DE102006014387A1

DE102006014387A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines multifilen Fadens

Info

Publication number: DE102006014387A1
Application number: DE200610014387
Authority: DE
Inventors: Roland Nitschke; Ulrich Enders
Original assignee: Saurer GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines multifilen Fadens. Hierbei wird eine Vielzahl von Filamenten durch eine Vielzahl von Düsenbohrungen einer Düsenplatte extrudiert, wobei die Unterseite der Düsenplatte mit einem Spülfluid angeströmt wird, um Anlagerungen der flüchtigen Bestandteile einer Polymerschmelze zu verhindern. Um eine gleichmäßige über die gesamte Fläche der Spinndüse verteilte Spülung zu erhalten, wird erfindungsgemäß der Strom des Spülfluids im mittleren Bereich der Düsenplatte derart erzeugt, dass das Spülfluid an der Unterseite der Düsenplatte von innen nach außen zu den äußeren Rändern der Düsenplatte strömt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzspinnen eines multifilen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung sind aus der DE 43 34 086 A1 bekannt.
Beim Schmelzspinnen von synthetischen Fäden aus Polymerwerkstoffen ist es bekannt, dass beim Extrudieren aus der Polymerschmelze flüchtige Bestandteile wie beispielsweise Monomere oder Oligomere austreten und sich als Ablagerungen an der Unterseite der Spinndüsen festsetzen. Im Laufe der Betriebszeit führen derartige Ablagerungen im Bereich der Düsenbohrungen zu Ansammlungen, die eine Ablenkung der Filamente oder eine Verengung des Austrittsquerschnittes der Düsenbohrung bewirken. Um derartige Erscheinungen zu verhindern, wird bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung ein Spülfluidstrom erzeugt, der entlang der Unterseite der Düsenplatte strömt. Es soll einmal den Kontakt der beim Austritt aus den Düsenbohrungen noch empfindlichen Einzelfilamente mit dem Luftsauerstoff wegen der Gefahr der Oxidation verhindern oder stark verringern und zum anderen die ausdampfenden flüchtigen niedermolekularen Bestandteile der Polymerschmelze, die sogenannten Monomeren, von der Düsenplatte wegführen um deren Anlagerung an der Düsenplatte zu verhindern.
Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird hierzu das Spülfluid seitlich neben der Spinndüse erzeugt, um von einem äußeren Rand zum Zentrum der Spinndüse und zum gegenüber liegenden Rand zu strömen. Je nach Beschaffenheit der Spinndüse haben sich dabei Unzulänglichkeiten eingestellt, die nur durch Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Spülfluids beseitigt werden konnten. Beim Extrudieren von feinen multifilen Fäden ist jedoch darauf zu achten, dass keine sich negativ auf das Austrittsverhalten der Filamente auswirkende Strömung des Spülfluids vorherrscht. Insoweit ist eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des Spülfuids unterhalb der Düsenplatte Grenzen gesetzt.
Aus der DE 199 20 682 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei welcher eine Rechteckspinndüse zum Extrudieren der Filamente eingesetzt ist. Hierbei wird ebenfalls das Spülfluid von einer Längsseite der Rechteckdüse zugeführt, so dass der Strom des Spülfluids quer von einer Längsseite der Düsenplatte zur gegenüber liegenden Längsseite der Düsenplatte strömt. Insoweit treten die gleichen Probleme – wie zuvor erwähnt – auf.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines multifilen Fadens der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei welchem bzw. bei welcher der Raum unterhalb der Düsenplatten über deren gesamte Fläche ohne Behinderung der Extrusion der Filamente gleichmäßig bespült wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, die eine individuelle Spülung pro Spinndüse mit einem Spülfluid ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die flüchtigen Bestandteile der Polymerschmelze gleichmäßig aus dem Zentrum des Filamentbündels heraus nach außen durch das Spülfluid geführt werden. Der von innen nach außen an der Un terseite der Düsenplatte erzeugte Spülfluidstrom verhindert somit ein Anhalten von flüchtigen Bestandteilen der Polymerschmelze auf der gesamten Fläche. Die Wege des Spülfluids an der Unterseite der Düsenplatte sind zu den äußeren Rändern der Düsenplatte hin gleich, so dass eine intensive Spülung in allen Zonen möglich wird. Sogar bei einer großen Anzahl von Filamenten bleibt eine ausreichende Spülwirkung über der gesamten Fläche der Düsenplatte gewährleistet. Hierzu wird der Strom des Spülfluids im mittleren Bereich der Düsenplatte erzeugt. Somit ist jeder Spinndüse ein eigener Spülfluidstrom zugeordnet, der individuell auf die Beschaffenheit und die Ausführung der Spinndüse bzw. der Düsenplatte angepasst werden kann. Dieser Vorteil wirkt sich insbesondere bei Vorrichtungen aus, bei denen eine Vielzahl von Fäden in mehreren nebeneinander angeordneten Spinndüsen erzeugt werden. So lässt sich eine hohe Gleichmäßigkeit bei der Herstellung mehrerer Fäden durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreichen.
