NL8702154A

NL8702154A - Spinning aramid for cable of more than 100 threads - has spinning mass of soln. and aramid polymer with mass extrudes through holes in plate which are contacted with coagulation liq.

Info

Publication number: NL8702154A
Application number: NL8702154A
Authority: NL
Original assignee: Akzo Nv
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1989-04-03

Abstract

Mfr. of a cable having at least 100 threads of aramide comprises spinning a spinning mass, which comprises a soln. and an aramide polymer. The spinning mass is extruded through the holes in the plate of a spinning unit whose outflow side is located in an inert gas medium. A short distance from the plate, the flesh threads are brought into contact with a coagulation liq. and is then subjected to further treatment, the spinning mass streams diverge into the holes w.r.t. the central axis of the plate making an angle of 0.5 deg. pref. 1-5 deg. The threads have an injection speed of at least 15m/min, pref. 30 to 300 m/min, the threads are spun with at least 125 from the plate, partic.e 250-2000.

Description

* » AKU 2076* »AKU 2076

Werkwijze voor het spinnen van aramide met in de spinpiaat divergerende spinmassastromenA process for spinning aramid with spinning mass flows diverging in the spin plate

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een tenminste 100 draden bevattende dradenbundel uit aramide door het verspinnen van een spinmassa, die een oplosmiddel, zoals geconcentreerd zwavelzuur, en tenminste 16 gew-.SS van het aramide polymeer bevat, waarbij de spinmassa vanuit de spinpiaat van een spineenheid in neerwaartse richting wordt geextrudeerd door de spingaatjes in de spinpiaat, waarvan de uitstroomzijde zich in een gasvormig inert medium, bijvoorkeur lucht, bevindt en waarbij de vers geextrudeerde draden op een korte afstand, bijvoorbeeld 2,5 tot 25 mm, vanaf de spinpiaat ter verwijdering van het oplosmiddel met een coagulatievloeistof, bijvoorbeeld in een bad, in contact worden gebracht, en de draden na het contact met de coagulatievloeistof worden afgevoerd voor het ondergaan van een of meer nabehandelingen, zoals wassen, drogen en/of opwikkelen.The invention relates to a method for manufacturing an aramide wire bundle containing at least 100 threads by spinning a spinning mass containing a solvent, such as concentrated sulfuric acid, and at least 16% by weight of the aramid polymer, the spinning mass downwardly extruded from the spinner of a spinning unit through the spinnerets in the spinner, the outflow side of which is in a gaseous inert medium, preferably air, and the freshly extruded wires are at a short distance, for example 2.5 to 25 mm , are brought into contact from the spin plate to remove the solvent with a coagulation liquid, for example in a bath, and the wires are removed after contact with the coagulation liquid to undergo one or more post-treatments, such as washing, drying and / or wind up.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit EP 0 168 879 A-|. Zowel die bekende werkwijze als de werkwijze volgens de uitvinding hebben onder meer betrekking op het vervaardigen van uit aramide, in het bijzonder poly-parafeny-leentereftaalamide (PPDT), bestaande filamentgarens en/of vezels met een relatief hoge treksterkte en een hoge elasticiteitsmodulus. Nu deze garens een aantal jaren op de markt zijn worden zij op steeds grotere schaal voor diverse hoogwaardige toepassingen gebruikt, waarbij hoge eisen aan de verschillende fysische eigenschappen en de kwaliteit worden gesteld. Voorbeelden van dergelijke hoogwaardige toepassingen zijn versterkingskoord voor voertuigbanden, transportbanden, kabels, touwen, etc. Uit economische overwegingen is het gewenst de productiecapaciteit daarvan zo groot mogelijk te maken. In de eerste plaats is ter vergroting van de produktiesnelheid van aramide garens voorgesteld de spuitsnelheid en de daarmee samenhangende spinsnelheid te vergroten. Onder de spuitsnelheid wordt de snelheid van de draden onmiddellijk na het verlaten van de spinpiaat verstaan. De spuitsnelheid in m/min wordt bepaald door het quotient van de door de doseerpomp aan de spinpiaat toegevoerde hoeveelheid spinmassa in m^/min en het totale oppervlak in m^ van de dwarsdoorsnede van de uitstroomkanalen van de spingaatjes in de betrokken spinpiaat. Met de spinsnelheid wordt de snelheid bedoeld, waarmede de voltooide garens in de vorm van een pakket worden opgewikkeld. Afhankelijk van de toegepaste strekverhouding is de spin- of op- 8702154Such a method is known from EP 0 168 879 A- |. Both that known method and the method according to the invention relate, inter alia, to the production of aramid, in particular poly-paraphenylene-terephthalamide (PPDT), existing filament yarns and / or fibers with a relatively high tensile strength and a high modulus of elasticity. Now that these yarns have been on the market for a number of years, they are being used on an increasingly large scale for various high-quality applications, with high demands on the different physical properties and quality. Examples of such high-quality applications are reinforcement cord for vehicle tires, conveyor belts, cables, ropes, etc. For economic reasons it is desirable to maximize the production capacity thereof. First, to increase the production speed of aramid yarns, it has been proposed to increase the spray speed and the associated spin speed. The rate of spray is understood to mean the speed of the threads immediately after leaving the spin plate. The spraying speed in m / min is determined by the quotient of the amount of spinning mass supplied by the metering pump to the spinning plate in m / min and the total area in m / min of the cross-section of the outflow channels of the spinning holes in the spinning plate concerned. The spin speed is the speed at which the finished yarns are wound up in the form of a package. Depending on the stretching ratio used, the spin or op 8702154

