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Title:
DEVICE FOR PRODUCING YARNS, FIBERS OR FILAMENTS THAT ARE CAPABLE OF SPLITTING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/077332
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for producing yarns, fibers or filaments that are capable of splitting by means of a melt-spinning process involving the use of two polymers that are incompatible with one another. To this end, polymer A and polymer B are placed inside a modularly constructed spinning head (1) comprised of a first distributing plate (2), which has radial distributing channels (8) and which, in turn, comprises a second distributing plate (3) provided with distributing channels (9) that are arranged in an annular manner, are alternately supplied with polymers A and B, and comprise openings that supply at least two modular distributing metal sheets (4, 5, 6). At least one modular distributing metal sheet (5) has lower distributing channels (5k), which extend over the entire thickness thereof and whose ends correspond to the number of outlet openings (6b) for the elementary filaments. The outlet openings for the elementary filaments are arranged in groups, in which the distances between adjacent outlet openings (6b) for polymers A and B are approximately the same, and they are combined in a spinning plate (7) with spinnerets to form yarns, fibers or filaments that are capable of splitting, which are then are drafted by means of a subsequent drafting device.

Inventors:
LEINER HELMUT (DE)
GROTEN ROBERT (FR)
RIBOULET GEORGES (FR)
MEIER KARL (DE)
HILFIGER FRANCOIS (FR)
Application Number:
PCT/EP2002/001297
Publication Date:
October 03, 2002
Filing Date:
February 08, 2002
Export Citation:
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Assignee:
FREUDENBERG CARL KG (DE)
WETZEL SPINNERETS AG (CH)
LEINER HELMUT (DE)
GROTEN ROBERT (FR)
RIBOULET GEORGES (FR)
MEIER KARL (DE)
HILFIGER FRANCOIS (FR)
International Classes:
D01D5/32; (IPC1-7): D01D5/32
Domestic Patent References:
WO1997016585A11997-05-09
WO1989002938A11989-04-06
Foreign References:
EP0814188A11997-12-29
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung für die Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels eines Schmelzspinnprozesses unter Verwendung von zwei miteinander unverträglichen Polymeren, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer A und das Polymer B in einen modular aufgebauten Spinnkopf (1) eingebracht werden, der aus einer ersten Verteilerplatte (2) besteht, die radiale Verteilerkanäle (8) besitzt und die eine zweite Verteilerplatte (3), die ringförmig angeordnete Verteilerkanäle (9) besitzt, die alternierend mit den Polymeren A, B gespeist werden und die Öffnungen aufweisen, die mindestens zwei modulare Verteilerbleche (4, 5,6) speisen, wobei mindestens ein modulares Verteilerblech (5) Unterverteilerkanäle (5k) besitzt, die sich über deren gesamte Dicke erstrecken und deren Enden mit der Anzahl der Austrittsöffnungen (6b) für die Elementarfäden korrespondieren und die Austrittsöffnungen für die Elementarfäden in Gruppen angeordnet sind, in denen die Abstände zwischen benachbarten Austrittsöffnungen (6b) für die Polymere A, B etwa gleich groß sind und die in einer Spinnplatte (7) mit Spinndüsen zu splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten zusammengeführt und mittels einer nachfolgenden Verstreckungseinrichtung verstreckt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerbleche (4,5,6) aus Metall mit einer Dicke von 0,2 bis 2,5 mm gefertigt sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterverteilerkanäle (5k) des, Verteilerblechs (5) für eines der Polymeren A oder B sternförmig sind und die Unterverteilerkanäle (5k) für das jeweils andere Polymere zwischen den Armen der sternförmigen Unterverteilerkanäle (5k) enden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (6b) für die Elementarfäden in den Gruppen etwa kreisförmig angeordnet sind, wobei eine Gruppe 6,8,12,16,24, 32,48 oder 64 Austrittsöffnungen (6b) umfasst.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppen der Austrittsöffnungen (6b) für die Elementarfäden etwa in konzentrischen Kreisen angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Austrittsöffnungen (6b) für die Elementarfäden im Bereich von 0,15 mm bis 0,9 mm liegen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnungen (6b) für die Polymere unterschiedliche Durchmesser besitzen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände zwischen den Gruppen der Austrittsöffnungen (6b) auf den etwa konzentrischen Kreisen 0,15 bis 0,9 mm und die Abstände zwischen den Kreisen 5 bis 50 mm betragen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Unterverteilerkanäle (5k) des Verteilerblechs (5) Vförmig verzweigt sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verteilerplatte (2), die zweite Verteilerplatte (3), die Verteilerbleche (4,5,6) und die Spinnplatte (7) durch ihrem Rand durchdringende Bolzen oder Schrauben direkt miteinander verbunden und zentriert sind.
11. Verfahren zur Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels einer Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Einsatz der Verteilerbleche (4,5,6) mit Unterverteilerkanälen (5k) zu 6,8,12,16, 24,32,48 oder 64 Austrittsöffnungen (6b) die Anzahl der Elementarfäden der splittfähigen Garne, Fasern oder Filamente (10) variiert wird.
12. Verfahren zur Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels einer Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Einsatz eines Verteilerblechs (6) mit unterschiedlichen Durchmessern der Austrittsöffnungen (6b) für die Polymere das Massenverhältnis der Polymeren A/B variiert wird.
Description:
Vorrichtung für die Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels eines Schmelzspinnprozesses unter Verwendung von zwei miteinander unverträglichen Polymeren.

