NO176445B - Spinnedyse - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en spinnedyse av den art som er angitt i kravets ingress.

Spinnedyser er nødvendige for fremstilling av fibre, hvorved spinnemassens utgangsstoff består av organisk eller uorganisk materiale. Det flytedyktige hhv. pumpe-dyktige materiale med som oftest en meget høy viskositet presses gjennom de ulikt utformede dysekapillarer og størkner derefter til fibre i dertil spesielt tilpassede spinne- og efterbehandlingstrinn.

Av en god spinnedyse forventer man kvalitetstrekk såsom kvalitet i boringene (målenøyaktighet), glatthet i bore-hullveggene, skarpe kanter i borehullutgangen, glatthet i dysebunnen, korrosjonsbestandighet og spesielt utformede spinnekanaler. Ikke minst skal det nevnes den nødvendige fasthet i spinnedysen, idet spinnedysen ved spinning av massen står under enorm trykkbelastning. Spesielt ved spinning av høyviskøse celluloseoppløsningsspinnemasser er bruk av spinnedyse hhv. spinnedysemateriale med høy fasthet påkrevet, idet det kan oppstå spinnetrykk på inntil 200 bar.

Disse problemer oppstår spesielt med celluloseopp-løsninger som er fremstilt efter NMMO-fremgangsmåten. Denne fremgangsmåte er kjent f.eks. fra eksemplene i DE-OS 29 13 589. NMMO står her for N-metylmorfolin-N-oksyd, et tertiært amin-N-oksyd som virker som oppløsningsmiddel for cellulose. På grunn av de høye spinneviskositeter må det anvendes spinnedyser med forsterkede spinneplater.

På den annen side har man en tendens til å øke tettheten

i spinnedysens kapillarer for å øke ydelsen pr. flate-enhet på spinnestedet. Det problem som oppstår i denne forbindelse, består i at trådene er tilbøyelige til å klebe seg sammen.

For allikevel å kunne øke kapillarenes tetthet må derfor trådenes klebeevne forminskes. Dette kan virkeliggjøres ved at det på overflaten av de nyekstruderte tråder påfø-res en ikke oppløselig væske for å senke oppløsningsmid-delets virkning (sml. DE-AS 28 44 163). Dessuten kan det til det tertiære aminoksyd tilsettes en polyalkyleneter, spesielt polyetylenglykol (sml. DD-PS 218 121).

Det foreligger således et behov for en spinnedyse med relativt stor diameter og høy kapillartetthet, dvs. et høyt antall kapillarer, for å spinne celluloseoppløsnin-gen på en økonomisk måte. Samtidig skal spinnedysen holde stand mot høyt trykk (inntil 13 0 bar).

Stabile spinneplater av stål med hull, hvor det i hullene er innsatt små plater av f.eks. gull, som kapillarer, er beskrevet i f. eks. GB- A1 1126609, US- A1 2839783, DE-C 808872 samt DE-C 360000. I FR-A 1003082 beskrives en dyse som har et filter plassert foran ekstrusjonskanalen.

De kjente spinnedyser har riktignok tildels høye kapillartettheter, men de holder ikke stand mot høye spinnetrykk; spinneplaten bølger seg eller sprekker. Slike dyser anvendes i viskoseprosessen.

Slike spinnedyser kjent som er fremstilt av spesielle ståltyper som tåler store belastninger. Disse spinnedyser anvendes ved tørrspinneprosessen for kunststoffsmelter. Denne dysekonstruksjon har også den ulempe at på grunn av den kompliserte anordning av dysehullene i dyseplaten for de respektive spinnekapillarer, trengs det en forboring i det relativt hårde, men faste materiale, for derefter å kunne anbringe kapillarene med liten diameter. På grunn av den i diameter større forboring, er det bare mulig med et lite antall spinnekapillarer i dyseplaten, og man oppnår atter en gang bare lav kapillartetthet.

Oppgaven for foreliggende oppfinnelse består i å tilveie-bringe en spinnedyse som på den ene side holder stand mot høye spinnetrykk, og som på den annen side har en høy kapillartetthet (kapillarer/mm2) .

Oppfinnelsen utmerker seg ved det trekk som er angitt i kravets karakteriserende del.

Spinnedysen av den innledningsvis nevnte art har en spinneplate som består av en stabil bærerplate som er forsynt med hull, og i hullene er det innsatt eller innpresset små plater hvor kapillarene er anbragt. Herved er det hensiktsmessig at bærerplaten består av edelstål og de små plater av et materiale med mindre hårdhet enn stål, spesielt et edelmetall. Foretrukket er for tiden gull, sølv og tantal.

