DE10107232A1

DE10107232A1 - Spinning thermoplastic multifilament, by extrusion and cooling, employs melt containing modifier reducing cooling rate to protract setting

Info

Publication number: DE10107232A1
Application number: DE2001107232
Authority: DE
Inventors: Detlev Schulz; Klaus Schaefer; Ulrich Enders
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: SAURER GMBH & CO. KG, 41069 MOENCHENGLADBACH, DE
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2001-08-30

Abstract

The main polymer employed, includes a modifier affecting filament surface structure, to reduce friction with the cooling airflow to a low level. Flow resistance is so reduced, that filament setting in the cooling section (7) is protracted. An independent claim is included for the corresponding spinning equipment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spinnen eines multifilen Fadens aus einem thermoplastischen Grundpolymer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Spinnvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.The invention relates to a method for spinning a multifilament thread a thermoplastic base polymer according to the preamble of claim 1 and a spinning device for performing the method according to the Preamble of claim 11.

Um einen multifilen Faden aus einem thermoplastischen Grundpolymer zu spinnen, wird zunächst in einem Schmelzeerzeuger, beispielsweise einem Extruder, ein Granulat des Polymers zu einer Schmelze aufgeschmolzen. Die Schmelze wird auf eine Temperatur von oberhalb 200°C gehalten und unter Druck durch eine Vielzahl von Düsenbohrungen einer Spinndüse extrudiert. Dabei entsteht an jeder Düsenbohrung ein strangförmiges Filament. Die Filamente werden nach Austritt aus der Spinndüse abgekühlt, damit das Polymer sich innerhalb des Filamentes verfestigt. Nach dem Verfestigen der Filamente werden diese zusammengefaßt und bilden den Faden, der abgezogen und zu einer Spule aufgewickelt wird. Die physikalischen Eigenschaften des Fadens werden hierbei im wesentlichen durch die Abkühlung der Filamentstränge und durch die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens bestimmt.To a multifilament thread made of a thermoplastic base polymer spinning, is first in a melt generator, for example one Extruder, a granulate of the polymer melted into a melt. The The melt is kept at a temperature above 200 ° C. and below Pressure extruded through a plurality of nozzle bores in a spinneret. This creates a strand-like filament at each nozzle bore. The filaments are cooled after exiting the spinneret so that the polymer itself solidified within the filament. After the filaments have solidified these grouped together and form the thread that is drawn off and into a bobbin is wound up. The physical properties of the thread are here essentially by cooling the filament strands and by Pull-off speed of the thread is determined.

Damit der Faden zur Weiterverarbeitung eine ausreichende Dehnung aufweist, hat sich herausgestellt, daß unter Berücksichtigung hoher Abzugsgeschwindigkeiten eine langsame und verzögerte Abkühlung sich besonders günstig auswirkt. So sind beispielsweise aus der EP 0 826 802 ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Filamentstränge zur Kühlung mehrere Zonen durchlaufen, in denen nach einer Vorkühlung eine Erwärmung und sodann wieder eine Abkühlung der Filamentstränge stattfindet. Hierbei werden die teilverfestigten Filamente nochmals plastiziert, um anschließend endgültig zu verfestigen.So that the thread has sufficient elongation for further processing it turned out that taking into account high take-off speeds slow and delayed cooling is particularly beneficial. So are, for example from EP 0 826 802, a method and a device known in which the filament strands for cooling several zones go through, in which after pre-cooling a heating and then again cooling of the filament strands takes place. Here, the partially solidified filaments plasticized again, then finally solidify.

Aus der EP 0 682 720 sind ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei welchen die Filamentstränge in ihrer Fortbewegung nach Austritt aus der Spinndüse durch ein Fadenlaufrichtung strömendes Kühlmedium unterstützt wird. Auch hierbei wird durch die Beschleunigung des - Kühlmediums in Fadenlaufrichtung erreicht, daß eine verzögerte Kühlung an den Filamentsträngen wirksam wird.Another method and a device are known from EP 0 682 720, in which the filament strands move forward after exiting the Spinneret is supported by a cooling medium flowing in the direction of the thread. Here, too, the acceleration of the cooling medium in Thread running direction achieved that a delayed cooling on the filament strands takes effect.

