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 -The invention relates to a circular ' Spinneret plate for spinning high-viscosity, multifilament Polyamide filament yarn. The aim of the invention is the improvement the arrangement of nozzle hole bores and the simultaneous Reduction in the diameter variations of the spun filaments. The object of the invention is to provide a spinneret plate, the a targeted cooling of the spun filaments through the allows defined assignment of the nozzle holes. The Solution according to the invention provides a shown in Figure 1 Spinneret plate, which is characterized in that all nozzle hole bores are located at the intersections of straight lines, to each other an angle of 60 ° and the associated Complement angle of 120 ° form, wherein the nozzle hole bore-free zone of the spinneret plate furthest Approximated nozzle hole bores are arranged hexagonally. - Fig.1 -

Description

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Titel der Erfindung Title of the invention

SpinndiisenplatteSpinndiisenplatte

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine kreisrunde Spinndiisenplatte, die als Bestandteil eines Düsenpaketes zur Erspinnung hochvisko« ser, multifiler Polyamidendlosfäden dienteThe invention relates to a circular spinning plate which served as part of a nozzle package for spinning hochvisko «ser, multifilament Polyamidendlosfäden

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

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 immerIt is known to spin filaments from a polymer melt using pressure by means of a spinning device, the number of spun filaments being determined by the number of nozzles placed in the spinneret plate, holeboh.ru η ge n "Already clear resulted in" synthetic fibers Polyamides ", Akademie-Verlag Berlin, 1963, p. 380, that for circular spinneret plates various arrangements of the nozzle bore holes in the spinneret plate, for example wreath-shaped and half-board-like arrangements, have been proposed. Yon Klare points out in the same place the functional relationship between the arrangement of the nozzle hole bores and the subsequent cooling of the melted filaments. By a suitable arrangement of the nozzle hole bores, the solidification conditions for the individual filaments should be made as uniform as possible, but with increasing density Number of filaments always

schwieriger wird·becomes more difficult ·

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.On page 269 of the abovementioned publication, it is further stated that the cooling of the molten polyamide filament is of great importance for the textile-physical properties of the filament, such as, for example, titer uniformity. Uncontrolled cooling leads to pronounced fluctuations in the titer in the filament.

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·In DE-OS 2141285, in addition to a process for the production of high molecular weight continuous filaments made of polyesters, a spinneret plate for carrying out the process is proposed, which has according to Example 1 and Example 2 on pages 7 and 200 or 140 Düsenlochböhrungen · The spinneret plate is characterized in that the spinneret orifices are arranged within a circular ring, wherein between the inner radius r of the annulus and its outer radius E the relation r ^ 0.3 R holds. As can be seen from Fig. 4 on page 13 of said DE-OS, which shows the top view of the proposed spinneret plate, the Düsenlochböhrungen are offset from each other in two circles, wherein the inner radius r indicates the radius of the spinneret surface, in the no Nozzle holes are attached ·

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.On page 4 of said DE-OS is further stated that by the use of the proposed spinneret plate a homogenization of the spun yarn as a result of Verrin 'delay of the diameter variations is achieved.

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 fürWith regard to the usefulness of the proposed spinneret plate, the following drawbacks can be observed: The staggered arrangement of the nozzle bore holes in two circles while maintaining a center surface corresponding to said dimensions, which has no nozzle hole bores, is not possible during the spinning of polyamide melt instead of polyester melt, since the polyamide melt has a different flow behavior with respect to polyester melt. One for

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·high viscous polyamide melt characteristic relative solution viscosity of above 3.0, wherein the solution viscosity is determined as the relative solution viscosity in sulfuric acid on extracted granules, requires compared to melt flow high molecular weight polyester modified geometry of the nozzle hole bore The nozzle hole bore must above all have a much larger melt inlet opening, which inevitably a changed arrangement of up to 200 nozzle holes on the spinneret plate must result, since the spinneret plate is limited due to the lying at 700 mm usual working width of the winding position in their dimensions ·

Ziel der ErfindungObject of the invention

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·The object of the invention is to improve the arrangement of nozzle hole bores on a circular spinneret plate intended for spinning high-viscosity, multifilament polyamide endless filaments and simultaneously reducing the diameter fluctuations of the spun filaments by means of a simple, cost-effective spinneret plate ·

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

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.The invention has for its object to provide a circular spinneret plate for spinning high-viscosity, multifilament Polyamidendlosfäden that allows targeted cooling of the spun filaments by the defined arrangement of up to 200 nozzle holes on a circular spinneret plate.

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.According to the invention, the object is achieved by a circular spinneret plate on which 50 to 200 nozzle hole bores, preferably 140 to 200 die hole bores are arranged, wherein in the center of the spinneret plate an at least 20 % large, approximately circular area, based on the total area of the spinneret plate, is located, in which no nozzle • hole holes are introduced, which is characterized in that all the nozzle holes. are located at the intersections of straight lines which form an angle of 60 ° with respect to each other and the corresponding complement angle of 120 °, with the nozzle hole bore-free zone of the spinneret plate having the nozzle bore holes approximated to be hexagonal in shape.

