DE19605831A1

DE19605831A1 - Spinndüse für die Herstellung von Fasern mit unrundem Querschnitt und optischer Eigenschaft

Info

Publication number: DE19605831A1
Application number: DE19605831A
Authority: DE
Inventors: Katsumi Morohoshi; Takeshi Kikutani; Susumu Shimizu; Akio Sakihara; Kinya Kumazawa; Hiroshi Tabata
Original assignee: Tanaka Kikinzoku Kogyo KK; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Tanaka Kikinzoku Kogyo KK; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-02-16
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 1996-08-22
Also published as: US5731010A; GB9602985D0; GB2297941A; GB2297941B; JPH08226012A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf eine Spinndüse für die Herstellung von Fasern mit einer neuen optischen Eigenschaft, und insbesondere auf eine Spinndüse für die Herstellung von Fasern mit modifiziertem, d. h. unrunden Querschnitt und optischer Eigenschaft, die insbesondere dazu dient, Innenabschnitte zu spinnen, die zusammen mit einem Umhüllungsabschnitt eine Faser eines kernummantelten Typs bilden, mit einer optischen Eigenschaft, die dazu bestimmt ist, ultraviolette (UV) oder infrarote (IR) Strahlen zu reflektieren oder Farben durch ein Reflexions-, Interferenz-, Brechungs- oder Streuungsphänomen sichtbarer Lichtstrahlen anzunehmen.

Bis jetzt werden in Übereinstimmung mit einem Bedarf an hoher Faserqualität viel Fasern hergestellt, die keinen einfachen runden, sondern einen unrunden Querschnitt haben, um verbesserte Eigenschaften, wie etwa Glanz und Textur zu erzielen. Im allge meinen werden im Hinblick auf die Schwierigkeit, dies mit einer einzelnen Komponente zu erreichen, diese Fasern durch Schmelz spinnen hergestellt, bei dem zwei oder mehrere polymerische Komponenten verwendet werden, wobei als Spinndüse eine Düse mit einer Öffnung mit unrunder Gestalt verwendet wird. Darüberhinaus werden verschiedene Verbesserungen in der Gestalt der unrunden Düse, von der Form der Durchgänge bis hin zur unrunden Düse an sich und der Extrudieröffnungen etc. vorgenommen.

JP 44-13208 beschreibt ein Polymeranordnungs- oder Faserspinn werkzeug, bei dem ein Mischspinnen zur Ausbildung eines Mischungsflusses dadurch erreicht wird, daß eine Komponente aus Röhren zum Leiten eines Schmelzpolymers, das den Innenabschnit ten entspricht, und die andere Komponente, aus der mittleren Spinndüse durch poröse Abschnitte derselben, die um die Röhren angeordnet sind, unter Verwendung eines porösen Materials extru diert wird, das einem Umhüllungsabschnitt entspricht. Dies ist durch die Verwendung des porösen Materials bei der Spinndüse zum Extrudieren der anderen Komponente gekennzeichnet. Darüberhinaus haben die ausgebildeten Fasern einen Querschnitt, bei dem die Innenabschnitte der einen Komponente in dem Umhüllungsabschnitt der anderen Komponente feinstverteilt sind, und haben damit die erwartete Verbesserung, nicht nur in der Fasercharakteristik, wie etwa Glanz und Textur, sondern auch bei den mechanischen Eigenschaften.

JP 46-3816 und JP 62-25766 beschreiben eine Herstellung von Mehrkomponentenfasern des kernummantelten Typs mit einem unrunden Querschnitt. In der vorangegangenen Druckschrift haben die Röhren einer Spinndüse, die dazu dienen, die Innenabschnitte auszubilden, eine Öffnung in der Mitte, in die ein Teil eines Polymers fließt, um einen Umhüllungsabschnitt auszubilden, wodurch man einen kernummantelten Querschnitt mit zwei Kompo nenten erhält, die in einer Schicht angeordnet sind. Anderer seits ist die letztgenannten Druckschrift insbesondere durch die Gestalt des Querschnittes der Innenabschnitte gekennzeichnet, der die Form eines Keils, eines Kreuzes, etc. hat. Darüberhinaus empfiehlt diese Druckschrift zur Vermeidung eines Absinkens des Flüssigkeitsdrucks der anderen Komponente, die zwischen den Röhren fließt, und zur Reduzierung der Extrudierunregelmäßigkeit derselben, eine geringere Anzahl von Röhren.

JP-A 5-25705 beschreibt eine Spinndüse, die dazu bestimmt ist, eine laminierte Struktur, die symmetrisch in der Längsrichtung der Fasern angeordnet ist, durch Verhindern eines Zusammen fließens und -stoßens weicher Mischströme zu erreichen. Wie für die Anzahl der Öffnungen einer Spinndüse und deren Anordnung, empfiehlt diese Druckschrift eine Scheibenspinndüse mit ungefähr 300-2500 Öffnungen, die konzentrisch angeordnet sind.