Bei den bekannten Verfahren wird eine verzögerte Abkühlung der Filamentstränge dadurch erreicht, daß die Filamentstränge nach Austritt aus der Spinndüse eine spezielle Behandlung erhalten, was eine besondere Ausgestaltung der Kühleinrichtung erfordert.In the known methods, a delayed cooling of the Filament strands achieved in that the filament strands after exiting the Spinneret received a special treatment, which is a special design the cooling device requires.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Spinnen eines multifilen Fadens aus einem thermoplastischen Grundpolymer zu schaffen, bei welchem die Abkühlung der Filamentstränge unabhängig vom Kühlmedium und der Kühleinrichtung veränderbar ist.It is an object of the invention, a method and an apparatus for Spinning a multifilament thread from a thermoplastic base polymer create, in which the cooling of the filament strands regardless of Cooling medium and the cooling device is changeable.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem Grundpolymer ein Modifikator zur Beeinflussung der Oberflächenstruktur der Filamente beigemengt wird, so daß die extrudierten Filamente eine veränderte Oberflächenstruktur erhalten und somit gegenüber dem Kühlmedium einen derart geringen Strömungswiderstand aufweisen, daß die Verfestigung bzw. die spannungsindizierte Kristallisation der Filamente innerhalb der Kühlstrecke verzögert einsetzt.This object is achieved in that the base polymer has a modifier for Influencing the surface structure of the filaments is added so that the extruded filaments get a modified surface structure and thus such a low flow resistance compared to the cooling medium have that the solidification or the stress-induced crystallization of Filaments inserted delayed within the cooling section.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Kristallisation der Filamente vom Austritt aus der Spinndüse bis zur Verfestigung und Ausbildung des Fadens davon abhängt, in welchem Maße das Kühlmedium auf das Filament wirkt. Dabei wurde festgestellt, daß die Oberflächenstruktur der Filamente den Kühleffekt beeinflußt. Insbesondere ist die Kühlwirkung abhängig von der Reibung zwischen den Filamenten und der angrenzenden Luftschicht. Je geringer der Strömungswiderstand der Oberflächenstruktur der Filamente ist, um so geringere Turbulenzen und um so geringere Austauschvorgänge zwischen Filamentoberfläche und Kühlmedium treten auf. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ohne Änderung der Vorrichtung eine verzögerte Abkühlung und somit eine höhere Abzugsgeschwindigkeit ausführbar ist.The invention is based on the knowledge that the crystallization of the filaments from the exit from the spinneret to the solidification and formation of the thread depends on the extent to which the cooling medium acts on the filament. there it was found that the surface structure of the filaments has the cooling effect influenced. In particular, the cooling effect depends on the friction between the filaments and the adjacent air layer. The lower the Flow resistance of the surface structure of the filaments is all the less Turbulence and the less exchange between Filament surface and cooling medium appear. The special advantage of Invention is that without changing the device a delayed Cooling and thus a higher take-off speed can be carried out.

Zur Verfestigung der Filamente wird vorgeschlagen, daß in Abhängigkeit von den jeweiligen Filamenttitern die Filamente eine Mindestlänge der Kühlstrecke von mindestens 100 bis 300 mm durchlaufen. Die Kühlstrecken können sich dabei bis zu über 1.000 mm hinaus erstrecken.To solidify the filaments, it is proposed that depending on the the filament, the filaments have a minimum length of the cooling section of Pass through at least 100 to 300 mm. The cooling sections can be up to extend to over 1,000 mm.

Um eine sehr homogene und ausreichende Stabilisierung der Schmelze zu erhalten, wird der Modifikator vorzugsweise vor dem Aufschmelzen des Grundpolymers eingebracht. Es ist jedoch auch möglich, insbesondere bei flüssigen oder pulverförmigen Modifikatoren diese unmittelbar in die Schmelze des Grundpolymers einzubringen und durch einen Mischer zu vermengen. Die Modifikatoren wirken sich in dem Polymer im wesentlichen dadurch aus, daß eine veränderte Oberflächenstruktur eintritt. Die veränderte Oberflächenstruktur ist dabei im wesentlichen schuppenförmig.To ensure a very homogeneous and sufficient stabilization of the melt obtained, the modifier is preferably before melting the Base polymer introduced. However, it is also possible, especially with liquid or powdery modifiers directly into the melt of the base polymer and mix in a mixer. The Modifiers have an effect in the polymer essentially in that a changed surface structure occurs. The changed surface structure is essentially scaly.

