DE1115404B - Spinneret for the production of threads with air pockets - 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. The spinning of so-called air or hollow fibers based on cellulose is known. One achieves the air inclusions generally by emulsifying air in the spinning solution or the spinning solution Incorporated substances that decompose with the chemicals of the spinning bath with evolution of gas.

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.It has also already been proposed, for example, for the production of acetate threads in the spinneret openings Cores causing cavities, preferably in the form of an axially extending wire or tubes, which are attached to the inlet part of the nozzle opening or in its vicinity. Such a design results in nozzle openings with an annular slot, which when spinning from high molecular weight melts, such as those made of polyamides, polyesters, polyurethanes, etc., not for Goal lead. The melt converges and forms a massive thread that extends from normal, round spinning orifices does not differ ao from spun threads.

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.The production of void-containing melt-spun filaments is however with such spinnerets achieved when a gas is supplied through the tube inserted into the nozzle opening. Such However, arrangements are relatively cumbersome, especially if they are for achieving to serve several cavities in a thread.

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.Finally, as part of a process for making melt-spun filaments from synthetic linear high polymers with non-circular cross-section also known that one can without feed a cavity-forming gas can reach hollow filaments under pressure when the polymer Melt is pressed through nozzle openings in which several bores are arranged. To hollow fibers are obtained by this process, that the melt is spun through nozzle openings, in each of which four holes so are arranged so that they form the corners of a square, as shown in Fig. 1 is shown.

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.However, this results in threads with cross-sections as can be seen from Fig. 2, namely a variety of filament cross-sections, some with voids, others full or only are provided with an indentation. Whether a self-contained one, with one or more cavities provided thread is created, so this process is left to chance. A lesson to act how to repeat the manufacture of hollow filament regularly and not just randomly is not to be derived from this.

Spinndüse zur Herstellung von Fäden
mit LufteinschlüssenSpinneret for the production of threads
with air pockets

Anmelder:Applicant:

VEB Thüringisches KunstfaserwerkVEB Thuringian synthetic fiber factory

»Wilhelm Pieck« Schwarza,"Wilhelm Pieck" Schwarza,

Rudolstadt2Rudolstadt 2

Günter Siemer, Orlamünde,Günter Siemer, Orlamünde,

Heinz Laurisch und Werner Stöckigt, Rudolstadt,Heinz Laurisch and Werner Stöckigt, Rudolstadt,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

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.For the production of tubular thread structures without Fixed and rotating spinnerets with slot-like nozzle openings are also used to supply gas known. One end of the slot is at a greater distance from the pivot point of the nozzle plate arranged than the other, so that the edges of the emerging from the slot ribbon, especially roll inward with rotating movement of the spinneret during withdrawal. By folding one over the other the edge is a tube-like structure that is closed on all sides. The edges of the ribbon but only overlap one another; they do not merge into a unified, seamless, one or more cavities containing wall, quite apart from the fact that such a method encounters considerable technical difficulties with threads of fine and extremely fine denier. trouble arise in melt spinning also from the fact that the melt has the peculiarity of closing when exiting from curved slots a relatively flat curved ribbon to diverge.

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. entsprechendenIn contrast, the subject matter of the invention is a spinneret with which it is possible to remove from the melt synthetic linear high polymers such as polyamides, polyesters and the like, threads with air inclusions regularly repeatable and not just random: to be spun without the need to supply a print medium. According to the invention, the Spinneret nozzle openings, which are made up of several arranged at a small distance from each other Circular arcs or segments or corresponding

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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,Parts of an ellipse exist, whereby the distance of the arcs or segments with fine slot widths of over 0.04 mm between 0.05 and 0.3 mm, preferably 0.1 to 0.2 mm,

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.Fig. 3 shows an exemplary embodiment of such a nozzle opening. It shows a relative large core of the nozzle plate, which is made up of an annular slot interrupted several times is limited. The melt emerges from the nozzle through the slot openings, apparently the Outside air through the gaps caused by the slot interruptions into the interior of the occurs in the formation of the thread and causes the formation of cavities. Will melt through spun a nozzle opening according to Fig. 3, it flows overcoming the distance between the arches together to form a closed cylinder jacket; the resulting structure becomes more familiar If it solidifies, the result is a round thread with a cavity.

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).To achieve several cavities in the thread cross-section Spinnerets are suitable with nozzle openings in which the arches or segments are through one or several contactors are connected to each other. The core of the nozzle plate, which is through the arches or Segments of a nozzle opening is limited, is thereby divided into two or more parts. It arise in the nozzle opening slot arrangements in the form of segments or segments of a circle or corresponding parts of an ellipse, wherein the slot, the respective, a desired air inclusion Geometric figure effecting the thread cross-section limited, interrupted at least once is (e.g. Fig. 4 and 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.Several connection slots lying within the nozzle core can intersect, like this from Fig. 5 can be seen, or to skate on top of each other (Fig. 6). For the technical production of the Nozzle openings, it is recommended that, as in Figs. 4 and 6 to 11 in exemplary embodiments drawn, the connection slot or the connection slots are interrupted, so that a core of the nozzle plate remains. As a result, the nozzle opening as a whole has greater resistance against the pressure occurring in the spinneret.