Aus den Dokumenten EP 0 413 688, US 5,562,930 und FR 2 647 815 sind Verfahren und Vorrichtungen für Herstellung splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels eines Schmeizspinnprozesses unter Verwendung von zwei miteinander unverträglichen Polymeren bekannt. Dabei werden die einzelnen Polymerschmelzströme durch Verteilerplatten innerhalb eines Spinnkopfes so geführt, dass die aus dem Spinnkopf austretenden Fäden aus mehreren Elementarfäden der jeweiligen Polymeren bestehen, die jeweils alternierend- im Querschnitt des Fadens betrachtet-angeordnet sind.

Im Zuge der steigenden Anforderungen an die Flexibilität des Herstellungsprozesses von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten werden solche Vorrichtungen gefordert, die hinsichtlich der prozentualen Zusammensetzung der eingesetzten Polymeren und der Feinheit, der in ihnen enthaltenen Elementarfäden einfach herstellbar sind und die hinsichtlich der

dazu notwendigen Änderungen der Vorrichtung einfach handhabbar sind.

Weiterhin sollen die Spinnköpfe hinsichtlich ihrer Betriebsdauer, Reinigbarkeit und Handhabbarkeit verbessert werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung für die Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten mittels eines Schmeizspinnprozesses unter Verwendung von zwei miteinander unverträglichen Polymeren gelöst, indem das Polymer A und das Polymer B in einen modular aufgebauten Spinnkopf eingebracht werden, der aus einer ersten Verteilerplatte besteht, die radiale Verteilerkanäle besitzt und die eine zweite Verteilerplatte, die ringförmig angeordnete Verteilerkanäle besitzt, die alternierend mit den Polymeren A, B gespeist werden und die Öffnungen aufweisen, die mindestens zwei modulare Verteilerbleche speisen, wobei mindestens ein modulares Verteilerblech Unterverteilerkanäle besitzt, die sich über deren gesamte Dicke erstrecken und deren Enden mit der Anzahl der Austrittsöffnungen für die Elementarfäden korrespondieren und die Austrittsöffnungen für die Elementarfäden in Gruppen angeordnet sind, in denen die Abstände zwischen benachbarten Austrittsöffnungen für die Polymere A, B etwa gleich groß sind und die in einer Platte mit Spinndüsen zu splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten zusammengeführt und mittels einer nachfolgenden Verstreckungseinrichtung verstreckt werden.