Bei einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante werden die Filamente vor der Verfestigung in ihrem Lauf durch das parallel zu den Filamenten fließende Kühlmedium unterstützt. Somit wird eine weitere Verminderung der Reibung zwischen dem Filament und dem angrenzenden Kühlmedium erreicht. Diese Verfahrensvariante ist somit insbesondere geeignet, um neben der reinen thermischen Kristallisation auch die durch Abziehen des Fadens entstehende spannungsinduzierte Kristallisation zu beeinflussen. Es ist bekannt, daß die Kristallisation der Filamente durch zwei sich gegenseitig beeinflussende Effekte bestimmt ist. Beim Abkühlen eines Filamentes ist die Verfestigung der Polymerschmelze in dem Filament von der Temperaturveränderung in der Schmelze abhängig. Diese wird somit als thermische Kristallisation bezeichnet. Beim Spinnen der Filamentbündel wird der Faden von der Spinndüse abgezogen. Dabei wirken an dem Faden Abzugskräfte, die eine spannungsinduzierte Kristallisation in den Filamenten bewirken. Beim Spinnen des Fadens treten somit die thermische Kristallisation und die spannungsinduzierte Kristallisation überlagert auf und führen gemeinsam zur Erstarrung des Filamentes. Durch das in Fadenlaufrichtung fließende Kühlmedium wird eine Entlastung der Abzugsspannung erreicht, so daß ebenfalls eine verzögerte spannungsinduzierte Kristallisation einsetzt.In a particularly advantageous process variant, the filaments are pre-drawn the solidification in its course through that flowing parallel to the filaments Coolant supported. This will further reduce friction reached between the filament and the adjacent cooling medium. This The process variant is therefore particularly suitable to use in addition to the pure thermal crystallization also occurs when the thread is drawn off to influence stress-induced crystallization. It is known that the Crystallization of the filaments through two mutually influencing effects is determined. When a filament cools, the solidification is the Polymer melt in the filament from the temperature change in the Melt dependent. This is referred to as thermal crystallization. When the filament bundles are spun, the thread is pulled off the spinneret. Here, pulling forces act on the thread, which induces a tension Cause crystallization in the filaments. So when spinning the thread occur thermal crystallization and stress-induced crystallization overlays and together lead to the solidification of the filament. By in Coolant flowing in the direction of the thread will relieve the load Discharge voltage reached, so that also a delayed voltage-induced Crystallization begins.

Um eine ausreichende Stabilität der Filamentstränge zu erhalten, ist innerhalb der Kühlstrecke in einer ersten Zone ein im wesentlichen quer zu den Filamenten fließendes Kühlmedium vorgesehen. Hier findet zunächst eine Vorkühlung statt, die eine Randverfestigung der Filamentstränge ermöglicht. In einer zweiten Zone wirkt sodann das parallel zu den Filamenten fließende Kühlmedium bis zur Verfestigung der Filamentstränge.In order to obtain sufficient stability of the filament strands, is within the Cooling section in a first zone essentially across the filaments flowing cooling medium provided. First of all, pre-cooling takes place here, which enables an edge hardening of the filament strands. In a second zone then the cooling medium flowing parallel to the filaments acts up to Solidification of the filament strands.

Das parallel zu den Filamenten fließende Kühlmedium läßt sich vorteilhaft auch durch einen zusätzlichen Kühlmedienstrom in die Kühlstrecke einleiten. Damit lassen sich die Vorkühlung in einer ersten Zone und die Kühlung bis zur Verfestigung der zweiten Zone unabhängig voneinander durch die jeweils zugeführten Kühlmedien beeinflussen.The cooling medium flowing parallel to the filaments can also advantageously be used introduce into the cooling section by an additional flow of cooling medium. In order to can be the pre-cooling in a first zone and the cooling up to Solidification of the second zone independently of each other influence the supplied cooling media.

Um neben der verzögerten thermischen Kristallisation eine gleichfalls verzögerte spannungsinduzierte Kristallisation zu erhalten, wird bei einer weiteren Verfahrensvariante vorgeschlagen, das parallel fließende Kühlmedium auf eine Strömungsgeschwindigkeit zu beschleunigen, die gleich oder größer ist als die Fadengeschwindigkeit der Filamente vor der Verfestigung. In addition to the delayed thermal crystallization, also a delayed one To obtain stress-induced crystallization is another Process variant proposed that the cooling medium flowing in parallel to a Accelerate flow rate that is equal to or greater than that Thread speed of the filaments before solidification.