Um die Schmelzeführung sowie die Spinndüse individuell gestalten zu können, wird das Spülfluid bevorzugt unterhalb der Düsenplatte durch einen Zufuhrkanal zu der Unterseite der Düsenplatte zugeführt, wobei das Spülfluid über eine oder mehrere ringförmig angeordnete Spülöffnungen am Zufuhrkanal zur Erzeugung des Spülfluidstromes austritt. Hierzu besitzt der Zufuhrkanal der Zuführeinrichtung ein der Unterseite der Düsenplatte zugewandtes Austrittsende. Die in der Düsenplatte angeordneten Düsenbohrungen sind dabei derart verteilt, so dass im Zentrum der Düsenplatte eine möglichst freie Extrudierzone ohne Düsenbohrung entsteht, um die Zuführung und Erzeugung des Spülfluidstromes ohne wesentliche Behinderung in dem Filamentbündel zu ermöglichen.
Um vorzeitig Kühleffekte an den austretenden Filamenten zu verhindern, wird das Spülfluid vor Austritt aus der Spülöffnung beheizt, so dass das Spülfluid im wesentlichen eine der Polymerschmelze angepasste Temperatur aufweist.
Hierbei hat sich die Verfahrensvariante als besonders vorteilhaft herausgestellt, bei welcher die Wärme der beheizten Düsenplatte dazu genutzt wird, um das Spülfluid zu erwärmen. Dabei wird das Spülfluid durch einen metallischen Zufuhrkanal zugeführt, welcher mit einem freien Ende an der Unterseite der Düsenplatte in wärmeübertragender Weise anliegt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist hierzu vorzugsweise ein wärmeleitendes Stützrohr auf, welches ein an der Unterseite anliegendes geschlossenes Kontaktende aufweist und welches am Umfang die Spülöffnung oder die Spülöffnungen enthält.
Es ist jedoch auch möglich, das Spülfluid durch separate Heizmittel zu erhitzen, die beispielsweise durch eine Heizspirale innerhalb des Führungskanal gebildet sein können.
Die erfindungsgemäße Verfahrensvariante, bei welcher die Filamente unterhalb der Düsenplatte durch einen Kühlluftstrom abgekühlt werden, der durch eine im wesentlichen mittig zu der Düsenplatte ausgerichtete Blaskerze erzeugt wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die Zuführung des Spülfluids über die Einrichtungen der Blaskerze erfolgen kann. Hierzu wird der Strom des Spülfluids innerhalb einer zwischen einem Ende der Blaskerze und der Unterseite der Düsenplatte gebildete Ruhezone erzeugt. Der Zuführkanal wird dabei mit einem Abschnitt innerhalb der Blaskerze fortgesetzt, der an dem gegenüber liegenden Ende der Blaskerze mit einer Fluidquelle verbunden ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist hierzu vorzugsweise ein fest mit der Blaskerze verbundenes Stützrohr auf, das sich mit einem freien Ende an der Düsenplatt abstützt.
In dem Abschnitt des Stützrohres, das außerhalb der Blaskerze gehalten ist, sind die Spülöffnungen am Umfang des Stützrohres ausgebildet.
Hierbei lässt sich die Blaskerze bevorzugt über das Ende des Stützrohres zentriert unterhalb der Spinndüse anordnen. Das Ende des Stützrohres ist dabei als ein Zentrierstück ausgebildet, welches in eine Zentrieröffnung an der Unterseite der Düsenplatte eingreift.
