DE102010048219A1

DE102010048219A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Verstrecken und Entspannen mehrerer synthetischer Fäden

Info

Publication number: DE102010048219A1
Application number: DE102010048219A
Authority: DE
Inventors: Stefan Becker; Andreas May
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2011-05-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen, Verstrecken und Entspannen mehrerer synthetischer Fäden, bei welchen pro Faden eine Vielzahl einzelner Filamente gesponnen, abgekühlt und durch Benetzen mit einem Präparationsfluid zum Faden zusammengeführt werden und bei welchen die Fäden parallel nebeneinander zum Verstrecken und Entspannen durch mehrere Galetten mehrerer Galettenduos mit jeweils mehrfacher Fadenumschlingung geführt werden, wobei die Fäden zur Entspannung an den Galetten eines der Galettenduos gegenüber einem der vorgeordneten Galettenduos mit einer verringerten Umfangsgeschwindigkeit der Galetten geführt werden. Um auch bei möglichst geringen Fadenspannungen einen sicheren und stabilen Fadenlauf ohne Spannungsaufbau zu erhalten, werden die Fäden in jeder Fadenumschlingung zwischen den Galetten des zur Entspannung der Fäden angetriebenen Galettenduos durch ein zusätzliches Fadenführungsmittel geführt. Hierzu ist das Fadenführungsmittel zwischen den Galetten des Galettenduos angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzspinnen, Verstrecken und Entspannen mehrerer synthetischer Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Bei der Herstellung von synthetischen multifilen Fäden in einem Schmelzspinn-Prozess werden die herzustellenden Fäden in ihren Eigenschaften weitestgehend durch die Behandlungen wie beispielsweise durch ein Verstrecken oder ein Entspannen der Fäden bestimmt. So ist es bei der Herstellung von Fäden für technische Anwendungen, die in der Fachwelt auch als sogenannte IDY-Garne bezeichnet werden, üblich, die Fäden durch eine Galettenanordnung von mehreren Galettenduos zu verstrecken und unmittelbar anschließend zu entspannen. Ein derartiges Verfahren sowie eine derartig Vorrichtung gehen beispielsweise aus der EP 1 054 084 A1 hervor.
Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird aus einem thermoplastischen Material in diesem Fall ein Polyester eine Vielzahl feiner Filamente extrudiert und nach einer Abkühlung mittels Kühlluft durch Auftragen eines Präparationsfluids zu einem Faden zusammengefaßt. Üblicherweise werden dabei unmittelbar mehrere Fäden nebeneinander gleichzeitig gesponnen, die anschließend durch eine Galettenanordnung mit mehreren Galettenduos in mehreren Stufen verstreckt und zur Auslösung eines Schrumpfes entspannt werden. An den Galettenduos ist dabei eine Entspannung von 2% eingestellt, so daß zumindest an einem der letzten Galettenduos eine gegenüber dem vorgeordneten Galettenduo reduzierte Umfangsgeschwindigkeit der Galetten eingestellt ist. Bei der Entspannung der Fäden ist insbesondere darauf zu achten, daß das Schrumpfverhalten der Fäden und die an den Galettenduos eingestellte Entspannung sich im wesentlichen kompensieren, damit einerseits ein schrumpfarmes Garn herstellbar ist und andererseits eine sichere Fadenführung bei mehrfacher Fadenumschlingung der Galetten gewährleistet bleibt. Für den Fall, daß eine zu hohe Entspannung zwischen den Galetten im Verhältnis zum Schrumpfverhalten des Fadens eingestellt ist, kommt es zu einem unerwünschten Fadenspannungsabfall und damit verbunden zu Wickelbildung auf den Galetten. Insoweit besteht der Wunsch, möglichst eine hohe Entspannung mit sicherer Fadenführung an den Galetten einstellen zu können, um schrumpfarme Garne zu erzeugen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit welchem bzw. werlcher die verstreckten Fäden mit möglichst hoher Entspannung behandelt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 7 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung war auch nicht durch das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung aus der DE 21 22 748 naheliegend, bei welchem ein schmelzgesponnener Faden durch eine Galettenanordnung mehrerer Galettenduos verstreckt wird und bei welchem ein erstes der Spinneinrichtung zugeordnetes Galettenduo ein Führungsmittel zur Trennung der Fadenumschlingungen aufweist. Hierbei wird nur ein einzelner Faden mit mehreren Umschlingungen an einer angetriebenen Galette und einer Führungsrolle geführt. Zudem wird der Faden sowohl auf der Zulaufseite des Galettenduos als auch auf der Ablaufseite mit einer Zugspannung zum Verstrecken geführt, so daß jeweils Zugkräfte auf die Fadenumschlingungen einwirken.
