DE894745C - Spinning head for spinning artificial threads using the rod melting process from high polymer materials - Google Patents

Description

Spinnkopf zum Spinnen von künstlichen Fäden nach dem Stabschmelzverfahren aus hochpolymeren Stoffen Gegenstand der Erfindung, ist ein Spinnkopf zum Spinnen künstlicher Fäden aus hochschmelzenden, insbesondere hochpolymeren Kunststoffen, z. B.. Polyamiden, für das Bandspinnverfahren.Spinning head for spinning artificial threads using the bar melting process made of high polymer materials The invention relates to a spinning head for spinning artificial threads made of high-melting, especially high-polymer plastics, z. B. Polyamides, for the tape spinning process.

Bei .den bisher bekanntgewordenen Spinnköpfen wurde ;dashochschmelzendePolymeri,sationsprodukt in Sta-bform entweder in eine abgedichtete Schmelzeinrichtung eingeführt, am Ende abgeschmolzen und .durch Spinndüsen versponnen oder in einen über den Schmelzpunkt des zu verflüssigenden Stabes hinaus erhitzten Hohlkörper mit trichterförmigem Hohlraum eingepreßt, wobei .der Stab sich durch Berührung mit der heißen Innenwand des Hohlkörpers verflüssigt und die Schmelze den Spinndüsen zugeführt werden kann; oder aber das hochschmelzende Polymerisationsprodukt wurde in eine Vorrichtung eingefüllt, die in allen ihren Teilen einen glatten, zylindrischen, geschlossenen, wärmetechnisch sorgfältig durchgebildeten Metallblock bildet. Mit Rücksicht auf -die Notwendigkeit, daß in der Zeiteinheit immer genau gleich ;große Materialmengen in den Spinnkopf gefördert werden, werden bevorzugt Materialstäbe mit kreisrundem Querschnitt verwendet, da diese Querschnittsform am sichersten kalibergetreu hergestellt werden kann. Die Schmelzpunkte der Hochpolymeren liegen meist so hoch, daß bei längerem Ver,vei.len des Stoffes im geschmolzenen Zustand leicht Zersetzungen unter Dunkelfärbung der blasse, Verschlechterung der Spinnfähigkeit und Verminderung des Polymerisationsgrades eintreten. Durch die bekannten Verfahren ist jedoch eine in kurzer Zeit stattfindende Verflüssigung des: Stabes nicht gewährleistet. Notwendigerweise muß der Spinnkopf eine Ausgestaltung, erfahren, durch welche die für d,--n Schmelzprozeß nötige Wärmemenge in kürzester Zeit übertragen werden kann, damit der zugeführte Stab vollständig geschmolzen wird. Auch muß dafür gesorgt werden, daß Temperaturunterschiede innerhalb der Schmelze möglichst schnell beseitigt werden.In the case of the spinning heads known so far, the high-melting polymerisation product in rod form either inserted into a sealed melting device, at the end melted and. spun through spinnerets or in one above the melting point of the rod to be liquefied also heated hollow body with a funnel-shaped cavity pressed in, whereby the rod moves through contact with the hot inner wall of the hollow body liquefied and the melt can be fed to the spinnerets; or that high melting point polymerization product was filled into a device which in all its parts a smooth, cylindrical, closed, thermally technical carefully formed metal block. With regard to the need that in the unit of time always exactly the same; large amounts of material in the spinning head are promoted, material rods with a circular cross-section are preferred, because this cross-sectional shape is the safest way to produce a true-to-caliber. the The melting points of the high polymers are usually so high that they vei.len with prolonged use of the substance in the molten state easily decomposes with dark coloration of the pale, deterioration in spinnability and reduction in the degree of polymerization enter. However, with the known methods, one takes place in a short time Liquefaction of the: rod not guaranteed. The spinning head must necessarily a configuration, experienced, through which the amount of heat necessary for the d, - n melting process in Can be transferred in a very short time so that the fed rod is completely melted will. Care must also be taken that temperature differences within the melt be eliminated as quickly as possible.