Die oben beschriebenen Spinndüsen erzeugen zusammengesetzte Fasern mit einem unrunden Querschnitt, die im Bezug auf die Fasercharakteristik, wie etwa Glanz und Textur und die mechanischen Eigenschaften verbessert sind, können aber nicht Fasern mit einem komplizierten, unrunden Querschnitt mit einer optischen Dimension zur Erfüllung der optischen Eigenschaft ausbilden.

Beispiele für die bekannte Spinndüse werden kurz beschrieben. Bei einer Spinndüse vom Typ des feinstverteilten Innenabschnit tes fließt ein Schmelzpolymer, das zum Ausbilden der Innenab schnitte bestimmt ist, durch Röhren, die von oberen und mittleren Spinndüsen gehalten werden. Gleichzeitig fließt ein Schmelzpolymer, das zum Ausbilden des Umhüllungsabschnittes bestimmt ist, durch einen Durchgang, der in der oberen Spinndüse angeordnet ist, und wird in einem Raum zwischen den oberen und unteren Spinndüsen angesammelt. Die mittlere Spinndüse besteht aus einem porösen Material, so daß das Schmelzpolymer, das zum Ausbilden des Umhüllungsabschnittes bestimmt ist, gleichmäßig zusammen mit dem Schmelzpolymer, das zum Ausbilden der Innenab schnitte bestimmt ist, zu einer trichterförmigen Spinndüse extrudiert wird, so daß es zu einer Austrittsöffnung kommt. Die unrunde Gestalt der Innenabschnitte wird dadurch erreicht, daß die Gestalt einer Extrudieröffnung jeder Röhre und die Extru dieröffnung der trichterförmigen Spinndüse verändert wird. Dieses Verfahren ist effektiv bei einer Modifikation der Gestalt der Innenabschnitte, läßt aber aufgrund der einfachen Gestalt der Röhren keine Modifikation der Gestalt zum Erhalten der optischen Charakteristik zu.

Bei einer anderen bekannten Spinndüse wird ein Schmelzpolymer, das zum Ausbilden der Innenabschnitte bestimmt ist, zu den Röhren durch eine Verteilerplatte mit einem Filter geführt. Ein Schmelzpolymer, das zum Ausbilden eines Umhüllungsabschnittes bestimmt ist, wird in einem Raum zwischen oberen und unteren Platten durch Durchlässe angesammelt und zu den Röhren durch Einlässe für das Schmelzpolymer geleitet. Danach wird das Schmelzpolymer, ohne vermischt zu werden, zu trichterförmigen Abschnitten einer Spinndüsenplatte durch Extrudieröffnungen extrudiert und durch Auslaßöffnungen ausgegeben. Diese bekannte Spinndüse kann die Gestalt der Innenabschnitte leicht modifi zieren, dies bezieht sich jedoch auf ein Verfahren zur Verbesserung des Streckvorganges, wenn ein zerbrechliches, amorphes Polymer für die Innenabschnitte verwendet wird, und ermöglicht nicht die Gestalt von Innenabschnitten mit der optischen Dimension, die erforderlich ist, um die optischen Eigenschaften zu erfüllen.

Andererseits hat die heutige Gesellschaft, die als empfindsame Gesellschaft und im Hinblick auf die nahe Zukunft als intelli gente Gesellschaft erachtet wird, ein großes Verlangen nach hoher visueller Qualität von Gebrauchsgütern. Auf dem Gebiet der Fasern gibt es einen Wunsch nach Fasereigenschaften, deren Ver besserung weiter reicht als die der Fasereigenschaften, wie sie oben beschrieben sind. Die Herstellung von Fasern mit beispiels weise beeindruckenden Farben und einer Reflexionseigenschaft ultravioletter Strahlung, die einen Qualitätsverlust der Fasern verhindert, oder einer Reflexionseigenschaft infraroter Strahlung, die nützlich für die Hitzeisolierung ist, ohne daß eine spezielle Behandlung der Fasermaterialien durchgeführt werden muß, läßt auf sich warten. Dies ist mit dem bekannten Verfahren zur Ausbildung von Fasern mit unrundem Querschnitt und insbesondere durch den Gebrauch der herkömmlichen Spinndüse nicht möglich.

Somit sind für die Ausbildung von Fasern mit einem unrunden Querschnitt die Entwicklung einer Spinndüse, die dazu bestimmt ist, die Gestalt des abgegebenen Polymers zu steuern und ein Verfahren zum Gebrauch derselben, äußerst wichtige Faktoren. Die Form eines unrunden Querschnittes der Fasern sollte eine vorbestimmte optische Dimension sicherstellen, um die oben beschriebenen optischen Eigenschaften zu erreichen. Da sie in höchstem Maße kompliziert sind, gehört eine solche Form eines unrunden Querschnitts mit optischen Dimensionen zum neuesten Stand der Technik.

