DE2053918B2

DE2053918B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung gekraeuselter faeden aus synthetischen hochpolymeren

Info

Publication number: DE2053918B2
Application number: DE19702053918
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr.-Ing. 6842 Bürstadt; Linge Hermann Dr.-Chem. 6719 Carlsberg; Wagner Sepp Dr.-Chem. 6940 Weinheim Gehrig
Original assignee: BASF Farben und Fasern AG
Current assignee: BASF Farben und Fasern AG
Priority date: 1970-11-03
Filing date: 1970-11-03
Publication date: 1976-09-30
Also published as: GB1363679A; BE774816A; IT942258B; FR2112416B1; GB1363680A; DE2053918A1; NL7114958A; US3929542A; FR2112416A1

Description

5"

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren Und eine Vorrichtung zur Herstellung gekräuselter Fäden, wobei ein thermoplastischer Kunststoff aus eincr oder mehreren Spinndüsen ausgesponnen und die U) ersponnenen Fäden in einem nachgeschalteten Kühl- und Spinnschacht vorgekühlt werden, und wobei die Fäden in den Kühlschacht einseitig mit Kühlluft beaufschlagt weiden. tio

Ein solches Verfahren ist durch die FR-PS 1543643 bekannt. Die Beaufschlagung mit Kühlluft soll jedoch senkrecht zur Bewegungsrichtung der Fäden erfolgen. Hierbei treten bei wechselnder Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft leicht Störungen auf. Zudem wird ein ausreichender Verstreckungsgrad nicht gewährleistet, da die Luft nicht in der Bewegungsrichtung der Fäden geführt wird.

Es ist auch bekannt, daß man mit einer Abziehdüse oder einem Abziehkanal in mannigfaltiger Ausgestallang einen Faden, eine Fadenschar oder ein Fadenbündel aus Spinndüsen abzieht, als Endlosfäden aufwickelt, zu Stapelfasern schneidet oder weiter auf eine Ablagefläche transportiert, wobei durch Luftturbulenzen ein Wirrvlies erhalten wird.

In der US-PS 3423 266 ist eine Apparatur abgebildet zur Herstellung von Spinnvliesen mittels einer einfachen Abziehdüse, welche dem ersponnenen Faden eine gewisse Verwirrung oder Kräuselung erst durch den Aufprall auf die Vliesablegefläche verleiht, wodurch unregelmäßige Kräuselung wie etwa bei Stauchverfahren zu erwarten sind. Heiische Kräuselungen, weiche denen eines nach klassischen mechanischen Verfahren hergestellten Kräuselgarnes ähnlich sind oder gleichkommen, werden von der Apparatur nicht erzeugt. Beim Aufwickeln der ersponnenen Fäden am Austritt aus der Vorrichtung können offensichtlich keine Kräuselungen irgendwelcher Art erhalten werden.

Weiter beschreibt die US-PS 3 117055 Vliese aus geki selten Fäden, welche nach einer bestimmten Forma mit Bindemitteln verfestigt sind. Bei der Herstellung dieser Vliese wird eine Fadenschar mit einem einstufigen Injektor von der Spinndüse abgezogen. Durch Aufbringen von statischer Elektrizität auf den Abziehinjektor werden die Fäden aufgeladen, wodurch sie sich beim Austritt aus dem Injektor gegen seitigabstoßen. Dadurch wird ein Teil des Abzugsmediums seitlich nach außen gerissen und die axiale Geschwindigkeit herabgesetzt, wodurch eine nur geringe Stauchung der Filamente zustande kommt. Demzufolge liegt auch eine nur geringe unregelmäßige Kräuselung bei den zum Vlies gelegten Fäden vor. Die Anwendung elektrostatischer Aufladungen bei diesem Verfahren bedeutet einen zusätzlichen technischen Aufwand.