Nach der Erfindung wird der Spinnkopf so gestaltet, daß sowohl rasches und durchgreifendes Schmelzen des Polymerisationsproduktes als auch der in kürzester Zeit durchgeführte so notwendige Ausgleich der in der Schmelze vorhandenen Temperaturunterschiede erfolgt. Der erfindungsgemäße Spinnkopf stellt einen Hdhlkörper dar, bestehend aus einem Eintrittskanal, der genau die Abmessungen des einzuführenden Schmelzstabes aufweist und der eine zwiebelartige Verbreiterung :erfährt, und zwar dergestalt, daß der Durchtrittsquersc'hnitt des runden Eintrittskanals bei seiner Verbreiterung in eine Ellipse bzw. in ein. Rechteck gleichen Flächeninhaltes übergeht. Diese Verbreiterung erfährt vor Eintritt in den Düsenvorraum eine wesentliche Verjüngung und! geht dann in den wieder geräumigeren Düsenraum über.According to the invention, the spinning head is designed so that both rapid and thorough melting of the polymerization product as well as in the shortest Compensation of the temperature differences that exist in the melt is necessary over time he follows. The spinning head according to the invention represents a hollow body consisting of an entry channel that exactly matches the dimensions of the fusible rod to be introduced and which has an onion-like broadening: experiences, in such a way, that the passage cross section of the round entry channel when it is widened into an ellipse or into a. Rectangle with the same area passes over. This broadening undergoes a significant tapering before entering the nozzle vestibule and! Go then into the more spacious nozzle area.

Erfindungsgemäß durchläuft der in bekannter Weise hergestellte Schmelzstab zunächst den beheizten Eintrittskanal, den man auch als Anwärmzone bezeichnen kann. Auf dem Weg durch die Anwärmzone wird der Wärmeübergang vom Rande des erweichten Stabes d'urc'h ,die schon geschmolzene oder plastifizierte Masse hindurch zu dem noch starren Kern jedoch immer schlechter. Der noch unvollkommen geschmolzene Stab gelangt unter diesen Verhältnissen in die zwiebelartig verbreiterte, jedoch ellipsenförmigen bzw. rechteckigen und gleich großen Querschnitt aufweisende Schmelzzone. An dieser Stelle wird die besondere Ausgestaltung des Spinnkopfes wirksam. Durch die Querschnittsänderung des Hdhlraumes, bei der die einander gegenüberliegenden Heizflächen immer näher zusammenkommen, wird nämlich bewirkt, daß die schon erweichte Randschicht des Stabes zur Seite gedrückt wird, wodurch der noch kältere und festere Kern direkt an die Heizfläche gelangt. Die Wärme kann dadurch viel schneller auf das noch nicht erweichte Material übertragen werden, da der Wärmestau :der schlecht leitenden, schon erweichten Randschicht fortfällt. Um auch noch die in der Schmelze vorhandenen Temperaturunterschiede rasch zu beseitigen, erfährt die bis dahin unverändert gebliebene Strömungsgeschwindilgkeit der Schmelze bei ihremÜbergang aus .der Schmelzzone, die hier eine Verjüngung erfährt, in den Düsenvorraum, -der wiederum eine plötzliche Erweiterung aufweist, eine erhebliche Beschleunigung, wobei dass verflüssigte oder erweichte Material stark durchgewirbelt und damit eine vollkommen gleichmäßige Temperatur der Schmelze erzielt wird. Das geschmolzene, gleichmäßig temperierte und mit genau gleichbleibender Fördergeschwindigkeit in den Vorraum der Spinndüse eingespritzte Material wird üblicherweise vor der Düsenplatte noch durch ein Filter gepreßt.According to the invention, the fusible rod manufactured in a known manner passes through first of all the heated inlet channel, which can also be referred to as the heating zone. On the way through the heating zone, the heat transfer from the edge of the is softened Stabes d'urc'h, the already melted or plasticized mass through to the still rigid core however getting worse. The still imperfectly melted stick Under these conditions it becomes the onion-like broadened, but elliptical one or a rectangular melting zone with the same cross-section. At this The special design of the spinning head takes effect. Due to the change in cross section of the ceiling space, in which the opposing heating surfaces are getting closer and closer come together, namely causes the already softened edge layer of the rod is pushed to the side, whereby the even colder and firmer core is directly attached to the Reaches the heating surface. The heat can be applied much faster to the not yet softened Material are transferred because the heat build-up: the poorly conductive, already softened Edge layer falls away. In addition to the temperature differences in the melt to be eliminated quickly, experiences the previously unchanged flow velocity the melt at its transition from the melt zone, which is tapered here, into the nozzle vestibule, which in turn has a sudden expansion, a considerable one Acceleration, whereby the liquefied or softened material is strongly swirled through and thus a completely uniform melt temperature is achieved. That melted, uniformly tempered and with exactly the same conveying speed Material injected into the antechamber of the spinneret is usually in front of the nozzle plate still pressed through a filter.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführung des Spinnkopfes.The drawing shows an example of an embodiment of the spinning head.