VV

* - 2 - AKU 2076 wikkelsnelheid veelal 3 tot 10 maal, in het bijzonder 5 tot 6 maal, groter dan de genoemde spuitsnelheid. Echter vergroting van de spuitsneiheid en de spinsnelheid zonder meer gaat gepaard met achteruitgang van de gareneigenschappen, zoals de treksterkte en de elasticiteitsmodulus van het garen, terwijl ook het aantal onderling verkleefde filamenten ongewenst groot wordt. Dit is in het bijzonder het geval wanneer het gaat om in de praktijk gangbare garens met bijvoorbeeld ongeveer 250 tot 2000 filamenten en een lineaire dichtheid van ongeveer 420 respectievelijk 3360 decitex. Die nadelen treden bij snelheidsvergroting op doordat het spinproces van PPDT kritisch is, in het bijzonder ten aanzien van de betrekkelijk korte lengte van de luchtspleet tussen de onderkant van de spindop en het spinbadniveau, veelal ongeveer 2,5-25 mm, en de toepassing van een betrekkelijk ondiep co-agulatiebad, veelal 15-40 mm. Bij hogere spinsnelheden wordt daardoor de verblijftijd van de vers gesponnen filamenten in de luchtspleet en in het bad bijzonder klein. Het spinproces voor aramide garens wordt met name ook kritischer bij toepassing van hogere spuit- en spinsnelheden en/of een groter aantal draden of filamenten per spinplaat doordat dan meer spinbad-vloeistof met de draden wordt "meegetrokken”. Daardoor is meer spinbad-vloeistof nodig en wordt het coagulatieproces onrustiger, waardoor ook meer onderling verkleefde filamenten kunnen ontstaan.* - 2 - AKU 2076 winding speed often 3 to 10 times, in particular 5 to 6 times, greater than the mentioned spraying speed. However, increasing the spraying speed and the spinning speed readily results in deterioration of the yarn properties, such as the tensile strength and the modulus of elasticity of the yarn, while also the number of mutually adhered filaments becomes undesirably large. This is particularly the case when it comes to yarns which are commonly used in practice, with for instance about 250 to 2000 filaments and a linear density of about 420 and 3360 decitex respectively. These disadvantages occur with speed increase because the spinning process of PPDT is critical, in particular with regard to the relatively short length of the air gap between the bottom of the spinneret and the spinner bath level, usually about 2.5-25 mm, and the use of a relatively shallow coagulation bath, usually 15-40 mm. At higher spinning speeds, the residence time of the freshly spun filaments in the air gap and in the bath is therefore very short. In particular, the spinning process for aramid yarns becomes more critical when higher spraying and spinning speeds and / or a larger number of threads or filaments per spinning plate are used, because more spinning bath liquid is "pulled along" with the threads. and the coagulation process becomes more restless, as a result of which more mutually adhered filaments can also arise.

In EP 0 168 479 is reeds uiteengezet dat de fysische eigenschappen en met name de treksterkte van PPDT kunnen worden verbeterd door het totale aantal te spinnen filamenten in een spineenheid te splitsen in twee of meer groepen, die dan via de luchtspleet in twee of meer bundels het coagulatie-bad ingaan.It has already been stated in EP 0 168 479 that the physical properties and in particular the tensile strength of PPDT can be improved by splitting the total number of spun filaments in a spinning unit into two or more groups, which are then split into two or more bundles via the air gap. enter the coagulation bath.

Opgemerkt wordt, dat in CA 787 308 een proces van een ander type wordt beschreven voor een geen aramide bevattende spinoplossing, waarbij een divergerende dradenbundel vanuit een naar omlaag gekromde spinplaat (zie Fig. 4, 5, 6 en conclusie 1) in een kamer wordt geextrudeerd, waarin ter verwijdering van het oplosmiddel stoom wordt geïnjecteerd. De door middel van divergeren uitgespreide dradenbundel wordt daarbij in sterk uitgespreide toestand op een lopende band afgelegd voor het vormen van een non-woven. Ook worden bij dat bekende proces veelal gekroesde garens vervaardigd, die bijvoorbeeld bestemd zijn voor toepassing in cigaretten-filters, waarbij slechts een geringe garensterkte nodig is. Bij dat bekende proces wordt geen coagulatiebad toegepast en derhalve ook niet de combinatie van een luchtspleet'gevolgd door een coagulatiebad. Ook in 8702154 * AKU 2076 * - 3 - EP 0 168 879 Af (zie Fig. 2, biz. 14 regels 24-26) wordt opgemerkt, dat het daar in Fig. 2 bedoelde type spinplaat aan de buitenzijde een gekromd oppervlak kan hebben, echter over een divergerende dradenbundel wordt daar niet gesproken. De in Fig. 2 van EPO 168 879 bedoelde spinplaat is van het type, waarbij de spingaatjes zich bevinden in een ringvormige zone met een ten opzichte van de diameter van de spinplaat in radiale richting beperkte breedte, bijvoorbeeld een breedte ter grootte van ongeveer een derde van de spinplaatdiameter, terwijl die bekende spinplaat binnen de genoemde ringvormige spingaatjeszone een centrale zone bezit, die geen spingaatjes bevat.It is noted that CA 787 308 describes a process of a different type for a non-aramid-containing spinning solution, wherein a diverging bundle of wires from a downwardly curved spinning plate (see Fig. 4, 5, 6 and claim 1) is introduced into a chamber extruded into which steam is injected to remove the solvent. The wire bundle spread by means of diverging is deposited on a conveyor belt in a highly spread condition to form a non-woven. Also, in that known process, often crimped yarns are manufactured, which are for instance intended for use in cigarette filters, whereby only a low yarn strength is required. In that known process, no coagulation bath is used and therefore no combination of an air gap followed by a coagulation bath. Also in 8702154 * AKU 2076 * - 3 - EP 0 168 879 Af (see Fig. 2, biz. 14 lines 24-26) it is noted that in Fig. 2 type of spider plate on the outside may have a curved surface, however, a divergent bundle of wires is not discussed there. The one shown in FIG. 2 of EPO 168 879, the spider plate is of the type, wherein the spider holes are located in an annular zone of a width limited in radial direction relative to the diameter of the spider plate, for example a width of about one third of the diameter of the spider plate, while said known spin plate has a central zone within said annular spider hole zone, which contains no spider holes.

