DE10143070A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines multifilen Mehrkomponentenfadens - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines multifilen MehrkomponentenfadensInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines multifilen Mehrkomponentenfadens aus zumindest zwei Polymertypen. Dabei werden die Polymertypen getrennt voneinander aufgeschmolzen und separat zu einer Spinndüse geführt. Zur Einhaltung der Schmelzetemperaturen der Schmelzen wird jeder Schmelzestrom bis zum Einlauf in die Spinndüse unabhängig voneinander temperiert. Damit können die beim Aufschmelzen der Polymere eingestellten Schmelzetemperaturen bis zum Einlauf in die Spinndüsen im wesentlichen beibehalten werden. Die Spinnpumpen und die zwischen den Spinndüsen und den Spinnpumpen angeordneten Verteiler werden daher unabhängig voneinander durch separate Wärmeträger beheizt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzspinnen eines multifilen Mehr
komponentenfadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vor
richtung zum Schmelzspinnen eines multifilen Mehrkomponentenfadens gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Bei der Herstellung eines Mehrkomponentenfadens werden die zur Erzeugung des
Mehrkomponentenfadens erforderlichen Polymertypen getrennt voneinander auf
geschmolzen und als separate Schmelzeströme getrennt bis zur Spinndüse geführt.
Hierbei können zwei oder mehr Polymertypen parallel nebeneinander aufge
schmolzen und als separate Schmelzeströme einer oder mehreren Spinndüsen zu
geführt werden. Die Schmelzen werden erst kurz vor dem Extrudieren innerhalb
der Spinndüse miteinander vermengt oder direkt unterhalb der Spinndüse zusam
mengeführt. Dieses Verfahren sowie die Vorrichtung sind beispielsweise aus der
DE 42 24 652 bekannt.
Dabei werden die Schmelzeströme separat durch jeweils eine Spinnpumpe und
einen Verteiler zu zumindest einer Spinndüse geführt. Die Spinnpumpen und die
Verteiler sind in einem Heizkasten angeordnet, so daß die separaten Schmel
zeströme gemeinsam innerhalb des Heizkastens temperiert werden. Bei der Her
stellung von Mehrkomponentenfäden werden oft Polymere zusammengebracht,
die unterschiedliche Schmelzetemperaturen zum optimalen Ausspinnen aufwei
sen. Bei einem Mehrkomponentenfaden aus beispielsweise zwei Polymeren PA6
und PET liegt die Schmelzetemperatur zum Spinnen von PA6 bei ca. 260°C und
bei PET bei ca. 280°C. Diese Schmelzetemperaturen werden beim Aufschmelzen
der Polymere eingestellt. Es besteht nun der Wunsch, die Schmelzekonsistenz der
einzelnen Polymerschmelzen möglichst bis zum Spinnen konstant zu halten.
Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine individuelle auf das je
weilige Polymer abgestimmte Schmelzeführung und Schmelzetemperierung bis
zum Extrudieren der Schmelzen möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen
nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 6 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zeich
nen sich dadurch aus, daß die chemischen und physikalischen Kombinationsef
fekte aufgrund der Zusammenführung zweier oder mehrerer Polymere sich in dem
Mehrkomponentenfaden sehr stark ausprägen. So wird beispielsweise die unter
schiedliche Schrumpfneigung von Polymeren dazu genutzt, um einen Mehrkom
ponentenfaden mit einem Kräuselungseffekt zu spinnen. Ein weiterer Vorteil des
erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht
darin, daß Mehrkomponentenfäden gesponnen werden können, deren Polymer
komponenten einen über die Fadenlänge gleichmäßigen Zusammenhalt aufwei
sen. Hierbei ist vorzugsweise die Viskosität der Schmelzen im Moment des Aus
spinnens gleich. Die Schmelzeströme werden hierzu bis zum Einlauf in die
Spinndüse unabhängig voneinander temperiert, so daß die Schmelzen bis zum
Einlauf in die Spinndüse im wesentlichen ihre voreingestellten Schmelzetempe
raturen beibehalten.
Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt die erfindungsgemäße
Vorrichtung eine Heizeinrichtung mit mehreren Wärmeträgern. Dabei wird die
zur Förderung und Führung der Schmelze eingesetzte Spinnpumpe mit ange
schlossenem Verteiler durch einen Wärmeträger temperiert. Die Wärmeträger sind
separat beheizbar, so daß eine individuelle Schmelzetemperatur bei der Förderung
und Führung der Schmelze eines der Polymertypen einzuhalten ist.
Zur Beheizung der Wärmeträger kann ein Heizmittel gemäß der vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 oder mehrere Heizmittel gemäß
der vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach An
spruch 9 verwendet werden. Bei Einsatz eines Heizmittels werden zur Wärme
übertragung von dem Heizmittel zu dem jeweiligen Wärmeträger Übertragungs
mittel eingesetzt, die derart ausgebildet sind, daß eine für die Temperierung der
Schmelzeströme erforderliche Temperatur des Wärmeträgers eingehalten wird.
Um eine möglichst kompakte und nach außen hin durch eine Wärmeisolierung
abzuschirmende Baueinheit zu erhalten, läßt sich das Heizmittel vorzugsweise als
eine Heizplatte ausbilden, die Öffnungen zur Aufnahme der Spinndüsen aufweist
und auf deren Heizfläche die Wärmeträger angeordnet sind. Als Übertragungs
mittel werden hierbei die Kontaktflächen der Wärmeträger und der Heizplatte
genutzt. Durch Form und Gestalt der Kontaktflächen läßt sich dabei vorteilhaft
der Wärmeübergang von der Heizplatte in den jeweiligen Wärmeträgerbeeinflus
sen. So können beispielsweise Luftspalte zwischen den Kontaktflächen ausgebil
det sein, um eine verminderte Wärmeübertragung zu erreichen.
Bei der vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei wel
cher mehrere Heizmittel vorgesehen sind, ist jedem Wärmeträger ein separates
Heizmittel, beispielsweise elektrische Widerstandsheizer, zugeordnet. Hierbei läßt
sich unmittelbar die in dem Wärmeträger einzustellende Temperatur durch das
jeweilige Heizmittel beeinflussen.
Die Heizmittel können beispielsweise durch mehrere separate beheizbare Heiz
körper gebildet werden, welche jeweils durch ein dampfförmiges Heizmedium
beheizt werden. Dabei ist jedem Heizkörper ein Wärmeträger zugeordnet, wobei
als Übertragungsmittel die aneinander liegenden Kontaktflächen zur Wärmeüber
tragung genutzt werden.
Um die Wärmeübertragung zwischen dem Heizmittel und den Wärmeträgern be
einflussen zu können, werden gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Übertragungsmittel durch zusätzliche
Wärmeleitblöcke und/oder Isolierplatten gebildet. Somit läßt sich einerseits durch
Einsatz von Wärmeleitblöcken eine gleichmäßige Beheizung der Wärmeträger
erreichen. Andererseits ist durch den Einsatz von Isolierplatten eine gezielte ver
minderte Wärmeübertragung ausführbar.
Um eine gegenseitige Beeinflussung der beheizten Wärmeträger zu vermeiden,
wird vorgeschlagen, die nebeneinander liegenden Wärmeträger durch eine Iso
lierwand zu trennen.
Für den Fall, daß die Verteiler durch eine oder mehrere Rohrleitungen gebildet
werden, die ausgehend von der Spinnpumpe zu einer oder mehreren Spinndüsen
geführt werden, werden die Wärmeträger vorzugsweise durch jeweils einen ge
schlossenen Kasten mit einem Füllmaterial gebildet. Die Spinnpumpe und der
Verteiler können dabei beide innerhalb des Kastens angeordnet werden. Es ist
jedoch auch möglich, die Spinnpumpe auf eine Oberseite des Kastens und den
Verteiler innerhalb des Kastens anzuordnen. Als Füllmaterial werden besonders
gut leitende Stoffe wie beispielsweise ein Alluminiumpulver eingesetzt.