JP-A 6-017349 (= U.S. Patent No. 5,407,738) beschreibt Fasern mit einem unrunden Querschnitt, die einen laminierten Abschnitt unterschiedlicher Materialien haben, und ultraviolette und infrarote Strahlen reflektieren, oder durch Reflexion sichtbarer Lichtstrahlen Farben zeigen. Wie in dieser Druckschrift beschrieben wird, dienen parallele Stegabschnitte eines unrunden Querschnitts und ihre Begrenzungsflächen dazu, ultraviolette und infrarote Strahlen beispielsweise aufgrund der optischen Dimension eines Umhüllungsabschnittes und einer Luftschicht zu reflektieren, um eine vorgegebene oder gewünschte optische Eigenschaft zu erfüllen. Es ist jedoch sehr schwer, solche Fasern mit unrundem Querschnitt auszubilden.

Es ist daher Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Spinndüse anzugeben, die effizient Fasern mit unrundem Querschnitt und multioptischer Eigenschaft herstellen kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Spinndüse vorgesehen, die dazu bestimmt ist, Fasern mit einem unrunden Querschnitt und einem ersten Abschnitt und einem zwei ten Abschnitt, der den ersten Abschnitt aus Schmelzpolymeren zur Ausbildung des ersten und zweiten Abschnittes umgibt, herzustel len, wobei die Spinndüse enthält:
ein Spinnelement, das dazu dient, den ersten Abschnitt zu spin nen, wobei das Spinnelement eine Grundfläche und eine Öffnung zum Extrudieren des Schmelzpolymers hat, das zur Ausbildung des ersten Abschnittes bestimmt ist; und
eine Teilungsvorrichtung hat, die an dem Spinnelement befestigt ist, wobei diese Teilungsvorrichtung dazu dient, die Öffnung des Spinnelementes zu teilen, und eine Öffnung hat, die mit der Öff nung des Spinnelementes in Verbindung steht, wobei diese Öffnung der Teilungsvorrichtung von der Grundfläche des Spinnelementes hervorsteht.

Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spinndüse zur Herstellung von Fasern mit unrundem Quer schnitt und einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, der den ersten Abschnitt aus Schmelzpolymeren zur Ausbildung des ersten und zweiten Abschnittes umgibt, herzustellen, wobei die Spinndüse enthält:
eine Einrichtung zum Spinnen des ersten Abschnittes, wobei diese Spinneinrichtung eine Grundfläche und eine Öffnung zum Extru dieren des Schmelzpolymers hat, das zur Ausbildung des ersten Abschnittes bestimmt ist; und
eine Einrichtung zum Teilen der Öffnung der Spinneinrichtung, wobei die Teilungsvorrichtung eine Öffnung hat, die in Verbin dung mit der Öffnung der Spinneinrichtung steht, wobei diese Öffnung der Teilungsvorrichtung von der Grundfläche der Spinn einrichtung hervorsteht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektive Schnittansicht, die eine erste bevorzugte Ausführungsform einer Spinndüse zur Herstellung von Fasern mit unrundem Querschnitt und optischer Eigenschaft nach vorliegender Erfindung zeigt;

Fig. 2A-2E sind diagrammartige Ansichten, die Beispiele für die Gestalt einer Öffnung einer Teilungsvorrichtung für die Durch gangssteuerung eines Innenabschnitts zeigen;

Fig. 3A ist eine Ansicht ähnlich Fig. 1, die eine zweite Aus führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3B ist ein Teilschnitt, der eine Gestaltungsvariante einer Polymerextrudieröffnung der Spinndüse zeigt;

Fig. 4 ist ein schematischer Schnitt, der ein Spinngerät zeigt, bei dem die Spinndüse aus Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 5A ist eine Draufsicht, die die Spinndüse zeigt;

Fig. 5B ist eine Schnittansicht, die die Spinndüse zeigt;

Fig. 6 ist eine Ansicht ähnlich zu Fig. 2A-2E, die eine Gestalt einer Öffnung einer Teilungsvorrichtung für die Steuerung eines Durchgangs für einen Innenabschnitt zeigt; und

Fig. 7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Reflexions vermögen und der Wellenlänge für einen Innenabschnitt der Fasern darstellt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun mit Blick auf die bevorzugten Ausführungsformen eine Spinndüse für die Herstellung von Fasern mit unrundem Querschnitt und optischer Eigenschaft beschrieben.

