DE1660297A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faserprodukten durch asymmetrisches Ausspinnen von Filamentreiben - Google Patents

Description

CARl FREUDENBERG · ' "8Ϊ1ΪΛ965

Weinheim/Bergstr. Dr.Z/Rh OF 391

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung τοη Faserprodukten durch asTam· trie ehe s Ausspinnen

von Filamentreihen

Bei der Herstellung von Faserprodukten durch Schmelzspinnen bei der die aus Spinnlöchern austretenden geschmolzenen Filamente mit Hilfe von Luftströmen verstreckt werden, ist das aus Spinngeschwindigkeit und Luftgeschwindigkeit erhaltene. Verzugsverhältnis für die erzielbare Festigkeit des Fadens von Bedeutung. Durch den Verzug tritt bekanntlioh eine Längs orient ie· rung der Molekülketten ein, die durch genau gezielte Abkühlung eingefroren werden kann. Für die erzielbaren Orientierungseffekte ist der Wärmetransport vom Faserinnern zur. Oberfläche und dann zur Umgebungsluft von Wichtigkeit, um die beim Verzug erhaltene Orientierung zu erhalten. Das Mantel-Kern-Verhältnis des Fadens gewinnt dadurch an Wichtigkeit, dass der Wärmeabtransport von der Fadenoberfläche wesentlich schneller geht als von

der Fadenmitte zur Oberfläche hin. Im deutschen Patent .·*.*

(Anmeldung F 44 310 VIIa/29a vom 24.10.1964) wurd® deshalb bereits vorgeschlagen, statt runder Spinalöcher profiliert« zu verwenden. Die Spinnlticher werden dabei in

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so dass Scharen yon Filamenten gebildet werden. Jede aus einer Spinndüse kommende Schar wird dann von einem vorzugsweise jedoch mehreren Luftstrompaaren erfasst und von der Düse weggeführt. Die Luftstrompaare treten jeweils an beidseitig der Filament-Bchar angebrachten Schlitzen, die entweder an der Düse oder in sog. Führungskanälen angebracht sind, aus. Die Führung der Luftströme wird derart gehandhabt, dass die Filamente jeder Düse voneinander getrennt bleiben, so dass der Verzugsvorgang gleichmassig stattfinden kann. Die sohliesslich aus den Kanälen austretenden Filamentscharen werden sohliesslich auf einem Siebband, z.B. in Form eines Faservlieses, abgesaugt. Die gegenseitige Verfilzung kommt durch den engen Abstand der Spinnlöcher und durch das hohe Verhältnis von Spinngeschwindigkeit zu Siebbandgeschwindigkeit (z.B. 100:1) zustande, wodurch eine wechselseitige unregelmässige schlingenförmige Ablage erzielt wird.

Da durch die reihenförmige Anordnung der Spinnöffnungen und durch die jeweils paarweise Anordnung der Luftströme die Filamentreihen beidseitig mit den Luftströmen beaufschlagt werden, ist es möglioh, Spannungen innerhalb der Täden zu erzeugen, z.B. dadurch, dass die Luftströme links und rechts der Fllamentschar verschiedene Temperaturen aufweisen. Diese Spannungen können» neben anderen Effekten, z.B. zur Kräuselung der fäden führen. Dies ist sur larsielung möglichst textilartiger Produkte erwünscht. Diese AerpMtrle der fadenscharen ist jedoch auch zur Verfilzung wesentlich, da die Fäden im Auffangbereioh des Siebbandes eine Turbuiens aufweisen sollen, um eine Wirrfaserstruktur zu erzielen« Brfindungsgemäss zeigte sich nun eine weitere Verbesserung ditser

Effekte dadurch, dass die Aüjnnrmetri· innerhalb der Fadenreihe

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erhöht wird. Eine Ausführungsform ist in Abb. 1 dargestellt. Hierbei ist eine Reihe a) von ypsilonartigen Spinnöffnungen dargestellt, die wechselseitig gegeneinander versetzt sind. Beidseitig der Reihe sind zwei Luftschlitze b₁ und b« angebracht, aus denen Luftströme austreten, die die aus den Spinnöffnungen austretenden Filamente erfassen und nach vorn reissen. Die Spinnöffnungen erzeugen unter anderem infolge des einen längeren Schenkels einen im Querschnitt asymmetrischen Faden, der durch zwei sich gegenüberliegende Luftströme verzogen sowie abgekühlt wird. Der eine längere Schenkel erfährt auf dem Flugweg andere Abkühlungsbedingungen als die beiden Kurzschenkel, so dass im Faden Spannungen auftreten, die z.B. zur Kräuselung führen. Jeweils benachbarte Fäden haben infolge ihrer versetzten Anordnung die Spannungserzeugung jeweils spiegelbildlich. Beim Auffangen der Fäden in Form eines Wirrfaservlieses trägt diese Erscheinung zu einer erhöhten Verfilzung bei, da die Einkräuselung von einer Schrumpfung begleitet ist, die bei benachbarten Fäden jeweils ihre Richtung ändert. Die Asymmetrie kann noch dadurch verstärkt werden, dass die Temperaturen der Luftstrompaare verschieden gewählt werden, also z.B. b 1 y b 2. Weiterhin kann das Profil in seiner Asymmetrie noch weiter verstärkt werden, so dass auch entsprechend verschiedenartige Abkühlungsverhältnisse auftreten.