Autgabe der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von gekräuselten Fäden, welche sich im Hinblick auf spezifisches Volumen, Sprungelastizität und Wiedererholung, Dämpfungseigenschaften oder Nachgiebigkeit bzw. Verschiebbarkeit der Fäden, z. B. bei Nadeln oder Tuften von den derzeit bekannten aerodynamisch hergestellten Kräuselfäden vorteilhaft unterscheiden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung gekräuselter Fäden, wobei ein thermoplastischer Kunststoff aus einer oder mehreren Spinndüsen ausgesponnen und die so ersponnenen Fäden in einem nachgeschalteten Kühl- und Spinnschacht vorgekühlt werden, und wobei die Fäden in dem Kühlschacht einseitig mit Kühlluft beaufschlagt werden, erfindungsgemäß dadurch gelost, daß die Fäden dabei nur insoweit abgekühlt werden, daß sie bei der nachfolgenden Kräuselung noch plastisch verformbar bleiben, die vorgekühlten Fäden in einem nachgeschalteten Abziehinjektor mit Geschwindigkeiten von 1000 bis 5000 m/min abgezogen und die abgezogenen Fäden anschließend bei diesen Geschwindigkeiten durch Einwirkung von Gaswirbeln gekräuselt werden.

Vorzugsweise sollen gekräuselte Filamente aus Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyäthylen und, oder Polyurethan erzeugt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bestehend aus einer oder mehreren Spinndüsen, einem nachgeschalteten Kühlschacht mit Ein-

richtungen zur Zufuhr und gleichmäßigen Verteilung der Kühlluft und einem anschließenden Spinnschacht an dessen unterem Ende Einrichtungen zur Abströmung oder Absaugung der Kühlluft vorgesehen sind welche dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Spinnschacht ein oder mehrere Abziehinjektoren narhgeschaltet sind, welche ein äußeres Gehäuse mit Luftzuführungsstuizen, eine Ausgleichskammer mit anschließenden Stauelementen und Einlaufkammern aufweisen, die über Einlaufschlitze unter einem Winkel von 5 bis 30° mit einem inneren Kanal verbunden sind, in welchen auch eine über Stelleinrichtungen einstellbare Ansaugdüse mündet und welcher bei mehrstufiger Ausführung von Stufe zu Stufe im Querschnitt zunimmt, und daß sich an die Abziehinjektoren »5 eine Kräuselvorrichtung anschließt, welche einen Einlauf kanal aufweist, auf dem über Mittel zur axialen Verschiebung eine hintersetzte unstetige Erweiterung montiert ist, an deren Ende eine unstetige, mit Stoßkanten versehene Verengung vorgesehen ist, die in ^₀ einen kurzen Austrittskanal übergeht.

Je nach der beabsichtigten Weiterverarbeitung der gekrauselten Fadenstränge können weiterhin nachgeschaltet werden:

Eine Aufwickelvorrichtung zur Aufspulung als *5 Endlosgarn oder eine Flockenschneidmaschine mit Sammelvorrichtung und Ballenpresse zur Herstellung von Stapelfasern oder eine Schwenkvorrichtung, an der Mundstücke befestigt sind zum Ablegen der Fäden als Flächengebilde (Vlies) auf einem Ablageband, welches vorteilhaft in der Legezone mit einer Absaugung versehen ist.

Die Bereiche der einzelnen Betriebsdaten des Verfahrens bzw. der Vorrichtung lassen sich wie folgt abstecken: _j5

Temperatur der Schmelze: Je nach Art der verwendeten Thermoplaste können die Schmelzen in unterschiedlich breiten Temperaturbereichen versponnen werden, wobei der gesamte Bereich zwischen Schmelzbeginn und der ohne chemische Veränderung höchstmöglichen Schmelztemperatur von Interesse sein kann.

Schmelzedruck: Es werden grundsätzlich Drücke zwischen etwa 1 und 150 atü, vorzugsweise zwischen 20 und 80 atü, verwendet.