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.There are several connection slots in one nozzle opening incorporated, these are expediently arranged at an angle of over 45 ° to each other, thus a sufficiently large cavity in the thread cross-section corresponding to the respective cutout is guaranteed in the nozzle opening.

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.FIGS. 4 to 8 show the arrangement of connecting slots using the example of the circular nozzle opening illustrated. Fig. 4 shows a nozzle opening, which is composed of four circular arcs, two of which are connected by a slot. Melts spun through such nozzle openings result in threads with two cavities in the thread cross-section. According to Figs. 5 and 6 there are four Circular arcs with two intersecting connecting slots arranged in a nozzle opening; with you four air inclusions are achieved in the thread cross-section during melt spinning. In Fig. 7 three arcs of a circle are connected to one another by radially arranged slots; with their help arise Threads with three cavities.

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.Fig. 8 shows a nozzle opening that creates five air pockets in the thread cross-section. Fig. 9 to 11 give examples of nozzle openings in the shape of an e-oval. According to Figs. 9 and 10 arise Six air pockets each, and seven according to Fig. 11 in the cross-section of the melt-spun thread or Ribbon.

In den Abb. 3 bis 11 sind Düsenöfmungen dargestellt, deren Schlitze, soweit es sich um die äußeren Teile der Düsenöfmungen handelt, die Form vonIn Figs. 3 to 11 nozzle openings are shown, the slots of which, as far as they are the outer ones Parts of the nozzle openings are the shape of

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.ίο have circular or elliptical arcs. Nozzles with slots, which are in the form of segments are not specifically shown; distinguish such nozzle openings differs from those shown only in that a segment of same arc length occurs.

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.The designation circle and EUipse are not strictly mathematical in the present context To understand senses; it also includes shapes that have the shape of a circle or come close to an EUipse. Also angular slot arrangements interrupted at the specified distance is being brought up for consideration. Figs. 4 to 11 show examples of the most diverse design options, including semicircular, triangular and square figures, each one desired Create a cavity in the thread cross-section. The slot arrangements can take the shape as well of interrupted polygons.

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.Due to the peculiarity of the melt, when exiting from curved gates to a proportionate diverging flatly curved ribbons, it was not foreseeable that they would come off the melt emerging from the slot ends of the nozzle openings according to the invention into one closed thread structure would flow together, which can be determined in advance in the interior of its cross-section Has cavities. Threads or bristles that are curved like a ribbon in their cross-section, that they arcuate an air space that is not closed off from the outside does not fall into the Within the scope of the present invention.

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.The shaped structures produced according to the invention have the properties characteristic of hollow fibers and give the products made from them not just a light one Apparent specific weight of less than 1, but also a pleasant, warm feel and fullness. Despite the air inclusions they contain, they still have considerable strength values and are therefore particularly suitable for textile, but also for technical purposes.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 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-1. spinneret for HersteUung of filaments having 'air inclusions from the melt of synthetic linear high polymers, such as polyamides, PoIystern u. The like., Characterized in that the Düsenöfmungen of several in circular or EUipsenform at a small distance from each other arranged circular arcs or segments or corresponding There are parts of an EUipse, the distance between the arcs or segments for slot widths of over 0.04 mm between 0.05 and 0.3 mm, preferably 0.1 to 0.2 mm. 2. Spinneret according to claim 1, characterized in that the arcs or segments with at least one transversely through the interior of the circle or the EUipse extending slot with- 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.are connected to each other, the slot, each having a desired cavity in the Thread cross-section effecting figure of the nozzle opening limited to the outside, at least once is interrupted. 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.3. Spinneret according to claim 2, characterized in that if more than one the arches or Segments connecting slots are at an angle of more than 45 ° to each other. 4. Spinndüse nach Anspruch 2 und 3, dadurch4. Spinneret according to claim 2 and 3, characterized gekennzeichnet, daß der bzw. die Verbindungsschlitze unterbrochen sind. characterized in that the connection slot or slots are interrupted. 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.5. spinneret according to claim 1 to 4, characterized in that instead of arcuate Slots Arrays of straight slots are provided, which roughly have the shape of a circle or form an ellipse. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 302 555, 2 433 325.Considered publications:
U.S. Patent Nos. 2,302,555, 2,433,325. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 109 7097342 10.61© 109 7097342 10.61