Zur Abführung der durch das Spülfluid abgeführten flüchtigen Bestandteile wird des weiteren vorgeschlagen, das Spülfluid an der Unterseite der Düsenplatte außerhalb der äußeren Ränder der Düsenplatte abzusaugen. Zum anderen lässt sich dadurch die Spülwirkung des Spülfluids an der Unterseite der Düsenplatte erhöhen.
Als Spülfluid sind insbesondere Gase wie beispielsweise Stickstoff oder Dämpfe wie beispielsweise Wasserdampf geeignet. Es hat sich gezeigt, dass durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen die Düsenstandzeiten beträchtlich erhöht werden können und dass Fadenschädigungen durch Anlagerungen an der Düsenplatte stark reduziert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren nachfolgend näher erläutert.
Es stellen dar
1 schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
2 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
3 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
4 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt. Hierbei sind nur die zur Ausführung der Erfindung wesentlichen Vorrichtungsbestandteile schematisch dargestellt. Zum Schmelzspinnen einer Vielzahl von Filamenten ist eine Spinndüse 1 in einem Düsenträger 2 gehalten. Üblicherweise ist die Spinndüse 1 als ein Düsenpaket ausgebildet, welches durch einen topfförmigen Düsenträger 2 gehalten ist. Der Düsenträger 2 ist in einem beheizten Spinnbalken (hier nicht dargestellt) angeordnet, der mehrere Spinndüsen hält.
Die Spinndüse 1 weist an ihrer Unterseite eine Düsenplatte 3 auf, die eine Vielzahl von Düsenbohrungen 5 enthält. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine kreisförmige Düsenplatte 3 vorgesehen, in welcher die Düsenbohrungen 5 zu einer Mehrzahl von ringförmigen Anordnungen nebeneinander ausgebildet sind, so dass im Zentrum der Düsenplatte 3 eine im wesentlichen freie Extrusionszone ohne Düsenbohrungen entsteht. Durch jede der Düsenbohrungen 5 wird ein Filament 4 extrudiert, in dem eine Polymerschmelze unter Druck durch die Düsenbohrungen 5 der Düsenplatte 3 gedrückt werden.
Unterhalb der Düsenplatte 3 ist eine Zuführeinrichtung 6 zur Zuführung eines Spülfluids vorgesehen. Die Zuführeinrichtung 6 weist einen Zufuhrkanal 7 auf, der mit einem Austrittsende 9 kurz unterhalb der Düsenplatte 3 mittig zur Düsenplatte 3 endet. An dem Austrittsende 9 ist eine ringförmige Spülöffnung 8 ausgebildet. Der Zufuhrkanal 7 ist über eine Zuleitung 10 mit einer hier nicht dargestellten Spülfluidquelle verbunden. Die Spülöffnung 8 ist an dem Austrittsende 9 des Führungskanals 7 derart ausgerichtet, dass ein aus der Spülöffnung 8 austretendes Spülfluid entlang der Unterseite der Düsenplatte 3 strömt.
Im Betriebszustand wird eine Vielzahl von Filamenten 4 in einer ringförmigen Anordnung aus der Düsenplatte 3 durch die jeweiligen Düsenbohrungen 5 extrudiert und nach einer hier nicht dargestellten Abkühlung zu einem Faden zusammengeführt. Um die bei Austritt der Filamentstränge aus der Polymerschmelze austretenden Monomere und Oligomere abzuführen, wird über die Zuführeinrichtung 6 ein Spülfluid beispielsweise ein Stickstoff oder ein Wasserdampf zur Unterseite der Düsenplatte 3 geführt. Dabei tritt das Spülfluid am Austrittsende 9 durch die Spülöffnung 8 aus und strömt gleichmäßig von innen nach außen durch die Filamente an der Unterseite der Düsenplatte 3 entlang. Hierbei werden die flüchtigen Bestandteile der Polymerschmelze abgeführt und gleichzeitig wird eine Oxydation der Filamente mit dem Luftsauerstoff verhindert, bzw. verringert. Die Düsenplatte 3 bleibt an ihrer Unterseite im wesentlichen frei von Ablagerungen. Das Spülfluid wird vor Austritt aus der Spülöffnung 8 erwärmt, um möglichst eine der Polymerschmelze angepasste Temperatur zu erhalten. So lassen sich vorzeitige Kühleffekte an den Filamenten 4 verhindern.