Schmelzedurchsatz: Pro Spinnbohrung liegen die Schmelzedurchsätze zwischen 0,1 und 10, vorwiegend zwischen 1 und 6 g/min. Die Estrusionsgeschwindigkeit der Schmelze liegt im allgemeinen zwischen 0,5 und 15 m/min, vorzugsweise zwischen 2 und 10 m/ min.

Gastemperatur: Sowohl für die Kühlluft als auch für die Abziehluft liegen die Temperaturen zweckmäßigerweise im Bereich üblicher Raumtemperaturen von 20 bis 30° C. Für die Abziehluft kommen aber auch höhere Temperaturen bis etwa 150° C in Frage, um z. B. bestimmte Kräuselcharakteristiken zu erzielen. Aus dem gleichen Grund kann auch mit Dampf oder Dampfzusatz gearbeitet werden.

Gasdruck: Die Drücke für die Kühlluft liegen nor- *>u malerweise zwischen 20 und 5000 mm WS, vorzugsweise zwischen 50 und 500 mm WS. Für die Abziehluft liegen die Drücke im Bereich zwischen 0,5 und 50 atü, vorzugsweise zwischen 1 und 10 atü.

Die Geschwindigkeit der Kühlluft liegt zwischen 1 und 50 m/s, vorzugsweise 2 bis 8 m/s. Im Saugstutzen des Abzugsinjektors können Geschwindigkeiten zwischen 10 und 500 m/s, vorzugsweise zwischen 50 und m/s vorliegen. Die Ab.Tugsluftgeschwindigkeil beim Eintritt in das innere Injektorrohr ist im allgemeinen Schallgeschwindigkeit oder knapp darunter, es schließt sich eine Nachexpansion an mit möglichen örtlichen Überschallgeschwindigkeiten, wonach die Geschwindigkeit durch die Vermischung mit der angesaugten Luft wieder in den Unterschallbereich abfällt auf Werte zwischen etwa 100 bis 300 m/s. In der Kräuselstrecke wird diese Geschwindigkeit weiter abgebaut auf Werte zwischen 10 und 100 m/s.

Spezifischer Gasaufwand (definiert als das Mengenverhältnis von Gas zu Schmelze in kg/kg oder Nm³/kg): Dieses Mengenverhältnis kann für die Hauptabzugsluft etwa in den Grenzen 1 bis 50, vor · zugsweise 5 bis 20 liegen.

Geeignete Kunststoffe, die nach dem beschriebenen Verfahren und auf der beanspruchten Vorrichtung verarbeitet werden, sind im wesentlichen folgende:

1. Polyäthylen aller Dichtebereiche (0,918 bis 0,9b0 g/cm³) sowie die Copolymeren des Äthylens mit 1-Olefinen (z. B. Propylen, Buten), mit Vinyl- und Acrylestern (z. B. Vinylacetat-, Butylacrylatcopolymere), mit zusätzlich freien Acrylsäuregruppen (z. B. Äthylen-t-Butylacry-Iat-Acry!säurepolymere) und mit Vinylchlorid. Außerdem nachchloriertes Polyäthylen mit einem Chlorgehalt bis 40%. Der Anteil der Comonomeren am Gesamtgewicht des Polymerisats kann dabei bis 30 Gewichtsprozent betragen. Geeignet sind die Polymerisate in einem weiteren Molekulargewichlsbereich, gemessen als Schmelzindex (nach ASTM D 1238-57T) MI_216/190. _c = 1 bis 100, vorzugsweise 5 bis 20.

2. Polypropylen und Polybuten-1 sowie deren Copolymerisate untereinander und mit anderen 1 Olefinen (z. B. Äthylen). Comonomerenanteil: maximal 15%, Molekulargewichtsbereich wie oben (Schmelzindexbereich MI₂₁₆,₂₁₀· c ~ ^Ί bis 50, vorzugsweise 1 bis 20).