Zunächst wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine Spinndüse für die Herstellung von Fasern mit unrundem Querschnitt und optischer Eigenschaft skizzenhaft beschrieben. Diese Spinndüse, die generell mit der Bezugsziffer 103 gekennzeichnet ist, ist eine mittlere Spinndüse, die eine Polymerextrudierseite hat, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Es wird bemerkt, daß wenn Fasern mit un rundem Querschnitt ausgebildet werden, Durchgänge zweier Schmelzpolymere mit unterschiedlichen Eigenschaften zur Ausbil dung von Innen- und Umhüllungsabschnitten getrennt bis zu einem vorgegebenen Zusammenfließpunkt geführt werden.

Beispiele für Schmelzpolymere, für die die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, sind herkömmliche thermoplastische Schmelzpolymere, die Polyolefine, wie etwa Polyethylen und Polypropylen, und Polyester, wie etwa Polyethylenterephtalat und Polytetramethylenterephtalat, Polystyren, Polykarbonat, Poly flouroethylen, Polyacetalharze, Polyphenylensulfid, etc. enthalten. Copolymere und gemischte Polymere mit zwei oder mehr der oben beschriebenen Polymere können ebenfalls bei ihrer Schmelztemperatur verwendet werden. Um die optische Eigenschaft zu erhalten, sollte eine kernummantelte Struktur aus zwei Substanzen mit einer vorbestimmten Dimension, die zweien oder einem der oben beschriebenen Materialien entspricht, und Luft, die einem Umhüllungsabschnitt entspricht, ausgebildet werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 enthält die mittlere Spinndüse 103 eine Grundfläche 104, die mit einer Polymeröffnung 106 ausge bildet ist. An der Grundfläche auf der Polymerextrudierseite ist eine Teilungsvorrichtung 110 zur Durchgangssteuerung eines Innenabschnitts angeordnet, mit einer Öffnung deren Gestalt identisch mit der der Polymeröffnung 106 ist, oder groß genug ist, um die Polymeröffnung 106 zu umschließen.

Aufgrund einer Anordnung, bei der eine Polymerextrudieröffnung 111 der Teilungsvorrichtung 110 nicht in einer Ebene mit einer Oberfläche der Grundfläche 104 der mittleren Spinndüse 103 liegt, wird ein Schmelzpolymer für die Ausbildung eines Innen abschnittes von einem Polymer für die Ausbildung eines Umhül lungsabschnittes umgeben, wenn es aus der Polymerextrudier öffnung 111 extrudiert wird, wodurch ermöglicht wird, daß die Fasern einen vorbestimmten unrunden Querschnitt beibehalten.

Die unrunde Gestalt eines Innenabschnittes für die Erzeugung der optischen Eigenschaft, wie die Reflexion von ultravioletten oder infraroten Strahlen oder die Reflexion und Interferenz sicht barer Lichtstrahlen, ist im Detail in JP-A 6-017349 (= U.S. Patent No. 5,407,738) beschrieben, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme enthalten ist. Hier wird bemerkt, daß die Fasern eine andere optische Eigenschaft aufweisen, die im wesentlichen mit ihrer Anwendungsart übereinstimmt, d. h. ein unrunder Querschnitt mit Innen- und Umhüllungsabschnitten, oder nur mit einem Innen abschnitt.

Somit kann unter Bezugnahme auf Fig. 2A-2E, wenn Fasern mit einem unrunden Querschnitt und einem Innen- und Umhüllungsab schnitt ausgebildet werden, die Öffnung der Teilungsvorrichtung 110 für die Durchgangssteuerung eines Innenabschnittes eine Öffnung mit parallelen Schlitzen oder eine Öffnung mit paralle len Schlitzen 112 und einem dazu senkrechten Mittelschlitz 106A sein, wie es in Fig. 2A-2E gezeigt ist. Im Hinblick auf die Öffnung, wie in Fig. 2A-2E gezeigt, ist es vorteilhaft, daß die Beziehung von 3W₂ W₃ erfüllt wird, wobei W₂ die Breite des Mittelschlitzes 106A und W₃ die Länge der parallelen Schlitze 112 ist, da die Fasern mit unrundem Querschnitt, die durch die Öff nung, wie in Fig. 2A-2E gezeigt, ausgebildet werden, ermögli chen, daß ein einfallendes Licht mit ausreichender Wellenlänge reflektiert und interferiert wird. Es wird bemerkt, daß in Fig. 2A-2E die Öffnungsgestalt der Teilungsvorrichtung 110 jener der Polymeröffnung 106 entspricht.

Andererseits wird, wenn Fasern mit einem unrunden Querschnitt und nur einem Innenabschnitt ausgebildet werden, ein Polymer für einen Umhüllungsabschnitt auf beliebigem Wege entfernt, nachdem die kernummantelten Fasern ausgebildet werden. Somit ist bei einem Lamelleninnenabschnitt von Fasern, wie aus JP-A 6-017349 (= U.S. Patent No. 5,407,738) ersichtlich, zum Halten paralleler Stegabschnitte, die Öffnung der Teilungsvorrichtung 110 für die Durchgangssteuerung eines Innenabschnittes eine Öffnung mit parallelen Schlitzen und einem dazu senkrechten Mittelschlitz, wie es in Fig. 2A-2E gezeigt ist.