Demgegenüber ist es bei einer Entspannung des Fadens erforderlich, den Faden möglichst spannungsfrei zu führen, damit sich ein Schrumpf in dem thermoplastischen Material des Fadens ausbilden kann. Dabei müssen die Fäden selbst bei relativ geringen Fadenspannungen sicher am Umfang der Galetten des Galettenduos geführt werden. Hier greift nun die Erfindung ein, indem die Fäden in jeder Fadenumschlingung zwischen den Galetten eines der zur Entspannung der Fäden angetriebenen Galettenduos durch zusätzliche Fadenführungsmittel geführt werden. Damit können auch bei Führung einer großen Anzahl von parallel geführten Fäden diese ohne gegenseitige Behinderung nahezu spannungslos geführt werden, um möglichst schrumpfarme Garne zu erzeugen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist hierzu zumindest an einem der zur Entspannung der Fäden angetriebenen Galettenduos zwischen den Galetten zusätzliche Fadenführungsmittel auf, durch welche die Fäden in jeder Fadenumschlingung führbar sind.
Um möglichst eine große Anzahl von parallel geführten Fäden im kleinen Behandlungsabstand nebeneinander am Umfang der Galetten des Galettenduos führen zu können, werden bevorzugt die sich zwischen den Galetten bildenden Fadenabschnitte der Fadenumschlingungen in einen Trum der Fadenumschlingung nebeneinander geführt. Damit lässt sich zusätzlich eine Belegungslänge der Galetten mit relativ hoher Fadendichte ausnutzen.
Diese Verfahrensvariante wird bevorzugt durch die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgeführt, bei welcher die Fadenführungsmittel mehrere separate Fadenführer aufweisen, die jeweils einem Trum der Fadenumschlingung zugeordnet sind.
Um einerseits bei maximaler Entspannung stabile Fadenläufe zu erhalten und andererseits keine zusätzlichen Fadenspannungen durch Reibungen an Fäden zu erzeugen, hat sich die Verfahrensvariante besonders bewährt, bei welcher die Fäden zur Führung um einen Auslenkwinkel im Bereich von 0° bis 2° aus einem sich ohne Fadenführung zwischen den Galetten einstellenden natürlichen Fadenlauf ausgelenkt werden. Durch die geringen Auslenkwinkel bleiben die für die Entspannung eingestellten Fadenspannungen im Wesentlichen unverändert erhalten. So lassen sich die Fäden mit sehr geringen Fadenspannungen führen.
Zur Durchführung der Verfahrensvariante sind die Fadenführer der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart zwischen den Galetten angeordnet, daß die Fäden zur Führung um einen Auslenkwinkel im Bereich von 0 bis 2° aus einem sich ohne Fadenführung zwischen den Galetten einstellenden natürlichen Fadenlauf auslenkbar sind. Aufgrund des Bestrebens der Fäden, möglichst eine energetisch günstige Führungsbahn einzunehmen, bleibt der Auslenkwinkel an jedem der geführten Fadenabschnitte der Fadenumschlingungen im wesentlichen gleich. Insoweit lassen sich die Fadenführer in einer reihenförmigen Anordnung achsparallel zu den Galetten des Galettenduos anordnen.
Bei der Herstellung von technischen Fäden insbesondere zur Erzeugung von sogenannten HMLS-Garnen ist es üblich, daß die Entspannung der Fäden unmittelbar nach dem Verstrecken durch ein oder mehrere Galettenduos ausgeführt wird. Dementsprechend werden gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Fäden in den Fadenumschlingungen an dem letzten Galettenduo und/oder an dem vorletzten Galettenduo geführt. Je nach Fadentyp und Fadenmaterial kann die Entspannung der Fäden in mehreren Stufen erfolgen, so daß beispielsweise sowohl dem vorletzten Galettenduo als auch dem letzten Galettenduo jeweils ein Fadenführungsmittel zugeordnet ist.