Es wurde überraschend gefunden, daß sich die Filamentdurchmes«' serschwankun.gen um über 10 % gegenüber den in bekannten Größenordnungen liegenden Werten verringerten.It was surprisingly found that the filament diameter variations were reduced by more than 10 % from the values of known magnitudes.

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 untenEvidently, the hexagonal arrangement of the nozzle bores most closely approximated to the center of the spinneret plate results in a reduction in the turbulence peaks which occur as a result of the change in the velocity profile of the radially supplied blowing air directed towards the filaments of the filament bundle and which have the greatest influence on the diameter of the center near the center , apply molten filaments. It is advantageous to provide cone-shaped melt inlet openings for the nozzle hole bores, the melt cone forming an angle of 4-5 °. It is expedient to configure the length of the conical melt inlet opening to be at least halfway the total length of the nozzle hole corresponds to "the AEUG the nozzle holes emerging molten filaments are radially blown with heated air to over 20 ⁰ C · -It. is. to observe that a portion of the radially supplied air through the moving threads down

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.is dissipated. Upon impact of the air on the filaments occurs a deceleration of the air and the separation of the filaments then downwardly discharged close to the boundary air layer. The deceleration of the air not only causes the separation of the near-boundary air layer, but also a slight change in direction of the further flowing air. -Through repeated repetition of this process in connection with the collision. of direction-changed air flows, there is a change in the velocity profile of the radially supplied blowing air, which finds its expression in the occurrence of turbulence phenomena.

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.Due to the hexagonal arrangement of nozzle hole bores most closely approximated to the center of the spinneret plate, some of the turbulence tips reach the nozzle-hole free zone rather than the remainder and are already exhausted above the nozzle hole-free zone before the remainder arrives with a time delay. This "dilution" of the turbulence tips achieves an additional air calming in the area close to the center, which leads to a considerably reduced airflow. reduced vibration of the near-center filaments and thus to a more uniform formation whose filament diameter leads.

Gegenüber der bekannten Einrichtung weist die;erfindungsgemäße Lösung folgende Vorteile auf:Compared with the known device, the solution according to the invention has the following advantages:

Die erfindungsgemäße Spinndüsenplatte ist einfach und kostensparend aufgebaut. · .The spinneret plate according to the invention has a simple and cost-saving design. ·.

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.It provides an optimum cooling effect of the molten filaments, thereby achieving a reduction in filament diameter variations of over 10 % over the values of known dimensions.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel nachstehend näher erläutert werden·The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment.

Beispiel 1example 1

In der zugehörigen Zeichnung zeigt jIn the accompanying drawing, j

Fig_e 1: die Draufsicht auf die erfindungsgemäße Spinndüsen« platte in Strömungsrichtung der SchmelzeFigure _e 1 is a plan view of the inventive spinneret "plate in the flow direction of the melt

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 « -In FIG. 1, the spinneret plate 1 according to the invention and the nozzle hole bores 2 arranged thereon and the nozzle hole bores 2 a arranged in the center of the spinneret plate 1 are located in a nozzle hole bore-free zone 3. The straight lines "in their section" score the nozzle hole bores 2 and 2 a are placed one on the other,

Beispiel 2Example 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«,Through the spinneret plate according to the invention, a polyamide melt having a relative solution viscosity of 3 × 2 is spun out at a pressure of 8 MPa in front of the nozzle hole bores at a flow rate of 0.40 kg / min. The emerging from the nozzle holes 140 molten filaments are radially blown with air which has a temperature of 24 ⁰ C and a speed of 45 cm / sec on "·" There is observed that the filaments extending in the vicinity of the nozzle-hole-free Zone, only slightly vibrate. The filaments withdrawn at a withdrawal speed of 405 m / min give a polyamide endless thread of 188 (140) tex, with the coefficient of variation of the filament diameter distribution being 3.4 % ,

Claims (1)

Erfindungsanspruchinvention claim 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«.1. spinneret plate, on the 50 to 200 nozzle holes, preferably 140 to 200 nozzle holes are arranged, wherein in the center of the spinneret plate at least 20 % large, approximately circular area, be «on the total area of the spinneret plate is located in the no Nozzle holes are provided, characterized in that 'all nozzle holes (2) are located at the intersections of straight lines forming an angle (' 6) of 60 ° and the corresponding complex angle of 120 ° to each other, the zone excluding the nozzle hole ( 3) of the spinneret plate (1) most approximated nozzle hole bores (2 a) are arranged hexagon-shaped. Hierzu /f Seile ZeichnungFor this / f ropes drawing