Auf diese Weise sollten die Fasern eine vorbestimmte, regel mäßige Gestalt beibehalten, um die optische Eigenschaft zu erfüllen. Insbesondere sind eine Trennung der parallelen Steg abschnitte und ein Beibehalten ihrer Gestalt sehr wichtige Faktoren beim Übergang eines Schmelzpolymers zu Fasern.

Dies ist jedoch nicht möglich mit einer Spinndüse ohne die Teilungsvorrichtung 110 zur Durchgangssteuerung eines Innenab schnittes, d. h. mit einer Spinndüse mit nur einer bekannten Polymeröffnung. So können beispielsweise Fasern mit optischer Eigenschaft, wie aus JP-A 6-107349 (= U.S. Patent No. 5,407,738) ersichtlich, nicht erzeugt werden, da ein Schmelzpolymer zur Ausbildung eines Innenabschnittes in die Grundfläche der Spinn düse durch die Polymeröffnung fließt, und die parallelen Steg abschnitte des Schmelzpolymers zur Ausbildung eines Innenab schnittes zusammenkleben, bevor sie mit einem Schmelzpolymer zur Ausbildung eines Umhüllungsabschnittes umgeben werden.

Andererseits ist bei der mittleren Spinndüse 103 der vorlie genden Erfindung die Teilungsvorrichtung 110 zur Durchgangs steuerung eines Innenabschnittes so angeordnet, daß sie der Polymeröffnung 106 folgt, ein Schmelzpolymer zur Ausbildung eines Umhüllungsabschnittes, der einen Innenabschnitt umgibt, wird vollständig in einem äußeren Randabschnitt der Teilungs vorrichtung 110 gespeichert, und dann wird ein Schmelzpolymer zur Ausbildung eines Innenabschnittes darin extrudiert. Daher werden die Polymere, ohne daß die parallelen Stegabschnitte des Schmelzpolymers zur Ausbildung eines Innenabschnittes verkleben, und mit der Gestalt, die im wesentlichen der Gestalt zum Dar stellen der optischen Eigenschaft gleicht, zu einer Spinnex trudieröffnung 107 (siehe Fig. 4) in Form eines Kompositflusses geleitet.

Im Hinblick auf die mittlere Spinndüse 103, wie sie in Fig. 1 gezeigt wird, ist die Gestalt der Polymeröffnung 106 dem Grund fläche 104 identisch mit der Gestalt Öffnung der Teilungsvor richtung 110 zur Durchgangssteuerung eines Innenabschnittes.

Alternativ dazu kann unter Bezugnahem auf Fig. 3A und 3B die Gestalt der Polymeröffnung von der Öffnungsgestalt der Teilungs- Vorrichtung 110 abweichen, wie dies in Fig. 3A gezeigt ist, oder die Gestalt beider Öffnungen kann so sein, wie dies in Fig. 3B gezeigt ist.

Insbesondere wird eine Schwierigkeit bei der Herstellung einer langen, schlitzförmigen Extrudieröffnung, wie sie in Fig. 3A gezeigt ist, dadurch verringert, daß mit ihr zusammen die Poly meröffnung 106 mit einer kreisförmigen Bohrung ausgebildet wird. Besonders eine spanabhebende Herstellung der schlitzförmigen Extrudieröffnung kann dadurch minimiert werden, daß die kreis förmige Bohrung ausgebildet wird, wodurch ermöglicht wird, daß die Außenseite der Teilungsvorrichtung 110 eine ausreichende Höhe hat, woraus eine mögliche Teilung eines Schmelzpolymers zur Ausbildung eines Umhüllungsabschnittes und jenes zur Ausbildung eines Innenabschnittes während einer langen Zeitperiode folgt.

Die Höhe der Teilungsvorrichtung 110 zur Durchgangssteuerung eines Innenabschnittes ist nicht auf einen spezifischen Wert begrenzt, und sie kann den selben Wert in allen Abschnitten derselben haben. Die Teilungsvorrichtung 110 kann jedoch unter Bezugnahme auf Fig. 4 im Hinblick auf die Tatsache, daß ein Schmelzpolymer zur Ausbildung eines Innenabschnittes nicht nur einen ausgeglichenen Extrudierumfang hat, sondern auch minimal durch eine trichterförmige Wand einer trichterförmigen Spinndüse 102 (wie sie später beschrieben wird) mit Bezug auf eine Kom pression beeinflußt wird, in Übereinstimmung mit einer konkaven Gestalt der Schmelzpolymere, d. h. die Gestalt der trichter förmigen Spinndüse 102, eine Länge mit einer Ausdehnung bis in etwa zu einer Position haben, an der die trichterförmigen Neigungen der trichterförmigen Spinndüse 102 beginnen, und die schrittweise vom Rand der mittleren Spinndüse 103 zu einer Mitte derselben vergrößert wird.