Der erfindungsgemäß modular aufgebaute Spinnkopf lässt in einfacher Weise durch Austausch der Verteilerbleche hinsichtlich der in den splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten enthaltenen Anzahl beziehungsweise Menge der Elementarfäden variieren. Die ringförmige Verteilung der Polymeren A und B und die geometrische Gestaltung des Spinnkopfes gestatten eine strömungstechnisch günstige Versorgung der darunter liegenden Verteilerbleche.

Weiterhin gewährleisten die sich über die gesamte Dicke der Verteilerbleche erstreckenden Unterverteilerkanäle einen guten Durchsatz der Polymeren durch den Spinnkopf und eine vereinfachte Reinigung.

Die Verteilerbleche und Auslaßbleche werden im Sinne der Erfindung vorzugsweise aus Metall in einer Stärke von 0,2 bis 2,5 mm vorzugsweise 0,5 bis 1,5 mm gefertigt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, dass die Unterverteilerkanäle eines Verteilerblechs für eines der Polymeren A oder B sternförmig sind und die Unterverteilerkanäle für das jeweils andere Polymere zwischen den Armen der sternförmigen Unterverteilerkanäle enden. Diese Anordnung führt zu einer in etwa gleichmäßigen und damit strömungstechnisch günstigen Versorgung der Unterverteilerkanäle mit dem Polymeren A und B sowie zu einer geometrisch günstigen Ausnutzung der vorhandenen Fläche.

Besonders bevorzugt ist eine Vorrichtung, bei der die Austrittsöffnungen für die Elementarfäden in den Gruppen etwa kreisförmig angeordnet sind, wobei eine Gruppe 6,8,12,16,24,32,48 oder 64 Austrittsöffnungen umfasst. Mit der Anzahl der Elementarfäden in einer Gruppe, die zu einem splittfähigen Garn, Faser oder Filament zusammengefasst werden, kann die Feinheit der Elementarfäden variiert werden. Für die Verteilung auf 48 oder 64 Austrittsöffnungen kann mindestens ein weiteres Verteilerblech vorgesehen werden.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung weiterhin eine, bei der die Gruppen der Austrittsöffnungen für die Elementarfäden etwa in konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Die Anordnung in konzentrischen Kreisen gewährleistet zum einen eine günstige Anströmung der Kühlluft und zum anderen ein

Zusammenführen aller aus einem Spinnkopf austretenden splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten in eine gemeinsame Verstreckungseinrichtung.

Die Vorrichtung ist vorzugsweise weiterhin eine, bei der die Durchmesser der Austrittsöffnungen für die Elementarfäden im Bereich von 0,15 mm bis 0,9 mm liegen.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, bei der die Austrittsöffnungen für die Polymere unterschiedliche Durchmesser besitzen.

Durch die unterschiedliche Bemessung der Durchmesser für die Austrittsöffnungen kann das Verhältnis der Polymeren in einem splittfähigen Garn, Faser oder Filament unterschiedlich gestaltet werden.

Bevorzugt ist eine Vorrichtung, bei der die Abstände zwischen den Gruppen der Austrittsöffnungen auf den etwa konzentrischen Kreisen 0,15 bis 0,9 mm und die Abstände zwischen den Kreisen 5 bis 50 mm betragen. Die entsprechenden Abstände haben sich hinsichtlich der Flächenausnutzung und der Stabilität der Verteilerbleche als günstig erwiesen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Enden der Unterverteilerkanäle der zweite Verteilerplatte V-förmig verzweigt. Eine entsprechende Ausgestaltung der Unterverteilerkanäle führt zu einer sehr günstigen Ausnutzung des Platzes ohne strömungstechnische Nachteile.