Voorts wordt opgemerkt, dat in diverse publikaties, zoals het Duitse gebruiksmodel 1 390 570, GB 1 475 904 en FR 1 073 091 , veelal voor toepassing bij het conventionele natspinproces voor rayon bestemde spindoppen zijn beschreven, waarbij de buitenzijde van de spindop is gekromd ter versterking van de door spingaatjes geperforeerde wand.It is further noted that various publications, such as the German utility model 1 390 570, GB 1 475 904 and FR 1 073 091, have often described spinnerets intended for use in the conventional wet spinning process for rayon, the outside of the spinneret being curved to reinforcement of the wall perforated by spider holes.

De uitvinding beoogt een werkwijze van het in de aanhef vermelde type te verschaffen, waarbij de eigenschappen van het garen, in het bijzonder de treksterkte, nog verder in gunstige zin kunnen worden beïnvloed. De werkwijze voor het spinnen van een dradenbundel uit aramide is volgens de uitvinding hierdoor gekenmerkt, dat de spinmassastromen in de spingaatjes divergeren ten opzichte van de centrale as van de spinplaat, waarbij de divergerende spinmassastromen met de zich in de spininrichting uitstrekkende centrale as van de spinplaat een scherpe hoek van tenminste 0,5° maken, bij voorkeur 1-5°. Een te verkiezen uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is hierdoor gekenmerkt, dat de divergerende spinmassastromen, naarmate zij in radiale richting van de spinplaat gezien zich op een grotere afstand van de genoemde centrale as bevinden, een grotere scherpe hoek met de centrale as van de spinplaat maken, waarbij de divergerende spinmassastromen in de spingaatjes zich bijvoorkeur nagenoeg uitstrekken volgens de loodlijnen op het, bijvoorbeeld gedeeltelijk bolvormig, gekromde oppervlak van de spinplaat. Een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is hierdoor gekenmerkt, dat divergerende spinmassastromen, die, gezien in radiale richting van de spinplaat, zich op een grotere afstand van de centrale as bevinden, nagenoeg gelijke scherpe hoeken met die centrale as maken als spinmassastromen, die zich op een kleinere afstand van de genoemde centrale as bevinden. Bij de werkwijze volgens 8702154 •ί - 4 - AKU 2076 de uitvinding wordt een dradenbundel gesponnen, die bij het verlaten van de spinplaat homogeen is, d.w.z. een bundel die geen centrale kernzone bevat, die vrij is van draden. Een dergelijke homogene ten opzichte van elk vlak door de centrale as van de spinplaat symmetrische dradenbundel bestaat uit een groot aantal zich vanaf het centrum tot aan de buitenomtrek van de spinplaat uitstrekkende draden. Daardoor is een hoge produktie onder handhaving van gunstige gareneingenschappen ook bij toepassing van hoge garensnelheden bereikbaar dankzij de toepassing van de genoemde divergerende spinmassastromen volgens de uitvinding.The object of the invention is to provide a method of the type stated in the opening paragraph, in which the properties of the yarn, in particular the tensile strength, can be influenced even more favorably. According to the invention, the method for spinning an aramid filament bundle is characterized in that the spinning mass flows in the spinning holes diverge from the central axis of the spinning plate, the diverging spinning mass flows with the central axis of the spinning plate extending in the spinning device. make an acute angle of at least 0.5 °, preferably 1-5 °. A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the diverging spinning mass flows, as they are at a greater distance from the said central axis, viewed in the radial direction of the spinning plate, a greater acute angle with the central axis of the making a spin plate, wherein the diverging spin mass flows in the spin holes preferably extend substantially according to the perpendiculars on the, for instance partly spherical, curved surface of the spin plate. Another embodiment of the method according to the invention is characterized in that diverging spinning mass flows, which, viewed in the radial direction of the spinning plate, are located at a greater distance from the central axis, make substantially equal sharp angles with that central axis as spinning mass flows, which are located at a smaller distance from said central axis. In the method according to the invention, a wire bundle is spun which is homogeneous when leaving the spin plate, i.e. a bundle which does not contain a central core zone, which is free of wires. Such a bundle of wires homogeneous with respect to any plane through the central axis of the spin plate consists of a large number of wires extending from the center to the outer circumference of the spin plate. As a result, a high production while maintaining favorable yarn compositions is achievable even when high yarn speeds are used, thanks to the use of the said divergent spinning mass flows according to the invention.

