DE1115404B - Spinnduese zur Herstellung von Faeden mit Lufteinschluessen - Google Patents

Description

Die Erspinnung von sogenannten Luft- oder Hohlfasern auf Cellulosebasis ist bekannt. Man erreicht die Lufteinschlüsse im allgemeinen dadurch, daß man Luft in der Spinnlösung emulgjert oder der Spinnlösung Stoffe einverleibt, die sich mit den Chemikalien des Spinnbades unter Gasentwicklung zersetzen.

Man hat auch schon vorgeschlagen, beispielsweise für die Herstellung von Acetatfäden in den Spinndüsenöfmungen hohlraumverursachende Kerne, vorzugsweise in Form eines axial verlaufenden Drahtes oder Röhrchens, vorzusehen, die am Eintrittsteil der Düsenöffnung bzw. in dessen Nähe befestigt werden. Eine derartige Gestaltung ergibt Düsenöffnungen mit einem ringförmigen Schlitz, die beim Spinnen von hochmolekularen Schmelzen, wie solchen aus Polyamiden, Polyestern, Polyurethanen usw., nicht zum Ziel führen. Die Schmelze läuft zusammen und bildet einen massiven Faden, der sich von aus normalen, runden Spinnöffnungen gesponnenen Fäden nicht ao unterscheidet.

Die Erzeugung hohlraumhaltiger schmelzgesponnener Fäden wird mit solchen Spinndüsen allerdings dann erreicht, wenn durch das in die Düsenöffnung eingesetzte Röhrchen ein Gas zugeführt wird. Derartige Anordnungen sind jedoch verhältnismäßig umständlich, insbesondere wenn sie für die Erzielung mehrerer Hohlräume in einem Faden dienen sollen.

Schließlich wurde im Rahmen eines Verfahrens zur Herstellung von schmelzgesponnenen Fäden aus synthetischen linearen Hochpolymeren mit unrundem Querschnitt auch bekannt, daß man ohne Zuführung eines hohlraumbildenden Gases unter Druck zu Hohlfaden gelangen kann, wenn die polymere Schmelze durch Düsenöffnungen gepreßt wird, in denen mehrere Bohrungen angeordnet sind. Nach diesem Verfahren werden Hohlfäden erhalten, dadurch, daß die Schmelze durch Düsenöffnungen gesponnen wird, in welchen jeweils vier Bohrungen so angeordnet sind, daß sie die Ecken eines Quadrats bilden, wie dies in Abb. 1 wiedergegeben ist.

Es ergeben sich dabei jedoch Fäden mit Querschnitten, wie sie aus Abb. 2 zu ersehen sind, nämlich eine Vielfalt von Fadenquerschnitten, von denen einige mit Hohlräumen, andere jedoch voll oder nur mit einer Einbuchtung versehen sind. Ob ein in sich geschlossener, mit einem oder mehreren Hohlräumen versehener Faden entsteht, ist also bei diesem Verfahren dem Zufall überlassen. Eine Lehre zum Handeln, wie man die Herstellung von Hohlfaden regelmäßig und nicht nur zufällig wiederholen kann, ist hieraus nicht abzuleiten.

Spinndüse zur Herstellung von Fäden
mit Lufteinschlüssen

Anmelder:

VEB Thüringisches Kunstfaserwerk

»Wilhelm Pieck« Schwarza,

Rudolstadt2

Günter Siemer, Orlamünde,

Heinz Laurisch und Werner Stöckigt, Rudolstadt,

sind als Erfinder genannt worden

Zur Herstellung rohrartiger Fadengebilde ohne Zufuhr von Gas sind auch feststehende und rotierende Spinndüsen mit schlitzartigen Düsenöffnungen bekannt. Das eine Ende des Schlitzes ist dabei in größerer Entfernung vom Drehpunkt der Düsenplatte angeordnet als das andere, so daß sich die Ränder des aus dem Schlitz austretenden Bändchens, zumal bei rotierender Bewegung der Spinndüse während des Abziehens nach innen rollen. Durch Übereinanderklappen derRänder entsteht zwar ein allseitig geschlossenes rohrartiges Gebilde. Die Ränder des Bändchens liegen jedoch nur überlappt aufeinander; sie verschmelzen nicht zu einer einheitlichen, nahtlosen, einen oder mehrere Hohlräume enthaltenden Wandung, ganz abgesehen davon, daß ein solches Verfahren bei Fäden feinen und feinsten Titers auf erhebliche technische Schwierigkeiten stößt. Schwierigkeiten entstehen dabei beim Schmelzspinnen auch dadurch, daß die Schmelze die Eigentümlichkeit aufweist, beim Austritt aus gebogenen Schlitzen zu einem verhältnismäßig flach gekrümmten Bändchen auseinanderzulaufen.

