WO2002077332A1 - Vorrichtung für die erstellung von splittfähigen garnen, fasern oder filamenten - Google Patents

Vorrichtung für die erstellung von splittfähigen garnen, fasern oder filamenten Download PDF

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WO2002077332A1
WO2002077332A1 PCT/EP2002/001297 EP0201297W WO02077332A1 WO 2002077332 A1 WO2002077332 A1 WO 2002077332A1 EP 0201297 W EP0201297 W EP 0201297W WO 02077332 A1 WO02077332 A1 WO 02077332A1
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filaments
distributor
outlet openings
polymers
plate
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PCT/EP2002/001297
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English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Leiner
Robert Groten
Georges Riboulet
Karl Meier
François HILFIGER
Original Assignee
Carl Freudenberg Kg
Wetzel Spinnerets Ag
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • 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
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/32—Side-by-side structure; Spinnerette packs therefor

Definitions

  • the invention relates to a device for producing splittable yarns, fibers or filaments by means of a melt spinning process using two mutually incompatible polymers.
  • the object is achieved by a device for the production of splittable yarns, fibers or filaments by means of a melt spinning process using two mutually incompatible polymers, by introducing polymer A and polymer B into a modular spinning head which consists of a first distributor plate which has radial distributor channels and which has a second distributor plate which has annularly arranged distributor channels which are alternately fed with the polymers A, B and which have openings which feed at least two modular distributor plates, at least one modular distributor plate having sub-distributor channels which are separate extend over their entire thickness and their ends correspond to the number of outlet openings for the filaments and the outlet openings for the filaments are arranged in groups in which the distances between adjacent outlet openings openings for the polymers A, B are approximately the same size and are brought together in a plate with spinnerets to form splittable yarns, fibers or filaments and are stretched by means of a subsequent stretching device.
  • the modularly constructed spinning head according to the invention can be varied in a simple manner by exchanging the distributor plates with regard to the number or quantity of the filaments contained in the splittable yarns, fibers or filaments.
  • the ring-shaped distribution of the polymers A and B and the geometrical design of the spinning head permit a flow-technically favorable supply to the distributor plates underneath.
  • the sub-distribution channels which extend over the entire thickness of the distributor plates, ensure good throughput of the polymers through the spinning head and simplified cleaning.
  • the distributor plates and outlet plates are preferably made of metal in a thickness of 0.2 to 2.5 mm, preferably 0.5 to 1.5 mm.
  • a further advantageous embodiment of the device is that the sub-distribution channels of a distributor plate for one of the polymers A or B are star-shaped and the sub-distribution channels for the respective other polymer end between the arms of the star-shaped sub-distribution channels.
  • This arrangement leads to an approximately uniform and thus fluidically favorable supply of the sub-distribution channels with the polymers A and B and to a geometrically favorable utilization of the available area.
  • a device is particularly preferred in which the outlet openings for the filaments in the groups are arranged approximately in a circle, a group comprising 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48 or 64 outlet openings.
  • the fineness of the filaments can be varied with the number of filaments in a group, which are combined to form a splittable yarn, fiber or filament.
  • At least one additional distributor plate can be provided for distribution to 48 or 64 outlet openings.
  • the device is preferably also one in which the groups of
  • Outlet openings for the filaments are arranged approximately in concentric circles.
  • the arrangement in concentric circles on the one hand ensures a favorable flow of cooling air and on the other hand Bringing together all splittable yarns, fibers or filaments emerging from a spinning head into a common drawing device.
  • the device is preferably also one in which the diameters of the outlet openings for the filaments are in the range from 0.15 mm to 0.9 mm.
  • the invention further relates to a device in which the outlet openings for the polymers have different diameters. Due to the different dimensions of the diameters for the outlet openings, the ratio of the polymers in a splittable yarn, fiber or filament can be designed differently.
  • a device is preferred in which the distances between the groups of outlet openings on the approximately concentric circles are 0.15 to 0.9 mm and the distances between the circles are 5 to 50 mm.
  • the corresponding distances have proven to be favorable in terms of the area utilization and the stability of the distributor plates.
  • the ends of the sub-distribution channels of the second distribution plate are branched in a V-shape.
  • a corresponding design of the sub-distribution channels leads to a very favorable use of the space without fluidic disadvantages.