De uitvinding is in het bijzonder met voordeel toepasbaar bij een werkwijze, die volgens de uitvinding hierdoor is gekenmerkt, dat de draden een spuitsnelheid van tenminste 15 m/min bezitten, dat de onderlinge afstand van de draden ter plaatse van het verlaten van de spinplaat groter is dan 0,5 mm, in het bijzonder 0,5 tot 1,6 mm, en dat uit de spinplaat een bundel met tenminste 125 draden, bij voorkeur 250 tot 2000 draden, wordt gesponnen, terwijl aan elkaar grenzende draden van de spindop een patroon van gelijkzijdige driehoeken op de spinplaat vormen. In tegenstelling tot de bewering in US 3 767 756 (zie kolom 8 regels 21-23), dat de afstand van de spingaatjes en daardoor de afstand van de draden niet kritisch is, blijkt dat verrassenderwijze in de praktijk wel het geval te zijn.The invention is in particular advantageously applicable in a method, which according to the invention is characterized in that the wires have a spraying speed of at least 15 m / min, that the mutual distance of the wires at the location of leaving the spider plate is greater. is then 0.5 mm, in particular 0.5 to 1.6 mm, and that a bundle with at least 125 wires, preferably 250 to 2000 wires, is spun from the spinning plate, while adjacent wires of the spinneret pattern of equilateral triangles on the spin plate. Contrary to the assertion in US 3 767 756 (see column 8 lines 21-23), that the distance of the spider holes and therefore the distance of the wires is not critical, it turns out that this is surprisingly the case in practice.

Zoals reeds is vermeld worden de fysische eigenschappen, zoals de treksterkte, van de garens vervaardigd volgens de uitvinding, alsmede het optreden van onderlinge verkleving van de filamenten, in gunstige zin beïnvloed. Hoe deze verbetering van eigenschappen moet worden verklaard is nog niet duidelijk. Met name kan de verklaring hierin gezocht worden, dat volgens de uitvinding de draden van de bundel bij het verlaten van de spinplaat divergeren, zodat de dradenbundel gedurende enige tijd en over een bepaalde afstand na het verlaten van de spinplaat een grotere buitendiameter zal bezitten terwijl ook de onderlinge afstanden van de draden in de bundel groter zullen zijn. In het bijzonder bij toepassing van grotere spuit- en spinsnelheden met bijbehorende grotere drukken van de spinvloei-stof zal de divergentie van de dradenbundel misschien over een grotere afstand vanaf de spinplaat gehandhaafd blijven en daarom een grotere invloed uitoefenen. Ook is het mogelijk dat door de genoemde divergentie van de bundel en de draden de reeds in EP 0 168 879 beschreven kolkvorming in het coagulatiebad nog verder wordt gereduceerd.As already mentioned, the physical properties, such as the tensile strength, of the yarns manufactured according to the invention, as well as the occurrence of mutual adhesion of the filaments, are favorably influenced. It is not yet clear how this improvement in properties should be explained. In particular, the explanation can be sought herein that according to the invention the wires of the bundle diverge when leaving the spin plate, so that the wire bundle will have a larger outer diameter for some time and over a certain distance after leaving the spin plate, while also the distances between the wires in the bundle will be greater. Particularly when using higher spraying and spinning speeds with correspondingly greater pressures of the spinning liquid, the divergence of the filament bundle may be maintained over a greater distance from the spinning plate and therefore exert a greater influence. It is also possible that due to the said divergence of the bundle and the wires, the swirling in the coagulation bath already described in EP 0 168 879 is reduced even further.

8702154 AKU 2076 - 5 -8702154 AKU 2076 - 5 -

Bij de eventuele grotere onderlinge afstand van de draden tijdens hun contact met de coagulatievloeistof in een bad of in een zogenaamd "waterval-systeem" volgens EP 0 172 001 A£, kan de coagulatievloeistof beter inwerken op de afzonderlijke draden, waardoor het coagulatieproces sneller en beter kan verlopen zelfs bij toepassing van hogere spuit- en spinsnelheden en bundels met een groter aantal draden.With the possible greater spacing of the wires during their contact with the coagulation liquid in a bath or in a so-called "waterfall system" according to EP 0 172 001 A £, the coagulation liquid can act better on the individual wires, making the coagulation process faster and can run better even when using higher spray and spin speeds and bundles with a larger number of threads.

