DE3586699T2 - Verfahren und apparat zum mit extrusion kombinierten zentrifugalspinnen. - Google Patents
Verfahren und apparat zum mit extrusion kombinierten zentrifugalspinnen.Info
- Publication number
- DE3586699T2 DE3586699T2 DE8585108904T DE3586699T DE3586699T2 DE 3586699 T2 DE3586699 T2 DE 3586699T2 DE 8585108904 T DE8585108904 T DE 8585108904T DE 3586699 T DE3586699 T DE 3586699T DE 3586699 T2 DE3586699 T2 DE 3586699T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fibers
- nozzle head
- fiber
- forming material
- extrusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 title claims description 41
- 241000239290 Araneae Species 0.000 title 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 81
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000009987 spinning Methods 0.000 abstract description 12
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- -1 Polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 2
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 2
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 229920003311 DuPont™ Surlyn® 1601 Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 229920003182 Surlyn® Polymers 0.000 description 1
- 239000002998 adhesive polymer Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 238000012667 polymer degradation Methods 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229920005653 propylene-ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920013730 reactive polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000020347 spindle assembly Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/18—Formation of filaments, threads, or the like by means of rotating spinnerets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft das Gebiet des Zentrifugal-Faserspinnens zum Herstellen von Fasern aus einem flüssigen faserbildenden Material.
- Im Stand der Technik sind Systeme bekannt, bei denen flüssiges faserbildendes Material unter Druck durch Öffnungen in einem feststehenden Düsenkopf gedrückt wird. Der Wirkungsgrad solcher Systeme ist relativ niedrig. Daher wurden Systeme entwickelt, bei denen das flüssige Fasermaterial über eine Lochanordnung durch Zentrifugalkräfte in einem schnell rotierenden Düsenkopf ausgestoßen werden. Solche Systeme sind z. B. in den Druckschriften EP-A1 87 014 und US-A-3,596,312 beschrieben. In beiden bekannten Systemen wird die Extrusionsrate durch die Drehzahl des Düsenkopfs bestimmt. Die volumetrische Pumprate des flüssigen Fasermaterials wird so gewählt, daß gerade diejenige Menge an Material in den Düsenkopf gepumpt wird, die erforderlich ist, um das Material zu ersetzen, das durch die Zentrifugalkräfte über den Düsenkopf ausgestoßen wird. Der Wirkungsgrad solcher Systeme ist bei vergleichsweise schlechter Produktqualität immer noch verhältnismäßig niedrig.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Fasern mit hohem Wirkungsgrad und hoher Produktivität anzugeben.
- Die Vorrichtung weist gemäß der Erfindung folgende Merkmale auf: - eine Quelle flüssigen, faserbildenden Materials; - eine rotierende Spinndüse mit einer Lochanordnung in ihrer Oberfläche; - mindestens eine Fördereinrichtung, die die Quelle und den rotierenden Düsenkopf miteinander verbindet; und - eine Steuereinrichtung, welche die volumetrische Pumprate der Fördereinrichtung derart steuert, daß die Extrusionsrate über den Düsenkopf ausschließlich durch die volumetrische Pumprate unabhängig von der Drehzahl des Düsenkopfs bestimmt ist.
- Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Fluid des faserbildenden Materials mit vorgegebener volumetrischer Pumprate derart in den rotierenden Düsenkopf gepumpt, daß die Extrusionsrate durch den Düsenkopf ausschließlich durch die volumetrische Pumprate unabhängig von der Drehzahl des Düsenkopfs bestimmt ist.
- Es ist offensichtlich, daß beim Gerät und dem Verfahren gemäß der Erfindung die Extrusionsrate nicht mehr durch die Zentrifugalkraft und damit durch die Drehzahl des Düsenkopfs bestimmt ist, sondern durch die volumetrische Pumprate. Daher ist es möglich, Fasern konstanter Qualität mit hoher Produktivität zu erhalten. Die Drehzahl kann auch durch andere Gesichtspunkte als im Hinblick auf eine höhere Extrusionsrate gewählt werden.
- Vorzugsweise wird das faserbildende Material gekühlt, wenn es während des Ziehvorgangs die Lochanordnung verläßt. Die Fasern sind gut für Fasergewebe, Faserseile und Garne bei Verwendung geeigneter Sammel- und Aufnahmesysteme geeignet.
- Die Erfindung wird anhand vorteilhafter Ausführungsformen in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen näher erläutert:
- Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Faserherstellsystems;
- Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. ;
- Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 2;
- Fig. 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 2;
- Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Beziehung der Extrusionsrate, der Düsenkopfdrehung, des Durchmessers der Filamentumlaufbahn und der Filamentgeschwindigkeit.
- Fig. 6 ist eine graphische Darstellung von Denierwerten als Funktion der Düsenkopfrotation;
- Fig. 7 veranschaulicht eine Modifikation von Fig. 2; 8 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Herstellen eines Fasergewebes;
- Fig. 9 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Erzeugen eines gestreckten Gewebes gemäß Fig. 8;
- Fig. 10 ist eine Seitenansicht des Systems von Fig. 9; und
- Fig. 11 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Erzeugen von Garn.
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Apparat, bei der eine Quelle für flüssiges, faserbildendes Material vorhanden ist, wobei das flüssige, faserbildende Material in einen Düsenkopf gepumpt wird, der mehrere Spinndüsen entlang seinem Umfang aufweist. Der Düsenkopf wird mit einer vorgegebenen einstellbaren Drehzahl gedreht, wodurch die Flüssigkeit vom Düsenkopf ausgestoßen wird, um Fasern zu bilden. Vorzugsweise wird das faserbildende Material gekühlt, wenn es die Löcher der Spinndüsen während des Ziehvorgangs verläßt. Die Fasern können zum Herstellen von Fasergeweben, Faserseilen und Garn mit Hilfe geeigneter Sammel- und Aufnahmesysteme verwendet werden. Das Pumpsystem sorgt für einen Pumpvorgang, bei dem eine volumetrische Menge an Flüssigkeit unabhängig von der Viskosität oder dem durch die Spinndüsen und das Verteilsystem des Spinnkopfes erzeugten Rückdrucks in das rotierende System gedrückt wird, wodurch Zwangsverschiebungsförderung erzeugt wird. Zwangsverschiebungsförderung kann mit Hilfe des Extruders alleine oder mit Hilfe einer zusätzlichen Pumpe vom Typ, wie sie allgemein für diesen Zweck verwendet wird, bewirkt werden. Eine Drehkupplung ist für Zwecke formschlüssiger Dichtung während der Druckförderung des faserbildenden Materials in den rotierenden Drehkopf vorhanden.