In den Fällen, bei denen der Verteiler durch eine oder mehrere Bohrungen gebil
det wird, wird der Wärmeträger vorzugsweise als ein metallischer Block gebildet,
der die Verteilerbohrungen enthält. Hierbei ist die Spinnpumpe vorzugsweise an
der Oberseite des Blockes und die Spinndüse an der Unterseite des Blockes ange
ordnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich ohne Probleme auch zum Spinnen von
mehreren multifilen Mehrkomponentenfäden einsetzen, die parallel nebeneinander
gleichzeitig extrudiert werden. Hierzu sind die Spinnpumpen vorzugsweise als
Mehrfachpumpen ausgebildet, so daß die durch eine Zuführleitung zu der Spinn
pumpe geführte Polymerschmelze in mehrere Teilströme aufgeteilt wird. Der
Verteiler besitzt für jeden der Teilströme eine separate Verteilerleitung, die je
weils zu einer von mehreren Spinndüsen führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung sind
im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen anhand einiger Aus
führungsbeispiele näher beschrieben.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der er
findungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 schematisch einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1;
Fig. 3 schematisch einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In Fig. 1 und in Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gezeigt. In Fig. 1 ist schematisch ein Querschnitt und in Fig. 2 sche
matisch ein Längsschnitt der Vorrichtung dargestellt. Insoweit nichts anderes ge
sagt ist, gilt die nachfolgende Beschreibung sowohl für Fig. 1 als auch für die Fig.
2.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in den Figuren durch eine gestrichelte Li
nie sowie mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Die Vorrichtung weist zum
Spinnen eines Mehrkomponentenfadens eine Spinndüse 4 auf. Die Spinndüse 4
enthält bekannte Einrichtungen, um mehrere Polymerschmelzen zusammenzufüh
ren und gemeinsam zu einem Filamentbündel 10 zu extrudieren. Die dargestellte
Spinndüse 4 ist beispielhaft für zwei Polymerschmelzen geeignet. Eine derartige
Spinndüse ist beispielsweise aus der DE 42 24 652 bekannt. Insoweit wird an die
ser Stelle auf die zitierte Druckschrift Bezug genommen.
Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor
richtung ist zum Spinnen von mehreren Fäden geeignet. Hierzu sind insgesamt
beispielhaft vier Spinndüsen 4.1, 4.2, 4.3 und 4.4 in einer Reihe nebeneinander
angeordnet.
Zum Spinnen der aus zwei Polymertypen bestehenden Mehrkomponentenfäden ist
die Spinndüse 4 mit zwei separaten Spinnpumpen 2.1 und 2.2 verbunden. Die
Verteilung der Schmelze von den Spinnpumpen 2.1 und 2.2 zu der Spinndüse 4
erfolgt durch den Spinnpumpen 2.1 und 2.2 zugeordnete Verteiler 3.1 und 3.2.
Die Verteiler 3.1 und 3.2 werden jeweils über mehrere Rohrleitungen gebildet, die
jeweils einen Schmelzeauslaß an der Spinnpumpe 2 mit einem Schmelzeeinlaß an
der Spinndüse 4 verbinden.