VoorbeeldExample

Volgens de uitvinding werd een spinmassa versponnen gevormd door een voor 99,8 gew.* uit H2SO4 bestaand oplosmiddel en 19,7 gew.& PPDT-polymeer. Het gebruikte PPOT=polymeer bezat een inherente viscositeit ηinh = 5,3 (definitie zie EP 0 168 879-A-|, blz. 27 regels 23-32). Het spinnen vond plaats met de schematisch in Fig. 1, 2, 3 en 4 aangegeven inrichting. Elk van de ongeveer 0,5 mm dikke spinplaten of spindoppen 5 bezat een kromtestraat R = 30,5 mm en was voorzien van 250 spingaatjes 25. De spingaatjes 25 waren volgens het getekende zeshoekige patroon op hartafstanden ter grootte van 1,1 mm geplaatst. Bij het spinnen werden een spuitsnelheid van 44 m/min en een opwikkelsnelheid van 300 m/min toegepast. De lengte van de vloei-stofkolom 18 bedroeg 30 mm en een luchtspleet ter lengte van 10 mm werd toegepast. Na afloop van het inspinnen werd elk van de bundels met ieder 250 filamenten via een eigen (niet getekende) daorlaatopening in het deksel 16 van de valkoker uit het spinbad afgevoerd. Elk van de vier doorlaatope-ningen bezat een diameter van 8 mm. Het uit 1000 filamenten bestaande voltooide en opgewikkelde PPDT-garen bleek een titer te bezitten ter grootte van 1728 decitex en aan dit garen werden de volgende eigenschappen gemeten:According to the invention, a spinning mass was spun formed by a solvent of 99.8% by weight of H2SO4 and 19.7% by weight of PPDT polymer. The PPOT = polymer used had an inherent viscosity ηinh = 5.3 (definition see EP 0 168 879-A-, page 27 lines 23-32). Spinning took place with the schematic in FIG. 1, 2, 3 and 4 indicated device. Each of the about 0.5 mm thick spin plates or spinnerets 5 had a curvature R = 30.5 mm and was provided with 250 spider holes 25. The spider holes 25 were placed at center distances of 1.1 mm according to the drawn hexagonal pattern. A spinning speed of 44 m / min and a winding speed of 300 m / min were used in spinning. The length of the liquid column 18 was 30 mm and an air gap of 10 mm was used. At the end of the spinning, each of the bundles, each containing 250 filaments, was discharged from the spinning bath via its own (not shown) opening in the cover 16 of the drop tube. Each of the four passages had a diameter of 8 mm. The 1000 filament finished and wound PPDT yarn was found to have a titre of 1728 decitex and the following properties were measured on this yarn:

Specifieke sterkte 2086 mN/texSpecific strength 2086 mN / tex

Breukrek 3,40¾Elongation at break 3.40¾

Elasticiteitsmodulus 78 GPaElasticity modulus 78 GPa

Aantal verkleefde filamenten 0¾Number of Sticky Filaments 0¾

De specifieke sterkte, de breukrek en de elasticiteitsmodulus zijn gemeten op de wijze, zoals is vermeld in EP 0 168 879 A, blz. 27 regel 1-10.The specific strength, elongation at break and elastic modulus are measured in the manner as stated in EP 0 168 879 A, page 27 lines 1-10.

Voor het meten van het aantal verkleefde filamenten is de procedure globaal als volgt: - snij van hpt 1000 filamenten tellende aramide garen een lengte van 3 mm af 8702154 Λ AKI) 2076 - 6 - - breng dit bundeltje in een filterkroesje (100 ml), waar op de bodem zwart filtreerpapier ligt, en vul dit kroesje met aceton - houd korte tijd een elektrode met ultrasonore trillingen in de aceton (bundeltje valt uiteen in filamenten) - terwijl de aceton afgefiltreerd wordt komen de wervelende filamenten tot rust op het zwarte filtreerpapier - tenslotte het zwart filtreerpapier met de verspreid liggende, al of niet verkleefde, filamenten van 3 mm onder de microscoop leggen.The procedure for measuring the number of adhered filaments is roughly as follows: - cut a length of 3 mm from hpt 1000 filament aramid yarn 8702154 Λ AKI) 2076 - 6 - - place this bundle in a filter crucible (100 ml), where on the bottom is black filter paper, and fill this crucible with acetone - briefly hold an electrode with ultrasonic vibrations in the acetone (bundle disintegrates into filaments) - while the acetone is filtered off, the swirling filaments settle on the black filter paper - Finally, place the black filter paper with the 3 mm spread or non-adhered filaments under the microscope.

Het microscopisch beeld geeft: - kwalitatief inzicht in de mate van verkleefd zijn, - kwantitatief inzicht in het aantal (?ó) verkleefde filamenten (tellen tijdrovend, maar uitvoerbaar).The microscopic image provides: - qualitative insight into the degree of adhesion, - quantitative insight into the number (? Ó) of adhered filaments (counting time-consuming, but feasible).

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de schematische tekening.The invention will be further elucidated with reference to the schematic drawing.

Fig. 1 toont een inrichting met een spineenheid voor het spinnen van PPDT.Fig. 1 shows an apparatus with a spinning unit for spinning PPDT.

Fig. 2 toont de spineenheid volgens Fig. 1 in onderaanzicht.Fig. 2 shows the spinning unit according to FIG. 1 in bottom view.

Fig. 3 toont op sterk vergrote schaal een gedeelte van een divergerende dradenbundel met bijbehorende spindop.Fig. 3 shows on a greatly enlarged scale a part of a diverging wire bundle with associated spinneret.

Fig. 4 toont in aanzicht het patroon van de draden en de gaatjes bij de spindop volgens Fig. 3.Fig. 4 shows in elevation the pattern of the threads and the holes at the spinneret of FIG. 3.