- Gemäß den Zeichnungen ist in Fig. 1 schematisch ein System gemäß der vorliegenden Erfindung zum Herstellen von Fasern dargestellt. Das System beinhaltet einen Extruder 11, der faserbildendes Material, wie einen flüssigen polymeren Stoff, durch ein Förderrohr 13 zu einer Drehkupplung 21 extrudiert. Eine Pumpe 14 kann in der Förderleitung angeordnet sein, falls die vom Extruder gelieferte Pumpwirkung nicht ausreichend genau für besondere Betriebsbedingungen ist. Eine elektrische Steuerung 12 ist zum Auswählen der Pumprate für die Extrusion und zum Verschieben des Extrudats durch die Förderleitung 13 vorhanden. Die Drehkupplung 12 ist an einer Spindel 19 befestigt. Eine Drehantriebswelle 15 wird durch einen Motor 16 mit einer Drehzahl angetrieben, die mit Hilfe einer Steuerung 18 ausgewählt wird; sie geht durch die Spindel 19 und die Drehkupplung 21 hindurch und ist mit dem Düsenkopf 23 verbunden. Der Düsenkopf 23 weist mehrere Spinndüsen entlang seines Umfangs auf, damit, wenn er durch die vom Motor 16 angetriebene Antriebswelle 15 rotiert wird und wenn das flüssige Polymerextrudat durch Schmelzflußkanäle in der Welle 15 durch Zwangsverschiebung in den Düsenkopf 23 transportiert wird, das Polymer von den Spinndüsen ausgestoßen wird und Fasern 25 erzeugt, die eine Umlaufbahn bilden, wie dargestellt. Im Gebrauch verzerren Luftströme um den Düsenkopf das kreisförmige Muster der Fasern.
- Die Fig. 2 bis 4 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Spindel 19, die Drehkupplung 21, den Düsenkopf 23 und die Antriebswelle 15 von Fig. 1. Die Fig. 3 und 4 sind Querschnittsansichten entlang Linien 3-3 bzw. 4-4 von Fig. 2. Lager 31 und 33 werden innerhalb der Spindel durch einen Lagerhalter 34, eine Verriegelungsnut 35 und einen Zylinder 36 gehalten. Diese Lager halten die Drehwelle 15. Die Drehwelle 15 weist zwei Schmelzflußkanäle 41 und 43 auf. Um die Welle herum liegt benachbart zu den Schmelzflußkanälen ein stationärer Teil der Drehkupplung 21. Ein Extrudatzuführkanal 47 ist mit der Förderleitung 13 (Fig. 1) verbunden und geht durch die Drehkupplung 21 hindurch und endet in einer inneren Umfangsnut 29. Die Nut 29 paßt zu einzelnen Förderkanälen 50 und 52, Fig. 3, die die Nut 49 mit den Schmelzflußkanälen 41 und 43 verbinden.
- Die Drehkupplung kann durch eine Einrichtung, wie z. B. Karbondichtungen 51 und 53, abgedichtet sein, die mit Hilfe von Karbondichtungshaltern 54, 56 an ihrem Ort gehalten werden. Neben der unteren Karbondichtung 53 ist eine druckeinstellbare Nut 55 vorhanden, die bei Rotation die zwei Karbondichtungsanordnungen aufwärts oder abwärts bewegen kann. Diese Bewegung verursacht eine entgegengesetzte Reaktion von Belleville-Dichtungsringen 59 und 60 in solcher Weise, daß jede verschiebbare Karbondichtungsanordnung mit Federkraft individuell gegen die Drehkupplung gedrückt wird.
- Der untere Dichtring 60 liegt auf einem Abstandshalter 61, der wiederum auf dem Düsenkopf 23 liegt. Der Düsenkopf 23 weist mehrere austauschbare Spindüsen 67 auf, die mit Flußkanälen, wie dem Flußkanal 41, über den Förderkanal 69 und eine Wellenöffnung 71 verbunden sind, die sich durch die Welle 15 zwischen dem Kanal 41 und der Umfangsnut 70, Fig. 4, erstreckt, um eine konstante Quelle für Extrudat zu bilden. Der Apparat wird mit Hilfe einer Einrichtung, wie einer Platte 73, die an der Welle 15 befestigt ist, in Position gehalten.
- Falls gewünscht, kann eine Einrichtung zum Kühlen des Extrudats, wenn es die Spinndüsen verläßt, vorhanden sein, wie Gin stationärer Ring 77 mit Auslaßöffnungen, die Luft unter Druck in Richtung von Pfeilen A durchlassen. Der Ring 77 wird durch eine nicht dargestellte Trägerstruktur in der dargestellten Position gehalten.
- Darüber hinaus sind elektrische Heizer 20 und 22, Fig. 3, vorzugsweise im stationären Segment 20 der Drehkupplung 21 vorhanden, um die Extrudattemperatur aufrechtzuerhalten.
- Wie ersichtlich, liefert das beschriebene Gerät ein System, das zwischen dem Extruder und dem Düsenkopf geschlossen ist, wobei das flüssige Extrudat durch eine Drehkupplung extrudiert wird, die die Drehwelle umgibt. Dementsprechend wird, wenn die Welle gedreht wird, das flüssige Extrudat durch die Schmelzflußkanäle nach unten in die Drehwelle und in die Mitte des kreisförmigen Düsenkopf s gepumpt. Der Düsenkopf, der mehrere Spinndüsen 67, Fig. 4, entlang seines Umfangs aufweist, sorgt für einen Ziehvorgang des ausgegebenen Extrudats, wenn bei seinem Rotieren das Extrudat von den Spinndüsen ausgestoßen wird, um Fasern 25 zu bilden, wie dies schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Die Rotation ist daher wesentlich für den Ziehvorgang und die Faserbildung, jedoch steuert sie nicht die Extrusionsrate durch den Düsenkopf. Die Extrusionsrate durch den Düsenkopf wird durch die Pumpwirkung des Extruders 11 und/oder der Pumpe 14 gesteuert.
- Um eine langlebige Hochdruckdichtung zwischen der Drehkupplung 21 und dem Düsenkopf 23 zu bewerkstelligen, verfügt die Welle 15 über schraubenförmige Nuten 101 und 103 um ihren Umfang an entgegengesetzten Seiten der Zuführkanäle 50 und 52. Die schraubenförmigen Nuten 101 und 103 weisen gegenläufige Steigung auf, so daß dann, wenn die Welle in Richtung der durch einen Pfeil angezeigten Richtung gedreht wird, alles Extrudat, das zwischen den zueinander passenden Oberflachen der Welle 15 und der Drehkupplung 21 durchleckt, in die Nut 29 und die zugeordneten Kanäle 50 und 52 zurückbefördert wird. Dementsprechend wird durch Benutzen dieser dynamischen Dichtung ein Lecken im wesentlichen selbst unter Hochdruck ausgeschlossen.
- Die Hauptvariablen in diesem System sind neben der Wahl des Polymers die Pumprate des flüssigen Polymers durch den Extruder und/oder die Pumpe, die Temperatur des Polymers und die Drehzahl des Düsenkopfs. Natürlich können Spinndüsen unterschiedlicher Größe als austauschbare Spinndüsen verwendet werden, um die Faserbildung zu steuern, ohne daß dies Einfluß auf die Extrusionsrate hat. Die Extrusionsrate aus dem Düsenkopf, wie z. B. in Gramm pro Minute pro Loch, wird ausschließlich durch die Menge an Extrudat bestimmt, die durch den Extruder und/oder die Pumpe in das System gepumpt wird.
- Wenn das System betrieben wird, werden Fasern vom Umfang des Düsenkopfs ausgestoßen und nehmen eine schraubenförmige Umlaufbahn ein, wenn sie anfangen, unter den rotierenden Düsenkopf zu fallen. Während sich die Fasern mit einer Geschwindigkeit bewegen, die von der Drehzahl des Düsenkopfs abhängt, während sie gezogen werden, bewegen sie sich nicht in Umfangsrichtung, wenn sie den äußeren Durchmesser der Umlaufbahn erreichen, sondern sie werden lediglich im wesentlichen eine auf die andere in dieser besonderen Umlaufbahn abgelegt. Die Umlaufbahn kann sich abhängig von Änderungen der Drehzahl, der eingegebenen Extrudatmenge, der Temperatur usw. ändern. Äußere Kräfte, wie elektrostatische oder Luftdruck, können verwendet werden, um die Umlaufbahn zu deformieren und dadurch die Fasern in verschiedene Muster abzulenken.
