DE10140116A1 - Spinnverfahren mit Doppelfilter und Vorrichtung dazu - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spinnverfahren zum Verspinnen von Polymeren mittels sehr großer Filterflächen. Die Durchführung des Verfahrens erfolgt durch vorgegebene Spinndüsenanordnungen, welche verschiedene Filteranordnungen enthalten, die aber in jedem Fall aus mindestens zwei Ringfilterelementen, die ein Durchmesser-zu-Länge-Verhältnis von mindestens 2 : 1 bis zu 10 : aufweisen und gemeinsam mit den anderen für den Spinnprozess erforderlichen Bauteilen so ausgestaltet sind, dass im Betriebszustand eine selbstdichtende Wirkung eintritt. Durch geeignete Werkstoff- und Passungsauswahl für die Einzelteile der Spinndüse erfolgt die Dichtwirkung bei Betriebstemperatur durch die erhöhte Ausdehnung der inneren Bauteile, speziell der Ringfilterelemente, gegenüber den angrenzenden Verdrängerkörpern bzw. dem außen liegenden Gehäuse. DOLLAR A Die Erfindung ist auf vorgegebene Spinnpaketdimensionen hin konzipiert, so dass der Austausch mit den Spinnpaketen in bereits vorhandenen Spinnanlagen zwecks Optimierung der Spinnstandzeit vorgenommen werden kann.

Description

• Die Erfindung betrifft - gemäß den Patentansprüchen - ein Spinnverfahren zum Verspinnen von Polymeren mittels sehr großer Filterflächen. Die Durchführung des Verfahrens erfolgt durch Spinndüsenanordnungen, welche Filteranordnungen enthalten, die aus mindestens zwei Ringfilterelementen, die jeweils ein Durchmesser zu Länge Verhältnis von mindestens 2 : 1 bis zu 10 : 1 aufweisen und gemeinsam mit den anderen für den Spinnprozess erforderlichen Bauteilen so ausgestaltet sind, dass im Betriebszustand eine selbstdichtende Wirkung eintritt.
• Druckaufbau, Scherung und Filterung des zu verspinnenden Polymers wird in Spinndüsenanordnungen üblicherweise durch eine Filteranordnung vorgenommen. Derartige Filteranordnungen sind beispielsweise Stahlsandschüttung gemäß US 5 304 052 oder Kerzenfilter-Parallelanordnungen gemäß US 3 802 821. Während eine Sandfüllung über eine Höhenvariierung lediglich eine Veränderung der Filterungstiefe erlaubt, ist bei der Verwendung von Filterkerzen eine Vergrößerung der Filterfläche sowohl über die Anzahl als auch über die Länge der Kerzen möglich. Diese Vergrößerung der Filterfläche bei gegebenen Außendimensionen der Spinnpakete wird angestrebt, um längere Spinnstandzeiten zu erreichen. Bei Spinnpaketen mit einem Filteraufbau ähnlich der US 3 802 821 wird die Filterfläche offensichtlich - und zusätzlich auch noch durch plissierte Filtergewebe - stark vergrößert. Bedingt durch den ungleichmäßigen Fluss zwischen den Filterkerzen und auch durch die einzelnen Kerzen hindurch kommt es zu punktuellen Verschmutzungen an und in den Filterkerzen, zu unterschiedlichen Verweilzeiten und zu Polymerabbau in den Stau- bzw. Totzonen. Folglich kommt es zu Spinnstörungen, das heißt letztendlich wieder zu verkürzten Spinnstandzeiten. Außerdem ist die Filterungstiefe und Scherwirkung üblicher Filterkerzen so gering, dass sie nicht für alle Polymere oder Spinnprozesse einsetzbar sind.