3. Polyamide, z. B. die Reinpolykondensate aus Caprolactam oder aus Dicarbonsäuren wie Adipin- und Sebacinsäure und Diaminen, wie Hexamethylendiamin. Geeignet sind auch Mischpolykondensate, z. B. aus den obengenannten Ausgangsstoffen. Die Molekulargewichte können, ausgedrückt in K-Werten, schwanken zwischen K = 50 bis 90, vorzugsweise 70 bis 80 (K-Wert berechnet aus der relativen Viskosität η/η₀ gemessen nach DIN 53 276).

4. Polyester: Geeignet sind besonders die linearen, gesättigten Polyester mit mittleren Molekulargewichten zwischen 10000 und 50000, wie z. B. Polyäthylenterephthalat (z. B. aus Terephthalsäurediglykolester) sowie die aus Hydroxycarbonsäure wie der ω-Hydroxydecansäure oder der 4 (/3-Hydroxyäthoxy)-benzoesäure herstellbaren Polyester. Neben diesen Gruppen von Polyestern, die aus nur einer Komponente hergestellt werden können, sind ganz allgemein die linearen, gesättigten Polyester aus Glykolen und aliphatischen bzw. aromatischen Dicarbonsäuren geeignet, soweit sie die obengenannten hochmolekularen Produkte ergeben. Neben den Carbonsäuren können auch deren Anhydride, Ester oder Säurechloride eingesetzt werden.

5. Polyvinylchlorid, homopolymere und Copoly mere mit Vinylcstern (z. B. Vinylacetat). Vor der

Verarbeitung sind geeignete Weichmacher (ζ. Β. Phthalsäure oder Adipinsäureester mit 1- und 2wertigen Alkoholen in Mengen bis 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 30 Gewichtsprozent) zuzugeben. Molekulargewichtsbereich, ausgedrückt in K-Werten: 50 bis 80. Allen genannten Polymeren können vor der Verarbeitung zu Fäden verschiedene HilfsStoffe zugesetzt werden, die aus herkömmlichen Spinnverfahren bekannt sind. Es kann sich dabei um Wärme-, Licht-, UV-Stabilisatoren, um Farbstoffe, Flammschutzmittel, Kristallisationsbeschleuniger usw. handeln.

Es können Fäden mit folgenden Charakteristiken hergestellt werden:

Fadenstärken zwisychen 1 und 200 μΐη, vorzugsweise zwischen 10 und 100 μτη, entsprechend Titern von etwa 1 dtexbis lOOdtex. Die Anzahl der heiischen Kräuselungen der Filamente liegt etwa zwischen 1 und 40, vorzugsweise 5 bis 20 je cm mit Kräuseldurchmessern von etwa 1 bis 10 mm.

Je nach Titern, Rohstoff und Betriebsbedingungen liegen die Spinngeschwindigkeiten zwischen 1000 und 5000 m/min, die Reißfestigkeiten zwischen 2 und 6 p/dtex und die Reißdehnungen zwischen 20 und 300%.

Vliese aus solchen Kräuselfäden eignen sich auf Grund ihrer Elastizitäts- und Dämpfungseigenschaften insbesondere für den Teppichsektor, aber auch als Füllstoffe für Matratzen, Polstermöbel, Steppdekken, Schlafsäcke, Anoraks usw., als Isolationsmatten, Wandbehänge sowie als Trägermaterial, ζ. Β. für Kunstleder oder zur Verwendung in Autoreifen. Weitere Anwendungsbereiche für Fäden und Vliese umfassen z. B. den Filtersektor, die Heimtextilien und bestimmte Bereiche des Bekleidungssektors.

An Hand der Fig. 1 bis 3 werden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt.

Fig. 2 zeigt spezielle Ausführungsformen eines Kühlschachtes mit Kühlluftzufuhr und Kühlluftabfuhr.