- Die Fig. 5 und 6 sind aus den folgenden Daten abgeleitet. Tabelle 1 DENIERWERTE IN ABHÄNGIGKEIT VON PROZESSBEDINGUNGEN Extrusionsrate (g/min/Loch) Düsenkopfdrehzahl (U/min) Durchmesser der Filamentumlaufbahn cm ((Zoll)) Filamentgeschwindigkeit Filamentdenier *Die Extrusionsrate wurde aus der Zahl der Umdrehungen der Förderschraube pro Minute extrapoliert.
- Hinweis: Bahngeschwindigkeit = Bahnumfang · Düsenkopfdrehzahl.
- Der Denierwert gilt auf Grundlage der Bahngeschwindigkeit und der Extrusionsrate.
- Fig. 5 illustriert die Beziehung verschiedener Parameter des Systems für ein besonderes Polymer (Beispiel I unten), wozu die Steuerparameter, die Pumprate und die Düsenkopfdrehzahl sowie ihr Einfluß auf die Filamentspinngeschwindigkeit und den Durchmesser der Filamentumlaufbahn zählen. Im Diagramm von Fig. 5 sind drei verschiedene Pumpraten für das Extrudat in Gramm pro Minute pro Loch dargestellt, was die Extrusionsrate aus dem Düsenkopf bestimmt. Bei der Darstellung zeigt die Zahl innerhalb der Symbole die mittlere Pumprate, für die das Diagramm erstellt wurde. In Fig. 6 veranschaulicht das Diagramm den Denierwert als Funktion der Düsenkopfdrehzahl. Wie aus den Diagrammen ersichtlich, erhöhen sich die Filamentgeschwindigkeit und die Ziehmenge, wenn die Düsenkopfdrehzahl erhöht wird.
- Es ist zu beachten, daß die folgenden Beispiele nur der Veranschaulichung dienen und den Schutzumfang der Erfindung nicht begrenzen.
- Polypropylenharz, Hercules Typ PC-973, wurde mit konstanter vorgegebener Extrusionsrate in und durch eine Drehkupplung, Durchgänge in der Drehwelle, das Verteilsystem des Düsenkopf es und die Spinndüsen extrudiert. Mit Ausnahme des Extruders stimmt der Apparat mit dem im Querschnitt von Fig. 2 dargestellten überein.
- Nach der Extrusion sorgt die auf das geschmolzene Extrudat wirkende Zentrifugalkraft dafür, daß es nach unten in Fasern gezogen wird. Die Fasern bilden kreisförmige Umlaufbahnen, die größer sind als der Durchmesser des Düsenkopfes. Ein stationärer kreisförmiger Lufteinschnürring, der oberhalb des Düsenkopfes angeordnet ist, wie in Fig. 2 dargestellt, der Düsen aufweist, die so angeordnet sind, daß sie die Luft nach unten und außen relativ zum Umfang des Düsenkopfs lenken, lenkt die Fasern unter einem Winkel von im wesentlichen 45º unter die Ebene des Düsenkopfs ab. Bei diesem Beispiel werden die Prozeßparameter verändert, und die sich ergebenden Fasern werden für Testzwecke gesammelt.
- a. Extrusionsanordnung: wie in Fig. 1 dargestellt
- b. Extruder: Durchmesser, cm (Zoll): 2,54 (1,0)
- Temperaturzonen: 3, 0
- Länge/Durchmesser, cm (Zoll): 61/1 (24/1)
- Leistung, kWh (PS): 0,75 (1,0)
- c. Extrusionskopf: siehe Fig. 2
- d. Düsenkopf:
- Durchmesser, cm (Zoll): 15,2 (6,0)
- Anzahl der Spinndüsen: 16,0
- Spinndüsenlochdurchmesser mm, (Zoll): 0,051 (0,020)
- e. Einschnüren und Entfernen der Fasern: kreisförmiger Ring
- Ringdurchmesser, cm (Zoll): 20,3 (8,0)
- Düsenabstand, cm (Zoll): 2,54 (1,0) mit einem Winkel von 450 nach unten und außen bezogen auf den Umfang des Düsenkopfs.
- Extrudertemperatur ºC (ºF) Zone 1 177 (350)
- Zone 2 204 (400)
- Zone 3 232 (450)
- Adapter 232 (450)
- Drehkupplung 232 (450)
- Düsenkopf 288 - 316 (550 - 600)
- Schraubendrehzahl, U/min: für eine vorgegebene Extrusionsrate eingestellt
- Extrusionsdruck, kg/m² (lb/Zoll) 14 · 10&sup4; - 28 · 10&sup4; (200 - 400)
- b. Düsenkopfdrehzahl, U/min: 500 - 3000 (siehe untenstehende Tabelle)
- c. Lufteinschnürdruck, kg/m², (lb/Zoll): 10 - 30 (siehe untenstehende Tabelle) 3. Daten und Ergebnisse Extrusionsrate (g/min/Loch) Düsenkopfdrehzahl (U/min) Durchmesser der Faserumlaufbahn cm ((Zoll)) Faserspinngeschwindigk. (Meter/min) Faserdenier
- Hinweis: (a) Der Durchmesser der Faserumlaufbahn wurde visuell mit einem Zollineal gemessen.
- (b) Die Faserspinngeschwindigkeit wurde berechnet (Geschwindigkeit = Umfang der Umlaufbahn · Drehzahl).
- (c) Der Denierwert wurde auf Grundlage der Extrusionsrate und der Faserspinngeschwindigkeit in wohlbekannter Weise berechnet.
- Gemäß den Ergebnissen dieses Experiments werden die Fasern mit zunehmender Düsenkopfdrehzahl kleiner. Darüber hinaus erhöht die Extrusionsrate bei einer vorgegebenen Düsenkopfdrehzahl die Filamentumlaufbahn und erniedrigt daher die Zuwachsrate des Filamentdeniers.
- In dem in Beispiel I beschriebenen Apparat wurde ein Polyäthylenmethacryl-Copolymer (ionomerer Harztyp Surlyn - 1601 von DuPont) extrudiert. Fasern verschiedener Denierwerte wurden bei verschiedenen Düsenkopfdrehzahlen hergestellt.
- Temperatur ºC (ºF) Zone 1 149 (300)
- Zone 2 177 (350)
- Zone 3 204 (400)
- Adapter 204 (400)
- Drehkupplung 204 (400)
- Düsenkopf 260 - 288 (500 - 550)
- Schraubendrehzahl, U/min. 10
- Schraubendruck, kg/m² (lb/Zoll) 7 · 10&sup4; - 14 · 10&sup4; (100 - 200)
- b. Düsenkopfdrehzahl U/min 1000, 2000, 3000
- c. Lufteinschnürdruck, kg/m² 7 · 10³ - 21 · 10³ (lb/Zoll) 10 - 30)
- Bei einer anderen Variation dieses Beispiels wurden Fasern auf der Oberfläche eines bewegten Schirms gesammelt. Der Schirm wurde horizontal vier Zoll unterhalb der Ebene des Düsenkopfs bewegt. Bei Kontakt der Fasern miteinander verbanden sich diese im Berührungspunkt. Das sich ergebende Produkt ist nichtgewobenes Gewebe. Das Gewebe wurde dann zwischen ein Blatt Polyurethanschaum und und Polyestergewebe gelegt. Wärme und Druck wurden dann durch das Polyestergewebe ausgeübt. Dies führte zum Schmelzen des tiefer schmelzenden ionomeren Gewebes und zum Verbinden der zwei Substrate in ein zusammengesetztes Gewebe.