Um bereits eine verzögerte Vorkühlung der Filamente und damit eine Umorientierung der Moleküle unmittelbar nach dem Extrudieren der Filamentstränge zu ermöglichen, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Verfahrensvariante vorgeschlagen, die Filamente unmittelbar nach der Extrusion durch eine Heizzone zu führen, in welcher den Filamenten eine Wärmemenge zugeführt wird.To delay the pre-cooling of the filaments and thus one Reorientation of the molecules immediately after the extrusion Allowing filament strands is advantageous according to another Process variant suggested the filaments immediately after extrusion through a heating zone in which the filaments have a quantity of heat is fed.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Spinnen von Fäden aus beispielsweise Polyester, Polyamid oder Polypropylen geeignet. Dabei sind in Abhängigkeit von dem Polymertyp die Modifikatoren zu bestimmen. Derart modifizierte Polymere werden bei Abzugsgeschwindigkeiten von größer 6.000 m/min gesponnen. Hierzu läßt sich der Faden unmittelbar durch eine Aufspulvorrichtung zur Herstellung eines vororientierten Fadens oder durch ein vor der Aufspulvorrichtung angeordnetes Lieferwerk zur Herstellung eines vollverstreckten Fadens abziehen. Das Verfahren ist jedoch nicht auf einen bestimmten Garntyp beschränkt. So können textile Fäden und auch technische Fäden gesponnen werden.The method according to the invention is for spinning threads from, for example Suitable for polyester, polyamide or polypropylene. Here are dependent on to determine the modifiers of the polymer type. Such modified polymers are spun at take-off speeds of more than 6,000 m / min. For this the thread can be produced directly by a winding device a pre-oriented thread or by one in front of the winding device Pull off the arranged delivery unit to produce a fully stretched thread. However, the process is not limited to a specific type of yarn. So textile threads and also technical threads can be spun.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere vorteilhaft durch eine Vorrichtung durchgeführt werden, bei welcher in Abstand unterhalb der Spinndüse in dem Kühlschacht ein ringförmiger Kanal ausgebildet ist, der an einem Kühlstromerzeuger angeschlossen ist und mehrere Öffnungen aufweist, um ein Kühlmedium parallel zu den Filamenten in dem Kühlschacht in Fadenlaufrichtung zu führen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit insbesondere geeignet, um die Verfestigung der Filamente entlang der Spinnlinie im Bereich des Kühlschachtes zu verändern. Die Kombination zwischen dem modifizierten Grundpolymer und dem in Filamentrichtung strömenden Kühlmedium ist besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung, um die thermische Kristallisation und die spannungsinduzierte Kristallisation bis hin zur Verfestigung zu beeinflussen. Damit lassen sich Fäden mit hohen Dehnungswerten und niedrigen Dynafilwerten bei gleichzeitig hohen Abzugsgeschwindigkeiten herstellen. The method according to the invention can be advantageous, in particular, by Device are carried out in which at a distance below the An annular channel is formed in the cooling shaft in the cooling shaft a cooling power generator is connected and has several openings to a cooling medium parallel to the filaments in the cooling shaft in To guide the thread running direction. The device according to the invention is thus particularly suitable for solidifying the filaments along the spinning line to change in the area of the cooling shaft. The combination between the modified base polymer and the flowing in the filament direction Cooling medium is particularly advantageous in the case of the invention Spinning device to the thermal crystallization and the voltage induced To influence crystallization up to solidification. It can be used to create threads with high elongation values and low Dynafil values combined with high ones Establish take-off speeds.

Zur Vorkühlung der Filamentstränge nach dem Extrudieren wird gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Spinnvorrichtung der Kühlschacht zwischen dem ringförmigen Kanal und der Unterseite der Spinndüse mit einer gasdurchlässigen Wand ausgeführt, so daß ein zusätzliches Kühlmedium unmittelbar unterhalb der Spinndüse in den Kühlschacht eingeführt werden kann. Das in dem Kühlschacht fließende Kühlmedium läßt sich sowohl durch ein Gebläse oder auch durch eine Unterdruckquelle erzeugen. Wesentlich ist hierbei, daß die Fließrichtung des Kühlmediums nach der Vorkühlung in Fadenlaufrichtung ausgerichtet ist.To pre-cool the filament strands after extruding, according to one particularly preferred development of the spinning device of the cooling shaft between the annular channel and the bottom of the spinneret with a gas permeable wall, so that an additional cooling medium can be inserted into the cooling shaft immediately below the spinneret. The cooling medium flowing in the cooling shaft can be both by a Generate blower or a vacuum source. It is essential here that the direction of flow of the cooling medium after pre-cooling in Thread running direction is aligned.