• Die vorstehenden Beispiele vollflächiger Spinndüsen sind für textile Filamente oder auch technische Garne gebräuchlich. Zur Erspinnung von Stapelfasern bevorzugt man aufgrund der sehr hohen Kapillarzahlen ringförmige Spinndüsenanordnungen. Bedingt durch die Größe dieser Ringspinndüsen, werden die vorstehend geschilderten Probleme verschärft. Ein Ringspinndüsenpaket nach der US 3 307 216 zeigt einen Sandfilterkuchen, der von einem Siebgewebe ummantelt und einem Verteilerring abgestützt wird. Hier wird eine große Filterfläche mit relativ geringer Filtertiefe sowie aufwendiger Konfektionierung und hohen Kosten erkauft. Nach der DE 199 15 700 A1 ist zwar die Filterfläche besonders groß, aber die Filterungstiefe dagegen gering, d. h. es wird zwar gefiltert aber kaum geschert. Weil in der relativ dünnen Sandschicht der DE 199 15 700 sich leicht Gassen bilden können, ist der gleichmäßige Durchfluss auf die Spinndüse nicht fortwährend gewährleistet. Darüber hinaus sind die beiden Haltezonen des Filterformkörpers sehr schlecht durchströmt - und Totzonen können leicht zu Spinnstörungen führen.
• Neben der optimalen Filterung, einer möglichst kurzen Verweilzeit und totraumfreier Polymerführung ist auch dem Problem der Abdichtung zwischen dem Filtermedium und den umgebenden Bauteilen Aufmerksamkeit zu schenken. Bei Sandfilterungen wird üblicherweise mit Stützfiltern abgedichtet, die mit Aluminium eingefasst sind, wie in der US 5 304 052 gezeigt wird. Diese Lösung macht zwar den zweiten Filter in Spinnpaketen älterer Bauart nach US 3 028 627 überflüssig, hat aber eine Stauzone in der Einfassung. Schutzfilter wie z. B. nach US 3 028 627 sind generell nicht zur Filterflächenverdopplung geeignet, sie sollen lediglich durchgeschwemmten Sand vor den Spinnkapillaren zurückhalten. Für die Lösung der Totzonenproblematik bei Kerzenfiltern bietet die EP 0 658 638 B1 eine einzige großflächige Einzelkerze mit totraumfreier Verschweißung der Einzelteile und hydraulischer Selbstdichtung an, die mittels eines konischen Einsatzes statt einer Gewindeverschraubung montiert wird. Die Filterungstiefe wird durch eine nahtlose Sinter-Webfilterkombination bewirkt, aber reicht trotzdem noch nicht an übliche Sandfilter heran. Die Vergrößerung der Filterflächen erfolgt nach der EP 0 658 638 ausschließlich durch den Längenzuwachs der Einzelkerze. Das Durchmesser zu Länge Verhältnis von 1 : 10 bis 1 : 15 erfordert hochbauende Spinnpakete und schränkt daher den Einsatz dieser Filterart auf kleine Filament-Spinnpakete mit vollflächigen Spinndüsen ein.
• Eine sehr große Filterfläche und auch einige Filterungstiefe bietet die Filtervariante und Filteranordnung nach WO 99/64648 A1: Statt mehrere der üblichen, kleinen Filterkerzen mit ihrem Durchmesser zu Länge Verhältnis von 1 : 3 bis 1 : 5 parallel zu schalten, um so die große Filterfläche zu erhalten, wird ein großes ringförmiges Filterelement mit einem Durchmesser zu Länge Verhältnis von ungefähr 1,5 : 1 vorgeschlagen. Wie aus der Fig. 1 der WO 99/64648 hervorgeht ist dieses Ringfilterelement jedoch auch nur eine Lösung für vollflächige Spinndüsen, denn es wird - bei vorgegebenen Spinnpaketdimensionen - die Pakethöhe nicht so optimal genutzt wie der Paketdurchmesser.
• Zur Abdichtung in Spinnpaketen wird in der WO 99/64684 ein ähnlicher Vorschlag offengelegt wie in der EP 0 658 638: Schräge Dichtflächen und Dichtungsspalte, die durch den hydraulischen Druck des Polymers auf einen Verdrängerkörper selbsttätig geschlossen werden. Nachteilig an diesen beiden Lösungen ist es aber, dass es z. B. bei Druckstörungen oder gar Totalausfall des Polymerdruckes zu Undichtigkeiten des Systems aufgrund des Rückdruckes von der Spinndüse her führen kann. Eine Abdichtung über die unterschiedliche Wärmeausdehnung der Düsenbauteile wird sowohl in der DE 199 32 852 A1 als auch in der WO 01/09413 A1 vorgeschlagen. Diese sogenannte Thermodifferenzabdichtung basiert auf der Nutzung der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Düsenwerkstoffe, so dass zum Beispiel im einfachsten Fall, der WO 01/09413, sich die Düsenplatte stärker ausdehnt als das Gehäuse und dadurch bei Betriebstemperatur die erwünschte Dichtwirkung eintritt. Trotzdem kann nicht verhindert werden, dass der kaltgesinterte Filteraufbau darin von außen herum umströmt wird, weil immer wieder Fertigungsungenauigkeiten vorliegen. Das gilt zum Teil auch für den komplexeren Aufbau der DE 199 32 852, die durch das Wellfilterprinzip allerdings mehr Filterfläche und mehr Filterungstiefe bietet: die losen Filter direkt auf der Spinndüsenplatte können ebenfalls umströmt werden.