Die Spinndüsen 4.1 bis 4.4, die Verteiler 3.1 und 3.2 sowie die Spinnpumpen 2.1
und 2.2 werden mittels einer Heizeinrichtung beheizt. Die Heizeinrichtung weist
hierzu ein Heizmittel 5 und zwei nebeneinander quaderförmig ausgebildete Wär
meträger 11 auf. Als Heizmittel 5 wird hierbei eine Heizplatte 13 verwendet, die
mehrere Heizkammern 14 enthält. Die Heizkammern 14 führen ein dampfförmi
ges Wärmeträgermedium, um die Heizplatte 13 zu erhitzen. Zur Aufnahme der
Spinndüsen 4 besitzt die Heizplatte 13 mehrere durchgehende Öffnungen 21. So
mit werden die Spinndüsen 4.1 bis 4.2 unmittelbar durch die in der Heizplatte 13
ausgebildeten Heizkammern 14 beheizt.
Auf der oberen Heizfläche 15 der Heizplatte 13 sind die Wärmeträger 11.1 und
11.2 nebeneinander angeordnet, wobei die Wärmeträger 11.1 und 11.2 mit ihren
Kontaktflächen 16.1 und 16.2 auf der Heizfläche 15 der Heizplatte 13 aufliegen.
Seitlich neben den Wärmeträgern 11.1 und 11.2 sind mehrere Wärmeleitblöcke
17.1, 17.2, 17.3 und 17.4 aufragend mit der Heizplatte 13 wärmeübertragend ge
koppelt. Dabei erstrecken sich die Wärmeleitblöcke 17.1 bis 17.4 im wesentlichen
über die zur Heizplatte 13 aufragenden Höhe des Wärmeträgers 11 und der
Spinnpumpen 2.1 und 2.2. Der Wärmeleitblock 17.1 ist seitlich im Kontakt mit
dem Wärmeträger 11.1, so daß die Wärmeübertragung ebenfalls über die Kontakt
flächen des Wärmeleitblocks 17.1 und des Wärmeträgers 11.1 erfolgt. Der auf der
gegenüberliegenden Seite der Heizplatte 13 angeordnete Wärmeleitblock 17.2
besitzt dagegen keinen unmittelbaren Kontakt zu dem Wärmeträger 11.2. Zwi
schen dem Wärmeleitblock 17.2 und dem Wärmeträger 11.2 ist eine Isolierplatte
18.1 angeordnet, die den Wärmeübergang von dem Wärmeleitblock 17.2 in den
Wärmeträger 11.2 beeinflußt. Ebenso ist zwischen dem Wärmeträger 11.2 und der
Heizfläche 15 der Heizplatte 13 ein Teilstück einer Isolierplatte 18.2 angeordnet.
Wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist, sind die Verteiler 3.1 und 3.2 innerhalb der
Wärmeträger 11.1 und 11.2 ausgebildet. Hierbei können die Verteiler 3.1 und 3.2
jeweils durch ein Rohrleitungssystem gebildet sein, so daß der Wärmeträger 11
als ein Kasten ausgebildet ist, der die Rohrleitungen einschließt. Hierbei ist der
Kasten vorzugsweise mit einem gut wärmeleitenden Füllmaterial ausgefüllt.
Die Wärmeträger 11.1 und 11.2 könnten jedoch auch jeweils durch metallische
Blöcke gebildet werden, in welchen die Verteiler 3.1 und 3.2 als Bohrleitungssy
stem integriert sind.
Unabhängig von der Ausführung des Wärmeträgers 11 erfolgt die Beheizung des
Wärmeträgers 11 durch die Heizplatte 13. Hierbei wird der Wärmeübergang zwi
schen der Heizplatte 13 und den Wärmeträgern 11.1 und 11.2 durch die als Über
tragungsmittel dienenden Kontaktflächen 15 und 16 sowie die Wärmeleitblöcke
17 und den Isolierplatten 18.1 und 18.2 bestimmt. Bei dem in Fig. I dargestellten
Auführungsbeispiel sind die Übertragungsmittel zwischen der Heizplatte 13 und
dem Wärmeträger 11.1 sowie zwischen der Heizplatte 13 und dem Wärmeträger
11.2 unterschiedlich ausgeführt. So erfolgt die Wärmeübertragung zwischen der
Heizplatte 13 und dem Wärmeträger 11.1 ausschließlich über die Kontaktflächen
15 und 16 sowie über die zwischen dem Wärmeleitblock 17.1 und dem Wärme
träger 11.2 gebildeten Kontaktflächen. Demgegenüber ist bei der Wärmeübertra
gung zwischen der Heizplatte 13 und dem Wärmeträger 11.2 die Wärmeübertra
gung in den Kontaktflächen durch die Isolierplatten 18.1 und 18.2 gemindert.
