DE4447420A1 - Spinndüsenanordnung für Mehrkomponentenfäden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinndüsenanordnung für Mehrkomponentenfäden nach dem Oberbegriff des Haupt­ anspruchs.

In der Veröffentlichung "Spinning of Conjugate Fibers and Filaments" D.O. Taurat, INTERNATIONAL FIBER JOURNAL, May 1988, werden verschiedene Arten von Bi­ komponenten- oder Konjugatfäden beschrieben und es werden prinzipielle Möglichkeiten des Spinnens vor­ gestellt. Grundsätzlich sind Bikomponentendüsen be­ kannt, bei denen die Düsen aus einzelnen Spinnplatten bestehen und die im allgemeinen mindestens zwei Schmelzströme auf die einzelnen Spinnbohrungen durch Umlenkungen in den einzelnen Spinnplatten aufweisen. Je mehr Platten vorgesehen sind, desto größer ist der fertigungstechnische Aufwand und später die Reinigung und außerdem wird vor allem die notwendige Dichtig­ keit in Frage gestellt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spinndüsenanordnung für Mehrkomponentenfäden zu schaffen, die einfach in ihrem Aufbau ist und bei der keine komplizierten Verteilungen der Schmelzeströme vorgesehen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Dadurch, daß mindestens zwei Schmelzekanäle für un­ terschiedliche Materialkomponenten in einem block- oder plattenartigen Verteilerkörper angeordnet sind, die jeweils in getrennte, nutenartige Verteilerkanäle münden, wobei eine mit Düsenbohrungen versehene Dü­ senplatte mit dem Verteilerkörper verbunden ist und die Einlässe jeweils einer Mehrzahl von Düsenbohrun­ gen unter dem jeweiligen nutenartigen Verteilerkanal liegen und zumindest ein Teil der den Verteilerkanä­ len zugeordneten Düsenbohrungen so angeordnet sind, daß diese Düsenbohrungen mit unterschiedlichen Mate­ rialkomponenten an ihren Auslässen zusammenlaufen, ist der Aufbau der Düsenanordnung nur auf wenige Tei­ le begrenzt, so daß er einfach zu realisieren ist und weiterhin entfällt eine komplizierte Verteilung in vertikaler Richtung, denn die Schmelzzufuhr geschieht in horizontaler Ebene nebeneinander.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Spinn­ düsenanordnung als Längsdüsenanordnung ausgebildet ist, bei denen die Verteiler- und Düsenplatte eine langgestreckte Form aufweisen und die Verteilerkanäle als in Längsrichtung sich erstreckende, parallel zu­ einander angeordnete Nuten ausgebildet sind. Den meh­ reren nebeneinanderliegenden Verteilerkanälen können unterschiedliche Materialkomponenten zugeführt werden und zusammen mit der Düsenplatte mit unterschiedlich­ ster Ausrichtung der Düsenbohrungen können die viel­ fältigsten Fäden bzw. Vliese hergestellt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und werden in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausfüh­ rungsbeispiel der Spinndüsenanordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Spinndüsenanord­ nung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Spinndü­ senanordnung nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Verschrau­ bungen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1,

Fig. 5 einen weiteren Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1,

Fig. 6a, 6b einen Schnitt durch Düsenbohrungen,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein Ausfüh­ rungsbeispiel der Spinndüsenanordnung nach einem zweiten Ausführungsbei­ spiel,

Fig. 8 eine Aufsicht auf die Spinndüsenanord­ nung nach Fig. 7,

Fig. 9 einen Querschnitt durch die Spinndü­ senanordnung nach Fig. 7, und

Fig. 10 einen weiteren Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7.

Das in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Ausführungsbei­ spiel dient zur Ausbildung von Spinnvliesen mit zwei unterschiedlichen Materialkomponenten, das heißt zwei unterschiedlichen Polymerströmen. Die Spinndüsenan­ ordnung besteht nur aus wenigen Teilen und weist ei­ nen Verteilerkörper 5 mit Verteilerkanälen 13, eine an dem Verteilerkörper befestigte Düsenplatte 4 und eine Abdeckplatte auf, die im vorliegenden Fall aus zwei Deckelflanschen 6 besteht.

Jeder Deckelflansch 6 ist mit einem Einlaß 1, 2 mit selbstdichtenden Dichtungen 11 für die entsprechende Materialkomponente versehen, die jeweils in einen sich erweiternden Hohlraum 10 in dem Deckelflansch münden. Dieser Hohlraum setzt sich in dem darunter­ liegenden Verteilerkörper 5 fort und in dem Hohlraum 10 ist jeweils ein Filter 8, das siebähnlich ausge­ bildet ist, aufgenommen, wobei das Filter auf einer Stützplatte 7 liegt, die sich an den Wänden des Hohl­ raums abstützt und durch diese festgelegt wird, wenn der Deckelflansch 6 mit dem Verteilerkörper 5 ver­ schraubt wird. Zwischen Deckelflansch 6 und Verteil­ erkörper 5 ist eine Dichtung 9 in einer Nut aufgenom­ men, die den Hohlraum 10 umgibt. Die Dichtung 9 kann selbstdichtend ausgebildet sein.