Fig. 5 toont op sterk vergrote schaal in doorsnede een enigszins gewijzigde uitvoering voor de spingaatjes.Fig. 5 shows on a greatly enlarged scale in section a slightly modified embodiment for the spider holes.

In Fig. 1 bevindt zich de vast in het niet getekende frame aangebrachte spineenheid 1 boven het coagulatiebad 2. Aan de spineenheid 1 wordt via de doseerpomp 3 de te verspinnen spinoplossing volgens de richting van de pijl 4 toegevoerd. De spineenheid 1 is voorzien van een niet getekend spin-garnituur met een of meer filters en aan de onderzijde een viertal spin-platen of spindoppen 5, die in Fig. 2 zijn aangegeven.In FIG. 1, the spinning unit 1 fixed in the frame (not shown) is located above the coagulation bath 2. The spinning unit 1 is supplied to the spinning unit 1 via the metering pump 3 in the direction of the arrow 4 via the dosing pump 3. The spinning unit 1 is provided with a not-drawn spinning set with one or more filters and at the bottom four spinning plates or spinnerets 5, which are shown in fig. 2 are indicated.

Het coagulatiebad 2 is voorzien van een toevoer 6, waaraan de in hoofdzaak uit water bestaande badvloeistof volgens de pijl 7 wordt toegevoerd. De vloeistof in het bad 2 wordt voortdurend op hetzelfde niveau 8 gehouden door meer badvloeistof via de toevoer 6 toe te voeren dan nodig is. De te veel toegevoerde badvloeistof wordt afgevoerd via ter hoogte van het niveau 8 in de wand van het bad aangebracht overstroomopeningen 9, die uitmonden 8702154 « - 7 - AKU 2076 in de mantel 10 van het bad, welke mantel is voorzien van een uitlaat 11 voor het afvoeren van de vloeistof in de richting van de pijl 12. De vier uit de uit de spindoppen 5 geextrudeerde filamentengroepen of dradenbundels zijn met 13 aangeduid. Nabij de bodem 14 van het bad 2 bevindt zich in het bad 2 de valkoker 15, die van een samengestelde deksel 16 is voorzien, waarin zich vier niet getekende vaste doorlaatopeningen voor het doorlaten van de vier gesponnen filamentengroepen 13 bevinden, zoals is aangegeven in Fig. 4 van EP 0 168 879 A1. De vertikale afstand tussen de onderkant van de spindoppen 5 en de bovenkant van de valkoker 15 is verdeeld in twee voor het spinproces zeer essentiele zones namelijk de luchtspleet 17 en de vloeistofkolom 18 boven de valkoker 15, die in de praktijk een lengte van ongeveer 2,5 tot 25 mm resp. 15 tot 40 mm kunnen bezitten. De valkoker 15 is door middel van in doorsnede een kruis in de valkoker vormende schotten in vier kanalen verdeeld, zodat elke filamentgroep 13 door een eigen kanaal in de valkoker loopt, zoals is aangegeven in Fig. 4 van EP 0 168 879. In de valkoker bewegen de filamentengroepen 13 zich omlaag volgens de richting van de pijl 19 samen met een hoeveelheid meegesleepte badvloeistof. Het onderstuk van de valkoker 15 is in Fig. 1 weggelaten. Onder de valkoker 15 bevinden zich een viertal garengeleidingsorganen 20, waarover elk van de filamentengroepen wordt omgeleid en na eventuele combinatie naar de schematisch aangeduide wasinrichting 21 en vervolgens naar de drooginrichting 22 wordt geleid. Tenslotte wordt het garen opgewikkeld in de vorm van een pakket 23.The coagulation bath 2 is provided with a supply 6, to which the mainly water bath liquid according to the arrow 7 is supplied. The liquid in the bath 2 is constantly kept at the same level 8 by supplying more bath liquid via the supply 6 than is necessary. The excess bath liquid supplied is discharged via overflow openings 9 arranged in the wall of the bath at the level of the level 8, which flow out into the casing 10 of the bath, which casing is provided with an outlet 11 for discharging the liquid in the direction of the arrow 12. The four filament groups or bundles of wires extruded from the spinnerets 5 are indicated by 13. Near the bottom 14 of the bath 2 is located in the bath 2 the drop tube 15, which is provided with a composite cover 16, in which there are four not drawn fixed passage openings for the passage of the four spun filament groups 13, as shown in FIG. . 4 of EP 0 168 879 A1. The vertical distance between the bottom of the spinnerets 5 and the top of the fall tube 15 is divided into two zones which are very essential for the spinning process, namely the air gap 17 and the liquid column 18 above the fall tube 15, which in practice has a length of approximately 2. 5 to 25 mm resp. 15 to 40 mm. The fall tube 15 is divided into four channels by cross-sections in the drop tube forming cross-sections, so that each filament group 13 passes through its own channel in the fall tube, as shown in Fig. 4 of EP 0 168 879. In the drop tube, the filament groups 13 move down in the direction of the arrow 19 together with an amount of entrained bath liquid. The bottom part of the fall sleeve 15 is shown in FIG. 1 omitted. Underneath the fall sleeve 15 are four yarn guiding members 20, over which each of the filament groups is diverted and after optional combination is led to the schematically indicated washing device 21 and then to the drying device 22. Finally, the yarn is wound up in the form of a package 23.