- Im Apparat von Beispiel I wurden die folgenden, in der unten stehenden Liste aufgelisteten Polymeren in Fasern und Gewebe umgewandelt. Polymere, die in Fasern und Gewebe umgewandelt wurden Polymer Extrusionstemperatur Düsenkopftemperatur Polypropylen Amoco Polyioner Surlyn Nylon-Terpolymer Henkel Polyurethan Estane Polypropylen-Ethylen Copolymer
- Beim Spinnen verbundene Gewebe werden dadurch erzeugt, daß zugelassen wird, daß die frischgebildeten Fasern in Kontakt miteinander kommen, während sie auf einer harten Oberfläche abgelagert werden. Die Fasern haften an ihren Kontaktpunkten aneinander und bilden so ein kontinuierliches Gewebe. Das Gewebe nimmt die Form der sammelnden Oberfläche ein. Bei diesem Beispiel wurden Fasern auf der Oberfläche eines festen Dorns mit einem invertierten Eimer abgeschieden. Die Abmessungen dieses Dorns sind die folgenden:
- Unterer Durchmesser, Zoll: 7,0
- Oberer Durchmesser, cm, (Zoll): 20,95 (8,25)
- Höhe das Dorns, cm (Zoll): 17,8 (7,0)
- Nylon-6-Polymer mit einer relativen Viskosität von 2,6 (gemessen in Schwefelsäure) wurde in Textilfasern niedrigem Denierwert umgewandelt und kontinuierlich durch Spinnverbinden in ein nichtgewobenes Gewebe umgewandelt. Das Gewebe wurde gemäß dem Apparat von Fig. 8 gebildet. Der verwendete Extrusionskopf ist im Querschnitt von Fig. 7 dargestellt. Das in diesem System hergestellte Gewebe ist sehr gleichmäßig und einheitlich, mit gutem Ausgleich der physikalischen Eigenschaften.
- Aufbau Fig. 8
- a. Extruder Durchmesser 1 Zoll,
- Leistung 1 PS
- b. Extrusionskopf Fig. 7 Stationäre Welle, Düsen am rotierenden Düsenkopf befinden sich am äußeren Teil der Drehkupplung
- c. Düsenkopfdurchmesser, cm (Zoll) 30,5 (12.0)
- Anzahl der Spinndüsen 16
- Spinnlöcher der Spinndüsen 1 (0,051 mm Durchmesser) (0,020 Zoll Durchm.)
- d. Einschnürringdurchmesser
- cm (Zoll): 35,6 (14,0)
- Ausblasdüsen: 0,15 mm (0,06 Zoll) Durchmesser bei 1'' gegenseitigem Abstand, angewinkelt unter 450 nach unten und außen.
- Extrusionstemperatur, ºC(ºF) Z-1: 249 (480)
- Z-2: 354 (670)
- Z-3: 327 (620)
- Adapter 306 (550)
- Schmelzrohr 333 (600)
- Düsenkopfheizer 13 A
- Extruderschraubendrehzahl, U/min 33,0
- Düsenkopfdrehzahl, U/min 2530
- Lufteinschnürdruck kg/m² (lb/Zoll) 21 · 10³ (30)
- Aufwickelgeschwindigkeit, m/min 3,05 (Fuß/min) (10)
- Produkt doppelt gefaltetes, flachgelegtes Gewebe
- Breite, cm (Zoll) 89 (35)
- Grundgewicht (Unze/Yard²), kg/m² 2,5 · 10&supmin;² (0,75)
- Der Lochdurchmesser der Spinndüsen liegt vorzugsweise zwischen 0,02 und 0,076 cm (.008 und .030 Zoll), wobei das Längen/Durchmesser-Verhältnis zwischen 1 : 1 und 7 : 1 liegt. Dieses Verhältnis hängt mit einem gewünschten Druckabfall in der Spinndüse zusammen.
- Geformte röhrenförmige Artikel wurden dadurch hergestellt, daß Fasern an der Außenoberfläche eines Dorns gesammelt wurde. Der bei diesem Versuch verwendete Dorn hatte konische Form in Form eines umgekehrten Eimers. Der Dorn wurde konzentrisch unterhalb eines sich drehenden Düsenkopfes von 6 Zoll Durchmesser angeordnet. Die Zentrifugalwirkung des Düsenkopfs und die fördernde Wirkung des Lufteinschnürsystems sorgten dafür, daß sich Fasern auf der Oberfläche des Dorns (Eimers) ablagerten, wodurch sie einen geformten textilen Artikel bildeten. Das sich ergebende Produkt ähnelt einem röhrenförmigen Filterelement und einer textilen Kappe.
- Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wurde eine flache Platte unter dem rotierenden Düsenkopf angeordnet. Die flache Platte wurde mit kontinuierlicher Bewegung langsam weggezogen, wodurch sich kontinuierliches flaches Gewebe bildete.
- Die Lufteinströmung mit ihren einzelnen Luftströmen verursacht Faserablenkung und Faserverfilzung, wodurch ein verwobenes Gewebe mit erhöhter Integrität gebildet wird.
- Praktisch jedes Polymer, Copolymer und jede Polymermischung, die durch herkömmliche Verarbeitung in Fasern umgewandelt werden kann, kann auch durch Zentrifugalspinnen in Fasern umgewandelt werden. Beispiele für polymere Systeme werden nachstehend gegeben:
- Polyolefinpolymere und -copolymere;
- Thermoplastische Polyurethanpolymere und -copolymere;
- Polyester, wie Polyethylen- und Polybutylen-Terephthalat;
- Nylone;
- Polyionomere;
- Polyacrylate;
- Polybutadiene und -copolymere;
- hochschmelzende klebende Polymersysteme;
- reaktive Polymere.
- Im Gerät von Beispiel IV wurde ein thermoplastisches Polyurethanpolymer, Estane 58409, in Fasern extrudiert, auf einer ringförmigen Platte gesammelt und kontinuierlich als verklebtes, nichtgewobenes Gewebe abgezogen. Sehr feine textile Fasern wurden bei hoher Düsenkopfdrehzahl erzeugt, ohne daß eine Polymerverschlechterung erkennbar wurde.
- Extrusionstemperatur, ºC (ºF) Z-1: 127 (260)
- Z-2: 166 (330)
- Z3: 177 (350)
- Adapter 177 (350)
- Schmelzrohr 125 (250)
- Düsenkopf (7 A) 232 - 260 (450 - 500)
- Einschnürluftdruck kg/m² (lb/inch) 14 · 10³ (20)
- Düsenkopfdrehzahl, U/min 2,000,00
- Extruderschraubendrehzahl, U/min 12, 0
- Wie es aus der oben stehenden Veranschaulichung ersichtlich ist, beherrschen drei Hauptkriterien die Faserbildung aus thermoplastischen Polymeren beim vorliegenden System:
- 1. Spindüsenlochdesign und/oder Abmessung beeinflußt den Prozeß und die Fasereigenschaften wie folgt:
- a. Steuerung des Ziehens für einen vorgegebenen Denierwert
- b. Beherrschen der Extrudatqualität (Schmelzbruch)
- c. Beeinflussen des Druckabfalls für die Spinndüsen
- d. Faserqualität und -stärke und Faserverarbeitbarkeit (Neigung zum In-line-Strecken und nachträglichen Strecken)
- e. Prozeßstabilität (Potential der Arbeitsgeschwindigkeit der Linie, Produktivität, Dehnung usw.)