Wenn sie mit parallelen Schlitzen und einem dazu senkrechten Mittelschlitz ausgebildet sind, sind die Öffnungen der Polymer öffnung 106 und der Teilungsvorrichtung 110 zur Durchgangssteuerung eines Innenabschnittes nicht auf die Öffnung begrenzt, wie sie in Fig. 2A gezeigt ist. Alternativ können die Öffnungen der Polymeröffnung 106 und der Teilungsvorrichtung 110 so sein, wie es in Fig. 2B gezeigt ist, wobei sie Gruppen paralleler Schlitze und einen Mittelschlitz enthalten oder, wie in Fig. 2C gezeigt, breitere Enden der parallelen Schlitze 112 haben oder, wie in Fig. 2D gezeigt, die parallelen Schlitze in Form einer Ellipse haben oder, wie in Fig. 2E gezeigt, die Länge der parallelen Schlitze 112 schrittweise von einem Ende des Mittel schlitzes 106A zum anderen Ende desselben vergrößert wird.

Im allgemeinen neigt das Polymer dazu, wenn eine Spinndüse mit parallelen Schlitzen und einem dazu senkrechten Schlitz ver wendet wird, an den Enden der parallelen Schlitze weniger zu geführt zu werden als an dem Schnittpunkt der parallelen mit dem mittleren Schlitz. Dies kann durch Hinzufügen von breiteren Enden an die Gestalt der parallelen Schlitze 112 vermieden werden, wie es in Fig. 2C gezeigt wird, wobei dies zu einer Verbesserung der Transkription oder des Quotienten der Kom plexität des Querschnitts der Fasern zu dem der Spinndüse führt.

Andererseits ist bekannt, daß mit einer vergrößerten Dicke eines Endabschnittes der Teilungsvorrichtung 110 zur Durchgangssteuer ung eines Innenabschnittes eine größere Menge des Schmelzpoly mers an den Extrudieröffnungen an den Enden der parallelen Schlitze vorgesehen ist. Dieser Effekt ist für eine Vergrößerung der Schmelzpolymerzufuhr zu den Enden der parallelen Schlitze verfügbar.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 4 ist es vorzuziehen, daß das Intervall zwischen der Teilungsvorrichtung 110 für die Durch gangssteuerung eines Innenabschnittes und eines oberen Abschnit tes 113 der trichterförmigen Spinndüse 102 so klein wie möglich ist, so daß ein Schmelzpolymer zur Ausbildung eines Umhüllungs abschnittes ausreichend um die Teilungsvorrichtung 100, insbe sondere zwischen den Wänden, die die parallelen Schlitze defi nieren, verteilt werden kann.

In der vorhergegangenen Beschreibung dienen die Polymere als Materialien zur Ausbildung von Umhüllungs- und Innenabschnitten, wobei alternativ dazu Luft als Umhüllungselement brauchbar ist. In diesem Fall werden Fasern mit einem unrunden Querschnitt erzeugt, die nur einen Innenabschnitt haben und deren Umül lungsabschnitt eine Luftschicht ist. Diese Fasern können mit der mittleren Spinndüse 103 der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4-6 wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Unter besonderer Bezug nahme auf Fig. 4 wird in einem gepackten Kopf 101 ein Schmelz polymer A zur Ausbildung eines Umhüllungsabschnittes durch die Durchgänge 108, die durch die mittlere Spinndüse 103 definiert sind, zur trichterförmigen Spinndüse 102 geleitet. Ein Schmelz polymer B zur Ausbildung eines Mittelabschnittes wird durch einen Durchgang 105, der in der mittleren Spinndüse 103 und der Teilungsvorrichtung 110 zur Durchgangssteuerung eines Innen abschnittes ausgebildet ist, zur trichterförmigen Spinndüse 102 geleitet. Dann werden die Schmelzpolymere A, B, die zusammen fließen, durch die Spinnextrudieröffnung 107 extrudiert, wodurch kernummantelte Fasern erzeugt werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5A und 5B hat die mittlere Spinndüse 103 in ihrer Mitte den Durchgang 105 für das Schmelzpolymer B zur Ausbildung eines Innenabschnittes, der mit der Teilungs vorrichtung 110 zur Durchgangssteuerung eines Innenabschnittes in Verbindung steht. Darüberhinaus hat die mittlere Spinndüse 163 auf ihrer Oberseite Verteilungsdurchgänge 109 für das Schmelzpolymer A zur Ausbildung eines Umhüllungsabschnittes, der mit den Durchgängen 108 für das Schmelzpolymer A in Verbindung steht.