  • the first distributor plate, the second distributor plate, the distributor plates and the spinning plate are directly connected to one another and centered by bolts or screws penetrating their edge without seals or sealants.
  • the connection according to the invention of the first distributor plate, the second distributor plate, the distributor plates and the Spinning plate ensures a tight assembly of the modular spinning head without the need for seals or sealing compounds.
  • the method according to the invention for the production of yarns, fibers or filaments consists in the fact that, by using the distributor plates with sub-distributor channels of 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48 or 64 outlet openings, the number of filaments of the splittable yarns, fibers or filaments is varied. This makes it possible to produce splittable yarns, fibers or filaments from the corresponding number of filaments in a very economical way by exchanging one or more of the distributor plates.
  • the process for producing splittable yarns, fibers or filaments is preferably carried out in such a way that the mass ratio of the polymers A to B is varied by using a distributor plate with different diameters of the outlet openings for the polymers. This allows the composition ratio of the splittable yarns, fibers or filaments to be adjusted in a wide range.
  • FIG. 2a partial section of a distributor plate for 16 filaments
  • Fig. 2b partial section of a distributor plate for 8 filaments
  • Fig. 2c partial section of a distributor plate for 32 filaments
  • Fig. 3 Partial section of a distributor plate with outlet openings for 16 filaments.
  • Fig. 1 shows a section through a schematically illustrated modular spinning head 1 with different feed lines for the polymers A and B, which is filtered in chambers 12 and into the first distributor plate 2 with radial distributor channels 8 and through openings in a second distributor plate 3 with annular distributor channels 9 be directed.
  • the annular distributor channels 9 have openings to the distributor plate 4 underneath and the distributor plate 5 thereafter with the sub-distributor channels 5k.
  • the polymers flow through the sub-distribution channels 5k to the outlet openings 6b in the spinning plate 7 essentially in a vertical direction through the spinning head 1.
  • the individual filaments of a group are combined in the spinning nozzles of the spinning plate 7 and leave the spinning head as splittable yarn, thread or filament 10 1.
  • the polymers A, B dried in a nitrogen stream are filtered before being introduced into the first distributor plate 2.
  • FIGS. 2a to 2c show possible arrangements of sub-distribution channels 5k of a distributor plate 5. Circles indicate the locations at which the polymers A and B pass from the annular distributor tracks 11 of the second distributor plate 3 into the distributor plate 4. The ends of the sub-distribution channels 5k lie above the outlet openings 6b shown in FIG. 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

Die Erfindung berifft Bohrvorrichtung (1), inbesondere zum grabeniosen Rohrvorbetrieb, bestehend aus einem Gehäuse, mindestens einem vortriebsseitigen, drehbaren Schneidrad (3) mit Bohrwerkzeugen und Materialöffnungen (5) zum Durch gang von abgetragenem Material (6) in einen auf der Schneidradrückseite angeordneten Brecherraum (16), einem den Brecherraum (16) zumindest teilweise umschliessenden, drehbaren, vorzugweise mit dem Schneidrad (3) umfangsseitig verbundenen Brecherkorb (7) mit umfangsseitigen Materialabflussöffnungen (10) zum Durchgang von abgetragenem Material (26) in einen umfangsseitig, auf der Brecherkorbaussenseite (14) gelegenen Zwischenraum (15), mindestens einer Antriebvorrichtung (23) für den Brecherkorb (7) und/oder für das Schneidrad (3), mindestens einer Spülmediumzuleitung (25) und mindestens einer Spülmediumzuleitung (25) und mindestens einer Materialabflussleitung (27) zur Ableitung des mit abgetragenen Material (26) angereicherten Spülmediums aus dem Zwischenraum (15), dadurch gekennzeichnet, dass ein inden Brecherraum (16) axial hineinragender Brechereinsatz (17) vorgesehen ist.

Description

Anmelder: Firma Carl Freudenberg, 69469 Weinheim, DE Wetzel Spinnerets AG, 4334 Sisseln, CH
Vorrichtung für die Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder
Filamenten
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels eines Schmelzspinnprozesses unter Verwendung von zwei miteinander unverträglichen Polymeren.