Um eine möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit des fließenden Kühlmediums zu erhalten, ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Spinnvorrichtung der Kühlschacht mit einer Querschnittsverengung ausgebildet, die von den Filamenten durchlaufen und dem Kühlmedium durchströmt wird. Die Querschnittsverengung weist hierbei im engsten Querschnitt einen Durchmesser von mindestens 10 mm bis max. 40 mm auf.To ensure the highest possible flow velocity of the flowing cooling medium According to a further advantageous development, the Spinning device of the cooling shaft with a cross-sectional constriction, through which the filaments pass and through which the cooling medium flows. The Cross-sectional narrowing has a diameter in the narrowest cross-section from at least 10 mm to max. 40 mm.

Weitere vorteilhafte Verfahrensvarianten sowie Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen definiert.Further advantageous process variants and developments of the device are defined in the subclaims.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie vorteilhafte Auswirkungen der erfindungsgemäßen Verfahren näher beschrieben.Using the accompanying drawings, some embodiments of the device according to the invention and advantageous effects of described method according to the invention.

Es stellen dar:They represent:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 1 shows schematically a first embodiment of an apparatus according to the invention for performing the method according to the invention;

Fig. 2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 2 schematically shows another embodiment of the device according to the invention for performing the method according to the invention.

In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spinnen eines multifilen Fadens gezeigt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Spinnvorrichtung wird ein Faden 18 aus einem thermoplastischen Material gesponnen und zu einer Spule 19 aufgewickelt. Das thermoplastische Material setzt sich aus einem thermoplastischen Grundpolymer und einem Modifikator zusammen. Das thermoplastische Grundpolymer und der Modifikator werden über eine Einfülleinrichtung 2 einem Extruder 1 aufgegeben. In dem Extruder 1 werden das Grundpolymer und der Modifikator aufgeschmolzen und vermengt. Der Extruder 1 ist über eine Schmelzeleitung 3 mit einer Verteilerpumpe 4 verbunden. Dabei wird die Schmelze vom Extruder 1 zur Verteilerpumpe 4 geführt. Die Verteilerpumpe 4 ist mit einem Spinnkopf 5 verbunden und führt die Schmelze zu einer auf der Unterseite des Spinnkopfes 5 angeordneten Spinndüse 6. Die Spinndüse 6 besitzt an der Unterseite eine Vielzahl von Düsenbohrungen. Aus den Düsenbohrungen der Spinndüse 6 tritt die Schmelze in Form von feinen Filamenten 13 aus. Die Filamente 13 durchlaufen einen Kühlschacht 7. Der Kühlschacht 7 wird durch einen unmittelbar unterhalb der Spinndüse 6 angeordneten Siebzylinder 8 und einen mit dem Siebzylinder 8 verbundenen Kühlzylinder 9 gebildet. Der Siebzylinder 8 ist gasdurchlässig ausgebildet und ist innerhalb einer Blaskammer 15 angeordnet. Zwischen dem Siebzylinder 8 und dem Kühlzylinder 9 ist innerhalb des Kühlschachtes 7 ein Ringkanal 10 angeordnet. Der Ringkanal 10 und die Blaskammer 15 sind gemeinsam an einem Gebläse 11 angeschlossen. Auf der Unterseite des Ringkanals 10 sind mehrere Öffnungen 12 gleichmäßig auf dem Umfang des Ringkanals 10 angeordnet.In Fig. 1 a first embodiment of a device according to the invention is shown schematically for spinning a multifilament yarn. In the spinning device shown in Fig. 1, a thread 18 is spun from a thermoplastic material and wound into a bobbin 19 . The thermoplastic material consists of a thermoplastic base polymer and a modifier. The thermoplastic base polymer and the modifier are fed to an extruder 1 via a filling device 2 . The basic polymer and the modifier are melted and mixed in the extruder 1 . The extruder 1 is connected to a distributor pump 4 via a melt line 3 . The melt is fed from the extruder 1 to the distributor pump 4 . The distributor pump 4 is connected to a spinning head 5 and guides the melt to a spinneret 6 arranged on the underside of the spinning head 5 . The spinneret 6 has a plurality of nozzle bores on the underside. The melt emerges in the form of fine filaments 13 from the nozzle bores of the spinneret 6 . The filaments 13 pass through a cooling shaft 7 . The cooling shaft 7 is formed by a screen cylinder 8 arranged directly below the spinneret 6 and a cooling cylinder 9 connected to the screen cylinder 8 . The screen cylinder 8 is designed to be gas-permeable and is arranged within a blowing chamber 15 . Between the screen cylinder 8 and the cooling cylinder 9 , an annular channel 10 is arranged within the cooling shaft 7 . The ring channel 10 and the blowing chamber 15 are connected together to a blower 11 . On the underside of the ring channel 10 , a plurality of openings 12 are arranged uniformly on the circumference of the ring channel 10 .