In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Spinndüse 1 mit einer unteren Düsenplatte 3 an einem Düsenträger 2 gehalten. Unterhalb der Düsenplatte 3 ist die Zuführeinrichtung 6 zur Zuführung eines Spülfluids an die Unterseite der Düsenplatte 3 vorgesehen. Die Zuführeinrichtung 6 weist ein Stützrohr 11 auf, welches im Innern den Führungskanal 7 zur Führung des Spülfluids bildet. Das Stützrohr 11 ist wärmeleitend ausgebildet und weist ein geschlossenes Kontaktende 13 auf, das unmittelbar an der Unterseite der Düsenplatte 3 anliegt. Die Düsenplatte 3 weist hierzu eine Kontaktfläche 36 auf.
Im kurzen Abstand zu dem Kontaktende 13 sind am Umfang des Stützrohres 11 mehrere nebeneinander angeordnete Spülöffnungen 12 ausgebildet. Den Spülöffnungen 12 ist am Umfang des Stützrohres 11 ein Leitmittel 14 in Form eines ringförmigen Formbleches zugeordnet. Durch das Leitmittel 14 wird das aus den Spülöffnungen 12 austretende Spülfluid in seiner Strömungsrichtung in Richtung der Düsenplatte 3 gelenkt.
Das Stützrohr 11 ist mit einem hier nicht dargestellten gegenüber liegenden Ende über eine Zuleitung mit einer Spülfluidquelle verbunden, durch welche ein Spülfluid den Führungskanal 7 zugeführt wird.
Unterhalb der Düsenplatte 3 ist mit Abstand zu den Filamenten 4 eine außen liegende Absaugeinrichtung 16 angeordnet. Die Absaugeinrichtung 16 weist eine Absaugöffnung 17 auf, die den Saugöffnungen 12 gegenüberliegt. Die Absaugöffnung 17 ist mit einem Absaugkanal 18 verbunden, der an einer Unterdruckquelle 19 angeschlossen ist.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Funktion im wesentlichen identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach 1, so dass im wesentlichen auf die vorgenannte Beschreibung Bezug genommen werden kann. Die Erwärmung des Spülfluids innerhalb des Führungskanals 7 erfolgt über die Wandungen des Stützrohres 11, die über das Kontaktende 13 und der Kontaktfläche 36 mit der Düsenplatte 3 wärmetechnisch verbunden sind.
Es ist jedoch auch möglich, bei einer unzureichenden Wärmeleistung innerhalb des Stützrohres 11 eine Heizspirale 15 (in 2 gestrichelt dargestellt) anzuordnen, durch welche das Spülfluid vor Austritt aus den Spülöffnungen 12 temperiert wird. Der Strom des Spülfluids wird konzentrisch zu dem Stützrohr 11 erzeugt und durch das Leitmittel 14 von innen nach außen entlang der Unterseite der Düsenplatte 3 geführt. Dabei durchdringt das Spülmittel die extrudierten Filmente 4 und tritt vorzugsweise radial nach außen aus den Filamentsträngen heraus. Dabei wird das Spülfluid kontinuierlich von der Absaugeinrichtung 16 aufgenommen und über die Absaugöffnung 17 dem Absaugkanal 18 abgeführt. Soweit bleibt die Umgebung frei von Monomeren, so dass auch Anlagerungen an benachbarten Spinneinrichtungsbauteilen vermieden werden.
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, um das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können. Gegenüber den in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen unterscheidet sich das nachfolgende Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, dass die Zuführeinrichtung 6 einen Führungskanal 7 aufweist, welcher die Spinndüse 1 mittig durchdringt. Der Führungskanal 7 weist unterhalb der Düsenplatte 3 ein Austrittsende 9 auf, an welchem eine ringförmige Spülöffnung 8 ausgebildet ist. Bei dieser Anordnung lässt sich die Temperierung des Spülfluids durch die Spinndüse 1 vornehmen. Die Funktion des in 3 dargestellten Ausführungsbeispiels ist dabei identisch zu dem in 1 gezeigten Vorrichtung. Insoweit wird zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen.