In Fig. 3 is een gedeelte van een dradenbundel 13 en een van de spindoppen 5 uit Fig. 2 in doorsnede weergegeven. Het ondervlak van elke spindop 5 bezit in het getekende uitvoeringsvoorbeeld aan binnen- en buitenzijde een bolvormige kromming met middelpunt M met aan de binnenzijde een kromtestraal R = 30,5 mm. De centrale vertikale as van de spinplaat of spindop 5 en van de dradenbundel 13 is met 24 aangeduid. De spindop 5 is voorzien van een groot aantal, bijvoorbeeld 250, spingaatjes 25, die met behulp van een speciale techniek in de spinplaat zijn aangebracht en waarvan de lengteassen 26 door het middelpunt M gaan, zodat de spingaatjes 25 zich in radiale richting van het bolvormige spinplaatoppervlak uitstrekken. Daardoor wordt bereikt dat de, volgens op zichzelf bekende wijze, aan de spindop 5 toegevoerde spinoplossing in de vorm van divergerende draden 27 wordt ge-extrudeerd met aanvankelijk een component volgens de richting van de pijlen 28. Daardoor wordt bereikt dat de draden 27 van de bundel 13 bij het ver- 8702154 * - 8 - AKU 2076 laten van de spinplaat of spindop 5 kunnen divergeren ten opzichte van elkaar. In de getekende uitvoering bevindt zich ter plaatse van de centrale as 24 geen spingaatje en de divergerende spinmassastromen in de spingaatjes 25 maken met de centrale as 24 en scherpe hoek α-j, die tenminste 0,5° en bij voorkeur 1-5° bedraagt. Naarmate bij de getekende uitvoering despin-massastromen zich, gemeten in radiale richting van de spindop 5, op een grotere afstand van de centrale as 24 bevinden, maken de spinmassastromen grotere scherpe hoeken a<|, a-2, a3, etc. met de centrale as 24, terwijl zij gericht zijn volgens loodlijnen op het gedeeltelijk bolvormig gekromde oppervlak van de spinplaat of spindop 5.In FIG. 3 is a portion of a bundle of wires 13 and one of the spinnerets 5 of FIG. 2 shown in section. The bottom surface of each spinneret 5 has a spherical curvature with center M on the inside and outside with a radius of curvature R = 30.5 mm on the inside and the outside. The central vertical axis of the spinneret or spinneret 5 and of the bundle of wires 13 is indicated by 24. The spinneret 5 is provided with a large number, for example 250, of spinning holes 25, which are arranged in the spinning plate by means of a special technique and of which the longitudinal axes 26 pass through the center M, so that the spinning holes 25 extend in radial direction from the spherical stretch the spider plate surface. This achieves that the spinning solution, which is known per se, supplied to the spinneret 5 in the form of diverging wires 27 is extruded with initially a component in the direction of the arrows 28. This achieves that the wires 27 of the bundle 13 when leaving the spin plate or spinneret 5 may diverge from one another. In the embodiment shown there is no spin hole at the central axis 24 and the diverging spin mass flows in the spin holes 25 make with the central axis 24 an acute angle α-j, which is at least 0.5 ° and preferably 1-5 ° . As the spin mass flows, as measured in the radial direction of the spinneret 5, are located at a greater distance from the central axis 24 in the embodiment shown, the spin mass flows make larger acute angles a <|, a-2, a3, etc. with the central axis 24, while oriented perpendicular to the partially spherically curved surface of the spinneret or spinneret 5.

Zoals blijkt uit het in Fig. 4 aangegeven onderaanzicht van een gedeelte van de spindop 5 vormen de aan elkaar grenzende draden 27 ter plaatse van het verlaten van de spindop en de spingaten 25 nagenoeg een patroon van op elkaar aansluitende gelijkzijdige driehoeken, waarvan de met onderbroken lijnen getekende zijden met 29 zijn aangeduid. De onderlinge hartafstand van de draden bij het verlaten van de spindop 5, alsmede lengte van de zijden der gelijkzijdige driehoeken bedraagt bij de getekende uitvoering 1,1 mm.As can be seen from the example shown in FIG. 4, bottom view of part of the spinneret 5 shown, the adjacent wires 27 at the position of leaving the spinneret and the spinning holes 25 form substantially a pattern of contiguous equilateral triangles, the sides of which are shown with broken lines 29 . The mutual center distance of the wires when leaving the spinneret 5, as well as the length of the sides of the equilateral triangles, is 1.1 mm in the embodiment shown.

Behalve de in Fig. 3 getoonde uitvoering met zich volgens stralen van het gedeeltelijk bolvormige oppervlak van de spindop 5 uitstrekkende spingaatjes en draden, kan ook een (niet getekende) uitvoering worden toegepast, waarbij alle draden zich bij het verlaten der spindop onder dezelfde scherpe hoek ter grootte van tenminste 0,5° uitstrekken. Bij de in Fig. 5 getekende gewijzigde uitvoering voor de spingaatjes in de spinplaat,is elk spingaatje aan de toevoerzijde voorzien van trechtervormige toevoer zones met verschillende hoeken 8-| en 82·Except the ones shown in FIG. 3 shown with spinning holes and threads extending according to radii of the partially spherical surface of the spinneret 5, a version (not shown) can also be used, wherein all threads are located at the same sharp angle of at least 0 when leaving the spinneret , Extend 5 °. In the case shown in FIG. 5 modified version drawn for the spider holes in the spider plate, each spider hole on the supply side is provided with funnel-shaped supply zones with different angles. and 82