Demnach wird der Wärmeträger 11.2 eine niedrigere Temperatur aufweisen als
der benachbarte Wärmeträger 11.1. Zur Vermeidung der gegenseitigen Beeinflus
sung der Wärmeträger 11.1 und 11.2 ist zwischen den Wärmeträgern 11.1 und
11.2 und den daran angeordneten Spinnpumpen 2.1 und 2.2 eine Isolierwand 12
ausgebildet.
In Fig. 1 ist die Schmelzezuführung zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung dar
gestellt. Hierzu sind beispielhaft zwei Extruder 8.1 und 8.2 vorgesehen, die das
Aufschmelzen der Polymertypen bewirken. Der Extruder 8.1 ist über die Zuführ
leitung 6.1 mit der Spinnpumpe 2.1 verbunden. Die Zuführleitung 6.1 wird über
einen Heizmantel 7.1 beheizt. Der zweite Extruder 8.2 ist über die zweite Zuführ
leitung 6.2 mit der Spinnpumpe 2.2 verbunden. Hierbei wird die Zuführleitung 6.2
über einen zweiten Heizmantel 7.2 beheizt. Jeder Heizmantel 7.1 und 7.2 weist -
hier nicht dargestellte - separate Heizmittel auf, so daß die in den Extrudern ein
gestellten Schmelzetemperaturen innerhalb der Zuführleitung 6.1 und 6.2 erhalten
bleiben.
Zum Schmelzespinnen eines oder mehrerer Mehrkomponentenfäden wird bei
spielsweise dem Extruder 8.1 ein Polymer A und dem Extruder 8.2 ein Polymer B
zugegeben. Innerhalb des Extruders 8.1 wird das Polymer A aufgeschmolzen. Die
Schmelze hält hierbei eine Schmelzetemperatur TA, die beispielsweise bei 295°C
liegt. Die Schmelze des Polymers A wird sodann über die Zuführleitung 6.1 zu
der Spinnpumpe 2.1 geführt. Die Temperierung der Zuführleitung 6.1 erfolgt über
den Heizmantel 7.1 derart, daß die Schmelzetemperatur TA bis zum Einlaß in der
Spinnpumpe 2.1 erhalten bleibt. In der Spinnpumpe 2.1 wird der Schmelzestrom
des Polymers A unter Druck in den an der Spinnpumpe 2.1 angeschlossenen Ver
teiler 3.1 gefördert. Die Schmelze des Polymers A wird durch den Verteiler 3.1 zu
der Spinndüse 4 geführt. Hierbei erfolgt die Temperierung der Schmelze des Po
lymers A im wesentlichen durch den Wärmeträger 11.1, der über die Heizplatte
13 beheizt wird. Die Temperierung der Schmelze des Polymers A führt dazu, daß
die Schmelzetemperatur der Schmelze des Polymers A am Einlaß der Spinndüse
im wesentlichen den voreingestellten Wert TA aufweist. Geringfügige Abwei
chungen können je nach Polymertyp in der Größenordnung von +/- 3°K, vor
zugsweise +/- 1,5°K, zugelassen werden.
Das zweite Polymer B wird dem Extruder 8.2 aufgegeben. In dem Extruder 8.2
wird das Polymer B aufgeschmolzen und als Schmelzestrom durch die Zuführlei
tung 6.2 der Spinnpumpe 2.2 zugeführt. Die Temperierung erfolgt hierbei über
den Heizmantel 7.2. Die Schmelzetemperatur des Polymers B könnte beispiels
weise TB = 270°C betragen. Die Schmelze des Polymers B wird anschließend unter
Druck von der Spinnpumpe 2.2 über den Verteiler 3.2 zur Spinndüse 4 gefördert.