Fig. 3 zeigt einen zweistufigen Abziehinjektor mit nachgeschalteter Kräuselstrecke für die Filamente. Für die Extrusion der Fäden werden gemäß Fig. 1 und 2 a bis 2 c herkömmliche Spinndüsen 1 von runder, ovaler, rechteckiger Form benutzt, oder aber auch Düsen 1 mit einer zentrischen Aussparung (Fig. 2d). Die Schmelze wird durch eine Anzahl von Spinnöffnungen 2 von rundem oder profiliertem Querschnitt extrudiert. Das Verhältnis von axialer Länge zu Durchmesser der Spinnöffnungen wird vorzugsweise mit wenigstens 2,5 gewählt und der gegenseitige Lochabstand wenigstens mit dem 5- vorzugsweise dem lOfachen des Lochdurchmesser ausgebildet. Die Spinnöffnungen 2 sind entsprechend der äußeren Düsenform entweder auf konzentrischen Kreisen, Ellipsen oder Geraden angeordnet, wobei in der Ausführungsform gemäß Fig. 2d die Aussparung entweder im Zentrum der Teilkreise oder zwischen den linear angeordneten Bohrungsreihen vorgesehen ist.

Die verschiedenen Varianten der Kühlluftzufuhr zwischen 90° und 0° zur Fadenlaufrichtung sind in den Fig. 1 sowie 2a bis 2d schematisch dargestellt, wobei das Kühlluftgebläse (nicht dargestellt) entweder im Saugbetrieb oder im Druckbetrieb arbeiten kann, oder auch im kombinierten Saug-Druckbetrieb. Nach Fig. 1 erfolgt die Kühlluftbcaufschlagung senkrecht zur Fadenlaufrichlung durch ein vergleichmäßigendes Maschendrahtnetz oder -gitter 12. Wird im Druckbetrieb gearbeitet (Einblasung), so ist die dem Lufteintritt 11 gegenüberliegende Seite so ausgebildet, etwa durch ein feinmaschiges Sieb, daß nur ein kleiner Teil der Kühlluft quer durch den Kühlschacht 10 strömt, der größte Teil jedoch senkrecht nach unten in den Spinnschacht: 14 strömt, der einen runden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen kann. In Fig. 2 a erfolgt die Kühlluftzufuhr durch ein lamellenartiges Gitter 13, mit dem die Beibirönwinkel der Luft zu den Fäden zwischen 0° und 90° eingestellt werden

'5 können. Auch hier kann im Saug- oder Druckbetrieb gearbeitet werden. Auch in der Ausführungsform gemäß Fig. 2b liegt der Beiströmwinkel zwischen 0° und 90°, die Kühlluftzufuhr oder -einsaugung 11 erfolgt über einen schräg aufgesetzten Stutzen. Gemäß Fig. 2c erfolgt die Kühlluftzufuhr auf injektorähnliche Weise von außen auf die Fadenschar bei kleinen Winkeln bis zu 0°, wobei vor dem Einlaufschlitz 17 zweckmäßigerweise ein Stauelement 18, z. B. ein Gitter oder Maschendraht liegt. Bei der Variante gemäß

^a5 Fig. 2d wird die Kühlluft durch eine zentrische Aussparung der Düse 1 oder zwischen zwei benachbarten Spinndüsen 1 fadenparallel eingeblasen. Die Fäden werden in diesem Fall von der Innenseite der Fadenschar her gekühlt. In den beiden letztgenannten Varianten ist praktisch nur Druckbetrieb möglich. In allen beschriebenen Fällen wird die Kühlluft, wenn sie nicht bereits fadenparallel ankommt, zumindest zu einem größeren Anteil in diese Richtung umgelenkt, so daß außer der Kühlung auch eine primäre Abzugswirkung entsteht, wobei der Angriff der Abzugsluft nicht unmittelbar in der Mündungsebene der Spinnöffnungen 2 liegt, sondern in einem Abstand von wenigstens 3 bis 10 cm.

