DE1814560A1 - Spinneret having capillaries with spiral cross-section - Google Patents
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Abstract
Description
Vorrichtung zur Herstellung von Fäden und Fasern mit Sonderquerschnitt und hiermit hergestellte Produkte. Device for the production of threads and fibers with special cross-sections and products made with it.
Die Erfindung bezieht sich auf Spinndüsenplatten für Fäden mit Sonderquerschnitt und richtet sich auch auf Fäden, die in dieser Weise hergestellt wurden.The invention relates to spinneret plates for threads with special cross-sections and is also directed to threads made in this way.
Es sind Verfahren bekannt, um Fäden mit Sonderquerschnitt herzustellen, die gegenüber Fäden mit rundem Querschnitt einen höheren Glanz sowohl vor wie nach dem Färben aufweisen und darüberhinaus weitere Verbesserungen in den physikalischen Eigenschaften des Garns hinsichtlich Elastizität, Griff usw. auf weisen.Methods are known to produce threads with a special cross-section, which, compared to threads with a round cross-section, have a higher gloss both before and after the dyeing and furthermore further improvements in the physical Properties of the yarn in terms of elasticity, grip, etc. have.
Die Verfahren beruhen auf der Tatsache, daß die Kapillaren oder Düsen der Spinndüsenplatten anstatt runden Querschnitt autsuweisen, hinsichtlich des Querschnittes aus zwei oder mehr länglichen oder abgerundeten rechteckigen Schenkeln oder Armen bestehen, die von dem gleichen Punkt oder von den Seiten eines Schlitzes mit fast geschlossener Polygonalgestalt ausgehen.The methods are based on the fact that the capillaries or nozzles of the spinneret plates instead of a round cross-section, with regard to the cross-section of two or more elongated or rounded rectangular legs or arms consist of the same point or the sides of a slot with almost go out of closed polygonal shape.
Die mit diesen Spinndüsen erhaltenen Fäden weisen einen Querschnitt auf, dessen Gestalt mehr oder weniger gleich der der Spinndüsen ist, wenn man die Spinnbedingungen und die Merkmale des Polymerisats berücksichtigt.The threads obtained with these spinnerets have a cross section on, whose shape is more or less equal to that of the Spinnerets is when one takes into account the spinning conditions and the characteristics of the polymer.
Diese Näden weiser @m Querschnitt eine Anzahl von Lappen, Vorsprüngen oder Loben gleich der Anzahl der Arme oder Schenkel in der Spinndüse auf, ihre Außenfläche ist daher vergrößert und, wie oben erwähnt, lhre Brillanz oder ihr Glanz zusammen mit anderen nh@nikalischen Eigenschaften werden verben verbessert.These threads have a number of lobes, projections, in the cross-section or praise equal to the number of arms or legs in the spinneret on its outer surface is therefore enlarged and, as mentioned above, their brilliance or luster together verbs are improved with other nh @ nical properties.
Diese @appen oder Vorsprünge jedoch, die symmetrisch bezüglich ihres @aximums sind, stellen nicht die bestmögliche Lösung dar, die man « bei gleicher Fadenzahl und gleichem Material grund des Einflusses des Formfaktors auf die Ablenkungsfestigkeit und vor allem auf die Torsionsfestigkeit bzw. -steifigkeit erhalten könnte. Das letztgenannte Merkmal ist sehr wichtig bei der Nerstellung von elastisch gemachten Fäden.These lobes or projections, however, which are symmetrical with respect to their @aximums are not the best possible solution that you can «with the same Number of threads and the same material due to the influence of the form factor on the deflection resistance and especially on the torsional strength or rigidity. That The latter feature is very important in the creation of elasticized ones Threads.
