filare, lavare, fissare e successivamente avvolgere elastan del titolo di 160 dtex a 16 fili.

Altro oggetto della invenzione sono fili di elastan filati ad umido a più fili, ottenibili secondo il procedimento conformemente all 'invenzione.

Il numero dei fori desiderato dipende inoltre ancora dalle dimensioni delle filiere a dischi impiegate. Su una filiera ad disco con un diametro marginale di 37 mm, ad uno spessore di fondo di 0,24 mm, si possono installare ad esempio 600-4000 fori per filiera, senza considerare i canali radiali .

Mentre la filiera riprodotta nella figura 1 con 4 settori è idonea principalmente per la filatura ad umido di elastan a filamenti multipli a 16 fili d'intervallo nell'intervallo del titolo fino a 320 dtex, nella figura 2 viene impiegata un filiera a rotazione, costituita da due settori con 9 cerchi e 180 fori di filiera per settore, la quale è idonea in modo particolare per la produzione di elastan con modo di guida a 8 fili per l’intervallo di titolo di 320-1400 dtex. Anche qui si è dimostrata vantaggiosa una larghezza del canale radiale "D" tra i due settori di almeno 2 mm, preferibilmente 2-5 mm, in modo particolare 3,5 mm, per poter effettuare una buona separazione dei fili sulla filiera nel bagno di precipitazione.

Come dispositivo di filiere idoneo per accoglimento delle filiere nel bagno di precipitazione per la produzione di elastan a filamenti multipli da 8 fino a 16 fili da soluzioni di filatura, secondo il procedimento di filatura ad umido, si è dimostrata la testa di filatura ad umido per elastan con filtro descritta nella domanda di brevetto tedesco 19715584.7.

L'invenzione viene descritta di seguito a titolo di esempio sulla scorta delle figure.

Indicano :

la figura la una piastra di filiera con due canali anulari in vista dall'alto

la figura lb la piastra di filiera secondo la figura la in sezione

la figura 2a una piastra di filiera con un canale radiale in vista dall'alto

la figura 2b la piastra di filiera secondo la figura 2a in sezione

la figura 3 una vista schematica del dispositivo di filatura ad umido con filiera secondo 1'invenzione.

Gli esempi che seguono servono alla più dettagliata illustrazione della invenzione, senza limitare la stessa.

Esempi

Per gli esempi che seguono è stata impiegata una disposizione di filatura ad umido, come essa è riprodotta schematicamente nella figura 3.

Il bagno di precipitazione 9 viene attraversato dalla soluzione di bagno di precipitazione 14. Nel bagno di precipitazione 9 viene immersa la filiera 1 con alloggiamento 4, piastra di filiera 2 e dosatore 8. L'adattatore 5 della filiera 1 poggia in un supporto 10 il quale determina la sua posizione nel bagno di precipitazione, ed è fissato a mezzo di bulloni 11. L'alloggiamento 4 con la piastra di filiera 2, collegato con l'adattatore 5 attraverso un accoppiamento a baionetta, è girevole intorno al collegamento a baionetta. I fili 15 vengono inviati nel bagno di precipitazione attraverso un rullo 16, estratti con una coppia di rulli 17 e inviati alla ulteriore lavorazione non indicata. Nell'adattatore 5 si trova un miscelatore statico 6 e un filtro fine 7 per la moderazione di confronto della soluzione di filatura.

Esempio 1

Una soluzione di filatura di elastan a 30%, prodotta corrispondentemente all'esempio 7 secondo la domanda di brevetto tedesco esposta DE 4222772, la quale è stata pretrattata per circa 10 minuti a 130°C con 0,8% di dietilammina e la quale presentava una viscosità di filatura di 24 Pa.s misurata a 50°C, è stata filata in un bagno di precipitazione da 4 filiere che stanno una accanto all'altra in un bagno di precipitazione della larghezza di 400 mm e della lunghezza di circa 1000 mm con due canali anulari con una larghezza di canali B = 3 mm secondo la figura 1, in una soluzione di bagno di precipitazione acquosa contenente 12 % in peso di dimetilacetammide (DMAC). I fili sono stati estratti con 70 m/minuto e lavati, fissati come descritto nell'esempio 1 della DE 19504316, e avvolti su una bobina a 16 fili con una velocità di trasporto di 132,5 m/minuto. La separazione dei fili quadrupli su una filiera del bagno di precipitazione viene ottenuta raccogliendo, dopo l'uscita della soluzione di filatura dai quattro settori della filiera, l'ordito dei fili con ciascuno 90 fili elementari del settore che sta sopra, e ponendoli sul rullo di rinvio alla fine del bagno di precipitazione per l'avanzamento dell'ordito dei fili. Mediante ulteriore rotazione della filiera nel senso orario si procede poi analogamente con gli altri tre settori così che, nel giro del più breve tempo nell'intervallo di 5-10 secondi, sono collocati tutti e quattro gli orditi dei fili dalla filiera di rotazione. I fili avevano un titolo di 161 dtex, una resistenza del filo di 0,98 cN/dtex e un allungamento di 647%. La prestazione di filatura per filo stava 120 g/ora e per filiera a 4 x 128 = 512 g/ora e per bagno di raffreddamento a 4 x 512 = 2,48 kg/ora. L'innalzamento di prestazione nei riguardi del modo di guida a 4 fili secondo la tabella I, esempio D6 con la più elevata velocità di trasporto ammonta quindi per filiera o rispettivamente per bagno di precipitazione a 228,5%.