Vorteilhafter Weise sind die erste Verteilerplatte, die zweite Verteilerplatte, die Verteilerbleche und die Spinnplatte durch ihrem Rand durchdringende Bolzen oder Schrauben ohne Dichtungen oder Dichtungsmassen direkt miteinander verbunden und zentriert. Die erfindungsgemäße Verbindung der ersten Verteilerplatte, der zweiten Verteilerplatte, der Verteilerbleche und der

Spinnplatte gewährleistet einen dichten Zusammenbau des modularen Spinnkopfes, ohne dass Dichtungen oder Dichtungsmassen dafür nötig sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Garnen, Fasern oder Filamenten besteht darin, dass durch den Einsatz der Verteilerbleche mit Unterverteilerkanälen zu 6,8,12,16,24,32,48 oder 64 Austrittsöffnungen die Anzahl der Elementarfäden der splittfähigen Garne, Fasern oder Filamente variiert wird. Damit ist in sehr ökonomischer Weise durch den Austausch eines oder mehrerer der Verteilerbleche die Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten aus der entsprechenden Anzahl Elementarfäden möglich.

Vorzugsweise erfolgt das Verfahren zur Herstellung von splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten in der Weise, dass durch den Einsatz eines Verteilerblechs mit unterschiedlichen Durchmessern der Austrittsöffnungen für die Polymere das Massenverhältnis der Polymeren A zu B variiert wird.

Damit lassen sich in weiten Bereichen das Zusammensetzungsverhältnis der splittfähigen Garnen, Fasern oder Filamenten einstellen.

Die Erfindung wird nachfolgend an drei schematischen Abbildungen näher erläutert.

Es zeigen Abb. 1-Schnitt durch einen schematisch dargestellten Spinnkopf, Abb. 2a-Teilausschnitt eines Verteilerblechs für 16 Elementarfäden, Abb. 2b-Teilausschnitt eines Verteilerblechs für 8 Elementarfäden,

Abb. 2c-Teilausschnitt eines Verteiterblechs für 32 Elementarfäden, Abb. 3-Teilausschnitt eines Verteilerblechs mit Auslassöffnungen für 16 Elementarfäden.

Abb. 1 zeigt einen Schnitt durch einen schematisch dargestellten modularen Spinnkopf 1 mit unterschiedlichen Zuleitungen für die Polymeren A und B, die in Kammern 12 filtriert und in die erste Verteilerplatte 2 mit radialen Verteilerkanälen 8 und durch Öffnungen in eine zweite Verteilerplatte 3 mit ringförmigen Verteilerkanälen 9 geleitet werden. Die ringförmigen Verteilerkanälen 9 besitzen Öffnungen zu dem darunter liegenden Verteilerblech 4 sowie das danach Verteilerblech 5 mit den Unterverteilerkanäle 5k. Durch die Unterverteilerkanäle 5k fließen die Polymere zu den Auslassöffnungen 6b in die Spinnplatte 7 im Wesentlichen in vertikaler Richtung durch den Spinnkopf 1. Die einzelnen Elementarfäden einer Gruppe werden in den Spinndüsen der Spinnplatte 7 zusammengefasst und verlassen als splittfähiges Garn, Faden oder Filament 10 den Spinnkopf 1. In der Filtrationseinrichtung 11 werden die in einem Stickstoffstrom getrockneten Polymeren A, B vor ihrer Einleitung in die erste Verteilerplatte 2 filtriert.

Abb. 2a bis 2c zeigen mögliche Anordnungen von Unterverteilerkanälen 5k eines Verteilerblechs 5. Mit Kreisen sind dabei die Stellen gekennzeichnet, an denen die Polymeren A und B aus den ringförmigen Verteilerbahnen 11 der zweiten Verteilerplatte 3 in das Verteilerblech 4 übertreten. Die Enden der Unterverteilerkanäle 5k liegen dabei über den in Abb. 3 dargestellten Auslassöffnungen 6b.