Gegenstand der Erfindung nun sind textile synthetische Fäden sowie eine Spinndüsenplatte zur Herstellung disser Fäden. Ins besondere richtet sich die Erfindung auf neue und brauchbare textile Fäden, die nach einem Naß- oder Trockenschmelzverfahren erspon@en wurden und nicht-kreisförmigen Querschnitt aufweisen, der erfindungsgemäß als "Spiralquerschnitt" bezeichnet werden kann und richt e l; sich auch au10 neuartige Spinndüsen mit einem Öff@ungsprofil, das geeignet ist, um die genannten Fäden zu erzeugen. The invention now relates to synthetic textile threads as well a spinneret plate for the production of these threads. In particular, the Invention of new and useful textile threads made by a wet or dry melting process were spon @ en and have non-circular cross-section, according to the invention can be referred to as "spiral cross-section" and dir e l; are also novel Spinnerets with an opening profile that is suitable for the aforementioned threads produce.
Erfindungsgemäß sollen nun synthetische Fäden mit verbesserten Eigenechaften durch einc preiswerte, verhältnismäßig einfache Spinndüsenplatte hergestellt werden, die geeignet ist, um in der Industrie Einsatz zu finden. Weiterhin betrifft die Erfin dung die Herstellung von Fäden mit verbesserten Merkmalen, die leicht beim ü@lichen Vorgang zum Verstrecken des Multifile und bei der Verwondung als Stapel für verschiedene Textilbranchen verarbeitet werden können. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen. daß man eine beachtliche Verbesserung i@@@e@@@@ckkraft des hergestel@ten Fadens erhält.According to the invention, synthetic threads with improved properties are now intended are made by an inexpensive, relatively simple spinneret plate, which is suitable to be used in industry. Furthermore, the Invention the production of threads with improved features that are easy to use Usual process for stretching the multifile and when using it as a stack can be processed for various textile industries. Another feature the invention can be seen therein. that there is a considerable improvement i @@@ e @@@@ ckkraft of the thread produced.
Weive@@ mögliche Verbesserungen des "Sp@ralquerschnittes" der neuen Fasern nach der Erfindung hinsichtlich eines größeren Weißheitugredes, einem scidenartigeren Griff der Produkte etc.Weive @@ possible improvements to the "spiral cross-section" of the new Fibers according to the invention with regard to a greater degree of whiteness, a more scidoidal one Handle of products etc.
werden weiter unte@ gensve@ erläutert werden.will be explained further below @ gensve @.
Erreicht wird dies durch Spinndüseuplatten, deren Kapillaren oder Düsen die Form voa @@ci gleichen oder unterschiedlichen kreisförmigen Segmenton aufveisen, die gegenüberstehend - beispielsweise versetzt - be@üglich der gemeinsamen, ihre Sehnen bildenden Linie hinsichtlion threr Form ausgehildet sind.This is achieved by spinneret plates, their capillaries or Nozzles of the form voa @@ ci same or different circular segmenton that are opposite - for example offset - regarding the common, their tendon-forming lines are developed in terms of their shape.
Die Sehaen der Kreissegmente besitzen einen Punkt oder einen Teil gemeinsam, der 90 % der Länge der kleineren Sehne betragen kann. Vorzugsweise besitzen die Sehnen einen Teil bzw. Bereich gemei@@am, der zwischen 15 und 75 % der Länge der gleichen Sehne variiert. Entsprechend dem Wert des gemeinsamen Teiles kann ein Profil mit modifiziertem Fadenquerschnitt ähnlich einer @ehr oder weniger läng@ichen Spirale erhalten werden.The lines of the circle segments have a point or a part common, which can be 90% of the length of the minor tendon. Preferably own the tendons a part or area gemei @@ am, which is between 15 and 75% of the length the same tendon varies. According to the value of the common part, a Profile with modified thread cross-section similar to one or less elongated Spiral can be obtained.
Profile für die Kapillaren oder Düsen nach der Erfindung sind in den Figuren 1, 3 und 4 widergegeben. Das Querschnittsprofil der mit einer Spinndüse nach Figur 1 hergestellten Fäden ist in Figur 2 gezeigt. Die Fäden nach der Erfindung sind synthetischge Fäden, da sie durch Spinnen synthetischer Materialien, insbesondere durch Schmelzspinnen dieser Materialien, erhalten wurden.Profiles for the capillaries or nozzles according to the invention are in the Figures 1, 3 and 4 reproduced. The cross-sectional profile of the one with a spinneret The threads produced according to FIG. 1 are shown in FIG. The threads according to the invention are synthetic threads as they are made by spinning synthetic materials, in particular by melt spinning these materials.