Aus den Dokumenten EP 0 413 688, US 5,562,930 und FR 2 647 815 sind Verfahren und Vorrichtungen für Herstellung splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels eines Schmelzspinnprozesses unter Verwendung von zwei miteinander unverträglichen Polymeren bekannt. Dabei werden die einzelnen Polymerschmelzströme durch Verteilerplatten innerhalb eines Spinnkopfes so geführt, dass die aus dem Spinnkopf austretenden Fäden aus mehreren Elementarfäden der jeweiligen Polymeren bestehen, die jeweils alternierend - im Querschnitt des Fadens betrachtet - angeordnet sind.
Im Zuge der steigenden Anforderungen an die Flexibilität des Herstellungsprozesses von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten werden solche Vorrichtungen gefordert, die hinsichtlich der prozentualen Zusammensetzung der eingesetzten Polymeren und der Feinheit, der in ihnen enthaltenen Elementarfäden einfach herstellbar sind und die hinsichtlich der dazu notwendigen Änderungen der Vorrichtung einfach handhabbar sind. Weiterhin sollen die Spinnköpfe hinsichtlich ihrer Betriebsdauer, Reinigbarkeit und Handhabbarkeit verbessert werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung für die Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels eines Schmelzspinnprozesses unter Verwendung von zwei miteinander unverträglichen Polymeren gelöst, indem das Polymer A und das Polymer B in einen modular aufgebauten Spinnkopf eingebracht werden, der aus einer ersten Verteilerplatte besteht, die radiale Verteilerkanäle besitzt und die eine zweite Verteilerplatte, die ringförmig angeordnete Verteilerkanäle besitzt, die alternierend mit den Polymeren A,B gespeist werden und die Öffnungen aufweisen, die mindestens zwei modulare Verteilerbleche speisen, wobei mindestens ein modulares Verteilerblech Unterverteilerkanäle besitzt, die sich über deren gesamte Dicke erstrecken und deren Enden mit der Anzahl der Austrittsöffnungen für die Elementarfäden korrespondieren und die Austrittsöffnungen für die Elementarfäden in Gruppen angeordnet sind, in denen die Abstände zwischen benachbarten Austrittsöffnungen für die Polymere A, B etwa gleich groß sind und die in einer Platte mit Spinndüsen zu splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten zusammengeführt und mittels einer nachfolgenden Verstreckungseinrichtung verstreckt werden.
Der erfindungsgemäß modular aufgebaute Spinnkopf lässt in einfacher Weise durch Austausch der Verteilerbleche hinsichtlich der in den splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten enthaltenen Anzahl beziehungsweise Menge der Elementarfäden variieren. Die ringförmige Verteilung der Polymeren A und B und die geometrische Gestaltung des Spinnkopfes gestatten eine strömungstechnisch günstige Versorgung der darunter liegenden Verteilerbleche. Weiterhin gewährleisten die sich über die gesamte Dicke der Verteilerbleche erstreckenden Unterverteilerkanäle einen guten Durchsatz der Polymeren durch den Spinnkopf und eine vereinfachte Reinigung.
Die Verteilerbleche und Auslaßbleche werden im Sinne der Erfindung vorzugsweise aus Metall in einer Stärke von 0,2 bis 2,5 mm vorzugsweise 0,5 bis 1 ,5 mm gefertigt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, dass die Unterverteilerkanäle eines Verteilerblechs für eines der Polymeren A oder B sternförmig sind und die Unterverteilerkanäle für das jeweils andere Polymere zwischen den Armen der sternförmigen Unterverteilerkanäle enden. Diese Anordnung führt zu einer in etwa gleichmäßigen und damit strömungstechnisch günstigen Versorgung der Unterverteilerkanäle mit dem Polymeren A und B sowie zu einer geometrisch günstigen Ausnutzung der vorhandenen Fläche.
Besonders bevorzugt ist eine Vorrichtung, bei der die Austrittsöffnungen für die Elementarfäden in den Gruppen etwa kreisförmig angeordnet sind, wobei eine Gruppe 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48 oder 64 Austrittsöffnungen umfasst. Mit der Anzahl der Elementarfäden in einer Gruppe, die zu einem splittfähigen Garn, Faser oder Filament zusammengefasst werden, kann die Feinheit der Elementarfäden variiert werden. Für die Verteilung auf 48 oder 64 Austrittsöffnungen kann mindestens ein weiteres Verteilerblech vorgesehen werden.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung weiterhin eine, bei der die Gruppen der
Austrittsöffnungen für die Elementarfäden etwa in konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Die Anordnung in konzentrischen Kreisen gewährleistet zum einen eine günstige Anströmung der Kühlluft und zum anderen ein Zusammenführen aller aus einem Spinnkopf austretenden splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten in eine gemeinsame Verstreckungseinrichtung.