- 2. Extrusionsrate, die von der Pumprate des Extruders und/ oder einer zusätzlichen Pumpeinrichtung beherrscht wird, beeinflußt:
- a. Faserdenier
- b. Produktivität
- c. Prozeßstabilität
- 3. Die Düsenkopfrotation, die die Filamentspinngeschwindigkeit steuert, beeinflußt und steuert
- a. den Ziehvorgang
- b. die Stabilität der Spinnlinie
- c. Denier
- d. die Produktivität für einen vorgegebenen Denierwert.
- Es ist zu beachten, daß die Temperatur die Prozeßstabilität für das besondere verwendete Polymer steuert. Die Temperatur muß ausreichend hoch sein, daß sie ein Ziehen erlaubt, jedoch nicht so hoch, daß sie übermäßige thermische Degradation des Polymeren erlaubt.
- Bei einem herkömmlichen Faserextrusionsprozeß ohne Zentrifugalkraft und beim erfindungsgemäßen Zentrifugalprozeß sind alle drei Variablen unabhängig steuerbar. Jedoch sind beim oben diskutierten bekannten Zentrifugalprozeß diese Variablen miteinander verknüpft. Einige dieser gegenseitigen Abhängigkeiten sind nachstehend veranschaulicht.
- 1. Das Design der Spinndüsenlöcher beeinflußt die Extrusionsrate, da sie einen Teil des Rückdrucks des Systems bestimmt.
- 2. Die Extrusionsrate wird durch die Düsenkopfdrehzahl, den Druckabfall über das Verteilsystem, die Spinndüsengröße, das Molekulargewicht des Polymere, die Extrusionstemperatur usw. beeinflußt.
- 3. Die Filamentgeschwindigkeit hängt vom gewünschten Denier und allen vorgenannten Bedingungen, insbesondere der Düsenkopfdrehzahl und -geschwindigkeit ab.
- So ist erkennbar, daß das erfindungsgemäße System eine Steuerung liefert, bei der verschiedene Denierwerte einfach dadurch erhalten werden können, daß die Düsenkopfdrehzahl und/ oder die Pumprate geändert werden.
- Aus der obigen Offenbarung ist ersichtlich, daß, da das Extrudat mit gesteuerter Rate in das System gepumpt wird, das Gesamtgewicht der extrudierten Fasern dadurch erhöht werden kann, daß die Menge an Extrudat erhöht wird, die in das System gepumpt wird. Zusätzlich ist die Konsistenz und die Steuerung der Faserproduktion erheblich gegenüber Fasern erhöht, die ausschließlich abhängig von der Zentrifugalkraft extrudiert werden, die das Extrudat durch die Löcher in der Wand einer Schale treibt, wie in den oben zitierten Patenten beschrieben.
- Die Fasern können für sich selbst verwendet werden, oder sie für verschiedene Zwecke gesammelt werden, wie dies nachfolgend diskutiert wird.
- Fig. 7 offenbart ein modifiziertes System, das dem von Fig. 1 ähnlich ist, wobei die mittlere Welle stationär bleibt und der Düsenkopf durch eine externe Einrichtung so angetrieben wird, daß er um die Welle rotiert. Der tatsächlich antreibende Motor ist dargestellt, jedoch ist der Antriebsmechanismus klar veranschaulicht.
- Eine nichtdrehbare Achse 101 wird von einem Flußkanal 105 für Extrudatschmelze durchsetzt, die mit dem Förderrohr 13 von Fig. 1 in Verbindung steht. Es sind auch Nutzkanäle 102 und 104 vorhanden, die verwendet werden können, um (nicht dargestellte) elektrische Heizelemente zu halten. Die Achse 101 wird an ihrem oberen Ende durch eine Halteplatte 107 gehalten und ausgerichtet, und sie ist mit dieser durch eine Schraube 106 verbunden und erstreckt sich von ihr nach unten.
- Ein zylindrisches Innenteil 111 ist in der Platte 107 durch eine Einrichtung, wie eine Schraube 112, verbunden. Am unteren Ende ist am inneren Teil 111 eine flache ringförmige Rückhalteplatte 114 mit Hilfe einer weiteren Schraube befestigt. Die Platte 114 trägt ein äußeres Teil 115 der Spindelanordnung und weist dieser zugeordnete Lager 121 und 123 auf. An das untere Ende des äußeren Teils 115 ist eine ringförmige Platte 150 mit Schrauben, wie 151, geschraubt. Ein dünnwandiges Rohr 152 ist an die Innenwand des Teils 150 geschweißt. Die drei miteinander verbundenen Teile 152, 150 und 115 bilden ein ringförmiges Gefäß, das die Lager 121 und 123 und Öl für die Schmierung enthält. Das gesamte Gefäß wird durch einen Treibriemen 116 gedreht, der von einem Riemen 116 angetrieben wird, und ist am äußeren Teil 115 durch eine Einrichtung, wie eine Schraube 118, befestigt. Die rotierende Anordnung ist mit dem Düsenkopf 141 über einen Adapter 120 verbunden und rotiert mit diesem.
- Eine Büchse 125 umgibt die Achse 101 und trägt Graphitdichtungen 129a und 129b und Federn 130 und 131 zu deren beiden Seiten. Muffen 126 und 128 sind am Düsenkopf durch Schrauben 153 und 154 verbunden und rotieren mit dem Düsenkopf 141. Die Innenflächen der Muffen beinhalten integrierte Nuten 137 und 139, die sich über und unter den Schmelzflußkanal 143 erstrecken, um alles flüssige Extrudat, was entlang der Muffen durchleckt, in derselben Weise, wie dies in Verbindung mit den Nuten an der Drehwelle von Fig. 2 beschrieben wurde, in den Kanal 143 zu treiben.
- Der Düsenkopf 141 ist über Schrauben, wie die Schraube 155, mit dem Adapter 120 verschraubt. Jeder Schmelzflußkanal, wie 143, weist eine austauschbare Düse 145 mit einem Schmelzspinnloch 156 auf. Die Schmelzflußkanäle 143 enden an ihren inneren Enden im Schmelzflußkanal 105. Der Düsenkopf wird mit zwei Ringheizern 157 und 158 beheizt, die elektrisch mit einem Paar Schleifringe 159 und 160 über nicht dargestellte Einrichtungen verbunden sind. Leistung wird über Bürsten 161 und 162 zugeführt und über eine (nicht dargestellte) einstellbare Spannungssteuerung reguliert.
- Fig. 8 ist eine schematische Veranschaulichung einer Anordnung, die die Erfindung zum Herstellen von Fasern nutzt.
- Geradgestreckte Beine 201 tragen einen Grundrahmen 203, der seinerseits einen Extruder 205 trägt. Der Extruder 205 fördert in den Adapter 207 und erstreckt sich nach unten zu einem Düsenkopf 215. Ein Motor 209 treibt einen Riemen 211 an, der seinerseits die in Fig. 7 beschriebene Anordnung antreibt. Ein stationärer Einschnürring 213 des in Fig. 2 dargestellten Typs umgibt den Düsenkopf, wie er vorstehend beschrieben wurde, um eine Lufteinschnürung für die Fasern zu bilden, wenn diese extrudiert werden. Eine Gewebebildeplatte 219 wird unterhalb des Grundtragrahmens gehalten; sie weist eine mittlere Öffnung 221 auf, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des rotierenden Düsenkopfs.