Die schmelzspinnbaren Materialien zerfallen im wesentlichen in drei Arten: Polyestermaterialien, unter denen das bevorzugte Polyäthylenterephtalat ist, Polyamidstoffe, unter denen als bevorzugt Nylon 66 und Polycaprolactam zu nennen sind und schließlich Polyolefinstoffe genannt werden können, unter densn die Polypropylenf@sern als bevorzugt augesprochen werden.The melt-spinnable materials essentially break down into three Types: polyester materials, among which the preferred is polyethylene terephthalate, Polyamide fabrics, among which nylon 66 and polycaprolactam should be mentioned as preferred and finally polyolefin materials can be named, among which the polypropylene fibers to be pronounced preferred.
Die Spinndüsen nach der Erfindung können darüberhinaus in der Technik des Naß- oder Trockenspinnens und insbesondere zum Spinnen von Acrylfasern weiter verwendet werden.The spinnerets according to the invention can also be used in technology of wet or dry spinning and in particular for spinning acrylic fibers be used.
Wie eine Prüfung der "Spiralquerschnitte" weiter ergibt, zeichnen sich diese Fasern dadurch aus, daß sie keine Symmetrieachse oder -ebene aufwei@en. Vielmehr zeichnen sich die in der Literatur und in vielen Patentschriften bereits bekannten Fäden (z.B. Fädsn mit "Rechteck" oder "Knochenform"profil) durch einen bestimmten Grad planarer Symmetrie aus. Vom Standpunkt des Einflusses des Formfaktors auf die Torsionssteifigkeit ist zu erkennen, daß ein Faserprofil nach der Erfindung verbesserte Merkmale gegenüber einem "Rechteckquerschnitt" haben kann, wenn man vou gleichem Umfang ausgeht. Darüberhinaus ist bereits jetzt erkennbar; daß erfindungsgemäß hergestellte Fäden brauchbare Anwendungen auf dem Gebiet der Texturen nach dem Vsrfahren des Falschdralls oder der Falschdrehung liefern werden.How an examination of the "spiral cross-sections" further shows, draw These fibers are characterized by the fact that they have no axis or plane of symmetry. Rather, they are already noticeable in the literature and in many patent specifications known threads (e.g. threads with "rectangle" or "bone shape" profile) through a certain degrees of planar symmetry. From the point of view of the influence of the form factor on the torsional stiffness it can be seen that a fiber profile according to the invention may have improved features over a "rectangular cross-section" if one from the same extent. In addition, it can already be seen now; that according to the invention threads produced have useful applications in the field of textures by the process of the false twist or the false twist will deliver.
BEISPIEL 1 Ein glänzendes Polyäthylenterephtalat mit einer grundmolaren Viskosität von. 0,68 wurde durch eine Spinndüsenplatte ersponnen, deren Diien oder Kapillaren wie in Figur 1 dargestellt ausgebildet waren. Die folgenden Temperaturbedingungen beim Extrudieren wurden bei einer Spinndüse mit 13 mm Durchmesser zur anwendung, gebracht: t Erste Spinndüsenzone t Temperatur 265 0C, zweite Spinndüsenzone : Temperatur 29000, Extruderkopf : Temperatur 290°C. EXAMPLE 1 A glossy polyethylene terephthalate with a basal molar Viscosity of. 0.68 was spun through a spinneret plate, the diene or Capillaries were designed as shown in Figure 1. The following temperature conditions When extruding, a spinneret with a 13 mm diameter was used, brought: t first spinneret zone t temperature 265 0C, second spinneret zone: temperature 29000, extruder head: temperature 290 ° C.
Die Spinngeschwindigkeit betrug 300 m/min, die Fadenzahl am unverstreckten Faden bei 20 Einzelfäden betrug 280 Denier.The spinning speed was 300 m / min, the number of threads on the undrawn Filament with 20 monofilaments was 280 denier.