Die Vorrichtung ist vorzugsweise weiterhin eine, bei der die Durchmesser der Austrittsöffnungen für die Elementarfäden im Bereich von 0,15 mm bis 0,9 mm liegen.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, bei der die Austrittsöffnungen für die Polymere unterschiedliche Durchmesser besitzen. Durch die unterschiedliche Bemessung der Durchmesser für die Austrittsöffnungen kann das Verhältnis der Polymeren in einem splittfähigen Garn, Faser oder Filament unterschiedlich gestaltet werden.
Bevorzugt ist eine Vorrichtung, bei der die Abstände zwischen den Gruppen der Austrittsöffnungen auf den etwa konzentrischen Kreisen 0,15 bis 0,9 mm und die Abstände zwischen den Kreisen 5 bis 50 mm betragen. Die entsprechenden Abstände haben sich hinsichtlich der Flächenausnutzung und der Stabilität der Verteilerbleche als günstig erwiesen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Enden der Unterverteilerkanäle der zweite Verteilerplatte V-förmig verzweigt. Eine entsprechende Ausgestaltung der Unterverteilerkanäle führt zu einer sehr günstigen Ausnutzung des Platzes ohne strömungstechnische Nachteile.
Vorteilhafter Weise sind die erste Verteilerplatte, die zweite Verteilerplatte, die Verteilerbleche und die Spinnplatte durch ihrem Rand durchdringende Bolzen oder Schrauben ohne Dichtungen oder Dichtungsmassen direkt miteinander verbunden und zentriert. Die erfindungsgemäße Verbindung der ersten Verteilerplatte, der zweiten Verteilerplatte, der Verteilerbleche und der Spinnplatte gewährleistet einen dichten Zusammenbau des modularen Spinnkopfes, ohne dass Dichtungen oder Dichtungsmassen dafür nötig sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Garnen, Fasern oder Filamenten besteht darin, dass durch den Einsatz der Verteilerbleche mit Unterverteilerkanälen zu 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48 oder 64 Austrittsöffnungen die Anzahl der Elementarfäden der splittfähigen Garne, Fasern oder Filamente variiert wird. Damit ist in sehr ökonomischer Weise durch den Austausch eines oder mehrerer der Verteilerbleche die Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten aus der entsprechenden Anzahl Elementarfäden möglich.
Vorzugsweise erfolgt das Verfahren zur Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten in der Weise, dass durch den Einsatz eines Verteilerblechs mit unterschiedlichen Durchmessern der Austrittsöffnungen für die Polymere das Massenverhältnis der Polymeren A zu B variiert wird. Damit lassen sich in weiten Bereichen das Zusammensetzungsverhältnis der splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten einstellen.
Die Erfindung wird nachfolgend an drei schematischen Abbildungen näher erläutert.
Es zeigen
Abb. 1 - Schnitt durch einen schematisch dargestellten Spinnkopf,
Abb. 2a - Teilausschnitt eines Verteilerblechs für 16 Elementarfäden,
Abb. 2b - Teilausschnitt eines Verteilerblechs für 8 Elementarfäden, Abb. 2c - Teilausschnitt eines Verteilerblechs für 32 Elementarfäden,
Abb. 3 - Teilausschnitt eines Verteilerblechs mit Auslassöffnungen für 16 Elementarfäden.
Abb. 1 zeigt einen Schnitt durch einen schematisch dargestellten modularen Spinnkopf 1 mit unterschiedlichen Zuleitungen für die Polymeren A und B, die in Kammern 12 filtriert und in die erste Verteilerplatte 2 mit radialen Verteilerkanälen 8 und durch Öffnungen in eine zweite Verteilerplatte 3 mit ringförmigen Verteilerkanälen 9 geleitet werden. Die ringförmigen Verteilerkanälen 9 besitzen Öffnungen zu dem darunter liegenden Verteilerblech 4 sowie das danach Verteilerblech 5 mit den Unterverteilerkanäle 5k. Durch die Unterverteilerkanäle 5k fließen die Polymere zu den Auslassöffnungen 6b in die Spinnplatte 7 im Wesentlichen in vertikaler Richtung durch den Spinnkopf 1. Die einzelnen Elementarfäden einer Gruppe werden in den Spinndüsen der Spinnplatte 7 zusammengefasst und verlassen als splittfähiges Garn, Faden oder Filament 10 den Spinnkopf 1. In der Filtrationseinrichtung 11 werden die in einem Stickstoffstrom getrockneten Polymeren A, B vor ihrer Einleitung in die erste Verteilerplatte 2 filtriert.