Die Hohlräume 10 sind mit Schmelzekanälen 14 verbun­ den, die in die Verteilerkanäle münden. Wie aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, liegen die Verteiler­ kanäle 13 in Längsrichtung des blockartigen Verteil­ erkörpers 5 in Quaderform parallel nebeneinander und sie sind als senkrecht zur Unterseite ausgebildete Nuten oder Einschnitte geformt und sind zur Untersei­ te hin offen. Wie aus den Fig. 1, 3 und 4 zu erken­ nen ist, sind die Verteilerkanäle 13 über ihre Länge in unterschiedlichen Tiefen ausgebildet, wobei diese Maßnahme strömungstechnischer Natur ist und eine gute Schmelzeverteilung liefert. Im vorliegenden Fall ist der Materialeinlaß 1 über zwei vom zugeordneten Hohl­ raum 10 abgezweigte Schmelzekanäle 14 mit den beiden äußersten Verteilerkanälen 13 verbunden, und der Ma­ terialeinlaß 2 ist über zwei Schmelzekanäle 14 mit zwei zwischen den äußeren Verteilerkanälen 13 liegen­ den Verteilerkanälen verbunden.

Unterhalb des Verteilerkörpers 5 liegt die Düsenplat­ te 4, die rechteckig ausgebildet ist, wobei zwischen Düsenplatte 4 und Verteilerkörper 5 eine Dichtung 12 angeordnet ist, die langgestreckte Öffnungen entspre­ chend den Verteilerkanälen 13 aufweist. In der Düsen­ platte 4 sind eine Vielzahl von Düsenbohrungen 15 angeordnet, wie in Fig. 3 angedeutet ist, und die jeweils in einer Reihe nebeneinanderliegend den Ver­ teilerkanälen 13 zugeordnet sind. Wie aus der Fig. 3 zu erkennen ist, sind die Düsenbohrungen, die den vier außenliegenden Verteilerkanälen zugeordnet sind, senkrecht ausgerichtet, während die den mittleren Verteilerkanälen 13 zugeordneten Düsenbohrungen ab­ wechselnd derart schräg angeordnet sind, daß sie mit ihrem Einlaß unter den mittleren Verteilerkanälen liegen und mit ihrem Auslaß auf die Auslässe der Dü­ senbohrungen 15 treffen, die den äußeren Verteilerka­ nälen 13 zugeordnet sind. Die Auslässe können aber jeweils auch unmittelbar benachbart zueinander lie­ gen. Zwei Ausführungsformen von typischen Düsenboh­ rungen 15 sind in den Fig. 6a und 6b dargestellt. In Fig. 6a wird eine senkrecht angeordnete Düse 20 für den einen Materialstrom zumindest im unteren Bereich der Düsenplatte 4 von einer Ringdüse 21 umgeben, in die eine mit dem Verteilerkanal 13 für den anderen Materialstrom in Verbindung stehender Schrägkanal 22 mündet. In Fig. 6b sind die Düsenbohrungen 23, 24 für den einen und den anderen Materialstrom schräg ausge­ bildet und laufen kurz vor dem Auslaß 25 zusammen. Auf diese Weise können unterschiedliche Ausbildungen der Fäden erzielt werden.

In den Fig. 2, 4 und 5 ist die Verschraubung der einzelnen Teile untereinander zu erkennen. Die Dec­ kelflansche 6 sind jeweils über Schrauben 16 mit dem Verteilerkörper 5 verbunden und die Düsenplatte 4 ist über Schrauben 17, 18 an dem Verteilerkörper 5 befe­ stigt. Die Schrauben 18 gehen auch durch die Deckel­ flansche 6 hindurch und dienen zur Befestigung der gesamten Spinndüsenanordnung am nicht dargestellten beheizten Produktzuführungsblock (Pumpenblock).

Selbstverständlich kann auch eine andere Befesti­ gungsart der Teile 4, 5, 6 untereinander gewählt wer­ den, beispielsweise kann die Düsenplatte 4 auch durch einen Klemmrahmen mit dem Verteilerkörper verbunden werden.

Die Funktionsweise der Vorrichtungen nach den Fig. 1 bis 5 ist wie folgt. Durch die Einlässe 1, 2 werden drei verschiedene Materialkomponenten eingeleitet und über die Schmelzekanäle 14 derart den langgestreckten Verteilerkanälen zugeführt, daß in den zwei äußeren Verteilerkanälen sich eine erste Materialkomponente befindet und in den zwei dazwischenliegenden Verteil­ erkanälen eine zweite Materialkomponente vorhanden ist. Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, werden aus den Düsenbohrungen 15 Fäden aus der ersten und zweiten Materialkomponente ausgesponnen.