An die beschriebenen Zuführzonen des Kühl-Schachtes schließt sich bei allen Varianten eine zweite Zone in Form eines mit relativ hoher Luftgeschwindigkeit durchströmten Spinnschachtes 14 an, in dem Fäden und Luft parallel strömen. Die Gesamtlänge der Kühlstrecke 10,14 wird in erster Linie von dem verwendeten Polymer sowie von der Fadenstärke und der gewünschten Fadenart (mehr oder weniger gekräuselt) bestimmt. Es kommen Längen etwa im Bereich von 1 bis 15 m, vorzugsweise von 2 bis 10 m, in Betracht. Am Ende des Spinnschachtes 14 wird aus

einem Abschnitt IS die Kühlluft aus dem Spinnschacht 14 herausgeleitet. Wird die Kühlstrecke 10, 14 im Druckbetrieb gefahren, so entweicht die Kühlluft durch den perforierten Abschnitt 15 nach außen (siehe Fig. 1). Wird dagegen im Saugbetrieb gefah-

ren, so Hegt über dem perforierten Abschnitt 15 eine Absaugkammer, von der ein Saugrohr zu einem Gebläse führt (siehe Fig. 2a). Als Abschluß der Kühlstrecke sind verstellbare Klappen 16 angeordnet, die den Austrittsquerschnitt des Spinnschachtes 14 ver-

kleinern, so daß bei der Absaugung keine Falschluft von unten eingesaugt wird. Für den Druckbetrieb können diese Klappen 16 entfallen.

An die Kühlstrecke 10,14 schließt sich eine Hauptabziehvorrichtung in Form eines ein- oder vorzugs-

weise mehrstufigen, mit äußerem Treibstrahl betriebenen Abziehinjektors 20 an. Die in Fig. 3 dargestellte zweistufige Ausführungsform des Abziehinjektors 20 besteht aus einem äußeren Gehäuse

21 mit einem Luftzuführungsstutzen 22 und einem in dem Gehäuse 21 liegenden inneren Kanal 27, der in Verbindung mit Stauelementen 24 eine Ausgleichskammer 23 bildet. Eine Verschraubung 31 hält den inneren Kanal 27 mit dem äußeren Gehäuse 21 zusammen. Den Stauelcmenten 24 schließt sich jeweils eine Einlaufkammer 25 an, aus der die Luft durch die Einlaufschlitze 26 in den inneren Kanal 27 unter einem Winkel von 5 bis 30° einströmt, wodurch die Fäden durch die vorzugsweise trichterförmig ausgebildete Ansaugdüse 29 eingefangen und abgezogen werden. Ein Stellgewinde 28 oder ähnliche Mittel dienen dem Abgleich der Abziehstufen. Die Länge der Ansaugdüse 29 liegt üblicherweise zwischen dem 5-bis 5Ofaohen ihres inneren Durchmessers. Der innere Kanal 27 einschließlich eines eingebauten Diffusors 30 hat /.wischen den beiden Einlaufstellen 26 etwa die gleiche Längenausdehnung wie die Ansaugdüse 29. Ein dem Abziehinjektor 20 nachgeschalteter Einlaufkanal 41 ist gleichermaßen dimensioniert. An den Einlaufkanal 41 schließt sich eine Kräuselvorrichtung 40 an, bestehend aus dem als Einlaufkanal dienenden Übergangsstück 41, auf dem über Mittel zur axialen Verschiebung, z. B. ein Stellgewinde 42, eine hintersetzte, unstetige Erweiterung 43 angebracht ist, die sich kammerartig ausdehnt und an ihrem Ende eine ebenfalls unstetige, mit Stoßkanten 44 versehene Verengung 45 aufweist, die in einen kurzen Austrittskanal 46 übergeht. Die axiale Länge der Kräuselstrecke 40 wird über die Verstelleinrichtung 42 derart abgeglichen, daß die ringförmigen oder zylindrischen Wirbel 47 sich mit hoher Frequenz abheben, nach 48 verlagern und wieder nach 47 zurückspringen unter teilweiser Abströmung und Wiederauffüllung.