Die Fäden wurden in ein eines Band iiiit einer nlcht-verstreckten Fadenzahl von 120 000 Denier zusammengefaßt. Das Verstrecken wurde in zwei Stufen durchgeführt. In der ersten wurde die Dilatation herbeigeführt, indem das unverstreckte Band auf Rollen eines Zuführtriogarüstes geführt wurde. Die Rollen waren auf 65°C erwärmt. Hernach wurde das Band ohne jegliche Reibung gegen irgendein Metallteil in einer Heizzone geführt, die durch eine Infrarotstrahlungsplatte erhalten wurde, das Band wurde auf einem Oktorollengerüst mit einer Geschwindigkeit größer als die des zuführendes Triorollengerüstes transportiert.The threads were wrapped in a tape with a non-stretched Total thread count of 120,000 denier. The stretching was done in two stages carried out. In the first, the dilation was brought about by removing the undrawn Tape was guided on rollers of a feed triogar frame. The rolls were at 65 ° C warmed up. Afterwards the tape became without any friction against any metal part guided in a heating zone obtained by an infrared radiation plate, the tape was growing on an octo roll stand at a speed greater than that of the feeding tri-roll stand transported.
In der zweiten Stufe wurde dem verstreckten Band ein gesteigertes Kristallvorhalten erteilt und gleichzeitig ein Zuwachs in der Molekularorientierung erzeugt. Die Geschwindigkeit der dritten Kabeleinrichtung, die Kabalklemmvorrichtung genannt werden kann, wurde gleich der Geschwindigkeit der Kabelverstreckeinrichtung gehalten. Vor dem Erreichen der dritten Kabeleinrichtung kommt daF Band in Berührung mit einer rostfreien Stahlplatte, die durch Thermosteuerung auf 150°C gehalten wird. Dem durch die Platte hervorgerufenen Thermoschock mußte an sich ein Schrumpfen der Fäden entsprechen, das jedoch durch die konstante mechanische Geschwindigkeit der Maschine sowohl in der Verstreckungsstufe wie i.n der folgenden Stufe verhindert wird. Eine Steigerung der Spannung des Bandes wird daher währond der Fixierung erzeugt.In the second stage, the drawn tape became an enhanced one Crystal reserve granted and at the same time an increase in molecular orientation generated. The speed of the third cable device, the cable clamp can be called, became equal to the speed of the cable stretcher held. Before reaching the third cable device, the tape comes into contact with a stainless steel plate, which is kept at 150 ° C by thermal control. The thermal shock caused by the plate had to shrink the Threads correspond, however, due to the constant mechanical speed of the Machine prevented both in the drawing stage and in the following stage will. An increase in the tension of the tape is therefore generated during the fixation.
Solch ein Anstieg in der Spannung über eine bestimmte Grenze hinan, der verhindert werden muß, kann zum Bruch der Fäden und damit zu Fehlern in der Produktion führen.Such a surge in tension beyond a certain limit which must be prevented can lead to breakage of the threads and thus to errors in the Lead production.
Vom physikalischen Standpunkt aus ruft der Spannungszuwachs des Bendes zusammen mit der hohen Arbeitstemperatur an der Platte eine Steigerung im Kristallausbildungsgrad und der Molekularorientierung der Fäden hervor.From the physical point of view, the increase in tension calls for Bende together with the high working temperature on the plate, an increase in the degree of crystal formation and the molecular orientation of the threads.
Die Wellenbildung des Bandes wurde mittels einer Maschine erreicht, die nach dem Prinzip der Druckkammer arbeitete. Das Band wurde in einer geringen Dampfströmung in der Vorwärinkammer und in der Kompressionskammer behandelt. Auf diese Weise ist es mögllch, Din Band mit einer breiten Wellenbildung (2 - 4 Wellungen/cm) und mit guter Regelmäßigkeit zu erhalten.The corrugation of the band was achieved by means of a machine, which worked on the principle of the pressure chamber. The tape was in a low Treated steam flow in the preheat chamber and in the compression chamber. on In this way it is possible to produce Din tape with a wide corrugation (2 - 4 corrugations / cm) and to be maintained with good regularity.