- Wenn der Düsenkopf sich dreht und die Fiberfasern extrudiert werden, laufen sie zwischen der Öffnung 221 durch und treffen auf die Platte 219. Fasern werden während des Kontakts miteinander und der Platte 219 miteinander verbunden, wodurch ein nichtgewobenes Gewebe 225 gebildet wird, das dann durch die Öffnung 221 als rohrförmiges Gewebe 225 zurückgezogen wird. Ein stationärer Ausbreiter 220, der unterhalb des Düsenkopf s gehalten wird, breitet das Gewebe in einen flachen doppelt gefalteten Verbundstoff, der durch eine Zugwalze und einen Aufwickler 227 gesammelt wird. So kann die Faser, die als Ergebnis des beschriebenen Betriebs gebildet wird, in kontinuierlicher Weise gesammelt werden.
- Die Fig. 9 und 10 sind schematische Darstellungen einer Drauf- und einer Seitenansicht eines Gewebebildesystems, das die Erfindung nutzt.
- Die Rahmenstruktur, der Extruder und der Motorantrieb sind dieselben, wie in Verbindung mit Fig. 8 beschrieben. Der Düsenkopf ist im wesentlichen derselbe wie in Fig. 8 und beinhaltet den Einschnürring 217.
- Im Gewebebildesystem ist ein Dorn 235 unterhalb und im wesentlichen direkt anschließend an den Düsenkopf 215 angeordnet. Wie ersichtlich, weist der Dorn 235 im wesentlichen eine gewölbte Form auf, mit einem ausgeschnittenen Bereich, um kontinuierliche Riemen 237 und 239 aufzunehmen, die einen Ausbreiter bilden. Wenn die Fasern den Düsenkopf 215 auf einer Umlaufbahn verlassen, fallen sie nach unten auf den Dorn und werden durch die kontinuierlichen Riemen 237 und 239 aufgenommen und ausgebreitet.
- Eine Klemmwalze 243 ist unterhalb der Riemen 237 und 239 angeordnet und zieht das Gewebe 241 nach unten, wenn es über den Ausbreiter läuft, wodurch ein geschichtetes Gewebe gebildet wird.
- Das geschichtete Gewebe 249 läuft dann über Zugwalzen 245 und 247 und kann auf Standardart auf einer (nicht dargestellten) Rolle gelagert werden.
- Fig. 11 ist eine schematische Darstellung eines Systems zum Bilden von Garnen und Seilen unter Nutzung der Erfindung.
- Ein Rahmen 300 trägt einen Extruder 301, einen Antriebsmotor 302 und einen Extrusionskopf 303 in ähnlicher Weise, wie dies in Verbindung mit Fig. 8 beschrieben wurde. Ein Radialluft-Sauggebläse 304 ist um den Düsenkopf 305 herum angeordnet und ist mit einem Lüftergebläse 306 verbunden. Beide sind am Rahmen 300 befestigt. Im Betrieb werden Fasern vom Düsenkopf durch Zentrifugalwirkung in den durch den Sauglüfter 304 gebildeten Kanal ausgestoßen. Der von der mit hoher Geschwindigkeit strömenden Luft gebildete Luftzug sorgt dafür, daß die Fasern aus dem rotierenden Düsenkopf gezogen und auch gestreckt werden. Die Fasern werden dann in einen perforierten Trichter 308 dadurch eingegeben, daß sie aus dem Sauglüfter 304 ausgeblasen werden. Dann wird dafür gesorgt, daß die Fasern in einem Seil 304 konvergieren, während sie mit Klemmwalzen 310 durch den Trichter gezogen werden. Das Seil 309 kann dann durch Klemmwalzen 311 in eine Preßeinrichtung 312 gestopft werden und innerhalb eines Stopfraums 313 gepreßt werden, wodurch ein gepreßte Seil 314 erzeugt wird. Diese gepreßte Tau wird dann über Walzen 315 gefördert und kontinuierlich auf einen Wickel 316 gepackt.
Claims (13)
1. Vorrichtung zum Herstellen von Fasern mit:
- einer Quelle (11) für flüssiges, faserbildendes
Material;
- einem rotierenden Düsenkopf (23, 141, 215, 305) mit einer
Lochanordnung (67, 145) in seiner Oberfläche;
- mindestens einer Fördereinrichtung (11, 13, 14, 47, 41, 69,
105, 143), die die Quelle und den rotierenden Düsenkopf
miteinander verbindet; und
- einer Steuereinrichtung (12, 18) zum Steuern der Pumprate
der Fördereinrichtung und der Drehzahl des Düsenkopfs;
dadurch gekennzeichnet, daß
- die Steuereinrichtung (12, 18) die volumetrische Pumprate
der Fördereinrichtung derart steuert, daß die Extrusionsrate
durch den Düsenkopf durch die Pumprate bestimmt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (12) zum Steuern der Pumprate das
flüssige Fasermaterial in einen Kanal (13, 47, 41, 63; 105,
143) drückt.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung ein Extruder (11)
ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung eine Pumpe (14)
ist, die zwischen dem Extruder (11) und dem Kanal angeordnet
ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Steuern der Temperatur
des flüssigen Fasermaterials innerhalb des Kanals.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
gekennzeichnet
durch eine Kühleinrichtung (67, 304) zum Kühlen
der Fasern, nachdem sie aus der Lochanordnung (67)
ausgestoßen wurden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühleinrichtung ein stationärer perforierter Ring
(77) ist, der den Düsenkopf (34) im wesentlichen umgibt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühleinrichtung ein Radial-Sauglüfter (304) ist, der
um die Düse (305) angeordnet ist, um einen Luftzug hoher
Luftgeschwindigkeit zum Kühlen und Strecken der von der
Lochanordnung (67, 145) ausgestoßenen Fasern zu erzeugen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lochanordnung mindestens eine
Spinndüse (67, 145) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bilden eines
Fasergewebes aus den Fasern (Fig. 9 und 10).
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Bilden eines Garns aus
den Fasern (Fig. 11).