Zur Kühlung der durch den Kühlschacht geführten Filamente wird durch das Gebläse 11 zunächst ein Kühlmedium durch die gasdurchlässige Wand des Siebzylinders 8 im wesentlichen quer zur Fadenlaufrichtung der Filamente 13 in den Kühlschacht 7 eingeblasen. Ein zweiter Kühlmedienstrom des Kühlmediums wird über den Ringkanal 10 durch die Öffnungen 12 parallel zu den Filamenten 13 in den Kühlschacht 7 eingeblasen. Am Ende des Kühlschachtes 7 tritt das Kühlmedium aus. Als Kühlmedium wird vorzugsweise eine Kühlluft eingesetzt, so daß das Kühlmedium am Ausgang des Kühlschachtes unmittelbar in die Umgebung abgegeben werden kann. Es ist jedoch auch möglich, als Kühlmedium ein dampfförmiges Fluid zu verwenden, wobei ein derartiges Fluid vorzugsweise am Ausgang des Kühlschachtes abgesaugt wird.In order to cool the guided through the cooling shaft the filaments a cooling medium is injected through the gas-permeable wall of the screen cylinder 8 is substantially transversely to the thread running direction of the filaments 13 in the cooling shaft 7 by the blower 11 first. A second cooling medium flow of the cooling medium is blown into the cooling shaft 7 via the ring channel 10 through the openings 12 parallel to the filaments 13 . The cooling medium emerges at the end of the cooling shaft 7 . Cooling air is preferably used as the cooling medium, so that the cooling medium can be released directly into the environment at the outlet of the cooling shaft. However, it is also possible to use a vaporous fluid as the cooling medium, such a fluid preferably being sucked off at the outlet of the cooling shaft.

Am Ausgang des Kühlschachtes befindet sich eine Präparationseinrichtung 14, die die Filamente zu dem Faden 18 zusammenführen. Der Faden 18 wird sodann in eine Aufwickeleinrichtung 17 zu einer Spule 19 aufgewickelt. Zwischen der Präparationseinrichtung 14 und der Aufwickeleinrichtung 17 ist eine Behandlungseinrichtung 16 vorgesehen, so daß in Abhängigkeit vom Herstellungsprozeß eine hierzu abgestimmte Behandlung, beispielsweise ein Verstrecken, durchgeführt werden kann.At the exit of the cooling shaft there is a preparation device 14 which bring the filaments together to form the thread 18 . The thread 18 is then wound into a winding device 17 into a bobbin 19 . A treatment device 16 is provided between the preparation device 14 and the winding device 17 , so that a treatment which is coordinated with it, for example stretching, can be carried out as a function of the production process.

In Fig. 2 ist schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung gezeigt, das im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen und nur auf die dargestellten Unterschiede hingewiesen. FIG. 2 schematically shows a further exemplary embodiment of a spinning device according to the invention, which is essentially identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1. In this respect, reference is made to the preceding description and only the differences shown are pointed out.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Spinnvorrichtung ist die Verteilerpumpe 4 am Einlaß mit dem Extruder 1 und einer separaten Dosierpumpe 20 verbunden. In dem Extruder 1 wird hierbei vorzugsweise nur das Grundpolymer aufgeschmolzen und der Verteilerpumpe 4 zugeführt. Der Modifikator wird über die Dosierpumpe 20 der Verteilerpumpe 4 zudosiert. Die Verteilerpumpe enthält eine Mischkammer, in welcher die Schmelze und der Modifikator miteinander vermengt werden. Eine derartige Pumpe ist beispielsweise aus der EP 0 636 190 bekannt. Insoweit wird auf die zitierte Druckschrift Bezug genommen. In the spinning device shown in FIG. 2, the distributor pump 4 is connected at the inlet to the extruder 1 and a separate metering pump 20 . In this case, only the base polymer is preferably melted in the extruder 1 and fed to the distributor pump 4 . The modifier is metered into the distributor pump 4 via the metering pump 20 . The distributor pump contains a mixing chamber in which the melt and the modifier are mixed together. Such a pump is known for example from EP 0 636 190. In this respect, reference is made to the cited publication.