• Sämtliche der hier besprochenen Spinnpaketvarianten und Filteranordnungen haben zweifellos ihre wesentlichen Vorteile für bestimmte Einsatzzwecke. Sie sind aber für die Zielsetzung, bei vorgegebenen Spinnpaketdimensionen (zwecks Austauschbarkeit in vorhandenen Anlagen), eine möglichst hohe Spinnstandzeit durch große Filterflächen zu bieten, nicht optimal geeignet.
• Es bestand für die vorgestellte Erfindung also die Aufgabe, einerseits die Vorteile der Sandfilterung bzw. moderner Filtergewebe und Filteranordnungen wie der Wellfilter (Tiefenfiltration und hohe Scherung) mit den Vorteilen üblicher Web- oder Vlies- Flachfiltern (gleichmäßige Filtrierung bei reproduzierbaren Bedingungen und einfacher Handhabung) bzw. parallelgeschalteter Filterkerzen oder Ringfilterelemente (große Filterflächen) andererseits zu vereinigen. Dabei soll auch die Dichtungs- und Totzonenproblematik möglichst gänzlich eliminiert werden. Eine kostengünstige und montagefreundliche Konstruktion wäre wünschenswert. Die Vergrößerung der Filterfläche bei gegebener Spinnpaketdimensionierung, um die Spinnstandzeit in vorhandenen Anlagen zu optimieren, war das Hauptziel für die Lösungsfindung.
• Die erfinderische Lösung dieser Aufgaben erfolgt gemäß den Patentansprüchen. In den Patentansprüchen 1 bis 7 werden zunächst die verfahrenstechnischen Problemstellungen gelöst:
  Das neue Spinnverfahren zum Verspinnen von Polymeren erfolgt mittels einer Spinndüsenanordnung, die im wesentlichen aus einer neuen Filteranordnung mit sehr großen Filterfläche zur Scherung und Filterung des Polymers und den sie umgebenden und angrenzenden Spinndüsenbauteilen besteht. Diese erfindungsgemäße Filteranordnung wird aus mindestens zwei miteinander verschalteten Ringfilterelementen (5 oder 14 und 15) gebildet, wobei ein Ringfilterelement (5, 14 oder 15) jeweils aus mindestens einem ringförmigen zylindrischen aus mehreren Web- und Sinterfilterlagen und einem integrierten Stützelement gefertigten Filter (5.1, 14.1 oder 15.1) sowie zwei daran befestigten Halteringen (5.2 und 5.3, 14.2 und 14.3 oder 15.2 und 15.3) besteht. Die erfindungsgemäßen Ringfilterelemente (5, 14 und 15) weisen ein Durchmesser zu Länge Verhältnis von mindestens 2 : 1 bis 10 : 1 auf.
• Diese Vervielfachung der Filterflächen bei gegebener Spinnpaketdimensionierung bringt den wesentlichen und erstrebten Vorteil der Spinnstandzeitverlängerung. Das neue Spinnverfahren kann dann in verschiedenen Varianten durchgeführt werden, indem die Filteranordnung den Gegebenheiten der verschiedenen Polymeren und Spinnpaketkonfigurationen angepasst wird:
  In der erfindungsgemäßen Filteranordnung, die aus mindestens zwei miteinander verschalteten Ringfilterelementen (5 oder 14 und 15) besteht, können die Ringfilterelemente (5 oder 14 und 15) in einer Reihe hintereinander geschaltet werden.
