DE102013003775A1

DE102013003775A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abziehen mehrerer multifiler synthetischer Fäden

Info

Publication number: DE102013003775A1
Application number: DE102013003775.1A
Authority: DE
Inventors: Marcel Bornheim; Helmut Weigend
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2014-09-11
Also published as: CN104032384A; CN104032384B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abziehen mehrerer multifiler synthetischer Fäden mit einer Spinneinrichtung, einer Abkühleinrichtung und einer Abzugsgalette. In der Spinneinrichtung werden mehrere Filamentgruppen parallel nebeneinander aus einer Polymerschmelze extrudiert und nach dem Abkühlen durch Sammelfadenführer zu Fäden zusammengeführt. Zum Abziehen werden die Fäden zunächst von einem durch die Sammelfadenführer bestimmten Spinnabstand auf einen durch Behandlungsfadenführer bestimmten Behandlungsabstand zusammengeführt. Um die unterschiedlichen Ablenkungen der Fäden innerhalb der Fadenschar zu vergleichmäßigen und um Fadenspannungen und mechanische Belastungen der Fäden auszugleichen, werden die Fäden zwischen den Behandlungsfadenführer und der Abzugsgalette durch mehrere Auslenkfadenführer mit unterschiedlicher Auslenkung zwischen den Behandlungsfadenführern und der Abzugsgalette geführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzspinnen und Abziehen mehrerer multifiler synthetischer Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abziehen mehrerer multifiler synthetischer Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Bei der Herstellung von synthetischen Fäden in einem Schmelzspinnprozess ist es üblich, dass mehrere Fäden gleichzeitig als eine Fadenschar erzeugt und behandelt werden. Die einzelnen Prozessschritte vom Extrudieren einer Polymerschmelze bis hin zum Aufwickeln eines Fadens werden mit unterschiedlichen Vorrichtungsteilen ausgeführt, die je nach Prozessschritt unterschiedliche Fadenführungen erfordern. So ist es allgemein bekannt, dass die in einer Spinneinrichtung aus den Spinndüsen extrudierten Filamentbündel zur Bildung der Fäden ein relativ großen Fadenabstand zueinander benötigen, um die Extrusion und die Abkühlung zu ermöglichen. Anschließende Behandlungen wie beispielsweise Verwirbelungen oder Verstreckungen der Fäden werden mit wesentlich geringeren Fadenabständen durchgeführt. Insoweit ist es üblich, zusätzliche Fadenführer zur Ablenkung der Fäden einzusetzen.
Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abziehen mehrerer mutlifiler synthetischer Fäden sind beispielsweise aus der WO 2007/085274 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung werden durch mehrere Spinndüsen mehrere Gruppen von feinen Filamenten extrudiert und nach Abkühlung zu einem Faden zusammengeführt. Hierzu sind den Spinndüsen mehrere Sammelfadenführer zugeordnet, die jeweils unterhalb der Spinndüsen einen sogenannten Konvergenzpunkt bilden. Die Sammelfadenführer sind nebeneinander mit einem Spinnabstand gehalten, der im wesentlichen durch die Spinndüsen definiert ist. Um die Fäden als eine Fadenschar aus der Spinneinrichtung abziehen zu können, erfolgt in einer Übergangszone ein Zusammenraffen der Fadenschar zu einem engeren Fadenabstand. Hierzu sind den Sammelfadenführern mehrere Behandlungsfadenführer nachgeordnet, die die Fäden mit einem Behandlungsabstand nebeneinander führen, so dass die Fadenschar mit parallel geführten Fäden einer Abzugsgalette zugeführt werden können.
Bei derartigen Fadenführungen zwischen der Spinneinrichtung und der Abzugsgalette werden mehr oder weniger große Ablenkungen einzelner Fäden erforderlich. Insbesondere die in der Fadenschar im äußeren Bereich geführten Fäden werden gegenüber den im mittleren Bereich geführten Fäden durch die Fadenführer stärker abgelenkt. Derartige Ablenkungen, die zu einer mechanischen Beanspruchung der Filamente führt, können sich im ungünstigsten Fall bei empfindlichen Garnen auf die Ausbildung der physikalischen Eigenschaften auswirken, so dass innerhalb der Fadenschar keine identische Garnqualität vorherrscht. Insbesondere an den äußeren Fäden einer Fadenschar wirken aufgrund der Ablenkungen höhere Fadenzugkräfte.