Die modifizierte Schmelze wird sodann von der Verteilerpumpe 4 zum beheizten Spinnkopf 5 mit der Spinndüse 6 geführt. Zur Abkühlung der extrudierten Filamente 13 ist der Kühlschacht durch einen Siebzylinder 8 und einen Kühlzylinder 9 gebildet. Im Kühlzylinder 9 ist ein ringförmiger Einsatz 26 derart angeordnet, daß sich innerhalb des Kühlschachtes 7 eine Querschnittsverengung 25 ausbildet. Auf der Auslaßseite des Kühlschachtes 7 ist ein Ringkanal 22 ausgebildet. Der Ringkanal 22 ist mit einer Unterdruckquelle 24 verbunden. Auf der Oberseite des Ringkanals 22 sind mehrere Öffnungen 23 gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet.The modified melt is then fed from the distributor pump 4 to the heated spinning head 5 with the spinneret 6 . To cool the extruded filaments 13 , the cooling shaft is formed by a screen cylinder 8 and a cooling cylinder 9 . An annular insert 26 is arranged in the cooling cylinder 9 such that a cross-sectional constriction 25 is formed within the cooling shaft 7 . An annular channel 22 is formed on the outlet side of the cooling shaft 7 . The ring channel 22 is connected to a vacuum source 24 . On the top of the ring channel 22 , a plurality of openings 23 are arranged evenly distributed around the circumference.

Die Präparationseinrichtung 14, die Behandlungseinrichtung 16 und die Aufwickeleinrichtung 17 sind identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ausgeführt.The preparation device 14 , the treatment device 16 and the winding device 17 are identical to the previous exemplary embodiment.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Kühleinrichtung werden die Filamentbündel durch ein Kühlmedium gekühlt, das aufgrund einer Saugwirkung von außen durch die gasdurchlässige Wand des Siebzylinders 8 in den Kühlschacht 7 eintritt. Durch die in dem Kühlschacht 7 vorgesehene Querschnittsverengung 25 wird das Kühlmedium zu einem parallel fließenden Kühlmedienstrom beschleunigt und am Ausgang über den Ringkanal 22 und die Unterdruckquelle 24 abgeführt.In the cooling device shown in FIG. 2, the filament bundles are cooled by a cooling medium which, due to a suction effect from the outside, enters the cooling shaft 7 through the gas-permeable wall of the screen cylinder 8 . By means of the cross-sectional constriction 25 provided in the cooling shaft 7 , the cooling medium is accelerated to a cooling medium flow flowing in parallel and discharged at the outlet via the annular channel 22 and the vacuum source 24 .

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Spinnvorrichtungen sind insbesondere geeignet, um neben der verzögerten thermischen Kristallisation bedingt durch die modifizierte Oberflächenstruktur der Filamente gleichzeitig die Abzugsspannung durch das im Kühlschacht parallel fließende Kühlmedium zu beeinflussen und somit ebenfalls eine Veränderung der spannungsinduzierten Kristallisation zu erreichen. Die Spinnvorrichtungen sind daher insbesondere geeignet, um Fäden mit hoher Abzugsgeschwindigkeit von oberhalb 6.000 m/min zu spinnen.The spinning devices shown in FIGS . 1 and 2 are particularly suitable, in addition to delayed thermal crystallization due to the modified surface structure of the filaments, at the same time influencing the take-off tension by the cooling medium flowing in parallel in the cooling shaft and thus likewise achieving a change in the voltage-induced crystallization. The spinning devices are therefore particularly suitable for spinning threads with a high take-off speed of above 6,000 m / min.

Die dargestellten Spinnvorrichtungen weisen einen zylindrischen Kühlschacht auf, um einen Faden zu spinnen. Es ist jedoch ebenso möglich, die Kühleinrichtung als Quader auszubilden, so daß mehrere Fäden nebeneinander gleichzeitig durch den Kühlschacht geführt werden. Hierbei wird der Ringkanal durch an jeder Längsseite angebrachte Kanäle gebildet, die jeweils an einer der Seitenwände der Kühleinrichtungen angeordnet sind.The spinning devices shown have a cylindrical cooling shaft to spin a thread. However, it is also possible that Form cooling device as a cuboid, so that several threads side by side be led through the cooling shaft at the same time. Here the ring channel formed by channels on each long side, each on one of the Side walls of the cooling devices are arranged.

Zur Beschleunigung des in den Kühlschacht 7 eintretenden Kühlmediums können die Öffnungen 12 in dem Ringkanal 10 der in Fig. 1 gezeigten Spinnvorrichtung auch vorteilhaft durch mehrere Injektoren gebildet sein. Damit läßt sich bereits kurz nach Eintritt des Kühlmediums eine Spannungsentlastung an dem Filament herbeiführen. To accelerate the cooling medium entering the cooling shaft 7 , the openings 12 in the annular channel 10 of the spinning device shown in FIG. 1 can also advantageously be formed by a plurality of injectors. This allows the filament to be relieved of stress shortly after the cooling medium has entered.