• Diese Reihenschaltung bringt neben der Vervielfachung der Filterflächen bei gegebener Spinnpaketdimensionierung noch den Vorteil einer erhöhten Filterungstiefe zur Scherung des Polymers.
• Eine weitere Filteranordnung wird aus mindestens zwei Ringfilterelementen (14 und 15) gebildet, die parallel zueinander geschaltet werden.
• Diese Verfahrensvariante kommt vorzugsweise bei flachbauenden Spinnpaketen zur Anwendung. Sie wird immer dann eingesetzt, wenn es mehr auf Durchsatz als auf Filterungstiefe ankommt.
• Die Ringfilterelemente (5) sind konzentrisch übereinander angeordnet und von identischer Dimensionierung, Filterschichtung und Ausgestaltung.
• Diese Verfahrensvariante kommt bei hochbauenden Spinnpaketen zum Tragen. Vorteilhafterweise wird der Einsatz in Spinnanlagen für Textile Filamente bzw. Technisch Garn stattfinden. Die identische Ausführung der Ringfilterelemente (5) bietet hier den Kostenvorteil höherer Fertigungsstückzahlen.
• Die Ringfilterelemente (14 und 15) sind in der Reihenschaltung konzentrisch ineinander angeordnet und von unterschiedlicher Dimensionierung, Filterschichtung und Ausgestaltung.
• Auch diese Verfahrensvariante kommt bei flachbauenden Spinnpaketen zur Anwendung. Vorzugsweise wird der Einsatz in Stapelfaseranlagen stattfinden.
• Für den speziellen Einsatz in Spinndüsenanordnungen mit voller Spinndüsenfläche besteht die neue Filteranordnung aus mindestens zwei Ringfilterelementen (5), welche jeweils ein Durchmesser zu Länge Verhältnis von mindestens 2 : 1 bis zu 5 : 1 aufweisen sollen.
• Diese Verfahrensvariante wird vorteilhafter Weise bei hochbauenden Spinnpaketen in Spinnanlagen für Textile Filamente bzw. Technisch Garn eingesetzt.
• Die Filteranordnung aus mindestens zwei unterschiedlichen Ringfilterelementen (14 und 15) ist für den Einsatz in Spinndüsenanordnungen mit ringförmiger Spinndüsenfläche gedacht und weist ein Durchmesser zu Länge Verhältnis von mindestens 5 : 1 bis zu 10 : 1 auf.
• Diese Verfahrensvariante kommt bei flachbauenden Spinnpaketen zur Anwendung und wird vorzugsweise in Stapelfaseranlagen eingesetzt.
• Die Dichtungsproblematik bei der Durchführung des Verfahrens wird durch die erfindungsgemäßen Ausgestaltungsmerkmale ab Anspruch 8 gelöst:
  Die neue Spinndüsenanordnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Verspinnen von Polymeren, die aus einem zentralen Polymereintrittskanal, einer neuen Filteranordnung mit sehr großen Filterfläche zur Scherung und Filterung des Polymers und den sie umgebenden und angrenzenden Spinndüsenbauteilen besteht. Diese erfindungsgemäße Filteranordnung wird aus mindestens zwei Ringfilterelementen (5 oder 14 und 15), die jeweils aus mehreren ringförmigen zylindrischen Web- und Sinterfilterlagen und mindestens einem integrierten Stützelement gefertigten Filter (5.1, 14.1 oder 15.1) sowie zwei daran befestigten Halteringen (5.2 und 5.3, 14.2 und 14.3 oder 15.2 und 15.3) bestehen, gebildet. Die betreffenden Ringfilterelemente (5 oder 14 und 15) sind dabei komplett aus einem Werkstoff mit einem höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt, als ihn das Material der sie gemeinsam umschließenden oder angrenzenden Düsenbauteile hat. Beispielsweise sind das Gehäuse (1) oder die Verdrängerkörper (6 oder 17) aus warmfestem Chromstahl hergestellt, während die Ringfilterelemente (5 oder 14 und 15) aus austenitischen Stählen gefertigt werden können. Dabei wird die Dimensionierung der Einzelteile so gewählt, dass die Passungen zwischen dem Außendurchmesser der inneren Teile der Spinndüsenanordnung, wie beispielweise der Spinndüsenplatte (2) und den Ringfilterelementen (5 oder 14 und 15) einerseits und der Bohrung im umschließenden Gehäuse (1) andererseits, was bei normaler Umgebungstemperatur jeweils eine leichte Spielpassung ergibt, die sich erst bei erreichter Betriebstemperatur aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnung der Teile jeweils in eine selbstdichtende radiale und axiale Presspassung wandelt.