Bei der Herstellung synthetischer Fäden ist es nicht ausgeschlossen, daß während des Prozesses einzelne Fadenbrüche zu einer Prozessunterbrechung führen. Derartige Fadenbrüche bewirken Fadenverschlappungen sowie mögliche Wickelbildungen an den Galetten. Um einerseits eine Zerstörung des Fadenführungsmittels zu verhindern und andererseits eine Beseitigung von Fadenresten und eine schnelle Inbetriebnahme vornehmen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher die Fäden durch eine horizontal ausgerichtete Galettenanordnung an dem Galettenduo geführt werden und bei welchem die sich an der Unterseite des Galettenduos einstellenden Fadenabschnitt der Fadenumschlingungen zur Führung genutzt werden. Hierzu sind die Fadenführer des Fadenführungsmittels derart an der Unterseite des Galettenduos angeordnet, daß sich jeweils eine nach unten hin offene Führungsnut bildet. Somit lässt sich erreichen, daß bei einer Verschlappung der Fäden diese selbsttätig aus den Fadenführern herausgleiten und somit keine zusätzlichen Fadenspannungen und -reibungen an den Fadenführern erzeugen.
Die Fadenführer werden hierzu bevorzugt durch mehrere Keramikstifte gebildet, die mit Abstand an einer Führungsleiste nebeneinander angeordnet sind. Somit lassen sich die Fäden in den Fadenumschlingungen ausschließlich mit einem seitlichen Kontakt zu den Keramikstiften führen.
Da zu Prozessbeginn die Fadenschar üblicherweise über eine manuell geführte Saugpistole an die Galettenanordnung und die Galettenduos angelegt wird, ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Führungsleiste gegenüber den geführten Fäden einen Abstand aufweist, welcher sich in Richtung der Galette zu einem freien auskragenden Ende des Galettenduos hin vergrößert. Dadurch wird das Einfädeln bei fortschreitender Umschlingung durch die manuell geführte Saugpistole auf einfache Art und Weise möglich, so daß ein Operator ohne zusätzliche Hilfsmittel die Fadenschar jeweils sicher in das Fadenführungsmittel einfädeln kann.
Die Fäden werden zum Verstrecken und auch zur Entspannung üblicherweise durch die beheizten Oberflächen der Galetten erwärmt. Hierzu ist es erforderlich, daß die Fäden, die aus einer Vielzahl von einzelnen Filamentsträngen gebildet sind, möglichst in allen Bereichen eine zum Verstrecken oder zum Entspannen erforderliche Temperatur aufweisen. Um auch bei relativ großen Fadentitern zu einer hohen Gleichmäßigkeit zu gelangen, wird bevorzugt, die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet, bei welcher mehrere Galettenduos beheizte Galetten aufweisen, wobei die Galetten zwei benachbarter Galettenduos gegensinnig antreibbar sind. Damit lässt sich beim Übergang von einem Galettenduo zum nächsten Galettenduo die Umschlingungsrichtung der Fäden ändern, so daß die Fäden jeweils abwechselnd von zwei Seiten mit beheizten Oberflächen der Galetten in Kontakt treten können.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:
1 schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
2 schematisch eine Draufsicht eines der Galettenduos des Ausführungsbeispiels aus 1
3 schematisch der Fadenlauf eines Fadens zwischen zwei Galetten des Galettenduos aus 2
4 schematisch eine Seitenansicht des Fadenführungsmittels aus 1
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines synthetischen Fadens insbesondere zu einem IDY-Garn in einer Ansicht dargestellt. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Spinneinrichtung 1, eine Benetzungseinrichtung 9 und eine Galettenanordnung 13 mit mehreren Galettenduos 14.1 bis 14.5. Derartige Einrichtungen werden zum Schmelzspinnen, Verstrecken und Entspannen einer Mehrzahl von synthetischen Fäden eingesetzt. In dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist die dargestellte Anzahl von drei Fäden parallel nebeneinander daher nur beispielhaft.
