DD140679A1 - Spinnduesenplatte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine kreisrunde' Spinndüsenplatte zur Erspinnung hochviskoser, multifiler Polyamidendlosfaden. Das Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung der Anordnung von Düsenlochbohrungen und der gleichzeitigen Verringerung der Durchmesserschwankungen der ersponnenen Filamente. Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Spinndüsenplatte, die eine gezielte Abkühlung der ersponnenen Filamente durch die definierte Zuordnung der Düsenlochbohrungen ermöglicht. Die erfindungsgemäße Lösung sieht eine in Fig.1 dargestellte Spinndüsenplatte vor, welche dadurch charakterisiert ist, daß sich alle Düsenlochbohrungen in den Schnittpunkten von Geraden befinden, die zueinander einen Winkel von 60° und den dazugehörigen Komplementwinkel von 120° bilden, wobei die der düsenlochbohrungsfreien Zone der Spinndüsenplatte am weitesten angenäherten Düsenlochbohrungen sechseckförmig angeordnet sind. - Fig.1 -

Description

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Titel der Erfindung

Spinndiisenplatte

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine kreisrunde Spinndiisenplatte, die als Bestandteil eines Düsenpaketes zur Erspinnung hochvisko« ser, multifiler Polyamidendlosfäden diente

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, aus einer Polymerschmelze unter Anwendung von Druck mittels einer Spinneinrichtung Filamente zu erspinnen, wobei die Anzahl der ersponnenen Filamente durch die Zahl der in der Spinndiisenplatte angebrachten Düsen lochboh.ru η ge n bestimmt wird« Bereits Klare führte in "Synthetische Fasern aus Polyamiden", Akademie-Verlag Berlin I963, Seite 380 aus, daß für kreisrunde Spinndüsenplatten verschiedene Anordnungen der Du« senlochbohrungen in der Spinndüsenplatte, zum Beispiel kranz« förmige und halmqbrettartige Anordnungen, vorgeschlagen wurden. Yon Klare wird an gleicher Stelle auf den zwischen der Anordnung der Düsenlochbohrungen und der nachfolgenden Abkühlung der schmelzflässigen Filamente bestehenden funktionellen.Zusammenhang hingewiesen* Durch eine geeignete Anordnung der Düsenlochbohrungen sollen die Erstarrungsbedingungen für die einzelnen Filamente so gleichmäßig wie möglich gestaltet werden, wsss jedoch bei wachsender Anzahl von Filamenten immer

schwieriger wird·

Auf Seite 269 der genannten Veröffentlichung wird dazu weiter ausgeführt, daß die Abkühlung des schmelzflüssigen Polyamidfadens für die textilphysikalischen Eigenschaften des Fadens, wie beispielsweise die Titergleichmäßigkeit, von großer Be« deutung ist· Eine unkontrollierte Abkühlung führt zu starken TiterSchwankungen im Faden.

In der DE-OS 2141285 wird neben einem Verfahren zur Herste1« lung hochmolekularer Endlosfäden aus Polyestern auch eine Spinndüsenplatte zur Durchführung des Verfahrens vorgeschla« gen, die gemäß Beispiel 1 und Beispiel 2 auf den Seiten 7 und 200 beziehungsweise 140 Düsenlochböhrungen aufweist· Die Spinndüsenplatte ist dadurch charakterisiert, daß die Spinndüsen« bohrungen innerhalb eines Kreisringes angeordnet sind, wobei zwischen dem Innenradius r des Kreisringes und seinem Außenradius E die Beziehung r ^ 0,3 R gilt· . , Wie aus Fig* 4 auf Seite 13 der genannten DE-OS, die die Draufsicht der vorgeschlagenen Spinndüsenplatte zeigt, zu entnehmen ist, sind die Düsenlochböhrungen in zwei Kreisen gegeneinander versetzt angeordnet, wobei der Innenradius r den Radius der Spinndüsenfläche angibt, in der keine Düsenlochböhrungen angebracht sind·

Auf Seite 4 der genannten DE-OS wird weiterhin ausgeführt, daß durch den Einsatz der vorgeschlagenen Spinndüsenplatte eine Vergleichmäßigung des -ersponnenen Fadens infolge der Verrin« gerung der Durchmesserschwankungen erreicht wird.

Im Hinblick auf die Verwendungsfähigkeit der vorgeschlagenen Spinndüsenplatte sind folgende Nachteile feststellbar: Die versetzte Anordnung der Düsenlochböhrungen in zwei Kreisen unter Beibehaltung einer den genannten Abmessungen entsprechenden Zentrumsfläche, die keine Düsenlochbohrungen aufweist, ist beim Verspinnen von Polyamidschmelze anstelle von Polyester« schmelze nicht möglich, da Polyamidschmelze gegenüber Poly« esterschmelze ein anderes Fließverhalten aufweist. Eine für

hochviskose Polyamidschmelze charakteristische relative Lösungsviskosität von über 3,0, wobei die Lösungsviskosität als relative Lösungsviskosität in Schwefelsäure am extrahierten Granulat bestimmt wird, erfordert eine gegenüber schmelzfluss sigem hochmolekularem Polyester veränderte Geometrie der Düsen lochbohrunga Die Düsenlochbohrung muß vor allem eine wesentlich größere Schmelzeeintrittsöffnung aufweisen, was zwangsläufig eine veränderte Anordnung der bis zu 200 Düsenlochbohrungen auf der Spinndüsenplatte zur Folge haben muß, da die Spinndüsenplatte auf Grund der bei 700 mm liegenden üblichen Arbeitsbreite der Aufspulstelle in ihren Abmessungen begrenzt ist·

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung der Anordnung von Düsenlochbohrungen auf einer zur Erspinnung von hochviskosen, multifilen Polyamidendlosfäden vorgesehenen kreisrunden Spinndüsenplatte und der gleichzeitigen Verringerung der Durchmesserschwankungen der ersponnenen Einzelfilamente mittels einer im Aufbau einfachen, kostengünstigen Spinndüsenplatte·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kreisrunde Spinndüsenplatte zur Erspinnung von hochviskosen, multifilen Polyamidendlosfäden zu schaffen, die eine gezielte Abkühlung der ersponnenen Einzelfilamente durch die definierte Anordnung von bis zu 200 Düsenlochbohrungen auf einer kreisrunden Spinndüsenplatte ermöglicht.

Erfindungsgemäß· wird die Aufgabe durch eine kreisrunde Spinndüsenplatte gelöst, auf der 50 bis 200 Düsenlochbohrungen, vorzugsweise 140 bis 200 Düsenlochbohrungen, angeordnet sind, wobei sich im Zentrum der Spinndiisenplatte eine mindestens 20 % große, annähernd kreisförmige Fläche, bezogen auf die Gesamtfläche der Spinndiisenplatte, befindet, in der keine Düsen-• lochbohrungen eingebracht sind, welche dadurch charakterisiert ist, daß sich alle Düsenlochbohrungen. in den Schnittpunkten von Geraden befinden, die zueinander einen Winkel von 60 ° und den dazugehörigen Komplementwinkel von 120 ° bilden, wobei die der düsenlochbohrungsfreien Zone der Spinndüsenplatte am weitesten angenäherten Düsenlochbohrungen sechseckförmig angeord-» net sind.

Es wurde überraschend gefunden, daß sich die Filamentdurchmes«' serschwankun.gen um über 10 % gegenüber den in bekannten Größenordnungen liegenden Werten verringerten.

Offensichtlich erfolgt durch die sechseckförmige Anordnung der dem Zentrum der Spinndüsenplatte am weitesten angenäherten Dü«> senlochbohrungen ein Abbau der Turbulenzspitzen, die infolge der Änderung des Geschwindigkeitsprofils der auf die Filamente des Fadenbündels gerichteten radial zugeführten Anblasluft auftreten und die den stärksten Einfluß auf den Durchmesser der zentrumnahen, schmelzflüssigen Filamente ausüben. Es ist vorteilhaft, für die Düsenlochbohrungen kegelförmige ' Schmelzeeintrit.tsöffnungen vorzusehen, wobei der Schmelzeein.» laufkegel einen Winkel von 4-5 ° bildet« Zweckmäßig ist es, die Länge der kegelförmigen Schmelzeein*· trittsöffnung so zu gestalten, daß sie mindestens der Hälfte der Gesamtlänge der Düsenlochbohrung entspricht« Die äug den Düsenlochbohrungen austretenden schmelzflüssigen Filamente werden mit auf über 20 ⁰C erwärmter Luft radial angeblasen· -Es. ist. dabei zu beobachten, daß ein Teil der radial zugeführten Luft durch die sich bewegenden Fäden nach unten

abgeführt wird. Beim Auftreffen der Luft auf die Filamente tritt eine Abbremsung der Luft und die Ablösung der von den Filamenten anschließend nach unten abgeführten grenznahen Luftschicht ein. Die Abbremsung der Luft bewirkt nicht nur die Ablösung der grenznahen Luftschicht, sondern auch eine geringfügige Richtungsänderung der weiterströmenden Luft. -Durch die mehrfache Wiederholung dieses Vorganges in Verbindung mit dem Zusammenprall. von richtungsgeänderten Luftströmen kommt es zu einer Änderung des Geschwindigkeitsprofils der radial zugeführten Anblasluft, die im Auftreten von Turbulenzerscheinungen ihren Ausdruck findet.

Infolge der sechseckförmigen Anordnung der dem Zentrum der Spinndüsenplatte am weitesten angenäherten Düsenlochbohrungen erreicht ein Teil der Turbulenzspitzen die düsenIochbohrungsfreie Zone eher als der übrige Teil und wird über die düsen« lochbohrungsfreie Zone bereits nach oben abgeführt, bevor der übrige Teil zeitverzögert eintrifft. Durch diese "Verdünnung" der Turbulenzspitzen wird eine zusätzliche Luftberuhigung im zentrumnahen Bereich erreicht, die zu einem wesentlich ver«. ringerten Vibrieren der zentrumnahen Filamente und damit zu einer gleichmäßigeren Ausbildung deren Filamentdurchmesser führt.

Gegenüber der bekannten Einrichtung weist die;erfindungsgemäße Lösung folgende Vorteile auf:

Die erfindungsgemäße Spinndüsenplatte ist einfach und kostensparend aufgebaut. · .

Sie bewirkt einen optimalen Abkühleffekt der schmelzflüssigen Filamente, wodurch eine Verringerung der Filamentdurchmesserschwankungen um über 10 % gegenüber den in bekannten Größenordnungen liegenden Werten erreicht wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel nachstehend näher erläutert werden·

Beispiel 1

In der zugehörigen Zeichnung zeigt j

Fig_e 1: die Draufsicht auf die erfindungsgemäße Spinndüsen« platte in Strömungsrichtung der Schmelze

In der Fig» 1 ist die erfindungsgemäße Spinndüsenplatte 1 und die auf dieser angeordneten Düsenlochbohrungen 2 sowie die sechseckförmig angeordneten Düsenlochbohrungen 2 a dargestellte Im Zentrum der Spinndüsenplatte .1 befindet sich eine düsenlochbohrungsfreie Zone 3» Die Geraden,.in deren Schnitt« punkten die Düsenlochbohrungen 2 und 2 a angebracht sind, bil« den zueinander einen Winkeln « -

Beispiel 2

Durch die erfindungsgemäße Spinndüsenplatte wird mit einer Durchsatzmenge von 0,40 kg/min eine Polyamidschmelze mit einer relativen Lösungsviskosität von 3»2 unter einem vor den Düsenlochbohrungen anliegenden Druck von 8 MPa ausgesponnen. Die aus den Düsenlochbohrungen austretenden 140 schmelzflüssigen Filamente werden radial mit Luft angeblasen, die eine Temperatur von 24 ⁰C und eine Geschwindigkeit von 45 cm/sec auf«· weist« Es ist zu beobachten, daß die Filamente, die sich in der Nähe der düsenlochbohrungsfreien Zone befinden, nur leicht vibrieren. Die mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 405 m/min abgezogenen Filamente ergeben einen Polyamidendlosfaden von 188 (140) tex, wobei der Variationskoeffizient der Filamentdurchmesserverteilung bei 3,4 % liegt«,

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   1. Spinndüsenplatte, auf der 50 bis 200 Düsenlochbohrungen, vorzugsweise 140 bis 200 Düsenlochbohrungen, angeordnet sind, wobei sich im Zentrum der Spinndüsenplatte eine mindestens 20 % große, annähernd kreisförmige Fläche, be« zogen auf die Gesamtfläche der Spinndüsenplatte, befindet, in der keine Düsenlochbohrungen angebracht sind, gekennzeichnet dadurch, daß sich' alle Düsenlochbohrungen (2) in den Schnittpunkten von Geraden befinden, die zueinander einen Winkel («6) von 60 ° und den dazugehörigen Komple« mentwinkel von 120 ° bilden, wobei die der düsenlochbohrungsfreien Zone (3) der Spinndüsenplatte (1) am weitesten angenäherten Düsenlochbohrungen (2a) sechseckförmig angeordnet sind«.

   Hierzu /f Seile Zeichnung