Abb. 2a bis 2c zeigen mögliche Anordnungen von Unterverteilerkanälen 5k eines Verteilerblechs 5. Mit Kreisen sind dabei die Stellen gekennzeichnet, an denen die Polymeren A und B aus den ringförmigen Verteilerbahnen 11 der zweiten Verteilerplatte 3 in das Verteilerblech 4 übertreten. Die Enden der Unterverteilerkanäle 5k liegen dabei über den in Abb. 3 dargestellten Auslassöffnungen 6b.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung für die Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels eines Schmelzspinnprozesses unter Verwendung von zwei miteinander unverträglichen Polymeren, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer A und das Polymer B in einen modular aufgebauten Spinnkopf (1) eingebracht werden, der aus einer ersten Verteilerplatte (2) besteht, die radiale Verteilerkanäle (8) besitzt und die eine zweite Verteilerplatte (3), die ringförmig angeordnete Verteilerkanäle (9) besitzt, die alternierend mit den Polymeren A, B gespeist werden und die
Öffnungen aufweisen, die mindestens zwei modulare Verteilerbleche (4, 5, 6) speisen, wobei mindestens ein modulares Verteilerblech (5) Unterverteilerkanäle (5k) besitzt, die sich über deren gesamte Dicke erstrecken und deren Enden mit der Anzahl der Austrittsöffnungen (6b) für die Elementarfäden korrespondieren und die Austrittsöffnungen für die Elementarfäden in Gruppen angeordnet sind, in denen die Abstände zwischen benachbarten Austrittsöffnungen (6b) für die Polymere A, B etwa gleich groß sind und die in einer Spinnplatte (7) mit Spinndüsen zu splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten zusammengeführt und mittels einer nachfolgenden Verstreckungseinrichtung verstreckt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerbleche (4, 5, 6) aus Metall mit einer Dicke von 0,2 bis 2,5 mm gefertigt sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterverteilerkanäle (5k) des , Verteilerblechs (5) für eines der Polymeren A oder B sternförmig sind und die Unterverteilerkanäle (5k) für das jeweils andere Polymere zwischen den Armen der sternförmigen Unterverteilerkanäle (5k) enden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (6b) für die Elementarfäden in den Gruppen etwa kreisförmig angeordnet sind, wobei eine Gruppe 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48 oder 64 Austrittsöffnungen (6b) umfasst.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen der Austrittsöffnungen (6b) für die Elementarfäden etwa in konzentrischen Kreisen angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Austrittsöffnungen (6b) für die Elementarfäden im Bereich von 0,15 mm bis 0,9 mm liegen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (6b) für die Polymere unterschiedliche Durchmesser besitzen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Gruppen der Austrittsöffnungen (6b) auf den etwa konzentrischen Kreisen 0,15 bis 0,9 mm und die Abstände zwischen den Kreisen 5 bis 50 mm betragen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Unterverteilerkanäle (5k) des Verteilerblechs (5) V-förmig verzweigt sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verteilerp latte (2), die zweite Verteilerplatte (3), die Verteilerbleche (4,5,6) und die Spinnplatte (7) durch ihrem Rand durchdringende Bolzen oder Schrauben direkt miteinander verbunden und zentriert sind.
11. Verfahren zur Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels einer Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Einsatz der Verteilerbleche (4, 5, 6) mit Unterverteilerkanälen (5k) zu 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48 oder 64 Austrittsöffnungen (6b) die Anzahl der Elementarfäden der splittfähigen Garne, Fasern oder Filamente (10) variiert wird.
12. Verfahren zur Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels einer Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass durch den Einsatz eines Verteilerblechs (6) mit unterschiedlichen Durchmessern der Austrittsöffnungen (6b) für die Polymere das Massenverhältnis der
Polymeren A/B variiert wird.
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