Zum Schmelzspinnen multifiler Fäden weist die Spinneinrichtung 1 einen beheizten Spinnbalken 2 auf, der an seiner Unterseite mehrere Spinndüsen 4.1, 4.2 und 4.3 in einer reihenförmigen Anordnung aufweist. Jede der Spinndüsen 4.1, 4.2 und 4.3 ist mit einer Spinnpumpe vorzugsweise eine Mehrfachpumpe verbunden, die über einen Pumpenantrieb 5 antreibbar ist. Die Spinnpumpe 3 ist über einen Schmelzezulauf 6 mit einer hier nicht dargestellten Schmelzequelle beispielsweise einem Extruder verbunden.
Die Spinndüsen 4.1, 4.2 und 4.3 weisen an einer Unterseite eine Vielzahl von Düsenöffnungen auf, durch welche jeweils eine Vielzahl von Filamenten 7 extrudiert werden. So werden von jeder der Spinndüsen 4.1 bis 4.3 jeweils eine Filamentschar 11.1, 11.2 und 11.3 extrudiert.
Unterhalb des Spinnbalkens 2 ist eine Abkühleinrichtung 8 vorgesehen, die in diesem Ausführungsbeispiel als eine Querstromanblasung ausgeführt sein könnte. Die Abkühleinrichtung 8 erzeugt einen Kühlluftstrom, der auf die Filamente 7 der Filamentscharen 11.1 bis 11.3 gerichtet ist. Die Abkühleinrichtung 8 kann jedoch auch alternative Mittel zur Erzeugung eines Kühlluftstromes aufweisen. So wäre es ebenfalls möglich, den Kühlluftstrom radial von innen nach außen durch eine jeweils den Filamentscharen zugeordnete Blaskerze oder radial von außen nach innen durch eine jeweils den Filamentscharen zugeordneten Kühlzylinder innerhalb einer Blaskammer zu erzeugen.
Unterhalb der Abkühleinrichtung 8 ist eine Benetzungseinrichtung 9 angeordnet, um die Filamente 7 pro Spinndüse 4.1 bis 4.3 zu benetzen und zu einem Faden zusammenzuführen. Die Benetzungseinrichtung 9 weist hierzu pro Fadenlauf jeweils zwei Benetzungsmittel in Form von Präparationsrollen 10.1 und 10.2 auf. Die Präparationsrollen 10.1 und 10.2 weisen jeweils eine umlaufende Kontaktfläche auf, die mit einem Präparationsfluid benetzt ist. Hierbei sind die Präparationsrollen 10.1 und 10.2 jeweils im Fadenlauf gegenüberliegend angeordnet, so daß die jeweilige Filamentschar 11.1 bis 11.3 jeweils zu einem Faden 12.1 bis 12.3 zusammengeführt wird. Die zum Bündeln der Filamentscharen 11.1 bis 11.3 zusätzlichen Führungsmittel können dabei den Präparationsrollen 10.1 und 10.2 vorzugsweise nachgeordnet sein.
Die Fäden 12.1, 12.2 und 12.3 werden gemeinsam durch ein erstes Galettenduo 14.1 der Galettenanordnung 13 von den Spinndüsen 4.1 bis 4.3 abgezogen. Neben dem ersten Galettenduo 14.1 sind noch weitere Galettenduos 14.2 bis 14.5 vorgesehen, um die Fäden jeweils an mehreren Galetten mit mehrfacher Fadenumschlingung zu führen. Die ersten Galettenduos 14.1 bis 14.4 werden in diesem Ausführungsbeispiel jeweils mit einer Geschwindigkeitsdifferenz derart betrieben, daß die Fäden in mehreren Stufen verstreckt werden. Hierzu sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Galetten der Galettenduos 14.1, 14.2, 14.3 und 14.4 jeweils so eingestellt, daß sich zwischen den benachbarten Galettenduos eine Zugspannung an den Fäden einstellt, um die Fäden zu strecken.