• Formgebung, Passungs- und Werkstoffauswahl ergeben eine totraumfreie Polymerführung und zuverlässige Dichtungssitze. Zusätzliche Dichtelemente können entfallen, es ergibt sich eine kostengünstige Vorrichtungslösung für alle Verfahrensvarianten.
• Alle Einzelkomponenten für die Ringfilterelemente (5, 14 oder 15), die für die erfindungsgemäße Filteranordnung benötigt werden, werden komplett nach dem Elektronenstrahl-Schweißverfahren miteinander verbunden.
• Damit wird gewährleistet, dass alle Übergänge und Verbindungen im Ringfilterelement totraumfrei sind.
• Die radialen Dichtungssitze der Halteringe (5.2 und 5.3, 14.2 und 14.3 oder 15.2 und 15.3) sind jeweils zylindrisch und gerade ausgeführt. Zur Erzielung der axialen Dichtheit sind die Dichtungssitze jeweils schräg und konisch gefertigt.
• Damit wird nach dem Thermodifferenzverfahren für die jeweiligen Gegebenheiten und entsprechend der Anordnung der Einzelteile der sicherste Dichtsitz erreicht.
• Dem Spinndüsenkonstrukteur ist anhand der hier offengelegten Merkmale jede Möglichkeit gegeben die für seine Zwecke optimalste Düsenkonfiguration zu entwickeln.
• Im wesentlichen besteht die erfindungsgemäße Spinndüsenanordnung aus zwei hintereinander in Reihe geschalteten identischen Ringfilterelementen 5 mit einem hohen Durchmesser zu Länge Verhältnis von mindestens 2 : 1 bis 5 : 1. Werden die beiden Ringfilterelemente 5 zwecks Reihenschaltung übereinander angeordnet (wie Fig. 1 gezeigt), so wird nicht nur der Durchmesser eines vorgegebenen Spinnpaketes optimal genutzt, sondern auch die Höhe entsprechend verwertet. In diesem Fall sollten diese beiden Ringfilterelemente 5 aus identischer Produktion stammen. Sie können dabei aus einem vertikal stabilen Trägermaterial und plissiertem Filtergewebe bestehen, sowie vorzugsweise in der Filterschichtung von innen nach außen immer feiner werden. Dabei wird die an sich große Filterfläche nicht nur verdoppelt, sondern es ergibt sich zusätzlich der überraschende Vorteil, dass der Polymerfluss, der das erste Ringfilterelement 5 von innen und das nachfolgende Ringfilterelement 5 von außen anströmt, zunächst von eventuell vorhandenen gröberen Partikeln befreit wird, ehe er auf die feinste Filterlage auftrifft. Damit wird das vorzeitige Zusetzen der feinsten und druckbestimmenden Filterlage verhindert und die Standzeit erhöht. Außerdem wird die Tiefenfiltration durch das zweimalige Durchströmen der Filtergewebe verbessert.
• In der Variante für Ringspinndüsen nach Fig. 2 besteht die Spinndüsenanordnung im wesentlichen aus zwei in Reihe oder - hier nicht dargestellt - parallel geschalteten Ringfilterelementen 14 und 15 mit einem noch höheren Durchmesser zu Länge Verhältnis von mindestens 5 : 1 bis zu 10 : 1. Diese beiden Ringfilterelemente 14 und 15 können dabei aus einem vertikal stabilen Trägermaterial und plissiertem Filtergewebe bestehen, wobei das zuerst durchströmte Ringfilterelement 14 vorzugsweise in der Schichtung von innen nach außen immer feiner werden kann und die zweite Ringfilterelement 15 dann vorzugsweise umgekehrt geschichtet wird.
• Die weitere Beschreibung erfolgt nun anhand der Zeichnungen:
• Die Fig. 1 zeigt eine beispielhafte, hochbauende Spinndüsenanordnung für Textile Filament- oder technisch Garn-Anlagen.