Bei den in den Ausführungsbeispielen nach 1 und 3 dargestellten Varianten der Zuführeinrichtung sind diese unabhängig von einer unterhalb der Spinndüse 1 vorgesehenen Kühleinrichtung. Dabei können die Fäden durch eine Radialanblasung oder durch eine Innen/Außen-Anblasung mot oder ohne einer passiven oder aktiven Nacherhitzerzone gekühlt werden. Bei einer Innen/Außen-Anblasung, die üblicherweise über eine Blaskerze ausgeführt ist, lässt sich die Zuführeinrichtung vorteilhaft mit der Kühlvorrichtung kombinieren, so dass beispielsweise bei einem ringförmigen Filamentvorhang eine Teilung zur Zuführung der Kühlluft und des Spülfluids ins Innere des Filamentvorhanges an einer Stelle möglich wird.
In 4 ist hierzu ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt.
Die Vorrichtung weist eine Spinndüse 1 und eine unterhalb der Spinndüse 1 angeordnete Kühleinrichtung 21 auf. Die Spinndüse 1 weist in ihrer Unterseite eine ringförmige Anordnung einer Vielzahl von Düsenbohrungen in einer Düsenplatte 3 auf, durch welche eine Vielzahl von Filamentsträngen extrudiert werden. Der Spinndüse 1 sind weitere – hier nicht dargestellte – schmelzeführende und schmel zefördernde Bauteile zugeordnet. In 4 ist nur ein Schmelzezulauf 20 angedeutet, durch welchen eine zuführte Polymerschmelze durch eine hier nicht dargestellte Spinnpumpe der Spinndüse 1 zugeführt wird.
Die Kühleinrichtung 21 weist eine Blaskerze 22 auf, die einen hohlzylindrischen Blasmantel 21 enthält. Der hohlzylindrische Blasmantel 21 ist auswechselbar mit einer Halteeinrichtung 24 verbunden. Der Blasmantel 21 ist aus einem gasdurchlässigen Material gebildet, das eine Vielzahl von am Umfang verteilten Öffnungen aufweist. Der Blasmantel 21 ist am freien Ende der Blaskerze 22 durch einen Deckel 30 verschlossen. Die Blaskerze 22 weist am gegenüber liegenden Ende eine Bodenplatte 29 auf, die eine Vielzahl von Einlassöffnungen aufweist. Zwischen dem Blasmantel 21 und dem Deckel 30 und der Bodenplatte 29 ist ein Druckraum 26 gebildet. Der Druckraum 26 wird in der Mitte der Blaskerze 22 von einem Stützrohr 23 durchdrungen, das sich außerhalb der Blaskerze 22 über den Deckel 14 hinaus hervorragt und an einem freien Ende ein Zentrierstück 31 aufweist. Das Zentrierstück 31 des Stützrohres 23 ragt in eine Zentrieröffnung 32 an der Unterseite der Düsenplatte 3, so dass die Blaskerze 22 über das Stützrohr 23 zentriert zur Spinndüse 1 gehalten ist. Das Stützrohr 23 bildet einen Führungskanal 7 für ein Spüfluid. hierzu ist das Stützrohr 23 mit einem gegenüberliegenden Ende mit einer Zuleitung 10 gekoppelt, die über die Halteeinrichtung 24 und einer Luftzuführung 25 nach außen geführt ist. Außerhalb des Spinnbereiches ist die Zuleitung 10 mit der Spülfluidquelle 27 gekoppelt.
Das Stützrohr 23 ist fest mit dem Deckel 30 und der Bodenplatte 29 verbunden, so dass die Blaskerze 22 und die Zuführeinrichtung für das Spülfluid zu einer Baueinheit kombiniert sind.
Das Stützrohr 23 weist außerhalb der Blaskerze 22 in einer durch ein Ende der Blaskerze 22 und der Unterseite der Düsenplatte 3 gebildeten Ruhrezone mehrere am Umfang verteilt angeordnete Spülöffnungen 12 auf. Die Spülöffnungen 12 sind im kurzen Abstand zu der Unterseite der Düsenplatte 3 ausgebildet, wobei den Spülöffnungen 12 zur Führung des Spülfluids ein Leitmittel 14 in Form eines am Umfang des Stützrohres 23 angebrachten Formbleches aufweist.
Die im Innern der Blaskerze ausgebildete Druckkammer 26 ist über die Bodenplatte 29 und die Halteeinrichtung 24 mit einer Luftzuführung 25 verbunden. Die Luftzuführung 25 ist mit einer hier nicht dargestellten Kühlluftquelle beispielsweise ein Gebläse gekoppelt.