Um die Filamente der Fäden 12.1 bis 12.3 auf eine Verstrecktemperatur zu erwärmen, sind die beiden Galettenduos 14.1 und 14.2 mit beheizten Galetten ausgebildet, die jeweils gegensinnig angetrieben werden, so daß die Fäden 12.1 bis 12.3 mit gegensinniger Umschlingung an den Galettenduos 14.1 und 14.2 geführt werden. So werden die Galetten des ersten Galettenduos 14.1 entgegen dem Uhrzeigersinn umschlungen, so daß die Fäden 12.1 bis 12.3 mit einer Seite an den beiden beheizten Oberflächen des Galettenduos 14.1 geführt werden. Das Galettenduo 14.2 wird im Uhrzeigersinn von den Fäden 12.1 bis 12.3 umschlungen, so daß die beheizten Oberflächen an dem Galettenduo 14.2 von der jeweils gegenüberliegenden Seite 12.1 bis 12.3 kontaktiert wird. Damit ist eine beidseitige Wärmebehandlung an den Fäden 12.1 und 12.3 möglich, so daß eine intensive und gleichmäßige Erwärmung aller Filamente stattfindet.
Im weiteren Verlauf der Galettenanordnung 13 ist ein letztes Galettenduo 14.5 mit den beiden Galetten 15.1 und 15.2 vorgesehen, das gegenüber dem vorgeordneten Galettenduo 14.4 mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit angetrieben ist, so daß in der Übergangszone zwischen den Galettenduos 14.4 und 14.5 eine Entspannung an den Fäden eintritt. Die Galetten 15.1 und 15.2 des Galettenduos 14.5 werden durch zugeordnete Galettenantriebe angetrieben. Zur Entspannung der Fäden werden diese zwischen den Galettenduos 14.4 und 14.5 mit möglichst geringen Spannungen vorzugsweise spannungslos geführt, so daß sich ein Schrumpf in dem thermoplastischen Material der Filamentstränge ausbilden kann. Damit lassen sich besonders schrumpfarme Fäden herstellen.
Um trotz einer relativ hohen Entspannung, die durch eine verringerte Umfangsgeschwindigkeit des Galettenduos 14.5 gegenüber dem Galettenduo 14.4 bestimmt ist, eine sichere und stabile Fadenführung zu erhalten, ist dem Galettenduo 14.5 ein Fadenführungsmittel 16 zwischen den Galetten 15.1 und 15.2 des Galettenduos 14.5 angeordnet. Zur weiteren Erläuterung des Fadenführungsmittels 16 wird zusätzlich zu den 2 bis 4 Bezug genommen.
In 2 ist schematisch eine Draufsicht des Galettenduos 14.5 von unten gezeigt. Die 3 stellt schematisch einen Fadenlauf zwischen den Galetten 15.1 und 15.2 dar, wie er sich in jeder Fadenumschlingung einstellt. Die 4 zeigt eine Seitenansicht des Fadenführungsmittels zwischen den Galetten 15.1 und 15.2. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
In den 2 und 4 ist das Galettenduo 14.5 schematisch mit Galettenantrieben gezeigt. So wird die Galette 15.1 durch den Galettenantrieb 21.1 und die Galetten 15.2 durch den Galettenantrieb 21.2 angetrieben.
Das Fadenführungsmittel 16 ist zwischen den Galetten 15.1 und 15.2 angeordnet. Hierbei weist das Fadenführungsmittel 16 eine Vielzahl von Fadenführern 17 auf, die an der Unterseite des Galettenduos 14.5 zugeordnet ist. Das Galettenduo 14.5 ist mit den Galetten 15.1 und 15.2 horizontal ausgerichtet, so daß sich zwischen den Galetten 15.1 und 15.2 pro Fadenumschlingung ein oberer Trum 20.1 und ein unterer Trum 20.2 einstellt. Somit sind die Fadenführer 17 des Fadenführungsmittels 16 dem unteren Trum 20.2 zugeordnet.
Die Fadenführer 17 sind in diesem Ausführungsbeispiel durch Keramikstifte 18 gebildet, die nebeneinander an einer Führungsleiste 19 gehalten sind. Die Keramikstifte 18 ragen mit ihren freien Enden nach unten, so daß sich zwischen benachbarten Kermaikstiften 18 jeweils eine nach unten offene Führungsnut 22 ausbildet. Zur Führung der Fäden 12.1, 12.2 und 12.3 in den Fadenumschlingungen sind jedem Fadenabschnitt zwischen den Galetten 15.1 und 15.2 im Trum 20.2 somit jeweils ein Keramikstift 18 zugeordnet. Nach einer Anzahl von drei Umschlingungen ergeben sich somit neun Stifte.