Die Öffnung der Teilungsvorrichtung 110 zur Durchgangssteuerung eines Innenabschnittes hat eine Gestalt, wie es in Fig. 6 gezeigt ist. Die Breite W₁ der parallelen Schlitze 112 und die Breite W₂ des Mittelschlitzes 106A betragen beide 0.2 mm. Die Länge W₃ der parallelen Schlitze 112 beträgt 7.8 mm, und das Intervall "d" zwischen den parallelen Schlitzen 112 beträgt 1 mm. Darüberhinaus beträgt die Höhe der Teilungsvorrichtung 110 8 mm.

Mit dem vorangegangenen Spinngerät, wird ein Spinnvorgang durchgeführt, bei dem Polystyrol (PS) als das Schmelzpolymer A zur Ausbildung des Umhüllungsabschnittes und Polyethylen terephtalat (PET) als das Schmelzpolymer B zur Ausbildung des Innenabschnittes verwendet wird. Somit werden kernummantelte Fasern mit einem unrunden Querschnitt erzeugt, die einen Innenabschnitt haben, der im wesentlichen ähnlich der Gestalt der Öffnung ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, wobei die parallelen Stegabschnitte etwas dichter und abgerundet sind. Dann wird das Reflexionsspektrum mit Bezug auf einen unrunden Querschnitt mit nur einem Innenabschnitt gemessen, wobei ein Umhüllungsabschnitt abgelöst und von den ausgebildeten Fasern entfernt ist. Diese Messung zeigt, daß die ausgebildeten Fasern eine optische Eigenschaft haben, die der aus Fig. 7 ähnlich ist. Wie aus Fig. 7 deutlich wird, können die parallelen Stegab schnitte eines unrunden Querschnitts und ihre Ränder eine vorgegebene oder gewünschte optische Eigenschaft durch Reflexion ultravioletter und infraroter Strahlen sowie sichtbarer Licht strahlen zur Darstellung von Farben liefern. Für detaillierte Informationen im Bezug auf das Reflexionsspektrum, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, siehe JP-A 6-017349 (= U.S. Patent No. 5,407,738). Es versteht sich, daß entsprechend einer ersten Ausführungsform, eine Spinndüse angegeben ist, die effektiv Fasern mit unrundem Querschnitt und multioptischer Eigenschaft herstellen kann.

Wie oben beschrieben, trägt entsprechend der vorliegenden Erfin dung der Gebrauch einer Trennvorrichtung 110 für die Steuerung eines Durchgangs für einen Innenabschnitt nicht nur zu einem exzellenten Beibehalten der Gestalt der Fasern, durch den die Fasern eine vorbestimmte oder gewünschte optische Eigenschaft liefern, sondern auch zu einer Verbesserung der Qualität und Produktivität der Fasern bei.

Bei der ersten Ausführungsform ist die Dicke der Teilungsvor richtung 110 zur Durchgangssteuerung eines Innenabschnittes 0.3 mm in jedem Abschnitt, worauf sie jedoch nicht begrenzt ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2C wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die zweite Ausführungs form ist im wesentlichen die gleiche wie die erste Ausführungs form, bis auf die Teilungsvorrichtung 110 zur Durchgangssteuer ung eines Innenabschnittes. Insbesondere hat die Teilungsvor richtung 110 eine Öffnung, wie sie in Fig. 2C gezeigt ist, wobei die Breite W₁ der parallelen Schlitze 112 an deren Enden und die Breite W′₁ der parallelen Schlitze 112 an einem Schnittpunkt mit dem Mittelschlitz 106A 0.5 mm bzw. 0.2 mm beträgt, die Breite W₂ des Mittelschlitzes 106A 0.5 mm beträgt, das Intervall "d" zwischen den parallelen Schlitzen 112 2.0 mm beträgt und die Zahl der parallelen Schlitze 112 neun ist.

Ein Innenabschnitt der ausgebildeten Fasern hat eine Gestalt, die der Öffnung, wie in Fig. 6 gezeigt, ähnlicher ist als der Innenabschnitt der Fasern der ersten Ausführungsform, d. h. die Fasern der zweiten Ausführungsform zeigen eine höhere Transkrip tion als jene der ersten Ausführungsform.

Wie oben beschrieben trägt auch, entsprechend der zweiten Aus führungsform, der Gebrauch der Teilungsvorrichtung 110 zur Durchgangssteuerung eines Innenabschnittes nicht nur zu einem exzellenten Beibehalten der Fasergestalt bei, wodurch die Fasern eine vorbestimmte oder gewünschte optische Eigenschaft erfüllen, sondern auch zu einer Verbesserung der Qualität und Herstell barkeit der Fasern bei.

