DE1102417B - Use of a hard metal alloy for the production of spinnerets - Google Patents

Description

Spinndüsen zum Auspressen viskoser Stoffe beim Erspinnen von Kunstfäden, z. B. Nylon, Reyon usw., weisen gewöhnlich eine Platte in Form einer Scheibe, eines becherartigen Körpers od. dgl. auf, die von einer Anzahl von Öffnungen durchsetzt ist, durch welche die viskose Masse unter Bildung von Fäden ausgepreßt wird.Spinnerets for pressing out viscous substances when spinning synthetic threads, e.g. B. nylon, rayon, etc., usually have a plate in the form of a disk, a cup-like body or the like Number of openings is penetrated through which the viscous mass is pressed out with the formation of threads will.

Für das Erspinnen bestimmter Kunstfäden haben sich Spinndüsen als brauchbar erwiesen, die aus unedlen, aberkorrosionsbeständigenMetallen, wieNickel, Nickellegierungen und rostfreien Stählen, bestehen. Solche Spinndüsen sind jedoch unter strengen Arbeitsbedingungen nicht immer zufriedenstellend und insbesondere beim Erspinnen von Kunstfäden aus synthetischen Polyamiden und anderen fadenbildenden Polymerisationsprodukten nicht sonderlich geeignet, da das Ausspinnen bei erhöhten Temperaturen und in sonstiger Weise zu sehr hohen Beanspruchungen führenden Arbeitsbedingungen erfolgt, die sich aus der Natur der Spinnmasse ergeben. Rostfreier Stahl hat sich zwar als brauchbarer Werkstoff erwiesen, wenn — z. B. bei der Nylonverarbeitung — dickwandige Spinndüsen verwendet werden, aber die Spinndüsen waren nicht völlig von unerwünschten Verschleiß- und Korrosionserscheinungen frei. Besonders für eine Spinndüse mit Wandungen wesentlicher Dicke stellt es eine kritische Forderung dar, daß die Wandungen der Kanäle und insbesondere die kapillaren Austrittskanäle glatt sind und daß die Austrittsöffnung die Form einer in der Ebene des Spinndüsenbodens liegenden scharf definierten Kante hat. Wenn eine solche scharfe Kante unter dem Einfluß der hohen Temperaturen, welche die Auspressung erhitzter synthetischer viskoser Massen begleiten, durch Oxydation oder Korrosion abgerundet oder sonstwie abgenutzt wird, muß die Spinndüse verworfen und verschrottet werden, da keine gleichmäßige Auspressung der Fäden mehr erfolgt.Spinning nozzles made from base, but corrosion-resistant metals such as nickel, nickel alloys, and stainless steels. However, such spinnerets are not always satisfactory and especially under severe working conditions when spinning artificial threads from synthetic polyamides and other thread-forming polymerisation products not particularly suitable, as spinning out at elevated temperatures and in other Way to very high stresses leading working conditions takes place, which result from nature of the spinning mass. Stainless steel has proven to be a useful material if - z. B. in nylon processing - thick-walled spinnerets are used, but the spinnerets were not completely free from undesirable signs of wear and corrosion. Especially for one Spinneret with walls of substantial thickness, it is a critical requirement that the walls the channels and in particular the capillary outlet channels are smooth and that the outlet opening the Has the shape of a sharply defined edge lying in the plane of the spinneret base. If such sharp edge under the influence of the high temperatures which the extrusion heated synthetic Accompany viscous masses, rounded off by oxidation or corrosion or otherwise worn the spinneret must be discarded and scrapped because the threads are not pressed out evenly more is done.

Die polierten Flächen der Spinnkanalwandung und die scharfe Begrenzung der Kante der Austrittsöffnung unterliegen ferner der schleifenden Wirkung bestimmter Arten behandelter Fäden, insbesondere der »matten« Fäden, und können weiter durch die Reinigungsbehandlungen bei noch höheren Temperaturen in sonstiger Weise nachteilig beeinflußt werden, wodurch die Lebensdauer der Spinndüse begrenzt oder sonstwie anomal verkürzt wird.The polished surfaces of the spinning channel wall and the sharp delimitation of the edge of the outlet opening are also subject to the abrasive effect of certain types of treated threads, especially the "matt" Threads, and can continue through the cleaning treatments at even higher temperatures in other Way are adversely affected, thereby limiting the life of the spinneret or otherwise is shortened abnormally.

Zur Behebung dieser Nachteile hat man bereits hochschmelzende Edelmetallegierungen auf Platinbasis zur Herstellung von Spinndüsen verwendet; solche Spinndüsen sind jedoch naturgemäß überaus kostspielig. To remedy these disadvantages, high-melting noble metal alloys based on platinum are already available used to manufacture spinnerets; however, such spinnerets are inherently extremely expensive.