Zur Führung der sich zwischen den Galetten 15.1 und 15.2 erstreckenden Fadenabschnitte der Fadenumschlingungen sind die Fadenführer 17 bzw. die Keramikstifte 18 derart gehalten, daß die Fäden jeweils aus einem sich ohne Fadenführung einstellenden natürlichen Fadenlauf ausgelenkt werden. Diese Situation ist in 3 schematisch an einem Faden gezeigt. Üblicherweise liegen die Fäden bei der Führung an den Galetten 15.1 und 15.2 des Galettenduos 14.5 in einem natürlichen Fadenlauf, der sich allein aus der Energiebilanz einstellt. Ein derart energetischer Fadenlauf ist dadurch charakterisiert, daß der Faden orthogonal zu den Mantelflächen 23 und 24 der beiden Galetten 15.1 und 15.2 geführt wird. Dieser Fadenlauf ist in 3 gestrichelt eingetragen. Um den Fadenlauf bei spannungsarmer Führung zu stabilisieren, sind die Fadenführer 17 derart angeordnet, daß an dem Fadenabschnitt zwischen den Galetten 15.1 und 15.2 eine Auslenkung gegenüber dem natürlichen Fadenlauf entsteht. Diese Auslenkung ist durch den Auslenkwinkel α in 3 gekennzeichnet. Um dabei möglichst keinen zusätzlichen Spannungsaufbau zu erzeugen, ist der Auslenkwinkel α sehr gering ausgeführt, so daß sich ein Winkel im Bereich von 0° bis 2° einstellt. Durch eine derartige Auslenkung konnte jedoch eine maximale Entspannung an den Fäden erzeugt werden.
Wie aus der Darstellung in 4 hervorgeht, sind die Keramikstifte 18 gegenüber der Achse der Galette 15.2 oder der Galette 15.1 auf unterschiedlichen Höhen angeordnet. Hierzu ist die Führungsleiste 19 am Lagerende der Galetten 15.1 und 15.2 mit einem Fadenabstand A1 gegenüber den zu fürenden Fäden gehalten. Dieser Abstand vergrößert sich mit zunehmender Distanz bis hin zu dem Abstand A2 am auskragenden Ende der Galette 15.1 bzw. 15.2. Dies hat zur Folge, daß die freien Enden der Keramikstifte 18 gegenüber einer horizontalen Ebene versetzt liegen, was sich insbesondere bei Prozessbeginn zum manuellen Anlegen der Fäden 12.1 bis 12.3 bewährt hat. So ist üblich, daß die Fadenschar zu Prozessbeginn mittels einer manuell geführten Saugpistole in mehrfacher Umschlingung um die Galettenduos 14.1 bis 14.5 gelegt werden. Dabei muss jede Umschlingung in die dazu vorgesehenen Fadenführer 17 eingefädelt werden, was durch die versetzte Anordnung der Keramikstifte 18 ohne größere Probleme möglich ist. Somit werden vom Operator keine zusätzlichen Führungsmittel benötigt.
Es ist jedoch auch möglich, die Fadenfüher 17 beweglich auszubilden, um zum Einfädeln eine Anlegeposition und in Betrieb eine Betriebsposition einnehmen zu können.
Desweiteren ist noch anzumerken, daß die nach unten hin geöffneten Fadenführungsnuten 22 zwischen den Keramikstiften 18 bei einem Fadenbruch vorteilhaft die eintretende Fadenverschlappung ermöglichen und die Fäden 12.1 bis 12.3 dabei am Galettenduo 14.5 selbsttätig aus dem Einflussbereich der Fadenführer 17 geführt werden können.
Nach dem Entspannen werden die Fäden 12.1 bis 12.3 üblicherweise durch eine Aufwickeleinrichtung zu Spulen aufgewickelt. Eine derartige Aufwickeleinrichtung, die hier nicht dargestellt ist, weist üblicherweise zwei auskragende Spulspindeln auf, die eine kontinuierliche Aufwicklung der Fäden ermöglichen.