Esempio 2

Una soluzione di filatura di elastan al 30%, prodotta secondo l'esempio 1, è stata filata in un bagno di precipitazione da 4 filiere a rotazione che stanno una accanto all'altra con un canale radiale della larghezza del canale D = 3 mm secondo una disposizione conformemente alla figura 2, in una soluzione di bagno di filatura acquosa contenente 18% in peso di DMAC. I fili sono stati asportati con 60 m/minuto e nuovamente come descritto nell'esempio 1 della DE 19504316, successivamente trattati e avvolti su una bobina ad una velocità di trasporto 120 m/minuto per 8 fili. La separazione dei fili in due volte sulle filiere a rotazione secondo la figura 2 è stata effettuata nuovamente come descritto nell'esempio 1. I fili del titolo di 481 dtex avevano una resistenza del filo di 0,72 cN/dtex ed un allungamento di 596%. La prestazione di filatura per filo stava a 346,3 g/ora e per filiera a 2 volte 346,3 = 692,6 g/ora e per bagno di precipitazione a 4 x 692,6 = 2,77 kg/ora. L'innalzamento di prestazione nei riguardi del modo di procedere a 4 fili secondo la tabella 1 esempio 2 ammonta quindi per filiera o rispettivamente per bagno di precipitazione a 205

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1 . Dispositivo di filiera per la produzione di fili di elastan da soluzioni di filatura secondo il procedimento di filatura ad umido, costituito da una filiera 1 per l'immersione in un bagno di precipitazione 9, con una piastra 2 per filiera in modo particolare intercambiabile, che presenta una molteplicità di fori di filiera 3a-3n, un alloggiamento 4 per l'accoglimento della piastra di filiera 2, e una adduzione 8 per la soluzione di filatura, con un mezzo 10 per la introduzione della filiera 1 e con un mezzo 11 per il posizionamento della filiera 1 nel bagno di posizionamento 9, dispositivo caratterizzato dal fatto che i fori della filiera 3a-3n sulla piastra della filiera 2 sono disposti strettamente adiacenti negli intervalli 12a, 12b, i quali sono separati da canali 13 esenti da fori nel qual caso i canali 13 presentano una larghezza di almeno 2 mm.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la filiera 1 è disposta girevole nel bagno di precipitazione 9 intorno ad un asse di rotazione perpendicolarmente alla piastra 2 di filiera.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che tra la adduzione 8 per la soluzione di filatura e l'alloggiamento 4 è inserito aggiuntivamente un adattatore 5 con un miscelatore 6, in modo particolare con un miscelatore statico 6, e, oppure con un elemento filtrante 7.
4. 4 . Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 3, caratterizzato dal fatto che la filiera 1 con la adduzione 8 oppure con l'adattatore 5 è collegata attraverso un collegamento ad innesto girevole, in modo particolare un accoppiamento a baionetta .
5. 5 . Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 4, caratterizzato dal fatto che i canali 13 sulla piastra di filiera 2 sono disposti in maniera simmetrica radiale.
6. 6. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 5, caratterizzato dal fatto che i canali 13 presentano una larghezza di 2 fino a 5 mm, preferibilmente di 3 fino a 4 mm.
7. 7. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 6, caratterizzato dal fatto che la piastra 2 di filiera presenta una disposizione dei fori di filiera a forma di ventaglio, a forma di raggi oppure a forma anulare.
8. 8. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 7, caratterizzato dal fatto che la filiera per la produzione di fili di elastan filati ad umido a 2 fili per l'intervallo del titolo di 320-1400 dtex possiede per settore 180 fori di filiera.
9. 9. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 8, caratterizzato dal fatto che la filiera presenta due canali radiali 13 spostati di 90°C.
10. 10. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 9, caratterizzato dal fatto che la filiera per l'intervallo del titolo inferiore a 320 dtex possiede per intervallo 12a, 12b almeno 90 fori.
11. 11. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 10, caratterizzato dal fatto che i fori di filiera 3a-3n sono disposti sulle singole zone 12a, 12b in copertura di superficie uniforme, (disposizione disordinata).
12. 12. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 11, caratterizzato dal fatto che i fori di filiera 3a-3n sono disposti sulle singole zone 12a, 12b in forma di raggi.
13. 13. Procedimento per la produzione di fili di elastan a fili multipli secondo il procedimento di filatura ad umido, mediante filatura di una soluzione di elastan in modo particolare di almeno 25% in peso in un bagno di filatura, lavaggio ed eventualmente stiro dei fili formati, essiccamento, fissaggio, preparazione ed avvolgimento dei fili, procedimento caratterizzato dal fatto che vengono impiegate per la filatura più, in modo particolare 4 e più dispositivi di filiere girevoli, che stanno nel bagno di precipitazione secondo una delle rivendicazioni 1 fino a 12, le quali presentano almeno un canale radiale della larghezza del canale di almeno 2 mm, il quale ripartisce la piastra di filiera nelle zone 12a, 12b, nel qual caso nell'avvio di filatura dei fili, dell'ordito dei fili ogni volta di una zona 12a oppure 12b viene raccolto separatamente e viene inviato alla ulteriore lavorazione.
14. 14. Procedimento secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che gli orditi di fili da più zone 12a, 12b di differenti dispositivi di filiera disposti nello stesso bagno di precipitazione, vengono avvolti separatamente per formare fili di elastan a più filamenti.
15. 15. Fili di elastan filati ad umido a più filamenti, ottenibili secondo un procedimento conformemente ad una delle rivendicazioni 13 oppure 14.