De gedeeltelijk bolvormige spinplaten of spindoppen 5 kunnen op bekende wijze worden vervaardigd door in een platte plaat eerst de spingaten te boren en/of te ponsen en die van gaten voorziene plaat daarna in de gewenste gekromde vorm te buigen. Ook kan men de plaat eerst in de gewenste gekromde vorm buigen en daarna in de gekromde plaat de spingaatjes boren en/of ponsen inéén of meer stappen.The partially spherical spinnerets or spinnerets 5 can be manufactured in a known manner by first drilling and / or punching the spinning holes in a flat plate and then bending said perforated plate into the desired curved shape. It is also possible to first bend the plate into the desired curved shape and then drill the spider holes and / or punch in one or more steps in the curved plate.

8701154 - 9 - AKU 2076 . f.8701154 - 9 - AKU 2076. f.

Onder het genoemde aramide wordt hier verstaan een synthetisch polyamide, waarin tenminste 85¾ van de amidebindingen direct verbonden is aan twee aromaatringen. Voorbeelden van dergelijke aramiden zijn polyparafenyleen-tereftaalamide (PPDT) en copolyamide opgebouwd uit p-fenyleendiamine-, 3jA'-diaminodifenylether- en tereftaalzuurresten. Voorts mengsels van aromatisch polyamiden, waaronder met name mengsels van PPDT en een aromatisch copolyamide afgeleid van p-fenyleendiamine, tereftaalzuur en een naftaleen difunctioneel monomeer, of een copolyamide gemodificeerd met diaminobenza-nilide eenheden.The aforementioned aramid is here understood to mean a synthetic polyamide, in which at least 85¾ of the amide bonds are directly connected to two aromatic rings. Examples of such aramides are polyparaphenylene terephthalamide (PPDT) and copolyamide composed of p-phenylenediamine, 3'A'-diaminodiphenyl ether and terephthalic acid residues. Furthermore, mixtures of aromatic polyamides, including in particular mixtures of PPDT and an aromatic copolyamide derived from p-phenylenediamine, terephthalic acid and a naphthalene difunctional monomer, or a copolyamide modified with diaminobenzanilide units.

De bereiding van het PPDT, alsmede de behandeling van de geextrudeerde dradenbundels, kunnen in beginsel worden uitgevoerd op de wijze, zoals is beschreven in EP 0 168 879 Af.The preparation of the PPDT, as well as the treatment of the extruded filament bundles, can in principle be carried out in the manner described in EP 0 168 879 Af.

Binnen het raam van de vinding kunnen verschillende wijzigingen worden aangebracht. Met name wordt er op gewezen, dat de werkwijze volgens de uitvinding zowel kan worden toegepast voor het vervaardigen van een filamentgaren ais voor een vezelgaren. Bij het vervaardigen van een vezel-garen worden de filamenten voor of na voltooiing van de was- en droog-behandeling tot vezels van de gewenste lengte gesneden, welke vezels dan op gebruikelijke wijze worden verzameld.Various changes can be made within the scope of the invention. In particular, it is pointed out that the method according to the invention can be used both for the production of a filament yarn as for a fiber yarn. In the manufacture of a fiber yarn, the filaments are cut into fibers of the desired length before or after the completion of the washing and drying treatment, which fibers are then collected in the usual manner.

87021548702154

Claims

A method for manufacturing a thread bundle containing at least 100 threads from aramid by spinning a spinning mass containing a solvent and aramid polymer, the spinning mass being extruded through the spinning holes in the spinning plate of a spinning unit, the outflow side of the spin plate is in a gaseous inert medium and the freshly extruded wires are contacted with a coagulation liquid a short distance from the spin plate and the wires are withdrawn after contact with the coagulation liquid to undergo one or more post-treatments, characterized in that the spin mass flows in the spin holes diverge from the central axis of the spin plate.

Method according to claim 1, characterized in that the diverging spinning mass flows with the central axis of the spinning plate extending in the spinning device make an acute angle of at least 0.5 °, preferably 1-5 °.

A method according to claim 2, characterized in that the diverging spin mass flows, as they are at a greater distance from said central axis in the radial direction of the spin plate, make a greater acute angle with the central axis of the spin plate.

Method according to claim 3, characterized in that the diverging spin mass flows in the spin holes extend substantially according to the perpendiculars on the, for instance partly spherical, curved surface of the spin plate.

A method according to claim 2, characterized in that diverging spin mass flows, which, viewed in the radial direction of the spin plate, are located at a greater distance from the central axis, make substantially equal acute angles to that central axis as spin mass flows located on a be closer to the said central axis. 8702154 - 11 - AKU 2076

The method of claim 1. characterized in that the threads have a spraying speed of at least 15 m / min, in particular 30 to 300 m / min.

Method according to claim 1, characterized in that the mutual distance of the wires at the location of leaving the spin plate is greater than 0.5 mm, in particular 0.5 to 1.6 mm.

Method according to claim 1, characterized in that a bundle with at least 125 threads, in particular 250 to 2000 threads, is spun from the spinning plate.

Method according to claim 1, characterized in that the adjacent wires of the bundle at the location of leaving the spinneret form substantially a pattern of contiguous equilateral triangles on the spinneret. 870 2154