Am Umfang der Halteeinrichtung 24 ist unterhalb des Blasmantels 21 ein Führungsring 28 ausgebildet, an denen die Filamente 4 geführt sind.
Unterhalb der Spinndüse 1 ist ein den Blasmantel 21 umhüllender Einlaufzylinder 37 mit poröser, vorzugsweise gelochter Wandung ausgebildet. Hierbei ist der Abstand zwischen dem Blasmantel 21 und dem Einlaufzylinder 37 derart bemessen, dass in dem so gebildeten Ringraum die Filamente 4 führbar sind.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein aufgeschmolzenes Polymermaterial, beispielsweise durch einen Extruder oder eine Pumpe der Spinndüse 1 aufgegeben. Hierzu tritt die Polymerschmelze über den beheizten Schmelzezulauf 20 in die beheizte Spinndüse 1 ein. Die Spinndüse 1 ist vorzugsweise kreisförmige ausgebildet und enthält auf ihrer Unterseite ein oder mehrere ringförmige Bohrungsreihen in der Düsenplatte 3, aus denen die Polymerschmelze als feine Filamente 4 zu einer Filamentschar austritt.
In dem zwischen dem freien Ende der Blaskerze 22 und der Unterseite der Düsenplatte 3 gebildeten Ruhezone tritt ein durch die Spülfluidquelle 27 bereitgestelltes Spülfluid aus den Spülöffnungen 12 am Umfang des Stützrohres 23 aus und wird als eine Spülfluidströmung entlang der Unterseite der Düsenplatte von innen nach außen geführt. Die Temperierung des Spülfluids erfolgt hierbei vorzugsweise durch separate Heizmittel, die beispielsweise der Spülfluidquelle 27 oder dem Führungskanal 7 zugeordnet sein können.
Zur Abkühlung der ringförmig geführten Filamente 4 wird über die Luftzuführung 25 eine Kühlluft der Blaskerze 22 zugeführt, die unter einen Vordruck in den Druckraum 26 der Blaskerze 22 geführt wird. Aufgrund des Vordruckes bildet sich ein in dem Blasmantel 21 der Blaskerze 22 radial durchdringender Kühlluftstrom aus. Der Kühlluftstrom durchdringt die über den Umfang der Blaskerze 22 verteilt geführten Filamente 4, so dass diese verfestigt werden. Am Ende der Kühlstrecke werden die Filamente 4 mit Kontakt an dem Führungsring 28 geführt, was die Stabilität insbesondere bei den feinsten Einzelfilamenten positiv beeinflusst. Nach der Abkühlung werden die Filamente 4 durch eine Präparationseinrichtung 33 und einem Sammelfadenfüher 34 zu einem Faden 35 zusammengeführt. Die in der 4 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist insbesondere geeignet, um textile Fäden herzustellen. Dabei lassen sich sowohl POY-Fäden mit Teilverstreckung oder FDY-Fäden mit Vollverstreckung herstellen.
Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind vorzugsweise kreisförmige oder ringförmige Düsenplatten gezeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind jedoch nicht auf bestimmte Formen der Düsenplatten beschränkt. So lässt sich die Wirkung der verbesserten Spülung auch bei eckigen oder ovalen Düsenplatten erreichen.