Beispiel 1

Polypropylen der Dichte 0,91 g/cm³ und vom Schmelmidex MI_{216 kf 190}° _c = 2,5 nach ASTM ΟΙ 238-5 2 T, das mit einem feinverteilten Pigmentfarbstoff versehen ist, wurde bei einer Temperatur von 280° C mit 75 atü einer Spinndüse zugeführt und durch c ine Anzahl von Spinnöffnungen mit 0,8 mm 0 extrudiert. Der Schmelzedurchsatz pro öffnung betrug 5 j!,/min. Gekühlt wurden die Fäden durch seitliche Einblasung von Luft gemäß Fig. 1 mit 70 mm WS Luftdruck. Die gesamte Kühlstrecke 10, 14 war 6,5 m lang und hatte am unteren Ende eine Absaugung IS. Der zweistufige Abziehinjektor 20 gemäß Fig. 3 hatte einen lichten Einlaufdurchmesser von 5 mm. Eine nachgeschaltete Kräuselstrecke 40 hatte 12 mm 0und3Omm Länge. Der Abziehinjektorwurde mit 1 atü Luft und einem spezifischen Luftaufwand von Kl kg/kg Schmelze betrieben.

Die erhaltenen Fäden hatten einen Durchmesser von 8Cl μπι und waren heiisch gekräuselt mit einem Kräuseldurchmesser von 4 bis 5 mm und etwa 5 Kräuselungen je cm ungestreckter Länge. Die Fäden hatten eine Reißfestigkeit von 2,8 p/dtex und 250% Reißdehnung.

Beispiel 2

Polypropylen wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 einer Spinndüse 1 mit zentrischer Aussparung gemäß Fi g. 2 d zugeführt und durch Spinnbohrungen 2 von 0,5 mm 0 extrudiert. Die zentrisch zugeführte Kühlluft stand unter einem Druck von 0,1 atü; am Ende der 4 m langen Kühlstrecke 10, 14 wurde die Kühlluft abgesaugt. Der Abziehinjektor 20 war einstufig ausgebildet und mit nachgeschaltcter Kräuselstrecke 40 versehen. Er wurde mit 1,5 atü Luftdruck betrieben. Die Fäden haben einen Durchmesser von 20 μπ\ und 8 bis 10 Kräuselungen je cm bei einer Reißfestigkeit von 3 p/dtex und einer

ίο Reißdehnung von 180%.

Beispiel 3

Polypropylen mit Farbzusatz und einem Schmelzindex MI₂₁₍, _{k 190}. _c von 5,5 wurde mit 260° C und

»5 40 atü einer Spinndüse 1 mit 100 Bohrungen 2 von 0,5 mm 0 zugeführt. Die Kühlluftzufuhr erfolgte wieder gemäß Fig. 1. Die Kühlstrecke 10, 14 war 4 m lang und hatte an ihrem unteren Ende lediglich ein Gitter 15 zum seitlichen Abströmen der Kühlluft. Mit

»ο einem zweistufigen Abzugsinjektor 20 und nachgeschalteter Kräuselkammer 40 wurden bei 1,8 atü Betriebsdruck Fäden mit 16 /im 0 erhalten, die eine sehr feine Kräuselung von etwa 2 mm Kräuseldurchmesser und 18 bis 20 Kräuselungen auf 1 cm ungestreckter Länge aufwiesen. Die Reißfestigkeiten lagen bei 4,5 p/dtex., die Reißdehnungen unter 100%. Sie eignen sich sehr gut zur Herstellung von Bezugsstoff für Polstermöbel, Autositze, Stuhlkissen u. ä.