12. Verfahren zum Herstellen von Fasern, bei dem ein
flüssiges, faserbildendes Material in einen rotierenden Düsenkopf
gefördert wird und Fasern über eine Lochanordnung im Kopf
ausgestoßen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das
faserbildende Material mit einer vorgegebenen volumetrischen
Pumprate in den rotierenden Düsenkopf gepreßt wird, derart, daß
die Extrusionsrate am Düsenkopf durch die Pumprate bestimmt
ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das flüssige Fasermaterial mit einer gesteuerten Pumprate
eingedrückt wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/632,733 US4790736A (en) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | Apparatus for centrifugal fiber spinning with pressure extrusion |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3586699D1 DE3586699D1 (de) | 1992-11-05 |
DE3586699T2 true DE3586699T2 (de) | 1993-03-25 |
Family
ID=24536724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8585108904T Expired - Lifetime DE3586699T2 (de) | 1984-07-20 | 1985-07-16 | Verfahren und apparat zum mit extrusion kombinierten zentrifugalspinnen. |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4790736A (de) |
EP (1) | EP0168817B1 (de) |
JP (1) | JP2653651B2 (de) |
AT (1) | ATE81163T1 (de) |
AU (1) | AU576602B2 (de) |
BR (1) | BR8503461A (de) |
CA (1) | CA1267513A (de) |
DE (1) | DE3586699T2 (de) |
MX (1) | MX163010B (de) |
Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3640962A1 (de) * | 1986-11-29 | 1988-06-09 | Barmag Barmer Maschf | Spinnzentrifuge |
DE3801080A1 (de) * | 1988-01-16 | 1989-07-27 | Bayer Ag | Verfahren zur herstellung von feinstpolymerfasern |
US5090711A (en) * | 1988-08-18 | 1992-02-25 | Americhem, Inc. | Seal assemblies for internal mixers |
US5056800A (en) * | 1988-08-18 | 1991-10-15 | Americhem, Inc. | Seal assembly for internal mixers |
US5066430A (en) * | 1989-03-20 | 1991-11-19 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for centrifugally spinning pitch carbon fibers |
US5173356A (en) * | 1989-09-25 | 1992-12-22 | Amoco Corporation | Self-bonded fibrous nonwoven webs |
FR2660238B1 (fr) * | 1990-04-02 | 1992-07-03 | Ceca Sa | Procede perfectionne pour l'obtention de blocs d'autoadhesifs thermofusibles a surface non collante, blocs d'autoadhesifs thermofusibles obtenus par ce procede. |
US5114787A (en) * | 1990-09-21 | 1992-05-19 | Amoco Corporation | Multi-layer nonwoven web composites and process |
US5208098A (en) * | 1990-10-23 | 1993-05-04 | Amoco Corporation | Self-bonded nonwoven web and porous film composites |
US5182162A (en) * | 1990-10-24 | 1993-01-26 | Amoco Corporation | Self-bonded nonwoven web and net-like web composites |
US5187005A (en) * | 1991-04-24 | 1993-02-16 | Amoco Corporation | Self-bonded nonwoven web and woven fabric composites |
US5169712A (en) * | 1991-08-23 | 1992-12-08 | Amoco Corporation | Porous film composites |
US5397413A (en) * | 1992-04-10 | 1995-03-14 | Fiberweb North America, Inc. | Apparatus and method for producing a web of thermoplastic filaments |
US5270107A (en) * | 1992-04-16 | 1993-12-14 | Fiberweb North America | High loft nonwoven fabrics and method for producing same |
DE4241514C2 (de) * | 1992-12-10 | 1995-09-07 | Freudenberg Carl Fa | Verfahren zur Herstellung eines mit Dipolen beladenen Flächengebildes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
DE4312309C2 (de) * | 1993-04-15 | 1995-06-08 | Reifenhaeuser Masch | Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung eines Spinnvlies-Flächenproduktes |
US5523031A (en) * | 1994-12-23 | 1996-06-04 | Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. | Method for fiberizing mineral material with organic material |
US5817415A (en) * | 1996-09-12 | 1998-10-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Meltblown ionomer microfibers and non-woven webs made therefrom for gas filters |
JP3946305B2 (ja) * | 1997-05-20 | 2007-07-18 | 三井・デュポンポリケミカル株式会社 | エレクトレット |
WO2001062464A1 (fr) * | 2000-02-22 | 2001-08-30 | Masao Konishi | Appareil permettant de melanger et de mouler differents types de plastiques |
GB2396829A (en) * | 2001-12-04 | 2004-07-07 | Fleetguard Inc | Melt-spun ceramic fiber filter and method |
JP4621658B2 (ja) * | 2003-04-03 | 2011-01-26 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 均質な材料を形成させるためのローター式方法 |
US8333918B2 (en) * | 2003-10-27 | 2012-12-18 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for the production of nonwoven web materials |
EP1699952A1 (de) * | 2003-12-18 | 2006-09-13 | The Procter and Gamble Company | Rotospinnverfahren zur herstellung von hydroxypolymerhaltigen fasern |
US7229528B2 (en) * | 2003-12-19 | 2007-06-12 | The Procter & Gamble Company | Processes for foreshortening fibrous structures |
WO2006067214A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Basell Poliolefine Italia S.R.L. | Fibres having elastic properties |
EP1858696B1 (de) | 2005-03-07 | 2017-11-29 | Spunfab, Ltd. | Thermoplastische polyamidklebstoffmatrix mit einer gleichförmigen dicke und daraus hergestellte verbundlaminate |
DE202005015267U1 (de) * | 2005-09-27 | 2007-02-08 | Inatec Gmbh | Vorrichtung zum Auftragen von Klebstofffäden und -punkten auf ein Substrat |
DE102006016584B4 (de) * | 2005-09-27 | 2016-02-25 | Illinois Tool Works Inc. | Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Klebstofffäden und -punkten auf ein Substrat |
US20090280325A1 (en) | 2008-03-17 | 2009-11-12 | Karen Lozano | Methods and apparatuses for making superfine fibers |
US8647541B2 (en) | 2011-02-07 | 2014-02-11 | Fiberio Technology Corporation | Apparatuses and methods for the simultaneous production of microfibers and nanofibers |
US20170254005A1 (en) * | 2013-07-05 | 2017-09-07 | The North Face Apparel Corp. | Forcespinning of fibers and filaments |
CN103668481A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-03-26 | 吴江市新锦华纺织有限公司 | 网筒一次成型喷丝头 |
CN103757722B (zh) * | 2014-01-16 | 2017-01-04 | 华南理工大学 | 超离心-旋流高粘度纺丝制备纳米纤维的装置及方法 |
CN104928776B (zh) * | 2014-03-21 | 2017-06-06 | 馨世工程教育有限公司 | 一种多功能离心纺丝设备 |
JP2018510796A (ja) | 2015-03-16 | 2018-04-19 | ロジャーズ コーポレーション | ポリマー発泡体複合材の製造方法、それにより調製されたポリマー発泡体複合材、及びそれから調製された物品 |
WO2016184439A1 (en) * | 2015-05-15 | 2016-11-24 | České vysoké učení technické v Praze | Apparatus for producing nanofibres or microfibres |
US10108033B2 (en) | 2015-08-04 | 2018-10-23 | Rogers Corporation | Subassemblies comprising a compressible pressure pad, methods for reducing ripple effect in a display device, and methods for improving impact absorption in a display device |
US11890384B2 (en) | 2016-02-12 | 2024-02-06 | Tricol Biomedical, Inc. | Chitosan superfine fiber systems |
KR101845484B1 (ko) | 2016-03-11 | 2018-05-28 | 김동진 | 피부 충진용 자입실의 방사 장치 |
JO3482B1 (ar) * | 2017-03-31 | 2020-07-05 | Reifenhaeuser Masch | جهاز لإنتاج مادة منسوجة من خيوط متواصلة |
US11408096B2 (en) | 2017-09-08 | 2022-08-09 | The Board Of Regents Of The University Of Texas System | Method of producing mechanoluminescent fibers |