Es wurde festgestellt, daß aufgrund des Sonderquerschnittes bei sonst gleichen Bedingungen von Temperatur und Extrudieren es für die Fäden notwendig war, eine Behandlung mit vermindertem Verstreckungsverhältnis zu erleiden. Während es für die Faser mit Kreisqu.erschni-tt möglich ist, eine Verstreckung bei einem Verhältnis von 4 vorzunehmen, war es bei der Spiralfaser nach der Erfindung notwendig, bei einem Verhältnis von 3,20 zu verstrecken. Dies bedeutet aber nicht, daß die Fäden mit Sonderquersohnitt ein schlechtes Verstreckungsverhalten aufweisen, das vielmehr, um ein besseres Verstrecken zu erreichen,es notwendig werden kann, die Extrudertemperaturen verglichen mit denen im Falle von Fäden mit normalem Kreisquerschnitt zu differenzieren. Der erhaltene Stapel weist die folgenden Merkmale auf: Wellungsfreuqenz t 2,77 Wellungen/cm Auslaß des Verstreckens: 18 % Zugfestigkeit s 3,30 g/den Dehnung X 70 Verstreckungsverhältnis: 3,2 Die Fasern wurden kardiert, gekämmt, auf dem er und dem Ring behandelt, die gleichen Behandlungen wurden an Polyesterfäden mit Kreisquerschnitt vorgenommen.It was found that due to the special cross-section with otherwise same conditions of temperature and extrusion it was necessary for the threads suffer a reduced draw ratio treatment. While it for the fiber with a circular cross-section is possible, a drawing at a ratio of 4, it was necessary in the spiral fiber according to the invention at to draw a ratio of 3.20. But this does not mean that the threads show poor stretching behavior with Sonderquersohnitt, which rather, In order to achieve better stretching, it may be necessary to adjust the extruder temperatures to differentiate compared with those in the case of threads with normal circular cross-section. The stack obtained has the following characteristics: Corrugation frequency t 2.77 corrugations / cm Outlet stretching: 18% tensile strength s 3.30 g / the elongation X 70 stretching ratio: 3.2 The fibers were carded, combed, on which he and the ring treated the The same treatments were carried out on polyester threads with a circular cross-section.
Die Verarbeitung zeigte keinerlei Schwierigkeiten.The processing did not show any difficulties.
Proben aus Garnen die mit Fäden mit Kreisquerschnitt und solchen tit Spiralquerschnitt erhalten wurden, zeigten die folgenden allgemeinen Merkmale und interessanten Eigenschaften: Art deß Querschnittes kreisförmig spiralförmig Kett- urd Schußzshl (Nm)* 33,0/2 33,0/2 Fäden/cm (No/om) 18,0 17,5 Schußfäden/cm (No/cm) 16,7 15,0 Gewicht/m2 (g/m2) 223 204 Dicke (mm) 0.48 0,51 Verstärkung Tuch Tuch Opazität C % 76,2 77,2 Glanz. Brillanz % 66,6 77,4 Dichte in"Pillen" (N 0/100 cm2) 286 92 Gewicht der "Pillen" (Pills) (mg) 7,6 2,77 @ewicht/"Pill" (mg 10-2) 2,66 3,00 @Nm = metrische Zahl, d.h. das Gewicht in Gramm pro 1000 m Fadem; im vorliegenden Fall das Gewicht in Gramm von 1000 m @weidrähtigen Fadens. Die Deckkraft der Gewebe ist ein wichtiges technisches Merkmal. Die Opazität der Gewebe, die auf eine farbige Fläche (beispielsweise die Haut) gelegt werden, ist für verschiedene textile Zwecke sehr wichtig. Die Opazität wurde nach folgender Formel bestimmt: C % = 100 Yn/Yb, wo C = Opazitätskoeffizient Yn = das durch eine einzige auf eine schwarze Fläche gelegte Gewebelage rablektierte Licht Yb = das von einer einzigen auf eine weiße Oberfläche gelegten Gewebelage reflektierte Licht.Samples of yarns with threads with circular cross-section and such tit Spiral cross sections obtained showed the following general characteristics and interesting properties: Type of cross-section circular spiral Warp and weft count (Nm) * 33.0 / 2 33.0 / 2 threads / cm (No / om) 18.0 17.5 wefts / cm (No / cm) 16.7 15.0 Weight / m2 (g / m2) 223 204 Thickness (mm) 0.48 0.51 Reinforcement cloth Cloth opacity C% 76.2 77.2 gloss. Brilliance% 66.6 77.4 Density in "pills" (N 0/100 cm2) 286 92 Weight of the "pills" (pills) (mg) 7.6 2.77 @ ewicht / "pill" (mg 10-2) 2.66 3.00 @Nm = metric number, i.e. the weight in grams per 1000 m of fade; in the present Fall is the weight in grams of 1000 m @ flexible thread. The opacity of the fabric is an important technical characteristic. The opacity of the tissue on a colored Surface (for example the skin) is used for various textile purposes very important. The opacity was determined using the following formula: C% = 100 Yn / Yb, where C = opacity coefficient Yn = that through a single on a black surface The laid fabric layer diverted light Yb = that from a single layer to a white one The layer of fabric placed on the surface reflected light.