Beispiel 4

Polypropylen wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 3 einer Spinndüse 1 gemäß Beispiel 2 zugeführt. Die Fäden wurden mit einem 4stufigen Injektor 20 abgezogen, der in der ersten Stufe 4,

in der zweiten Stufe 6, in der dritten Stufe 8 und in der vierten Stufe 12 Einlaufbohrungen 26 von 1 mm 0 aufwies. Der innere Rohrdurchmesser des Abziehinjektors nahm von Stufe zu Stufe um je 1 mm im 0 zu. Die erhaltenen Fadenwerte entsprachen etwa

denen von Beispiel 3.

Beispiel 5

Polyester wurde mit 40 atü und 300° C einer Spinndüse 1 mit Bohrungen 2 von 1 mm 0 zugeführt. Gekühlt wurde durch Einsaugen der Kühlluft mittels eines am unteren Ende der 3 m langen Kühlstrecke 10, 14 angeschlossenen Kühlgebläses. Die Fäden wurden mit einer zweistufigen Abziehdüse 20 bei einem Betriebsdruck von 2 atü abgezogen. Es ergaben sich schwach gekräuselte Fäden von etwa 10 μπι 0 sowie 2 mm Kräuseldurchmesser von 3 bis 4 Kräuselungen je cm.

Beispiel 6

Polycaprolactam mit einer Schmelzviskosität von 3500 Poise bei 250° C wurde einer Spinndüse mil Spinnbohrungen 2 von 0,6 mm 0 zugeführt. Das Kühlsystem arbeitete im Druckbetrieb bei 70 mm WS. Am unteren Ende der 4 m langen Kühlstrecke 10,14 wurde die Kühlluft seitlich ausgeblasen. Die zweistufige Abziehdüse 20 mit Kräuselstrecke 40 aus Beispiel 1 ergab Fäden von 18 μπι 0 mit 1,5 bis 2,0 mm Kräuseldurchmesser und 4 bis 5 Kräuselungen je cm

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

609540/41-

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung gekräuselter Fäden, wobei ein thermoplitstischer Kunststoff aus einer oder mehreren Spinndüsen ausgesponnen und die so ersponnenen Fäden in einem nachgeschalteten Kühl- und Spinnschacht vorgekühlt werden, und wobei die Fäden in dem Kühlschacht einseitig mit Kühlluft beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden dabei nur so weit abgekühlt werden, daß sie bei der nachfolgenden Kräuselung noch plastisch verformbar bleiben, die vorgekühlten Fäden in einem nachgeschalteten Abziehinjektor mit Geschwindigkeiten von 1000 bis 5000 m/min abgezogen und die abgezogenen Fäden anschließend bei diesen Geschwindigkeiten durch Einwirkung von Gaswirbeln gekräuselt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer oder mehreren Spinndüsen, einem nachgeschalteten Kühlschacht mit Einrichtungen zur Zufuhr und gleichmäßigen Verteilung der Kühlluft und einem anschließenden Spinnschacht, an dessen unterem Ende Einrichtungen zur Abströmung oder Absaugung der Kühlluft vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spinnschacht (14) ein oder mehrere Abziehinjektoren (20) nachgeschaltet sind, welche ein äußeres Gehäuse (21) mit Luftzuführungsstutzen (22), eine Ausgleichskammer (23) mit anschließenden Stauelementen (24) und Einlaufkammern (25) aufweisen, die über Einlaufschlitze (26) unter einem Winkel von 5 bis 30° mit einem inneren Kanal (27) verbunden sind, in welchen auch eine über Stelleinrichtungen (28) einstellbare Ansaugdüse (29) mündet und welcher bei mehrstufiger Ausführung von Stufe zu Stufe im Querschnitt zunimmt, und daß sich an die Abziehinjektoren (20) eine Kräuselvorrichtung (40) anschließt, welche einen Einlaufkanal (41) aufweist, auf dem über Mittel zur axialen Verschiebung (42) eine hintersetzte unstetige Erweiterung (43) montiert ist, an deren Ende eine unstetige, mit Stoßkanten (44) versehene Verengung (45) vorgesehen ist, die in einen kurzen Austrittskanal (46) übergeht.