Die Spinnpumpe 2.2 und der Verteiler 3.2 werden über den Wärmeträger 11.2
temperiert, der ebenfalls über die Heizplatte 13 beheizt wird. Hierbei sind die
Übertragungsmittel jedoch derart gewählt, daß die durch den Wärmeträger 11.2
temperierte Schmelze des Polymers B im wesentlichen die Schmelzetemperatur
TB einhält. Damit wird sichergestellt, daß innerhalb der Spinndüse 4 zwei Poly
mertypen mit unterschiedlicher Schmelzetemperatur erst kurz vor dem Extrudie
ren zusammengeführt werden und eine Schädigung des Materials verhindert wird.
Andererseits können so Mehrkomponentenfäden hergestellt werden, bei welchen
die chemischen und physikalischen Kombinationseffekte aufgrund des Zusam
menführend von verschiedenen Polymeren besonders stark hervortreten.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung ist nach außen hin von einem Iso
liermantel zur Wärmeisolierung umgeben. Zur Vereinfachung der zeichnerischen
Darstellung wurde der Isoliermantel in den angegebenen Ausführungsbeispielen
nicht gezeigt.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich
tung schematisch im Querschnitt dargestellt. Die Anordnung der Spinndüsen 4,
Verteiler 3 und Spinnpumpen 2 sowie der Wärmeträger 11 ist identisch zu dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2. Insoweit wird auf die vorhergehende Be
schreibung an dieser Stelle Bezug genommen.
Die Beheizung der Spinndüsen 4 sowie der Wärmeträger 11.1 und 11.2 erfolgt
hierbei über zwei als Heizmittel wirkende Heizkörper 19 und 20. Die Heizkörper
19 und 20 sind L-förmig ausgebildet und erstrecken sich über die gesamte Länge
des Wärmeträgers 11.1 und 11.2. Die Heizkörper 19 und 20 stehen sich mit ihren
kurzen Schenkeln gegenüber, die zwischen sich die Spinndüsen 4 einschließen.
Innerhalb der längeren Schenkel der Heizkörper 19 und 20 sind die Wärmeträger
11.1 und 11.2 mit den integrierten Verteilern 3.1 und 3.2 sowie die Spinnpumpen
2.1 und 2.2 angeordnet. Der Heizkörper 19 ist an einem Wärmekreislauf 22 ange
schlossen. In dem Wärmekreislauf 22 ist die in dem Heizkörper 19 gebildete
Heizkammer 26.1 mit einer Wärmeduelle 23 gekoppelt. Die Wärmequelle 23,
beispielsweise ein Verdampfer, erzeugt ein dampfförmiges Wärmeträgermedium,
das über den Wärmekreislauf 22 in die Heizkammer 26.1 strömt und die Außen
flächen des Heizkörpers 19 beheizt. An der Zuführleitung 6.1 ist ein Sensor 25
vorgesehen, mit welchem die Schmelzetemperatur TA gemessen wird. Der Sensor
25 ist mit einem Regler 24 verbunden, der die Ansteuerung der Wärmequelle 23
vornimmt.