Nachdem die vorliegende Erfindung in Verbindung mit den bevor zugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf sich selbst beschränkt ist, und daß verschiedene Veränderungen und Modi fikationen durchgeführt werden können, ohne vom Geist der vor liegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Spinndüse zur Herstellung von Fasern aus Schmelzpolymeren zur Ausbildung eines ersten und zweiten Abschnittes, mit einem un runden Querschnitt, mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, der den ersten Abschnitt umgibt, wobei die Spinndüse enthält:
ein Spinnelement, das dazu dient, den ersten Abschnitt zu spinnen, wobei die Spinndüse eine Grundfläche und eine Öffnung zum Extrudieren des Schmelzpolymers für die Ausbildung des ersten Abschnittes hat; und
eine Teilungsvorrichtung, die an dem Spinnelement befestigt ist, wobei diese Teilungsvorrichtung dazu dient, die Öffnung des Spinnelementes zu teilen, und diese Teilungsvorrichtung eine Öffnung hat, die mit der Öffnung des Spinnelementes in Verbin dung steht, und die Öffnung der Teilungsvorrichtung von der Grundfläche des Spinnelementes hervorsteht.

2. Spinndüse nach Anspruch 1, bei der die Öffnung der Teilungs vorrichtung eine Gestalt hat, die mit der Öffnung des Spinnele mentes identisch ist.

3. Spinndüse nach Anspruch 2, bei der die Öffnung der Teilungs vorrichtung groß genug ist, um die Öffnung des Spinnelementes zu umschließen.

4. Spinndüse nach Anspruch 1, bei der die Öffnung der Teilungs vorrichtung zumindest eine Gruppe erster Schlitze enthält, die parallel zueinander angeordnet sind.

5. Spinndüse nach Anspruch 4, bei der die Öffnung der Teilungs vorrichtung desweiteren zumindest einen zweiten Schlitz enthält, der senkrecht zu zumindest einer Gruppe erster Schlitze ist.

6. Spinndüse nach Anspruch 4, bei der die ersten Schlitze von zumindest einer Gruppe die gleiche Breite haben und in regel mäßigen Abständen angeordnet sind.

7. Spinndüse nach Anspruch 5, bei der die Öffnung der Teilungs vorrichtung so ausgebildet ist, daß sie die Beziehung 3W₂ W₃ erfüllt, wobei W₂ die Breite des mindestens einen zweiten Schlitzes ist, und W₃ die Länge der ersten Schlitze der zumin dest einen Gruppe ist.

8. Spinndüse nach Anspruch 6, mit zumindest einer Gruppe erster Schlitze gleicher Länge.

9. Spinndüse nach Anspruch 8, mit zumindest einer Gruppe erster Schlitze unterschiedlicher Länge.

10. Spinndüse nach Anspruch 9, bei der die ersten Schlitze von zumindest einer Gruppe eine Länge haben, die schrittweise vom einen Ende des zumindest einen zweiten Schlitzes zu dessen ande rem Ende vergrößert wird.

11. Spinndüse nach Anspruch 1, bei der die Teilungsvorrichtung die gleiche Höhe in allen ihren Abschnitten hat.

12. Spinndüse nach Anspruch 11, bei der die Teilungsvorrichtung eine Höhe hat, die schrittweise von einem Rand des Spinnele mentes zu dessen Mitte größer wird.

13. Spinndüse nach Anspruch 8, bei der zumindest eine Gruppe erster Schlitze in Form eines Rechtecks ausgebildet ist.

14. Spinndüse nach Anspruch 13, bei der zumindest eine Gruppe erster Schlitze in Form einer Ellipse ausgebildet ist.

15. Spinndüse nach Anspruch 13, bei der die ersten Schlitze von zumindest einer Gruppe an den Enden breiter sind als an einem Schnittpunkt mit zumindest einem zweiten Schlitz.

16. Spinndüse nach Anspruch 15, bei der eine Verbindung von zumindest einer Gruppe erster Schlitze und der zweiten Gruppe davon durch einen ersten Schlitz sichergestellt ist.

17. Spinndüse nach Anspruch 16, bei der sich der eine erste Schlitz in der Mitte von zumindest einer Gruppe erster Schlitze befindet.

18. Spinndüse zur Herstellung von Fasern aus Schmelzpolymeren zur Ausbildung eines ersten und zweiten Abschnittes, mit einem unrunden Querschnitt, mit einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, der den ersten Abschnitt umgibt, wobei die Spinndüse enthält:
eine Einrichtung zum Spinnen eines ersten Abschnittes, wobei die Spinneinrichtung eine Grundfläche und eine Öffnung zum Extru dieren des Schmelzpolymers zur Ausbildung des ersten Abschnittes hat; und
eine Einrichtung zum Teilen der Öffnung der Spinneinrichtung, wobei diese Teilungseinrichtung eine Öffnung hat, die mit der Öffnung der Spinneinrichtung in Verbindung steht, wobei die Öffnung der Teilungsvorrichtung von der Grundfläche der Spinn einrichtung hervorsteht.