Det anvendes således en bærerplate hvis styrke er tilmålt tilstrekkelig stor slik at den holder stand mot høye spinnetrykk. Den kan også fremstilles av et hvilket som

helst fast materiale fordi den selv ikke har noen spinnekapillarer. I hullene i bærerplaten er det innsatt eller innpresset små plater, f.eks. edelmetallplater i hvilke - på grunn av metallets mykhet - det nødvendige antall av spinnekapillarer på relativt enkel måte kan anbringes uten forboringer.

Fortrinnsvis er hullene i bærerplaten trinnboringer, hvorved trinndelingen befinner seg nær bærerplatens ytterflate, og den mindre diameter er på bærerplatens ytterflate. Således holdes den lille innsatte hhv. inn-pressede plate ytterligere fast og kan holde stand mot meget høye spinnetrykk.

Endelig er det hensiktsmessig at det på bærerplatens innerside er anordnet en hullplate, og at det mellom bærerplaten og hullplaten er anordnet et filter. Hullene i hullplaten er herved avstemt med anordningen av de små plater slik at celluloseoppløsningen eller polymersmelten blir fordelt hensiktsmessig. Ved hjelp av filteret holdes smusspartikler hhv. uoppløste polymerbruddstykker tilba-ke.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksem-pler som fremgår av vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 viser en spinnedyse ifølge oppfinnelsen i

snitt;

Fig. 2 viser bærerplaten av spinnedysen ifølge fig. 1,

men noe forstørret i forhold til fig. 1; og

Fig. 3 viser viser en liten plate til bruk i bærerplaten ifølge fig. 2, men noe forstørret i forhold til fig. 2, delvis i snitt.

Dysehodet 1 (fig. 1) består hensiktsmessig av korrosjons-fast edelstål. Det er forsynt med oppvarmningskanaler 6 for temperering og danner spinnedysens overdel hvor cel-luloseoppløsningen mates inn og tempereres kontinuerlig under sammenspinningen.

I dysehodet 1 er det anordnet en hullplate 3, et filter 4 og en bærerplate 2. Disse tre elementer presses ved hjelp-av en gjengemutter 5 til dysehodet 1. Til avtetning kan det anvendes en myk tetning (ikke vist).

Bærerplaten 2 (se fig. 2) har flere hull 7 som er utfor-met som trinnboringer. (I fig. 2 er det for enkeltheten skyld bare vist et eneste hull 7.) I disse hull presses små plater 8 (fig. 3) av relativt mykt materiale. I dette myke materiale kan det på enkel måte fremstilles mange kapillarer 9 tett ved siden av hverandre. (I fig. 3 er det for enkelthetens skyld bare vist en eneste kapil-lar 9.)

Hullene i hullplaten 3 er nøyaktig som hullene i bærerplaten 2, og derimellom ligger filteret 4. Filteret 4 kan - avhengig av celluloseoppløsningen eller polymersmelten - ha meget forskjellige porevidder og bestå av forskjellige materialer. Foretrukket er korrosjonsbestan-dig metallull. Spinnemassen fordeles over hullplaten 3, filtreres og trenger derefter inn i hullene 7 hhv. trinn-boringene og derfra inn i platenes 8 kapillarer 9.

Med en spinnedyse ifølge oppfinnelsen kan det til tross for høye trykkfastheter oppnås høye kapillartettheter. Således ble det f.eks. utviklet en spinnedyse som med en diameter på 45 mm oppviser 1147 kapillarer (noe som til-svarer 0,72 kapillarer/m<2>) og som er konstruert for et driftstrykk på ca. 85 bar. En annen spinnedyse hadde 1,19 kapillarer/mm<2> og var konstruert for et driftstrykk på ca. 55 bar.

Konstruksjonen av dysen i dens enkelte deler muliggjør individuell utbytning av bærerplaten med små edelstål-plater hvor det befinner seg kapillarer med forskjellige diametre, lengder og tverrsnitt.

Claims (1)

1. Spinnedyse med et dysehode (1) og en spinneplate som består av en stabil bærerplate (2) , fortrinnsvis av edelstål, hvori det er anbragt hull (7), hvor det i hullene (7), som fortrinnsvis er i form av trinnboringer hvor trinndelingen befinner seg i nærheten av bærerplatens (2) ytterflate og den mindre diameter er på bærerplatens (2) ytterflate, er innsatt eller innpresset innsatser (8) bestående av et materiale med lavere hårdhet enn stål, spesielt av et edelmetall, fortrinnsvis gull eller sølv, mer foretrukket tantal, hvilke innsatser har kapillarer (9), karakterisert ved at innsatsene er i form av tynne småplater (8) som har et antall kapillarer (9) med en kapillartetthet på mer enn 0,72 kapillarer/mm<2>.