Reference list

11

Extruder
Extruder

22nd

Einfülleinrichtung
Filling device

33rd

Schmelzeleitung
Melting line

44

Verteilerpumpe
Distributor pump

55

Spinnkopf
Spinning head

66

Spinndüse
Spinneret

77

Kühlschacht
Cooling shaft

88th

Siebzylinder
Screen cylinder

99

Kühlzylinder
Cooling cylinder

1010th

Ringkanal
Ring channel

1111

Gebläse
fan

1212th

Öffnungen
openings

1313

Filamente
Filaments

1414

Präparationseinrichtung
Preparation device

1515

Blaskammer
Blowing chamber

1616

Behandlungseinrichtung
Treatment facility

1717th

Aufwickeleinrichtung
Take-up device

1818th

Faden
thread

1919th

Spule
Kitchen sink

2020th

Dosierpumpe
Dosing pump

2121

Leitung
management

2222

Ringkanal
Ring channel

2323

Öffnungen
openings

2424th

Unterdruckquelle
Vacuum source

2525th

Querschnittsverengung
Cross-sectional narrowing

2626

Einsatz
commitment

Claims

1. A method for spinning a synthetic thread from a thermoplastic base polymer, in which the thermoplastic base polymer is melted and extruded into a plurality of strand-like filaments, in which the filaments are cooled and solidified under the action of a flowing cooling medium and after passing through a cooling section, in which after solidification, the filaments are combined to form the thread and in which the thread is drawn off and wound up into a spool, characterized in that a modifier for influencing the surface structure of the filaments is added to the base polymer, so that the extruded filaments obtain a low-friction surface structure, and that the filaments have such a low flow resistance to the cooling medium that the solidification of the filaments begins within the cooling section with a delay.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Filaments for solidification a minimum length of the cooling section go through, depending on the filament titer at least 100 to 500 mm.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Modifier of the base polymer before or after melting the Base polymer is added.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that the filaments before solidification in their Run through the cooling medium flowing parallel to the filaments get supported.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the filaments within the cooling section in a first zone due to the flow essentially transverse to the filaments Cooling medium pre-cooled and in a second zone through the parallel coolant flowing to the filaments until solidification be cooled.

6. The method according to claim 5, characterized in that for Cooling of the filaments that flow parallel to the filaments Coolant through an additional flow of coolant in the Cooling section is initiated.

7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that that the cooling medium flowing in parallel is a Has flow rate that is equal to or greater than that Thread speed of the filaments before solidification.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized that the filaments immediately after extrusion be passed through a heating zone in which the filaments Amount of heat is supplied.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the thread by a winding device is deducted, the withdrawal speed by a Winding speed of greater than 6000 m / min is determined.

10. The method according to claim 9, characterized in that the thread by one arranged in the thread path in front of the winding device Delivery plant is deducted, the withdrawal speed of the Is lower than the winding speed of the Winding device.

11. Spinning device for performing the method according to one of the Claims 1 to 10, with a melt generator with a Spinneret is connected, which on the bottom a variety of Nozzle holes for extruding a variety of filaments has, with a cooling device which a cooling shaft and has a cooling power generator connected to the cooling shaft, with a preparation device for summarizing the filaments to the thread and with a winding device, thereby characterized that at a distance below the spinneret in the Cooling shaft an annular channel is formed that the channel the cooling power generator is connected and that the channel several Has openings through which a cooling medium parallel to the Filaments in the cooling shaft can be guided in the thread running direction.

12. Spinning device according to claim 11, characterized in that between the annular channel and the bottom of the spinneret the cooling shaft has at least one gas-permeable wall which an additional cooling medium can be introduced into the cooling shaft is.

13. Spinning device according to claim 11 or 12, characterized in that that the cooling power generator is a blower, which has a Blow chamber also with the gas-permeable wall of the cooling shaft connected is.

14. Spinning device according to claim 11 or 12, characterized in that that the cooling power generator is a vacuum source and that the annular channel is arranged at the outlet of the cooling shaft.

15. Spinning device according to one of claims 11 to 14, characterized characterized that the cooling shaft to accelerate the parallel a cooling medium flowing to the filaments Cross-sectional constriction that the filaments pass through and is flowed through the cooling medium.

16. Spinning device according to claim 15, characterized in that the narrowing of the cross section in the narrowest cross section a diameter from at least 10 mm to a maximum of 40 mm.