• Die Fig. 2 zeigt eine beispielhafte, flachbauende Spinndüsenanordnung für Stapelfaseranlagen.
• Die Fig. 1 zeigt zunächst ein Gehäuse 1, in dem eine Spinndüsenplatte 2 aufliegt, die vollflächig mit Spinnkapillarbohrungen 3 versehen ist. Das Gehäuse 1 ist komplett mit allen seinen Einbauten in einem Spinnbalken 4 (hier nur angedeutet) eingebaut. Diese hochbauende Spinndüsenanordnung trägt über der Spinndüsenplatte 2 zwei Ringfilterelemente 5, die durch einen doppelseitigen Verdrängerkörper 6 getrennt sind. Sie wird mit einem Deckel 7 und einem Gewindering 8 geschlossen und auf bekannte Weise in den Spinnbalken 4 (auch Heizgefäß genannt) über einen Gewinde- oder Bajonettanschluss befestigt. Die Ankopplung an die Schmelzeversorgung ist dem Fachmann geläufig, braucht hier also nicht weiter erläutert oder gezeigt zu werden. Sie erfolgt wie üblich über den zentralen Polymereintrittskanal 9 und den Dichtungssitz 10. Das eintretende Polymer strömt zunächst gegen den doppelseitigen Verdrängerkörper 6, verteilt sich im oberen Verteilerraum 11 und fließt durch das erste Ringfilterelement 5, um in den äußeren Verteilerraum 12 einzutreten und danach durch das zweite Ringfilterelement 5 wieder nach innen in den unteren Verteilerraum 13 zu fließen, ehe es durch die Spinndüsenplatte 2 mit ihren Spinnkapillarbohrungen 3 austritt. Jedes der beiden Ringfilterelemente 5 besteht jeweils aus einem ringförmigen zylindrischen und aus mehreren Web- und Sinterfilterlagen und integriertem Stützelement gefertigten Filter 5.1 sowie den zwei daran befestigten Halteringen 5.2 und 5.3, die nach außen oder nach innen nach dem Thermodifferenzprinzip abdichten. Zum Zwecke der Abdichtung wird vorgeschlagen, die Spinndüsenplatte 2, die Ringfilterelemente 5 und den Deckel 7 in eine möglichst passgenaue Gehäusebohrung einzusetzen, wobei der Werkstoff der Spinndüsenplatte 2, der kompletten Ringfilterelemente 5 und des Deckels 7 jeweils einen wesentlich höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen muss als das Material des Gehäuses 1 oder des Verdrängerkörpers 6. Bei Spinnbetriebstemperatur (ca. 300°C) tritt durch die unterschiedliche Ausdehnung der Teile die gewünschte Dichtwirkung ein und die komplette Spinndüse lässt sich erst dann zerstörungsfrei demontieren, wenn alle Teile wieder auf Raumtemperatur abgekühlt sind.
• Fig. 2 zeigt ebenfalls ein Gehäuse 1, in dem eine Spinndüsenplatte 2 aufliegt, die ringförmig mit Spinnkapillarbohrungen 3 versehen ist. Das Gehäuse 1 ist komplett mit allen seinen Einbauten in einem Spinnbalken 4 (hier nur angedeutet) eingebaut. Diese flachbauende Spinndüsenanordnung trägt über der Spinndüsenplatte 2 zunächst ein Ringfilterelement 15, darauf einen Verdrängerkörper 16, der mit der Spinndüsenplatte 2 mittels eines Befestigungselementes 17 verschraubt ist, und darüber das Ringfilterelement 14. Die Spinndüsenanordnung wird mit einem Deckel 7 und einem Gewindering 8 geschlossen und auf bekannte Weise in den Spinnbalken 4 über einen Gewinde- oder Bajonettanschluss befestigt. Die Ankopplung an die Schmelzeversorgung ist dem Fachmann geläufig, braucht hier also nicht weiter erläutert oder gezeigt zu werden. Sie erfolgt wie üblich über den zentralen Polymereintrittskanal 9 und den Dichtungssitz 10. Das eintretende Polymer strömt zunächst gegen den Verdrängerkörper 16, verteilt sich im oberen Verteilerraum 11 und fließt durch das erste Ringfilterelement 14, um in den äußeren Verteilerraum 12 einzutreten und danach durch das zweite Ringfilterelement 15 weiter in den unteren Verteilerraum 13 zu fließen, ehe es durch die Spinndüsenplatte 2 mit ihren Spinnkapillarbohrungen 3 austritt. Jedes der beiden Ringfilterelemente 14 und 15 besteht jeweils aus einem ringförmigen zylindrischen und aus mehreren Web- und Sinterfilterlagen und integriertem Stützelement gefertigten Filter 14.1 bzw. 15.1 sowie den zwei daran befestigten Halteringen 14.2 und 14.3 bzw. 15.2 und 15.3, die nach außen oder nach innen nach dem Thermodifferenzprinzip abdichten, das schon zu Fig. 1 erläutert wurde.