1: Spinndüse
2: Düsenträger
3: Düsenplatte
4: Filamente
5: Düsenbohrung
6: Zuführeinrichtung
7: Zufuhrkanal
8: Spülöffnung
9: Austrittsende
10: Zuleitung
11: Stützrohr
12: Spülöffnung
13: Kontaktende
14: Leitmittel
15: Heizspirale
16: Absaugeinrichtung
17: Absaugöffnung
18: Absaugkanal
19: Unterdruckquelle
20: Schmelzezulauf
21: Blasmantel
22: Blaskerze
23: Stützrohr
24: Halteeinrichtung
25: Luftzuführung
26: Druckkammer
27: Spülfluidquelle
28: Führungsring
29: Bodenplatte
30: Deckel
31: Zentrierstück
32: Zentrieröffnung
33: Präparationseinrichtung
34: Sammelfadenführer
35: Faden
36: Kontaktfläche
37: Einlaufzylinder

Claims

Verfahren zum Schmelzspinnen eines multifilen Fadens, bei welchem eine Vielzahl von Filamenten durch eine Vielzahl von Düsenbohrungen einer Düsenplatte extrudiert wird und bei welchem die Unterseite der Düsenplatte mit einem Spülfluid angeströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom des Spülfluids im mittleren Bereich der Düsenplatte derart erzeugt wird, dass das Spülfluid an der Unterseite der Düsenplatte von innen nach außen zu den äußeren Rändern der Düsenplatte strömt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülfluid unterhalb der Düsenplatte durch einen Zufuhrkanal zu der Unterseite der Düsenplatte zugeführt wird und über eine oder mehrere ringförmig angeordnete Spülöffnungen am Zufuhrkanal austritt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülfluid vor Austritt aus der Spülöffnung beheizt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülfluid durch einen metallisches Zuführkanal zugeführt wird, welcher mit einem freien Ende an der Unterseite der Düsenplatte in wärmeübertagenderweise anliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente unterhalb der Düsenplatte durch einen Kühlluftstrom abgekühlt werden, der durch eine im wesentlich mittig zu der Düsenplatte ausge richtete Blaskerze erzeugt wird, wobei der Strom des Spülfluids innerhalb einer durch ein Ende der Blaskerze und die Unterseite der Düsenplatte gebildeten Ruhezone erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülfluid von unten über einen Abschnitt des Zufuhrkanal innerhalb der Blaskerze zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülfluid an der Unterseite der Düsenplatte außerhalb der äußeren Ränder der Düsenplatte abgesaugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Spülfluid ein Stickstoff oder ein Wasserdampf verwendet wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer Spinndüsen (1), die eine untere Düsenplatte (3) mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen (5) zum Extrudieren einer Vielzahl von Filamenten (4) aufweist und mit einer Zuführeinrichtung (6) zur Erzeugung eines Spülfluidstroms zur Anströmung der Unterseite der Düsenplatte (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (6) unterhalb der Düsenplatte (3) derart ausgebildet ist, dass das Spülfluid an der Unterseite der Düsenplatte (3) von innen nach außen zu den äußeren Rändern der Düsenplatte (3) strömt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhreinrichtung (6) einen Zufuhrkanal (7) mit einem der Unterseite der Düsenplatte (3) zugewandten Austrittsende (9) aufweist, an dem eine oder mehrere ringförmig angeordnete Spülöffnungen (8) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (6) ein Heizmittel (15) aufweist, durch welches das Spülfluid vor Austritt beheizbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmittel durch eine Heizspirale (15) gebildet ist, die im Innern des Führungskanals (7) gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufuhrkanal (7) als ein wärmeleitendes Stützrohr (11) ausgebildet ist, welches ein an der Unterseite der Düsenplatte (3) anliegendes geschlossenes Kontaktende (13) aufweist und welches am Umfang die Spülöffnung oder die Spülöffnungen (12) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittig zur Düsenplatte (3) unterhalb der Spinndüse (1) eine Blaskerze (22) zur Erzeugung eines Kühlluftstroms angeordnet ist und die Zuführeinrichtung (6) eine im Innern der Blaskerzen (22) ausgebildeten Abschnitt des Zufuhrkanals (7) aufweist, der am unteren Ende der Blaskerze (22) mit einer Spülfluidquelle (27) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des Zufuhrkanals (7) durch ein fest mit der Blaskerze (22) verbundenes Stützrohr (23) gebildet ist, welches sich mit einem freien Ende an der Düsenplatte (3) abstützt.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülöffnung oder die Spülöffnungen (12) am Umfang des Stützrohres (23) außerhalb der Blaskerze (22) innerhalb einer durch ein Ende der Blaskerze (22) und die Unterseite der Düsenplatte (3) gebildeten Ruhezone ausgebildet ist/sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Stützrohres (23) als eine Zentrierstück (31) ausgebildet ist, welches in eine Zentrieröffnung (32) an der Unterseite der Düsenplatte (3) eingreift.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülöffnung (8) oder den Spülöffnungen (12) ein oder mehrere Leitmittel (14) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absaugeinrichtung (16) unterhalb der Düsenplatte (3) angeordnet ist, welche eine zu der Spülöffnung (8) gegenüberliegende Absaugöffnung (17) aufweist.