Als Spinndüsengrundstruktion kann z.B. die in der Abb. 2 gezeigte verwendet werden. Andere Konstruktionen können natürlich euch Verwendung finden, solange das Prinzip gewahrt bleibt, reihenförmig ausgesponnene Filamentscharen mit beidseitig an-

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greifenden Luftstrompaaren zu verstrecken und so zu führen, dass sie bahnförmig von der Spinndüse weggeführt werden. In Abb. 2 ist schematisch eine Spinndüse mit einer Reihe A assymetrisch angeordneter Ypsilon-Querschnitte dargestellt. Auf der einen Seite ist die Aufsatzplatte B angelegt, die mit dem die Spinnlochreihe tragenden Düsensteg C den Luftschlitz D bildet· Auf der anderen Seite ist die Aufaatzplatte B der besseren Übersicht wegen weggelassen, um das Prinzip der Lufteinspeisung zu zeigen. Die Luft wird von hinten durch zwei öffnungen der Nut Dp zugeführt, von wo sie durch die Stege F in die Nut E übertritt, um von dort der Ausgangsöffnung D zugeleitet zu werden. Durch entsprechend eingespeiste Luftmengen treten dann aus den beiden Spalten D beidseitig der Spinnlochreihe Luftströme, die die Filamentreinen nach vorn reissen und verstrecken. Nach dem Verlassen der Spinndüse, wird die Filamentreihe in einen Führungskanal eingebracht, in den weitere Luftstrompaare, z.B. zur schnelleren Abkühlung,eingebracht werden. Ausserdem werden mehrere Spinndüsen zu einem Aggregat zusammengefasst, wie dies in einer Ausführungsform im französischen Patent 1 364 916 beschrieben ist. Das erste Luftstrompaar kann in anderen Ausführungsformen auch erst innerhalb des Führungskanals aufgebracht werden, wird aber immer beidseitig der Filamentreihe angeordnet.

Beispielt

Verwendet wurde eine Spinndüse, der in Abb. 2 skizzierten Art mit folgenden Abmessungen :

10 /:au *

3 0,3 340 378	nun mm mm nun
0,5 0,35	nun mm
150
300	mm

Stegbreite 0: Luftschlitzbreite D: Luftschlitzbreite ϊ Düsenbreite:

Spinnöffnung Ypsilon:

Lange Schenke Hänge: Kurze Schenkellängen:

Zahl der Spinnlöcher: Länge der Spinnlochreihe ι

Einlassbreite des Führungskanals: 380 mm

Einlassweite des Führungs-

kanals: 15 mm

Länge des Führungskanals 600 mm

Als Spinnsubstanz wurde Polycaprolactam verwendet, mit einer Viskositätszahl von \o _red= 2, 25 (HgSO.) und einem Extraktgehalt von 0,3 $>· Das Polymere wurde im Extruder aufgeschmolzen und einer Düse von 240⁰O mit Hilfe einer Spinnpumpe zudosiert· Die Fördermenge betrug 0,3 ecm pro Minute. Den beiden Düsenschlitzen wurde Luft von 238⁰C in einer Menge vonl_t7 War/mLn zugeführt» so dass eine Ausströmgeschwindigkeit der Luft von 190 m/sec in den Schlitzen erreicht wurde. Die beiden Luftströme rissen die Filamentreih· nach vorn und vorstreckten sie,

so dass ein ausgewogener Titer von 1 den erhalten wurd·. Si· Filament· wurden durch Auffangen auf einem Drahtsieb nach den Verlassen des oben beschriebenen Führungskanal« in Form eines Wirrvlieaee aufgefangen. Das Vlies zeigte eine wesentlich erhöhte Bauschigkeit g«itnüt>er einem aus runden Löchern g·- •ponntnen.

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Claims (1)

1. Ansprucht

   Verfahren zur Herstellung von Faserprodukten aus Hochpolymeren durch Schmelzspinnen von Filamentscharen aus geradlinig nebeneinander liegenden Spinnöffnungen und Verstrecken mittels beidseitig der Filamentscharen angreifenden Luftströmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnöffnungen einen aeyametrischen Querschnitt aufweisen und abwechselnd zueinander spiegelbildlich richtungsversetzt in der Reihe angeordnet werden.

   INSPECTED 109815/1914