Selbstverständlich können andere Arten und Zusammen­ setzungen der Fäden gewählt werden, wobei dies von der Materialzufuhr in die Verteilerkanäle 13, der Anzahl der Verteilerkanäle 13 und der Ausbildung der Düsenbohrungen 15 in der Düsenplatte 4 abhängt.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 bis 10 werden Fäden mit drei Materialkomponenten ausgespon­ nen, die über die Einlässe 1, 2, 3 zugeführt werden und über die entsprechenden Hohlräume 10 mit Filtern 8 und Schmelzekanäle 14 in fünf Verteilerkanäle 13 ge­ leitet werden. Die erste Materialkomponente befindet sich in den äußeren zwei Verteilerkanälen 13 und die zweite Materialkomponente in den zwei innenliegenden benachbarten Verteilerkanälen und die dritte Materi­ alkomponente in dem mittleren Verteilerkanal 13, wie in Fig. 9 dargestellt ist. Aus den Düsenbohrungen 15 der außenliegenden Verteilerkanäle werden Fäden der ersten Materialkomponenten ausgesponnen, während die den drei innenliegenden Verteilerkanälen zugeordneten Düsenbohrungen zusammengeführt werden und aus den zweiten und dritten Materialkomponenten bestehende kombinierte Fäden ausspinnen.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können Zwei- und Mehrkomponentenfäden und Homofäden von einer oder mehreren Komponenten gewonnen werden. Die Mehrkom­ ponentenfäden können für verschiedene Einsätze herge­ stellt werden, z. B. endlose Fäden für Teppichgarn zur Erzielung besonderer Kräuselung auch in verschiedenen Farben sowie Stapelfasern oder Spinnvliese. Es können Materialkomponenten zum Binden von endlosen Fäden zu einem festen Fadenverbund sowie zur Herstellung von Homofäden mit erhöhter Festigkeit oder auch Biege­ steifigkeit in textilen und technischen Spinnvlies­ anordnungen verwendet werden.

Claims (12)

1. Spinndüsenanordnung für Mehrkomponentenfäden, die aus mindestens zwei unterschiedlichen Mate­ rialkomponenten bestehen, wobei die auszuspin­ nende Schmelze über mindestens zwei getrennte Schmelzekanäle mit jeweils unterschiedlicher Materialkomponente zuführbar ist und über Düsen­ bohrungen austritt, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Schmelzekanäle (14) in einem Verteilerkörper (5) angeordnet sind, der den jeweiligen Schmelzekanälen (14) zugeordnete getrennte, nutenartige Verteilerkanäle (13) auf­ weist, und daß eine mit Düsenbohrungen (15) ver­ sehene Düsenplatte (4) mit dem Verteilerkörper (5) verbunden ist, wobei die Einlässe jeweils einer Mehrzahl von Düsenbohrungen (15) unter dem jeweiligen nutenartigen Verteilerkanal (13) lie­ gen und mindestens ein Teil der den Verteilerka­ nälen (13) zugeordneten Düsenbohrungen (15) so angeordnet sind, daß sie an ihren Auslässen zu­ sammenlaufen.

2. Spinndüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkörper (5) mit mindestens einem Deckelflansch (6) fest verbun­ den ist, wobei zwischen dem Deckelflansch (6) und dem Verteilerkörper (5) Hohlräume (10) für die Aufnahme eines Filters (8) ausgebildet sind, die mit Einlässen (1, 2, 3) in dem mindestens ei­ nen Deckelflansch für die Zufuhr der Material­ komponenten und mit den Schmelzekanälen (14) in Verbindung stehen.

3. Spinndüsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Ver­ teilerkanälen in fester Zuordnung zueinander vorgesehen sind.

4. Spinndüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unter­ schiedlichen Materialkomponenten entsprechend der gewünschten Fadenzusammensetzung in die ver­ schiedenen Verteilerkanäle (13) geleitet werden.

5. Spinndüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertei­ ler- und Düsenplatte (4, 5) eine langgestreckte Form aufweisen und die Verteilerkanäle (13) als in Längsrichtung sich erstreckende, parallel zueinander angeordnete Nuten ausgebildet sind.

6. Spinndüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß fünf Vertei­ lerkanäle (13) vorgesehen sind, die mit drei unterschiedlichen Materialkomponenten versorgt werden.

7. Spinndüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenboh­ rungen (15) entsprechend den Verteilerkanälen (13) jeweils in Längsrichtung sich erstreckenden Reihen angeordnet sind und daß die Düsenbohrun­ gen mindestens einer Reihe getrennt von den Dü­ senbohrungen (15) der anderen Reihen verlaufen.

8. Spinndüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Filter (8) auf einer Stützplatte (7) liegt, die in den Hohlraum (10) eingelassen ist.

9. Spinndüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der minde­ stens eine Deckelflansch (6), der Verteilerkör­ per (5) und die Düsenplatte (4) durch Verschrau­ bungen (16, 17, 18) miteinander verbunden sind.

10. Spinndüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Schmelzeeinlaß (1, 2, 3) ein getrennter Deckel­ flansch (6) vorgesehen ist.

11. Spinndüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schmelzeeinlaß (1, 2, 3) mit einer selbstdichten­ den Dichtung (11) versehen ist.

12. Spinndüsenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hohl­ raum (10) mit einer selbstdichtenden Dichtung (9) versehen ist.