• Die sofort ersichtlichen Vorteile gegenüber dem technischen Stand sind die einfache und sichere Handhabung und die hohe Filtergleichheit von Spinndüse zu Spinndüse. Tiefenfiltrierung und Scherung werden durch die zwangsläufige Führung der Schmelze durch zwei Ringfilterelemente erreicht. Totraumfreiheit und sichere Dichtheit sind durch die besondere Ausgestaltung der Ringfilterelemente und die Werkstoffauswahl zu allen Teilen gegeben.
• Einen letzten, aber nicht unerheblichen Kostenvorteil bildet der Wegfall der Dichtungen bzw. der Filtereinfassung. Bezeichnungsliste 1 Gehäuse
  2 Spinndüsenplatte
  3 Spinnkapillarbohrungen (in der Spinndüsenplatte)
  4 Spinnbalken, auch Heizgefäß
  5 Ringfilterelement, bestehend aus
  5.1 Filter
  5.2 Haltering, außen abdichtend
  5.3 Haltering, innen abdichtend
  6 Verdrängerkörper, doppelseitiger
  7 Zentrallochplatte, = Deckel
  8 Gewindering
  9 Polymereintrittskanal, zentraler
  10 Dichtungssitz (in dem zentralen Kanal)
  11 Verteilerraum, oberer
  12 Verteilerraum, äußerer
  13 Verteilerraum, unterer
  14 Ringfilterelement, erstes oder inneres, bestehend aus
  14.1 Filter
  14.2 Haltering, oben abdichtend
  14.3 Haltering, unten abdichtend
  15 Ringfilterelement, zweites oder äußeres, bestehend aus
  15.1 Filter
  15.2 Haltering, innen abdichtend
  15.3 Haltering, außen abdichtend
  16 Verdrängerkörper
  17 Befestigungselement
  

Claims (10)

1. Spinnverfahren zum Verspinnen von Polymeren mittels einer Spinndüsenanordnung, die aus einem zentralen Polymereintrittskanal, einer Filteranordnung mit sehr großen Filterfläche zur Scherung und Filterung des Polymers und den sie umgebenden und angrenzenden Spinndüsenbauteilen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung aus mindestens zwei miteinander verschalteten Ringfilterelementen (5 oder 14 und 15), welche jeweils aus mindestens einem ringförmigen zylindrischen aus mehreren Web- und Sinterfilterlagen und integriertem Stützelement gefertigten Filter (5.1, 14.1 oder 15.1) sowie den zwei daran befestigten Halteringen (5.2 und 5.3, 14.2 und 14.3 oder 15.2 und 15.3) bestehen, gebildet wird, wobei die Ringfilterelemente (5 oder 14 und 15) ein Durchmesser zu Länge Verhältnis von mindestens 2 : 1 bis zu 10 : 1 aufweisen.

2. Spinnverfahren zum Verspinnen von Polymeren mittels einer Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Filteranordnung, die aus mindestens zwei miteinander verschalteten Ringfilterelementen (5 oder 14 und 15) besteht, die Ringfilterelemente (5 oder 14 und 15) in einer Reihe hintereinander geschaltet werden.

3. Spinnverfahren zum Verspinnen von Polymeren mittels einer Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Filteranordnung, die aus mindestens zwei miteinander verschalteten Ringfilterelementen (14 und 15) besteht, die Ringfilterelemente (14 und 15) parallel zueinander geschaltet werden.