Zur Herstellung eines IDY-Garnes insbesondere eines HMLS-Garnes mit geringem Schrumpf wird bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Polymerschmelze aus einem Polyester der Spinnpumpe 3 zugeführt. Die Spinnpumpe 3 führt unter Druck die Polymerschmelze zu den Spinndüsen 4.1 bis 4.3, durch welche jeweils eine Vielzahl von Filamenten 7 extrudiert werden. Innerhalb eines durch die Abkühleinrichtung 8 gebildeten Kühlschachtes werden die Filamente 7 auf eine Temperatur unterhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials abgekühlt, so daß eine Verfestigung und eine Vororientierung an den Filamenten eintritt. Nach der Abkühlung der Filamente 7 werden die Filamentscharen 11.1 bis 11.3 jeweils zu einem Faden 12.1 bis 12.3 zusammengeführt und durch die Präparationsrollen 10.1 und 10.2 der Benetzungseinrichtung 9 mit einem Präparationsfluid beidseitig benetzt.
Die Fäden 12.1 bis 12.3 werden gemeinsam durch das erste Galettenduo 14.1 abgezogen und zum Verstrecken in die Galettenanordnung 13 überführt. Die Abzugsgeschwindigkeit liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2.5000 m/min. bis 4.000 m/min. Anschließend wird der Faden in zwei Stufen zwischen den Galettenduos 14.2, 14.3 und 14.4 verstreckt und in einer dritten Stufe zwischen den Galettenduos 14.4 und 14.5 entspannt. Dabei liegen die Fadengeschwindigkeiten am Ende der Behandlung in einem Bereich von vorzugsweise 5.000 m/min. bis 8.000 m/min. Zum Verstrecken und Entspannen des Fadens sind die Galetten der Galettenduos 14.1 bis 14.5 vorzugsweise beheizt ausgeführt und können eine Oberflächentemperatur im Bereich 70°C bis 260°C aufweisen.
Um an den Fäden 12.1 bis 12.3 einen möglichst hohen Schrumpf auslösen zu können, wir die Entspannung durch eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Galettenduos 14.4 und 14.5 bestimmt. So werden die Galetten 15.1 und 15.2 mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit gegenüber den Galetten des Galettenduos 14.4 angetrieben. Die Geschwindigkeitsdifferenz könnte hierbei in einem Bereich von oberhalb 0,5% bis max. 8% liegen. Damit lassen sich maximale Entspannungen in einer Stufe an den Fäden zur Herstellung von HLMS-Garnen realisieren.
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine mehrstufige Entspannung an den Fäden 12.1 bis 12.3 auszuführen. In diesem Fall wären die in 1 dargestellte vorletzte Galettenduo 14.4 und das Galettenduo 14.5 beide an der Entspannung der Fäden beteiligt. Insoweit könnte ein weiteres Fadenführungsmittel dem zweiten Galettenduo 14.4 zugeordnet sein. Das Fadenführungsmittel 16 ist hierzu gestrichelt in 1 dargestellt.
An dieser Stelle sei jedoch ausdrücklich erwähnt, daß das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für andere Prozesse, in welchem ein multifiler Faden durch ein Schmelzspinnverfahren hergestellt, verstreckt und entspannt wird, geeignet ist. So ist die Erfindung auch zur Herstellung von textilen Fäden geeignet, die zwischen den Galettenduos eine Entspannung erhalten.