Die Werte zeigen, daß das mit Fasern mit Rundquerschnitt hergestellte Gewebe transparenter ist als das, welches mit Fasern mit "Spiralquerschnitt", hergestellt wurde. Die Opazität der Gedurch webe k@uu auch die Haarigkeit der Garne modifiziert werden. Ein weiterer subjektiver Versuch wurde mit sechs Prüfern durchgeführt. Die @rüfung wurde an Kulierproben vorgenommen, die mit Fasern mit Kreisquerschnitt und Fesern mit Spiralquerschnitt hergestellt wurd@n. Die Bewertung fiel günstig für den neuartigen modifizierten Querschnitt aus. Die Brillanz bzw. der Glanz gibt den Anteil des Lichtes an, der durch die Gewebeoberfläche reflektiert wird. Die Versuche wurden nach dem gleichen Verfahren durchgeführt, wie es zum Messen der Opazität verwendet werde, jetzt wurde die Probe jedoch in geschichteter Form bewertet; d.h. es wurden so viele Schichten übereinander angeordnet, wie notwendig waren, um den Grundeffekt zu neutralisieren. Wie durch die Tabelle bereits gezeigt, reflektierte die Probe aus Fasern mit rundem Querschnitt einen geringeren Lichtanteil, zeigte alsc niedrigere Brillanz bzw. geringeren Glanz.The values show that that made with fibers with a round cross-section Fabric is more transparent than that made with "spiral cross-section" fibers became. The opacity of the tissue can also modify the hairiness of the yarn will. Another subjective test was carried out with six examiners. the Testing was carried out on samples made with fibers with a circular cross-section and Fesern with a spiral cross-section was manufactured. The valuation fell favorable for the new modified cross-section. The brilliance or the shine gives the Proportion of light that is reflected by the tissue surface. The trials were carried out by the same procedure as used for measuring opacity was used, but now the sample was evaluated in stratified form; i.e. as many layers were placed on top of one another as were necessary to achieve the Neutralize basic effect. As already shown by the table, reflected the sample of fibers with a round cross-section showed a lower proportion of light alsc lower brilliance or lower gloss.
Auch in diesem Fall führte die subjektive Prüfung von sechs unabhäßgigen Prüfern, die an Kulierware aus Fasern mit Kreisquerschnitt bzw. mit Spiralquer@chnitt vorgenommen wurde, zu Ergebnissen, die übereinstimmten mit den in der Tafel für Gewebe aufgetragenen.Also in this case, the subjective test performed by six independent Testers who work on weft goods made of fibers with a circular cross-section or with a spiral cross-section was made to results consistent with those in the table for Tissue applied.
Der modifizierte Querschnitt w@ist die weitere wichtige Figenschaft auf, daß das "Pilling", wie klag in der oben angegebenen Tabelle gezeigt werden konnte, vermindert wurde.The modified cross-section w @ is the other important figure on that "pilling" as shown in the table above could be decreased.
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1968
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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