Gegenstand der Erfindung ist demgegenüber eine Spinndüse, mit der es möglich ist, aus der Schmelze synthetischer linearer Hochpolymerer, wie Polyamiden, Polyestern u. dgl., Fäden mit Lufteinschlüssen regelmäßig wiederholbar und nicht nur zufällig: zu erspinnen, ohne daß die Zuführung eines Druckmediums notwendig ist. ErfindüngsgemMß weist die Spinndüse Düsenöffnungen auf, die aus mehreren in geringem Abstand voneinander angeordneten Kreisbögen oder Segmenten bzw. entsprechenden

109 709/342

Teilen einer Ellipse bestehen, wobei der Abstand der Bögen oder Segmente bei feinen Schlitzbreiten von über 0,04 mm zwischen 0,05 und 0,3 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 mm, beträgt,

Abb. 3 stellt eine beispielsweise Ausführungsform einer solchen Düsenöffnung dar. Sie zeigt einen verhältnismäßig großen Kern der Düsenplatte, der von einem mehrmals unterbrochenen ringförmigen Schlitz begrenzt ist. Die Schmelze tritt durch die Schlitzöffnungen aus der Düse aus, wobei offenbar die Außenluft durch die durch die Schlitzunterbrechungen verursachten Zwischenräume in das Innere des in Bildung befindlichen Fadens eintritt und die Hohlraumentstehung bewirkt. Wird die Schmelze durch eine Düsenöffnung gemäß Abb. 3 versponnen, so fließt sie unter Überwindung des Abstandes zwischen den Bögen zu einem geschlossenen Zylindermantel zusammen; wird das entstandene Gebilde in bekannter Weise zum Erstarren gebracht, so entsteht ein runder Faden mit einem Hohlraum.

Zur Erzielung mehrerer Hohlräume im Fadenquerschnitt sind Spinndüsen mit Düsenöffnungen geeignet, bei denen die Bögen oder Segmente durch einen oder mehrere Schütze miteinander verbunden sind. Der Kern der Düsenplatte, der durch die Bögen oder Segmente einer Düsenöffnung begrenzt ist, wird dadurch in zwei oder mehrere Teile unterteilt. Es entstehen in der Düsenöffnung Schlitzanordnungen in Gestalt von Kreisabschnitten oder Kreisausschnitten bzw. entsprechender Teile einer Ellipse, wobei der Schlitz, der die jeweilige, einen gewünschten Lufteinschluß im Fadenquerschnitt bewirkende geometrische Figur begrenzt, mindestens einmal unterbrochen ist (z. B. Abb. 4 und 5).

Mehrere innerhalb des Düsenkerns hegende Verbindungsschlitze können einander schneiden, wie dies aus der Abb. 5 ersichtlich ist, oder aufeinander zu kufen (Abb. 6). Für die technische Herstellung der Düsenöffnungen wird es sich empfehlen, daß, wie in den Abb. 4 und 6 bis 11 in beispielsweisen Ausführungsformen gezeichnet, der Verbindungsschlitz bzw. die Verbindungsschlitze unterbrochen werden, so daß ein Kern der Düsenplatte stehenbleibt. Dadurch wird der Düsenöffnung in ihrer Gesamtheit größere Widerstandskraft gegen den in der Spinndüse auftretenden Druck verliehen.

Sind mehrere Verbhidungsschlitze in einer Düsenöffnung eingearbeitet, so werden diese zweckmäßig in einem Winkel von über 45° zueinander angeordnet, damit ein ausreichend großer Hohlraum im Fadenquerschnitt entsprechend dem jeweiligen Ausschnitt in der Düsenöffnung gewährleistet ist.

In den Abb. 4 bis 8 ist die Anordnung von Verbindungsschlitzen am Beispiel der kreisförmigen Düsenöffnung veranschaulicht. Abb. 4 zeigt eine Düsenöffnung, die aus vier Kreisbögen zusammengesetzt ist, von denen zwei durch einen Schlitz verbunden sind. Schmelzen, die durch solche Düsenöffnungen versponnen werden, ergeben Fäden mit zwei Hohlräumen im Fadenquerschnitt. Nach Abb. 5 und 6 sind vier Kreisbögen mit zwei sich kreuzenden Verbindungsschlitzen in einer Düsenöffnung angeordnet; mit ihnen werden beim Schmelzspinnen jeweils vier Lufteinschlüsse im Fadenquerschnitt erzielt. In Abb. 7 sind drei Kreisbögen durch radial angeordnete Schlitze untereinander verbunden; mit ihrer Hilfe entstehen Fäden mit drei Hohlräumen.