Bezugszeichenliste

1: Spinneinrichtung
2: Spinnbalken
3: Spinnpumpen
4.1, 4.2, 4.3: Spinndüse
5: Pumpenantrieb
6: Schmelzezulauf
7: Filament
8: Abkühleinrichtung
9: Benetzungseinrichtung
10.1, 10.2: Präparationsrollen
11.1, 11.2, 11.3: Filamentschar
12.1, 12.2, 12.3: Faden
13: Galettenanordnung
14.1 bis 14.5: Galettenduo
15.1, 15.2: Galette
16: Fadenführungsmittel
17: Fadenführer
18: Keramikstift
19: Führungsleiste
20.1, 20.2: Trum der Fadenumschlingung
21.2, 21.2: Galettenantrieb
22: Führungsnut
23: Mantelfläche erste Galette
24: Mantelfläche zweite Galette

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1054084 A1 [0002]
DE 2122748 [0007]

Claims

Verfahren zum Schmelzspinnen, Verstrecken und Entspannen mehrerer synthetischer Fäden, bei welchem pro Faden eine Vielzahl einzelner Filamente gesponnen, abgekühlt und durch Benetzen mit einem Präparationsfluid zum Faden zusammengeführt werden und bei welchem die Fäden nebeneinander zum Verstrecken und Entspannen durch mehrere Galetten mehrerer Galettenduos mit jeweils mehrfacher Fadenumschlingung geführt werden, wobei die Fäden zur Entspannung an den Galetten eines der Galettenduos gegenüber einem der vorgeordnete Galettenduos mit einer verringerten Umfangsgeschwindigkeit der Galetten geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden in jeder Fadenumschlingung zwischen den Galetten des zur Entspannung der Fäden angetrieben Galettenduos durch ein zusätzliches Fadenführungsmittel geführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle sich zwischen den Galetten bildenden Fadenabschnitte der Fadenumschlingungen in einem Trum der Fadenumschlingung nebeneinander geführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden zur Führung um einen Auslenkwinkel im Bereich von 0° bis 2° aus einem sich ohne Fadenführung zwischen den Galetten einstellenden natürlichen Fadenlauf ausgelenkt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden in den Fadenumschlingungen an dem letzten Galettenduo und/oder an dem vorletzten Galettenduo geführt werden.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden an dem betreffenden Galettenduo mit horizontal ausgerichteten Fadenumschlingungen geführt werden und dass die Fäden in einem Fadenabschnitt der Fadenumschlingung geführt werden, der sich an einer Unterseite des Galettenduos einstellt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden durch kammförmig angeordnete Fadenführer geführt werden, welches die Fäden jeweils in einer nach unten hin offenen Führungsnut pro Fadenumschlingung halten.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Spinneinrichtung (1), mit einer Abkühleinrichtung (8), mit einer Benetzungseinrichtung (9) und mit einer Galettenanordnung (13) zum Verstrecken und Entspannen mehrerer Fäden (12.1 bis 12.3), wobei die Galettenanordnung (13) mehreren Galettenduos (14.1 bis 14.5) aufweist, die die Fäden (12.1 bis 12.3) jeweils mit mehrfachen Fadenumschlingungen an zwei Galetten (15.1 bis 15.2) führen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem der zur Entspannung der Fäden (12.1 bis 12.3) angetriebenen Galettenduos (14.5) zwischen den Galetten (15.1, 15.2) ein zusätzliches Fadenführungsmittel (16) zugeordnet ist, durch welches die Fäden (12.1, 12.3) in jeder Fadenumschlingung führbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenführungsmittel (16) mehrere separate Fadenführer (17) aufweist, durch welche alle sich zwischen den Galetten (15.1, 15.2) bildenden Fadenabschnitten der Fadenumschlingungen nebeneinander führbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenführungsmittel (16) zwischen den Galetten (15.1 bis 15.2) einem Trum (20.2) der Fadenumschlingungen zugeordnet ist und dass die Fadenführer (17) des Fadenführungsmittel (16) so gehalten sind, dass die Fäden (12.1 bis 12.3) zur Führung um einen Auslenkwinkel im Bereich von 0° bis 2° aus einem sich ohne Fadenführung zwischen den Galetten (15.1 bis 15.2) einstellenden natürlichen Fadenlauf auslenkbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenführungsmittel (16) dem letzten Galettenduo (14.5) und/oder dem vorletzten Galettenduo (14.4) der Galettenanordnung (13) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Galettenduo (14.5) horizontal ausgerichtet ist und dass die Fadenführer (17) an einer Unterseite des Galettenduos (14.5) angeordnet sind und jeweils zwischen sich eine nach unten hin offene Führungsnut (22) bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenführer (17) durch mehrere Keramikstifte (18) gebildet sind, die mit Abstand an einer Führungsleiste (19) nebeneinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsleiste (19) gegenüber den geführten Fäden (12.1 bis 12.3) einen Abstand aufweist, welcher sich in axialer Richtung der Galetten (15.1, 15.2) zu einem freien auskragenden Ende des Galettenduos (14.5) hin vergrößert.