4. Spinnverfahren zum Verspinnen von Polymeren mittels einer Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Filteranordnung, die aus mindestens zwei miteinander verschalteten Ringfilterelementen (5) gebildet wird, diese Ringfilterelemente (5) konzentrisch übereinander angeordnet werden und dabei von identischer Dimensionierung, Filterschichtung und Ausgestaltung sind.

5. Spinnverfahren zum Verspinnen von Polymeren mittels einer Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Filteranordnung, die aus mindestens zwei miteinander verschalteten Ringfilterelementen (14 und 15) gebildet wird, die Ringfilterelemente (14 und 15) konzentrisch ineinander angeordnet werden und dabei von unterschiedlicher Dimensionierung, Filterschichtung und Ausgestaltung sind.

6. Spinnverfahren zum Verspinnen von Polymeren mittels einer Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass für den Einsatz in Spinndüsenanordnungen mit voller Spinndüsenfläche die Filteranordnung aus mindestens zwei gleichen Ringfilterelementen (5) besteht, welche jeweils ein Durchmesser zu Länge Verhältnis von mindestens 2 : 1 bis zu 5 : 1 aufweisen.

7. Spinnverfahren zum Verspinnen von Polymeren mittels einer Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung darin aus mindestens zwei unterschiedlichen Ringfilterelementen (14 und 15) gebildet wird, wobei die Ringfilterelemente (14 und 15) für den Einsatz in Spinndüsenanordnungen mit ringförmiger Spinndüsenfläche ein Durchmesser zu Länge Verhältnis von mindestens 5 : 1 bis zu 10 : 1 aufweisen sollen.

8. Spinndüsenanordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Verspinnen von Polymeren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, die aus einem zentralen Polymereintrittskanal, einer Filteranordnung mit sehr großen Filterfläche zur Scherung und Filterung des Polymers und den sie umgebenden und angrenzenden Spinndüsenbauteilen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung aus mindestens zwei Ringfilterelementen (5 oder 14 und 15), die jeweils aus mehreren ringförmigen zylindrischen Web- und Sinterfilterlagen und mindestens einem integrierten Stützelement gefertigten Filter (5.1, 14.1 oder 15.1) sowie zwei daran befestigten Halteringen (5.2 und 5.3, 14.2 und 14.3 oder 15.2 und 15.3) bestehen, gebildet wird, wobei die Ringfilterelemente (5 oder 14 und 15) komplett aus einem Werkstoff mit einem höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen müssen, als das Material der sie gemeinsam umschließenden oder angrenzenden Düsenbauteile, so dass beispielsweise das Gehäuse (1) oder die Verdrängerkörper (6 oder 16) aus warmfestem Chromstahl und die Ringfilterelemente (5 oder 14 und 15) aus austenitischen Stählen gefertigt werden können, wobei die Dimensionierung der Einzelteile so gewählt wird, dass die Passungen zwischen dem Außendurchmesser der inneren Teile der Spinndüsenanordnung, wie beispielweise der Spinndüsenplatte (2) und den Ringfilterelementen (5 oder 14 und 15) einerseits und der Bohrung im umschließenden Gehäuse (1) andererseits, bei normaler Umgebungstemperatur jeweils eine leichte Spielpassung ergibt, die sich erst bei erreichter Betriebstemperatur aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnung der Teile jeweils in eine selbstdichtende radiale und axiale Presspassung wandelt.

9. Ringfilterelement (5, 14 oder 15) für eine Filteranordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Verspinnen von Polymeren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle Einzelkomponenten für das jeweilige Filter (5.1, 14.1 oder 15.1) und die jeweils zugehörigen Halteringe (5.2 und 5.3, 14.2 und 14.3 oder 15.2 und 15.3) totraumfrei nach dem Elektronenstrahl-Schweißverfahren miteinander verbunden sind.

10. Ringfilterelement (5, 14 oder 15) für eine Filteranordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Verspinnen von Polymeren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Dichtungssitze der Halteringe (5.2 und 5.3, 14.2 und 14.3 oder 15.2 und 15.3) jeweils zylindrisch und gerade ausgeführt und zur Erzielung der axialen Dichtheit jeweils schräg und konisch gefertigt sind.