Die Erfindung besteht in der Verwendung einer aus 1 bis 20% pulverförmigem Platin und/oder einemThe invention consists in the use of 1 to 20% powdered platinum and / or a

Verwendung einer Hartmetallegierung zur Herstellung von SpinndüsenUse of a hard metal alloy for the production of spinnerets

Anmelder:Applicant:

Engelhard Industries, Inc.,
Newark, N.J. (V.St.A.)Engelhard Industries, Inc.,
Newark, NJ (V.St.A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,
München 27, Gaußstr. 6Representative: Dr.-Ing. W. Abitz, patent attorney,
Munich 27, Gaußstr. 6th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. Oktober 1957Claimed priority:
V. St. v. America October 4th 1957

Joseph Ogden, May wood, N. J.,Joseph Ogden, May wood, N. J.,

und Percy J. Armeny, Roselle Park, N. J. (V. St. A.),and Percy J. Armeny, Roselle Park, N.J. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

oder mehreren anderen Metallen der Platingruppe, Rest Wolframcarbidpulver, durch Pressen und Sintern hergestellten Hartmetallegierung zur Herstellung von Spinndüsen zum Auspressen viskoser synthetischer fadenbildender Stoffe. Derartige durch Schmelzen oder Sintern hergestellte Hartmetallegierungen sind zwar an sich bereits bekannt, wurden aber bisher noch nicht zur Herstellung von Spinndüsen verwendet. Es war auch nicht ohne weiteres zu erwarten, daß sie den besonderen Forderungen bei der Herstellung, im Betrieb und bei der Reinigung von Spinndüsen für viskose synthetische fadenbildende Stoffe genügen würden.or more other metals of the platinum group, the remainder being tungsten carbide powder, by pressing and sintering Manufactured hard metal alloy for the production of spinnerets for extrusion of viscous synthetic thread-forming fabrics. Such hard metal alloys produced by melting or sintering are already known per se, but have not yet been used to manufacture spinnerets. It was also not to be expected without further ado that they would meet the special requirements in production, im Operation and cleaning of spinnerets for viscous synthetic thread-forming substances are sufficient would.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Hartmetallegierungen der angegebenen Zusammensetzung erhält man Spinndüsen, die sich gegenüber den bisher bekannten Spinndüsen durch eine längere Lebensdauer unter nachteiligen Spinnbedingungen, besonders beim Erspinnen von Kunstfäden aus synthetischen Polymeren unter sehr hohen Preß drücken, auszeichnen, abriebfest, gegen Korrosion und Oxydation bei hohen Temperaturen beständig und erheblich weniger kostspielig, als Düsen aus reinen Edelmetallegierungen sind. Daher bleiben die scharf definierten Kanten der Spinnkanäle in der Ebene der Spinndüsenaustrittsfläche erhalten, die andernfalls durch Abrieb und Korrosion bei den hohen Temperaturen und Drücken des Spinnens abblättern oder erodieren würden.Due to the inventive use of hard metal alloys of the specified composition one obtains spinnerets that have a longer service life compared to the previously known spinnerets under unfavorable spinning conditions, especially when spinning artificial threads from synthetic polymers Press under very high pressure, distinguish, wear-resistant, against corrosion and oxidation at high Temperatures resistant and considerably less expensive than nozzles made of pure precious metal alloys are. Therefore, the sharply defined edges of the spinning channels remain in the plane of the spinneret exit surface that would otherwise be caused by abrasion and corrosion at the high temperatures and pressures of the The spinning would flake or erode.

Die aus dem erfindungsgemäß verwendeten Werkstoff gefertigten Spinndüsen zeigen selbst unter den nachteiligsten Spinnbedingungen eine außerordentlichThe spinnerets made from the material used according to the invention show themselves under the most disadvantageous spinning conditions an extraordinarily

■ · - ν 109 530/46&■ · - ν 109 530/46 &

1 102 4IZ ■1 102 4IZ ■

lange Lebensdauer, da das als Bindemittel wirkende Platinmetall korrosionsfest ist und seine Bindefunktion in einem breiten Temperaturbereich auch bei Einwirkung· korrodierender Bedingungen beibehält, während das Wolframcarbid die hohe Härte und Glätte liefert, die für Spinndüsen außer der Korrosionsfestigkeit besonders erwünscht sind.long service life, as the platinum metal acting as a binding agent is corrosion-resistant and its binding function Maintains in a wide temperature range even when exposed to corrosive conditions, while the tungsten carbide provides the high hardness and smoothness required for spinnerets in addition to corrosion resistance are particularly desirable.