Abb. 8 zeigt eine Düsenöffnung, die fünf Lufteinschlüsse im -Fadenquerschnitt bewirkt. Die Abb. 9 bis 11 geben Beispiele für Düsenöffhungen in Gestalt einer EUipse. Nach den Abb. 9 und 10 entstehen jeweils sechs, nach Abb. 11 sieben Lufteinschlüsse im Querschnitt des schmelzgesponnenen Fadens bzw. Bändchens.

In den Abb. 3 bis 11 sind Düsenöfmungen dargestellt, deren Schlitze, soweit es sich um die äußeren Teile der Düsenöfmungen handelt, die Form von

ίο Kreis- oder Ellipsenbögen haben. Düsen mit Schlitzen, die die Form von Segmenten haben, sind nicht besonders dargestellt; solche Düsenöffnungen unterscheiden sich von den abgebildeten nur dadurch, daß an die Stelle eines Bogens jeweils ein Segment von gleicher Bogenlänge tritt.

Die Bezeichnung Kreis und EUipse sind im vorliegenden Zusammenhang nicht im streng mathematischen Sinne zu verstehen; es fallen darunter auch solche Formen, die der Gestalt eines Kreises oder einer EUipse nahe kommen. Auch eckige, im angegebenen Abstand unterbrochene Schlitzanordnungen kommen in Betracht. Die Abb. 4 bis 11 zeigen Beispiele für die verschiedensten Gestaltungsmöglichkeiten, unter anderem halbkreisförmige, dreieckige und viereckige Figuren, die jeweils einen gewünschten Hohlraum im Fadenquerschnitt hervorrufen. Die Schlitzanordnungen können ebenso gut die Gestalt von unterbrochenen Vielecken aufweisen.

Auf Grund der Eigentümlichkeit der Schmelze, beim Austritt aus gebogenen Schützen zu einem verhältnismäßig flach gekrümmten Bändchen auseinanderzulaufen, war nicht vorauszusehen, daß die aus den Schlitzenden der erfindungsgemäßen Düsenöfmungen heraustretende Schmelze zu einem in sich geschlossenen Fadengebilde zusammenfließen würde, das im Inneren seines Querschnitts vorher bestimmbare Hohlräume aufweist. Fäden oder Borsten, die in ihrem Querschnitt so bändchenartig gekrümmt sind, daß sie einen nach außen nicht abgeschlossenen Luftraum bogenförmig umgeben, faUen nicht in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Die erfindungsgemäß erzeugten Formgebilde besitzen die für Hohlfaden charakteristischen Eigenschaften und verleihen den aus ihnen gefertigten Erzeugnissen gegebenenfalls nicht nur ein leichtes scheinbares spezifisches Gewicht von unter 1, sondern auch einen angenehmen warmen Griff sowie Fülligkeit. Sie weisen trotz der in ihnen enthaltenen Lufteinschlüsse noch erhebliche Festigkeitswerte auf und sind deshalb insbesondere für textile, aber auch für technische Zwecke geeignet.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Spinndüse zur HersteUung von Fäden mit' Lufteinschlüssen aus der Schmelze synthetischer linearer Hochpolymerer, wie Polyamiden, PoIystern u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöfmungen aus mehreren in Kreis- oder EUipsenform in geringem Abstand voneinander angeordneten Kreisbögen oder Segmenten bzw. entsprechenden Teilen einer EUipse bestehen, wobei der Abstand der Bögen oder Segmente bei Schlitzbreiten von über 0,04 mm zwischen 0,05 und 0,3 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,2 mm, beträgt. 2. Spinndüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bögen oder Segmente durch mindestens einen quer durch das Innere des Kreises oder der EUipse verlaufenden Schlitz mit-

einander verbunden sind, wobei der Schlitz, der die jeweils einen gewünschten Hohlraum im Fadenquerschnitt bewirkende Figur der Düsenöffnung nach außen begrenzt, mindestens einmal unterbrochen ist.

3. Spinndüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren die Bögen oder Segmente verbindenden Schlitzen diese in einem Winkel von über 45° zueinander stehen.

4. Spinndüse nach Anspruch 2 und 3, dadurch

gekennzeichnet, daß der bzw. die Verbindungsschlitze unterbrochen sind.

5. Spinndüse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von bogenförmigen Schlitzen Anordnungen gerader Schlitze vorgesehen sind, welche etwa die Figur eines Kreises oder einer Ellipse bilden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 302 555, 2 433 325.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 7097342 10.61