CZ308023B6 (cs) * | 2018-02-12 | 2019-10-30 | VĂšTS, a.s. | Hlava pro odstředivé zvlákňování nanovláken a/nebo mikrovláken z polymerních roztoků a/nebo tavenin |
WO2020172207A1 (en) | 2019-02-20 | 2020-08-27 | Board Of Regents, University Of Texas System | Handheld/portable apparatus for the production of microfibers, submicron fibers and nanofibers |
US11958308B1 (en) | 2023-05-31 | 2024-04-16 | G13 Innovation In Production Ltd | Thermal paper, and methods and systems for forming the same |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1293535A (en) * | 1917-11-24 | 1919-02-04 | Barrett Co | Centrifugal apparatus and process for shaping plastic material. |
US3032456A (en) * | 1955-04-18 | 1962-05-01 | American Viscose Corp | Elastic cord |
NL236146A (de) * | 1958-02-15 | |||
FR1258263A (fr) * | 1960-02-25 | 1961-04-14 | Saint Gobain | Procédé et dispositifs pour la fabrication de mèches ou de fils, à partir de matières thermoplastiques telles que le verre |
US3245116A (en) * | 1963-01-23 | 1966-04-12 | Borg Warner | Plastic molding machine |
GB1096640A (en) * | 1964-12-07 | 1967-12-29 | Monsanto Co | Micro-fiber spinning process |
US3358322A (en) * | 1965-06-10 | 1967-12-19 | Monsanto Co | Process and apparatus for spinning bicomponent micro-denier fibers |
US3429953A (en) * | 1965-06-16 | 1969-02-25 | Monsanto Co | Method for producing fibers |
US3409712A (en) * | 1966-07-22 | 1968-11-05 | Dow Chemical Co | Method of devolatilization of synthetic resinous thermoplastic materials |
GB1242733A (en) * | 1967-10-24 | 1971-08-11 | Rudolf Paul Fritsch | A slit-shaped extrusion nozzle for extrusion of synthetic thermoplastics materials |
US3483281A (en) * | 1967-10-27 | 1969-12-09 | Dow Chemical Co | Centrifugal extrusion employing eddy currents |
US3596312A (en) * | 1970-02-10 | 1971-08-03 | Koei Ohmatsu | Apparatus for producing synthetic resin fibers utilizing centrifugal force |
US4211736A (en) * | 1972-10-27 | 1980-07-08 | Albert L. Jeffers | Process for forming and twisting fibers |
JPS4985151A (de) * | 1972-12-07 | 1974-08-15 | ||
US4118163A (en) * | 1977-07-11 | 1978-10-03 | Owens-Illinois, Inc. | Plastic extrusion and apparatus |
US4277436A (en) * | 1978-04-26 | 1981-07-07 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Method for forming filaments |
CA1125966A (en) * | 1979-04-09 | 1982-06-22 | Margaret L. Steel | Spinning process and apparatus |
US4266919A (en) * | 1979-08-09 | 1981-05-12 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Ram-extrusion apparatus for non-melt fabricable polymeric resins |
US4336213A (en) * | 1980-02-06 | 1982-06-22 | Fox Steve A | Plastic extrusion apparatus and method |
US4440700A (en) * | 1981-04-28 | 1984-04-03 | Polymer Processing Research Institute Ltd. | Process for collecting centrifugally ejected filaments |
US4412964A (en) * | 1982-02-16 | 1983-11-01 | Baker Perkins Inc. | Centrifugal pelletizing systems and process |
US4408972A (en) * | 1982-02-17 | 1983-10-11 | Baker Perkins Inc. | Centrifugal pelletizers |
DE3365937D1 (en) * | 1982-02-16 | 1986-10-16 | Baker Perkins Inc | Improvements in centrifugal pelletizers and methods of centrifugally pelletizing |
NZ203668A (en) * | 1982-04-06 | 1986-07-11 | Saint Gobain Isover | Producing attenuable fibres using centrifuge:peripheral speed of centrifuge at orifices is at least 50 metres/sec. |
-
1984
- 1984-07-20 US US06/632,733 patent/US4790736A/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-07-05 CA CA000486394A patent/CA1267513A/en not_active Expired
- 1985-07-16 DE DE8585108904T patent/DE3586699T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-07-16 EP EP85108904A patent/EP0168817B1/de not_active Expired
- 1985-07-16 AT AT85108904T patent/ATE81163T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-07-17 AU AU45081/85A patent/AU576602B2/en not_active Expired
- 1985-07-19 JP JP60160014A patent/JP2653651B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1985-07-19 BR BR8503461A patent/BR8503461A/pt not_active IP Right Cessation
- 1985-07-19 MX MX206039A patent/MX163010B/es unknown
-
1988
- 1988-07-05 US US07/215,475 patent/US4898634A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0168817A3 (en) | 1988-08-31 |
CA1267513A (en) | 1990-04-10 |
EP0168817B1 (de) | 1992-09-30 |
AU4508185A (en) | 1986-01-23 |
JPS61108704A (ja) | 1986-05-27 |
AU576602B2 (en) | 1988-09-01 |
EP0168817A2 (de) | 1986-01-22 |
US4898634A (en) | 1990-02-06 |
ATE81163T1 (de) | 1992-10-15 |
DE3586699D1 (de) | 1992-11-05 |
MX163010B (es) | 1991-08-01 |
BR8503461A (pt) | 1986-04-15 |
JP2653651B2 (ja) | 1997-09-17 |
US4790736A (en) | 1988-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3586699T2 (de) | Verfahren und apparat zum mit extrusion kombinierten zentrifugalspinnen. | |
DE69021160T2 (de) | Selbstklebende Faservliesbahnen. | |
EP0453819B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Feinstfaservliesen aus thermoplastischen Polymeren | |
DE3781313T2 (de) | Verfahren und vorrichtung. | |
DE69730025T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer spinnvliesbahn | |
DE69637297T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur vliesstoffherstellung | |
DE69312537T2 (de) | Spinnvorrichtung für Schmelzblasspinnen von Verbundfäden | |
DE69628752T2 (de) | Direkt verbundenes filtermedium für fluide und träger, beide bestehend aus schmelzgeblasenem filtervlies | |
DE69115920T2 (de) | Verfahren zur Behandlung von schmelzgeblasenen Filamenten | |
DE69512804T2 (de) | Schnellspinnen von Mehrkomponentenfasern mit hochperforierten Spinndüsen und Kühlung mit hoher Geschwindigkeit | |
DE69331102T2 (de) | Tieffilterpatrone und methode und vorrichtung zu deren herstellung | |
DE2053918A1 (de) | Spinnvlies aus Fäden oder Fadensträngen synthetischer Hochpolymerer sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung | |
DE112005002619T5 (de) | Schmelzgeblasene nicht gewebte Stoffe einschließlich Nanofasern und Vorrichtung und Verfahren zum Bilden solcher schmelzgeblasener nicht gewebter Stoffe | |
DE3117737A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum bilden einer nichtgewebten bahn aus filamenten | |
CH626564A5 (de) | ||
DE19542666A1 (de) | Verfahren zur stofflichen Verwertung von multikomponentigen gemischten Kunststoffabfällen | |
DE2201519A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen | |
DE2314264A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von nichtgewebten, selbst-gebundenen verbundstoffen | |
EP1045929B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von faserstoffen aus thermoplastischen kunststoffen | |
EP3844328B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum filamentspinnen mit umlenkung | |
EP0455897B1 (de) | Vorrichtung zum Herstellen von Feinstfäden | |
DE69033812T2 (de) | Verfahren und Anlage für Fasern-Bildung | |
EP0541552A1 (de) | Verfahren und spinnvorrichtung zur herstellung von mikrofilamenten. | |
EP0480550B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen | |
DE1934541A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stapelfasern aus thermoplastischen Kunststoffen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition |