DE948732C - Spinnduese zur Herstellung synthetischer Hohlfaeden - Google Patents

Description

• Spinndüse zur Herstellung synthetischer Hohlfäden Durch die Ausbildung von Kunstfäden als Hohlfäden erreicht man bekanntlich eine größere Wärmehaltigkeit und Fülligkeit der Fäden. Das Wasseraufnahmevermögen des Kunstfadens beeinträchtigt vor allem die Wärmehaltigkeit, da mit Wasser gefüllte Hohlräume nicht mehr isolierend wirken, so daß bei einigen Arten der normalen Kunstseide und bei Zeliwollfäden der gewünschte Erfolg nicht erreicht wird. Besonders günstig verhalten sich insofern rein synthetische Fäden, beispielsweise Polyamidfäden, da sie ein nur sehr geringes Wasseraufnahmevermögen besitzen. Man hat deshalb bereits auch Fäden aus vollsynthetischen organischen Hochpolymeren mit Hohlräumen hergestellt. Durch Zusätze von Stoffen zu den Spinnlösungen, die Gase in der Füllflüssigkeit zu bilden vermögen, werden dieFäden von innen aufgetrieben und erhalten dadurch nach ihrer Fertigstellung Hohlraumeinschlüsse. Man setzt beispielsweise der hochpolymeren Schmelze Stoffe zu., die in Wasser unter Gasentwicklung zersetzbar sind.
• Eine Übertragung der Verfahren und Einrichtungen zur mechanischen Erzeugung von Hohlräumen, wie sie bei Herstellung normaler Kunstseidefäden gebräuchlich sind, auf die Erzeugung vollsynthetischer Hohlfäden hat sich dagegen als nicht möglich erwiesen. Zentrisch in den Bohrungen der bei jenen Verfahren verwendeten Hütchen angeordnete Dorne führen bei dem Vorgang der Fadenbildung vollsynthetischer Massen, d. h. beim bloßen Erstarren der Schmelze, nicht zu einwandfreien Hohlräumen, da nach dem Abheben vom Dorn das etwa schlauchförmige Gebilde dazu neigt, wieder zusammenzuklappen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spinndüse, die es ermöglicht, auch vollsynthetische Massen zu Hohlfäden auf mechanischem Wege zu verarbeiten, und die außerdem den Vorzug besitzt, daß die Zentrierung und Fixierung der Hohlkerne in den Spinnöffnungen einfacher anzubringen sind, wie auch die Beanspruchung der Hohlraumbildner wesentlich herabgesetzt wird.
• Die Spinndüse ist demgemäß im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die hohlraumbild'enden Kerne als auf den gewünschten, Hohlraumquerschnitt verjüngte Enden von Tragstücken größeren OOuerschnittes in nach der Eintrittsseite der Düse hin erweiterten Bohrungen aufgehängt und zentriert sind. Zweckmäßig überragen diese hohlraumbildenden Verjüngungen den unteren Düsenboden bzw. Spinnscheibenboden.
• Bei bisher bekannten Anordnungen zur Erzeugung von Hohlfäden hat sich die Länge der Hohlraumbildner als ein Grund verschiedenfacher Schwierigkeiten erwiesen. So sind beispielsweise in die Bohrungen eingeführte Röhrchen, die innerhalb der Düse zu einem Anschluß für die Zuleitung eines Druckmediums verlaufen, schwierig zu zentrieren; vor allem sind die im Laufe des Gebrauchs infolge der leichten Verschiebbarkeit sehr dünnen Röhrchen der Gefahr von Abweichungen aus der genauen zentrischen Stellung ausgesetzt, so daß die Bildung der Fäden gefährdet ist. Insbesondere bei den für vollsynthetische Fäden in Betracht kommenden höheren Temperaturen und höheren Drücken dürften derartige Anordnungen sich kaum eignen. Vor allem ist zu berücksichtigen, daß es sich bei den hier in Rede stehenden Düsen um solche mit einer Vielzahl von Bohrungen kleinster Abmessungen handelt, wobei jede Vereinfachung der Herstellung eine Rolle spielt, so daß auch die Anbringung und einwandfreie Verlegung einer Vielzahl langer dünner Röhrchen eine gewisse Erschwerung bedeuten muß, ein Umstand, wie er für Einrichtungen mit nur einer Spinnöffnung pro Düse kaum eine Rolle spielt.
• Die gemäß Erfindung vorgesehene Ausbildung des Hohlkernes als kurzen Abschnitt eines Tragstückes größeren,0uerschnittes vereinfacht dagegen, wie erwähnt, die Zentrierung erheblich und macht den eigentlichen Hohlraumbildner von der Höhe des Spinndruckes praktisch unabhängig.
• Die Hohlraumbildner können Volldorne sein, die den Boden beispielsweise einer für die Herstellung von vollsynthetischen Fäden zu verwendenden, mehrere Millimeter starken Rundscheibe aus säurebeständigem Stahl in jeder Bohrung durchsetzen und nach außen etwas überragen, wobei man durch entsprechende Bemessung dieses herausstehenden Kernteiles je nach der Erstarrungsgeschwindigkeit der fadenbildenden Schmelze sicherstellen kann, daß die auf Kontraktion des Fadens gerichteten Kräfte nicht mehr zu einem Zusammenklappen des gebildeten Fadenschlauches führen.
• Vorteilhafter sind noch Hohlkerne zur Einleitung gasförmiger oder flüssiger Medien in den gebildeten Faden, wobei sich die Hohlkerne in hohlen Tragstücken fortsetzen, welche ihrerseits mit der Zuführungsleitung für das druckerzeugende Medium oder mit einem Verteiler verbunden sind, der seitlich oder von unten durch eine zur Düse oder Spinnscheibe geführte Zuleitung versorgt wird. Dieser Verteiler kann ein besonderer Bauteil, z. B. ein Hohlring, eine Kappe od. dgl. sein, der oberhalb des Düsenbodens angebracht ist und gleichzeitig die Tragröhrchen hält.
• Zur Veranschaulichung und näheren Erläuterung sind in der Zeichnung einige Ausführungsformen der Spinndüse gemäß der Erfindung dargestellt.
• Fig. i zeigt einen schematischen Axialmittenschnitt einer Spinndüs.enbohrung in einer Spinnscheibe mit hindurchgeführtem Dorn, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Bodenausschnitt mit Dorn und Dornenhalterung; Fig. 3 bis 5 veranschaulichen Hohldorne mit verschiedener Art :der Halterung, sowohl im Schnitt wie in der Draufsicht von der Oberseite der Spinnscheibe; Fig. 6 und 7 zeigen eine Gesamtanordnung, bestehend aus Spinnscheibe mit Bohrungen, Hohldornen und Zuleitungen, und zwar Fig. 6 einen Schnitt nach VI-VI der Fig. 7, Fig. 8 und 9 eine andere Ausführungsform der Zuleitung, wobei Fig. 8 einen Schnitt der Draufsicht gemäß Fig.9 nach VIII-VIII zeigt.
• Eine weitere Ausführungsform veranschaulichen die Fig. io und ii, wobei Fig. io einen Schnitt nach X-X der Draufsicht gemäß Fig. i i zeigt.
• Im einzelnen ist die Spinnscheibe i mit Bohrungen ausgestattet, die sich in die leicht konisch nach der oberen Bodenfläche erweiternde Eintrittsbohrung 2 und die zylindrisch sich fortsetzende, wesentlich engere, eigentliche Spinnöffnung 3 unterteilen. Im konischen Teil der Eintrittsbohrung 2 ist der an den Schmalflächen gerundete Rechtkantschaft q. des Dornes 5 gehaltert, der zwischen sich und der Eintrittsbohrung die Durchtrittsöffnungen 6 für die Schmelze frei läßt, die den Schaft umfließt und in den unteren Raum der Eintrittsbohrung eintritt, der durch seine Erweiterung einen gleichmäßigen Durchfluß durch die eigentliche Spinnöffnung 3 und den Dorn herum gestattet. Der Dorn hält die Schmelze auch nach Verlassen der eigentlichen Spinnöffnung in der Schlauchform und verhindert so ein Zusammenklappen. Längs- und Querschnitt des Dornes können je nach den feststellbaren Erstarrungszeiten der Schmelze variieren.
• Nach Fig. 3 und folgenden sind in der Spinnscheibe i an Stelle von Volldornen Hohldorne eingesetzt, die die Form konzentrisch am Ende allmählich eingezogener Röhrchen 7 haben, deren im Querschnitt gleichmäßig bemessener engerer Teil 8 durch die eigentliche Spinnöffnung 3 geführt ist. Nach Fig. 3 wird dabei das Röhrchen an seinem verjüngten Ende in der Spinnöffnung durch Nasen 9 zentrisch gehaltert, die durch entsprechende Verformung des Spinnscheibenmaterials gebildet sind. Nach Fig. q. sind drei Nasen (io) vorgesehen, die fest mit dem verjüngten Rohrende verbunden sind, beispielsweise durch Aufschweißung, Auflötung od. dgl. Nach Fig. 5 ist ein Zentrierring i i in der erweiterten Bohrung 12 eingesetzt, der seinerseits einen Kranz von Bohrungen 13 um das zentrisch eingesetzte Röhrchen herum für den Durchfluß der Spinnmasse aufweist und unter sich eine Kammer 14 bildet, durch die ein gleichmäßiger Fluß um das verjüngte Röhrchenende gewährleistet wird. Nach Fig.6 und 7 ist die Spinnscheibe i mit einem Ring 15 durch Verschraubung .mittels der Schrauben 16 verbunden. Dieser Ring weist einen Kanal 17 auf, der durch einen Abdeckring 18 nach oben dicht abgeschlossen ist. In diesen Ring münden die Röhrchen i9, außerdem tritt von unten durch die Scheibe i, durch die Stoffbuchse 2o abgedichtet, die Leitung 2i ein und versorgt über den Kanal 17 die einzelnen Röhrchen i9 mit gasförmigem oder flüssigem Medium, das durch die Röhrchen und von hier durch die engen Abschnitte derselben in das Innere der sich bildenden Fadenschläuche gedrückt wird. Die Fadenmasse tritt dabei durch die Ringöffnung 22 in die Kammer 23 und umfließt in beschriebener Weise die Röhrchen i9 und so fort.
• Nach Fig. 8 und 9 ist die Zuleitung 24 von unten gegen die Spinnscheibe i angesetzt, und zwar gegen einen Verteilerkopf 25 im Zentrum der Spinnscheibe, von -dem aus die abgewinkelten Röhrchen 26 in die Spinnbohrungen eingeführt sind und in verjüngten Enden zusätzlich durch Nasen 27 in den eigentlichen Spinnkanälen gehalten werden. Nach Fig. io und i.i ist ebenfalls ein zentrischer Verteilerkopf 28 in der Spinnscheibe i eingesetzt, von dem in gleicher Weise rechtwinklig abgebogene Röhrchen abzweigen und in die Spinnbohrungen führen. Die Zuleitung 29 führt in diesem Fall seitlich in den Verteilerkopf ein, liegt aber innerhalb der Lberwu.rfmutter 30, so daß auch in diesem Fall die Spinnscheibe i in gleicher Weise gehandhabt, insbesondere befestigt werden kann wie eine normale Spinnscheibe.
• Die Spinntemperatur bei der Herstellung von Polyamidfäden, z. B. Fäden aus Polyhexamethylenadipamid, bewegt sich normalerweise zwischen 250 und 300° C. Demzufolge nimmt auch das Spinnorgan diese Temperatur an. Als einfachstes und auch völlig ausreichend den Hohlraum ausfüllendes Mittel, das den Fäden von innen zugeführt wird, kann deshalb Luft dienen. Daneben können aber auch noch andere inerte Gase, wie auch flüssige Medien - wie erwähnt - Verwendung finden. Durch Änderung des Verhältnisses von Röhrchenaußendurchmesser zu Bohrungsdurchmesser lassen sich die Wandstärken der Hohlfäden wunschgemäß beeinflussen; bis zu einem gewissen Grad ist dies auch durch Änderung des angewendeten Druckes der zugeleiteten Medien möglich.
• Ein besonderer Vorzug der gemäß Erfindung erzeugten Hohlfäden besteht darin, daß sie auch bei geringsten Fadenstärken gleichen Außendurchmesser wie Vollfäden, .dafür aber ein bedeutend geringeres Gewicht besitzen, abgesehen von den bekannten Vorzügen, insbesondere der ausgezeichneten Wärmeisolierung.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Spinndüse zur Herstellung synthetischer Hohlfäden, insbesondere aus vollsynthetischen, organischen Hochpolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlraumbildenden Kerne als dem gewünschten Hohlraumquerschnitt entsprechend verjüngte Enden von Tragstücken größeren Querschnittes in nach der Eintrittsseite der Düse hin erweiterten Bohrungen aufgehängt und zentriert sind.
2. 2. Spinndüse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die h,ohlraümbildenden Verjüngungen den unteren Düsen- bzw. Spinnscheibenboden überragen.
3. 3. Spinndüse nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne als Hohldorne ausgebildet sind und im Querschnitt verringerte Enden von Röhrchen größeren Querschnittes darstellen, daß sie vorzugsweise durch Zentrierung der sie tragenden Röhrchen in der Spinnscheibe oder Spinndüse zentrisch in der Bohrung gehalten sind und sämtliche Röhrchen einer Spinnscheibe an eine Zuleitung für ein druckerzeugendes Medium oder an einen Verteiler für das Medium angeschlossen sind, der mit einer seitlich oder unten an der Düse oder Spinnscheibe angeschlossenen Zuleitung verbunden ist.
4. 4. Spinndüse nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Ringkanal ausgestatteter Bauteil als Verteiler oberhalb des Düsenbodens die Hohlkerne bildenden Röhrchen trägt und seinerseits an eine Leitung für das Hohlraummedium angeschlossen ist.
5. 5. Spinndüse nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verteiler ein zentrisch in oder über der Düse oder der Spinnscheibe angeordneter Verteilerkopf mit einer Zuleitung für das Hohlraummedium verbunden ist, wobei von dem Verteilerkopf radial die Röhrchen abzweigen, die an ihren in die Bohrungen eingeführten Enden die eigentlichen Hohldorne bilden, welche selbst oder durch Zentrierungsmittel zentrisch in den Ringkanälen gehalten sind. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 328 o5.o; schweizerische Patentschriften Nr. 222 j72, 272 8O2.