Der Heizkörper 20 ist ebenfalls als Hohlkörper ausgebildet und umschließt eine
Heizkammer 26.2. Die Heizkammer 26.2 ist über den Wärmekreislauf 22.2 mit
der Wärmequelle 23.2 gekoppelt. Die Wärmequelle 23.2 wird über den Regler
24.2 gesteuert, der mit einem Sensor 25 verbunden ist, der an der Zuführleitung
6.2 angeordnet ist. Der Sensor 25.2 mißt die Schmelzetemperatur TB der zuge
führten Schmelze. Die Übertragung zwischen dem Heizkörper 19 und dem Wär
meträger 11.1 sowie dem Heizkörper 20 und dem Wärmeträger 11.2 erfolgt un
mittelbar über die aneinanderliegenden Kontaktflächen.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Wärmeträger 11.1
und 11.2 in Abhängigkeit von der Schmelzetemperatur beheizt. Hierzu werden die
jeweiligen Schmelzetemperaturen TA und TB durch die Sensoren 25.1 und 25.2
gemessen. Das Sensorsignal wird jeweils den Reglern 24.1 und 24.2 aufgegeben,
die eine entsprechende Ansteuerung des Wärmekreislaufs bewirken. Somit wer
den die Heizkörper 19 und 20 derart erhitzt, daß eine für die Temperierung der
Schmelze ausreichende Temperatur in dem Wärmeträger 11.1 und dem Wärme
träger 11.2 vorhanden ist. Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung ist daher insbe
sondere geeignet, um voreingestellte Schmelzetemperaturen der Schmelzen mög
lichst genau einzuhalten.
Darüber hinaus ist es möglich, daß der untere Bereich der Spinndüse mit einem
nachgeordneten separaten Heizer beheizt werden kann.
1
Vorrichtung
2
Spinnpumpe
3
Verteiler
4
Spinndüse
5
Heizmittel
6
Zuführleitung
7
Heizmantel
8
Extruder
9
Antriebswelle
10
Filamentbündel
11
Wärmeträger
12
Isolierwand
13
Heizplatte
14
Heizkammern
15
Heizfläche, Kontaktfläche
16
Kontaktfläche
17
Wärmeleitblock
18
Isolierplatte
19
Heizkörper
20
Heizkörper
21
Öffnungen
22
Wärmekreislauf
23
Wärmequelle
24
Regler
25
Sensor
26
Heizkammer
Claims (15)
1. Verfahren zum Schmelzspinnen eines mulifilen Mehrkomponen
tenfadens aus zumindest zwei Polymertypen (A und B), bei wel
chem die Polymertypen (A und B) getrennt voneinander aufge
schmolzen werden und die Schmelzen unterschiedliche Schmelze
temperatur (TA ≠ TB) aufweisen, bei welchem die Schmelzen als
separate Schmelzeströme zu einer Spinndüse geführt werden und
bei welchem die Schmelzen innerhalb der Spinndüse zusammenge
führt und zu strangförmigen Filamenten extrudiert werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schmelzenströme bis zum Einlauf in die Spinndüse unabhängig
voneinander temperiert werden, so daß die Schmelzen bis zum
Einlauf in die Spinndüse im wesentlichen die Schmelzetemperatu
ren (TA und TB) beibehalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede der Schmelzetemperaturen der Schmelzen vor dem Zusam
menführen der Schmelzen um weniger als 3 K vorzugsweise weni
ger als 1,5 K schwanken.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schmelzen unabhängig voneinander durch jeweils eine Spinn
pumpe und einen Verteiler geführt werden und daß die Spinnpum
pen und die Verteiler durch separate Wärmeträger temperiert wer
den.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmeträger gemeinsam durch ein Heizmittel beheizt werden,
wobei eine unterschiedliche Wärmeübertragung zwischen den
Wärmeträgern und dem Heizmittel eine zur Einhaltung der
Schmelzetemperaturen erforderliche Temperaturdifferenz zwischen
den Wärmeträgern erzeugt.
5. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmeträger durch separate Heizmittel beheizt werden, wobei
eine zur Einhaltung der Schmelzetemperaturen erforderliche Tem
peraturdifferenz zwischen den Wärmeträgern durch die Heizmittel
erzeugt werden.
6. Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines mulifilen Mehrkompo
nentenfadens aus mehreren Polymerschmelzetypen (A, B), mit zu
mindest einer Spinndüse (4) zum Zusammenführen und Extrudie
ren der Schmelzen, mit mehreren Spinnpumpen (2.1, 2.2) und meh
reren den Spinnpumpen (2.1, 2.2) zugeordneten Verteilern (3.1,
3.2), welche mit der Spinndüse (4) verbunden sind, und mit einer
Heizeinrichtung (5, 11) zur Beheizung der Spinndüse (4), der Ver
teiler (3.1, 3.2) und der Spinnpumpen (2.1, 2.2),
dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizeinrichtung mehrere Wärmeträger (11.1, 11.2) zur Behei
zung der Spinnpumpen (2.1, 2.2) und der Verteiler (3.1, 3.2) auf
weist, daß jedem Wärmeträger (11.1, 11.2) eine der Spinnpumpen
(2.1, 2.2) mit angeschlossenem Verteiler (3.1, 3.2) zugeordnet ist
und daß jeder der Wärmeträger (11.1, 11.2) beheizbar ist, so daß
die zugeordnete Spinnpumpe (2.1) mit angeschlossenem Verteiler
(3.1) unabhängig von der benachbarten Spinnpumpe (2.2) mit an
geschlossenem Verteiler (3.2) temperiert wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Heizmittel (5) und mehrere Übertragungsmittel (15, 16, 17, 18)
zur Wärmeübertragung von dem Heizmittel (5) zum jeweiligen
Wärmeträger (11.1, 11.2) vorhanden sind und daß die Übertra
gungsmittel (15, 16, 17, 18) derart ausgebildet sind, daß sich eine
Temperaturdifferenz zwischen den Wärmeträgern (11.1, 11.2) ein
stellt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Heizmittel als eine Heizplatte (13) ausgebildet ist, welche
durch ein dampfförmiges Heizmedium beheizt wird und welche zur
Aufnahme der Spinndüse (4) eine Öffnung (21) aufweist, und daß
die Übertragungsmittel durch Kontaktflächen (15, 16) der Wärme
träger (11.1, 11.2) und der Heizplatte (13) gebildet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Heizmittel (19, 20) und mehrere Übertragungsmittel (15,
16) zur Wärmeübertragung von den Heizmitteln (19, 20) zu den
Wärmeträgern (11.1, 11.2) vorhanden sind und daß die Heizmittel
(19, 20) derart ausgebildet sind, daß sich eine Temperaturdifferenz
zwischen den Wärmeträgern (11.1, 11.2) einstellt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Heizmittel durch mehrere separat beheizbare Heizkörper (19,
20) gebildet werden, welche jeweils durch ein dampfförmiges
Heizmedium beheizt werden, und daß die Übertragungsmittel
durch Kontaktflächen (15, 16) der Wärmeträger (11.1, 11.2) und
der Heizkörper (19, 20) gebildet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüch 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Übertragungsmittel zur Wärmeübertragung zwischen dem/den
Heizmitteln (13, 19, 20) und den Wärmeträgern (11) zusätzliche
Wärmeleitblöcke (17) und/oder Isolierplatten (18) aufweisen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die nebeneinander liegenden Wärmeträger (11.1, 11.2) eine Iso
lierwand (12) zwischen sich einschließen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmeträger (11) durch jeweils einen geschlossenen Kasten
mit oder ohne Füllmaterial gebildet werden, an dessen Oberseite
die Spinnpumpe, in dessen Innern der Verteiler und an dessen Un
terseite die Spinndüse angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmeträger (11) durch jeweils einen massiven Block gebildet
werden, an dessen Oberseite die Spinnpumpe und an dessen Unter
seite die Spinndüse angeordnet sind und in dessen Innern der Ver
teiler ausgebildet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede Spinnpumpe (2) durch eine Zufuhrleitung (6) mit einem Ex
truder (8) verbunden ist und daß die Zufuhrleitungen (6) separat
durch zugeordnete Heizmittel (7) temperierbar sind.
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---|---|---|---|
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