Der Schmelzstab wird durch eine Abzugsvorrichtung in den Eintrittskanal r gedrückt, :der aus einem Rohr besteht, das dieselben Querschnittsabmessungen wie der eingeführte Stab. besitzt. Der in diesem Rohr vorgewärmte, zum Teil schon am äußeren Rand erweichte Stab gelangt von -dort in die Schmelzzone 2, die sich in der zwiebelartigen Verbreiterung des Hohlkörpers befindet und die einen: elliptischen Querschnitt iaufweist. Die Schmelzzone erfährt an ihrem unteren Ende eine Verjüngung auf einen Bruchteil der Ausmaße des Eintrittskanals und geht in den Düsenraum 3 über. Die Schmelze wirrt durch den Druck des nachschiebenden Stabes .durch ein Filter q. und dürch die Düsenplatte 5 gepreßt. Die entstehenden Fäden 6 werden mit hoher Geschwindigkeit abgezogen. Dar Spinrdzopf einschließlich des Düsenraumes ist von einem Heizmantel 7 eingeschlossen. Das Heizmittel tritt bei 8 ein und bei 9 aus.The fusible rod is pulled into the inlet channel by a pull-off device r pressed: which consists of a tube having the same cross-sectional dimensions as the introduced staff. owns. The one preheated in this pipe, partly already on The rod, softened on the outer edge, passes from there into the melting zone 2, which is located in the onion-like widening of the hollow body and the one: elliptical Cross-section. The melting zone is tapered at its lower end to a fraction of the dimensions of the inlet channel and goes into the nozzle space 3 above. The melt swirls through the pressure of the rod that pushes it through a filter q. and pressed through the nozzle plate 5. The resulting threads 6 are high Speed deducted. The spinning pigtail including the nozzle area is from a heating jacket 7 included. The heating medium enters at 8 and exits at 9.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Spinnkopf zum Spinnen von künstlichen Fäden nach dem Stabschmelzverfahren aus hochpolymeren Stoffen, z. B. Polyamiden, gekennzeichnet durch eine Querschnittsform, welche sich am Eintrittskanal den Abmessungen des einzuführenden Schmelzstabes angleicht, durch eine anschließende zwiebelartige, elliptische b.zw. rechteckige Verbreiterung' gleichen Flächeninhaltes wie die des. Eintrittskanals sowie durch eine folgende Verjüngung auf einen Bruchteil der Abmessungen des Eintrittskanals, die in den wieder geräumigeren Düsenraum übergeht.PATENT CLAIM: Spinning head for spinning artificial threads according to the Rod melting process from high polymer materials, e.g. B. polyamides, marked by a cross-sectional shape, which is the dimensions of the to be introduced at the inlet channel The melting rod, through a subsequent onion-like, elliptical or rectangular widening 'same area as that of the inlet channel as well as a subsequent tapering to a fraction of the dimensions of the inlet channel, which merges into the more spacious nozzle area.