Bei der Herstellung der Spinndüse wird feinzerteiltes Wolframcarbid mit einem oder mehreren in feinzerteilter Form befindlichen Metallen der Platingruppe vermischt, in einer geeigneten, z. B. einer becherartigen oder Scheibenmatrize gepreßt und gesintert, was vorzugsweise in einer reduzierenden Atmosphäre erfolgt, bis das Gemisch auf Grund des Vermögens der Platinmetalle, mit dem Wolframcarbid eine feste Bindung einzugehen, innig gebunden ist. Danach werden in den verdichteten Rohling durch Bohren die Kanäle eingearbeitet, was z.B. durch die an sich bekannten Methoden des Diamantläppbqhrens, Ultraschallbohrens oder Elektrolichtbogenbohrens erfolgen kann.In the manufacture of the spinneret, finely divided tungsten carbide is used with one or more in finely divided form located metals of the platinum group mixed, in a suitable, z. B. one cup-like or disc die pressed and sintered, which is preferably in a reducing Atmosphere takes place until the mixture, due to the property of the platinum metals, with the tungsten carbide to enter into a firm bond is intimately bound. After that, in the compacted blank through Drilling the channels incorporated, which can be achieved, for example, by the known methods of diamond lapping, Ultrasonic drilling or electric arc drilling can be done.

Die Metallzusammensetzung beträgt erfindungsgemäß 80 bis 99% Wolframcarbid und 1 bis 20% Metall der Platingruppe.According to the invention, the metal composition is 80 to 99% tungsten carbide and 1 to 20% Platinum group metal.

Eine geeignete Werkstoffzusammensetzung beträgt 5% Platin, Rest Wolframcarbid.A suitable material composition is 5% platinum, the remainder tungsten carbide.

Ein anderer geeigneter Werkstoff besteht aus 15% Platin, Rest Wolframcarbid.Another suitable material consists of 15% platinum, the remainder being tungsten carbide.

Das Platin kann durch eines oder mehrere der Platinmetalle Iridium, Osmium, Palladium, Ruthenium oder Rhodium ersetzt werden.The platinum can be replaced by one or more of the platinum metals iridium, osmium, palladium, ruthenium or rhodium can be replaced.

In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Spinndüse in Form einer Platte oder Scheibe 1, die mit den Ausstoßkanälen 2 versehen ist.In the drawing, FIG. 1 shows a spinneret in the form of a plate or disk 1, which is provided with the discharge channels 2 is provided.

Die Fig. 2 zeigt eine besondere Form des Austrittskanals, der die Spinndüsenplatte 1 durchsetzt, welche aus dem gesinterten Wolframcarbid-Platinmetall-Werkstoff 3 besteht und eine Eingangsfläche 4, auf welcher die Eintrittsteile des die Platte durchsetzenden Kanals 2 münden, und ferner eine Austrittsfläche 5 aufweist, in der die Austrittsteile des die Platte durchsetzenden Kanals 2 liegen und in deren Ebene der Kanal 2 endet.Fig. 2 shows a particular shape of the outlet channel which passes through the spinneret plate 1, which consists of the sintered tungsten carbide-platinum metal material 3 and an input surface 4 on which the entry parts of the channel 2 passing through the plate open, and furthermore an exit surface 5 has, in which the outlet parts of the plate penetrating channel 2 lie and in the plane of the Channel 2 ends.

Bei der in Fig. 2 gezeigten besonderen Ausführungsform weist der Ausstoßkanal einen zylindrischen Eintrittsteil 6, einen zylindrischen Austrittsteil 7, der einen geringeren Durchmesser als der Eintrittsteil hat, und einen konisch verlaufenden Zwischenteil 8 auf, der Ein- und Austrittsteil verbindet.In the particular embodiment shown in FIG. 2, the discharge channel has a cylindrical inlet part 6, a cylindrical exit part 7, which has a smaller diameter than the entry part has, and a conical intermediate part 8 which connects the inlet and outlet parts.

Fig. 3 zeigt eine becherartige Spinndüse, die an eine Ausstoßeinrichtung' angesetzt ist.Fig. 3 shows a cup-like spinneret which is attached to a Ejector 'is attached.

Der becherartige Körper 9, der aus dem oben beschriebenen Hartmetall 3 besteht, ist mit einer Anzahl von Ausstoßkanälen 10 versehen. Die Spinndüse kann an die Preß einrichtung in bekannter Weise, z. B. mittels des Flansches 11, zwischen Dichtungsringen 13 am Ende eines Auspreßrohres 12 angesetzt werden.The cup-like body 9 made of the above-described hard metal 3 has a number of discharge channels 10 provided. The spinneret can be connected to the pressing device in a known manner, for. B. by means of the flange 11, between sealing rings 13 at the end of an extrusion tube 12.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verwendung einer aus 1 bis 20%. pulverförmigem Platin und/oder einem oder mehreren anderen Metallen der Platingruppe, Rest Wolframcarbidpulver, durch Pressen und Sintern hergestellten Hartmetallegierung zur Herstellung von Spinndüsen zum Auspressen viskoser synthetischer fadenbildender Stoffe.Use one out of 1 to 20%. powdery Platinum and / or one or more other metals of the platinum group, remainder tungsten carbide powder, Carbide alloy produced by pressing and sintering for the production of spinnerets for pressing out viscous synthetic thread-forming materials. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 832 804;
französische Patentschrift Nr. 855 862.Considered publications:
German Patent No. 832,804;
French patent specification No. 855 862. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 109 530/466 3.61© 109 530/466 3.61