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abziehen mehrerer multifiler synthetischer Fäden der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, dass bei der Herstellung der Fäden eine hohe Gleichmäßigkeit in der Behandlung der Fäden erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 6 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass beim Abziehen der Fadenschar an den Fäden im wesentlichen gleichgroße Fadenzugkräfte wirken. Insbesondere werden dabei die durch Fadenführer verursachten Reibungen an den Fäden innerhalb der Fadenschar vergleichmäßigt. Hierzu werden die Fäden nach dem Verlassen der Behandlungsfadenführer und vor einem ersten Kontakt mit der Abzugsglatte durch mehrere Auslenkfadenführer mit unterschiedlichen Auslenkungen zwischen den Behandlungsfadenführern und der Abzugsgalette geführt. Damit lassen sich unabhängig von der Lage der Fäden innerhalb der Fadenschar an jedem der Fäden gleiche Bedingungen einstellen, um identische Fadenzugkräfte zu erzeugen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die Aufgabe dadurch, dass den Behandlungsfadenführern im Fadenlauf mehrere Auslenkfadenführer nachgeordnet sind, und dass die Auslenkfadenführer gegenüber dem Behandlungsfadenführern einen von der Lage der Behandlungsfadenführern abhängigen Versatz zum Auslenken der Fäden im Fadenlauf zwischen den Behandlungsfadenführern und der Abzugsgalette aufweisen. So können die durch das Zusammenraffen durch die Sammelfadenführer und Behandlungsfadenführer verursachten Ablenkungen an den Fäden durch entsprechende Auslenkungen der Fäden zwischen den Behandlungsfadenführern und den Auslenkfadenführern kompensiert werden. Die Fäden der Fadenschar weisen nach Verlassen der Spinnzone und der Übergangszone somit eine vergleichmäßigte Historie der mechanischen Beanspruchung auf.
Um eine hohe Gleichmäßigkeit einstellen zu können, ist die Verfahrensvariante bevorzugt ausgeführt, bei welcher die in einem Mittenbereich der Fadenschar laufenden Fäden mit einer größeren Auslenkung zwischen dem Behandlungsfadenführer und der Abzugsgalette gegenüber den in einem Aussenbereich der Fadenschar laufenden Fäden geführt werden. So können die im Aussenbereich geführten Fäden, die in der Übergangszone eine maximale Ablenkung erhalten haben, im wesentlichen ohne zusätzliche Auslenkung geführt werden. Die im Mittenbereich geführten Fäden werden dagegen stark ausgelenkt, so dass ein gewünschte Fadenreibung an den Fäden erzeugt wird.
Eine Vergleichmäßigung innerhalb der gesamten Fadenschar lässt sich vorteilhaft durch die Verfahrensvariante erzeugen, bei welcher die Auslenkungen der Fäden in der Fadenschar umgekehrt proportional eine Ablenkung der Fäden in der Fadenschar vom den Spinnabstand zu dem Behandlungsabstand ist. Insoweit können an jedem der Fäden innerhalb der Fadenschar die Summe der Auslenkwinkel und Ablenkwinkel identisch ausgebildet werden, so dass jeder Faden innerhalb der Fadenschar die gleiche Historie von Reibkontakten aufweist.
Es hat sich die Verfahrensvariante besonders bewährt, bei welchem die Fäden nach dem Spinnen im trockenen Zustand abgezogen werden und bei welchem die Fäden nach einem Verstrecken mit einem Fluid benetzt werden. So ist bekannt, dass jeder Reibkontakt bei einem trockenen multifilen Faden eine elektrostatische Aufladung der Filamente erzeugt. Derartige elektrostatische Aufladungen führen zu einem Aufspreizen der Filamentstränge, die sich aufgrund der Ladungen gegenseitig abstoßen. Insoweit können die nachgeordneten Behandlungen wie beispielsweise Temperierungen und Verstreckungen mit aufgelockerten Filamentbündeln ausgeführt werden.
Um den Effekt der elektrostatischen Aufladung innerhalb der Fäden zu vergleichmäßigen, werden die Fäden an den Fadenführern bevorzugt durch keramische Reibelemente geführt. So könne die durch Reibung an den Sammelfadenführern, den Behandlungsfadenführern und den Auslenkfadenführern erzeugten Ladungen im wesentlichen durch den Grad der Ablenkung und Grad der Auslenkung bestimmt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich besonders dadurch aus, dass an jedem Faden innerhalb der Fadenschar eine individuelle Auslenkung einstellbar ist, die sich im wesentlichen nach dem Grad der Ablenkungen beim Übergang von der Spinneinrichtung zur Abzugsgalette richtet.
Um insbesondere eine Vergleichmäßigung der Fadenzugspannung zwischen den Fäden im Außenbereich und den Fäden im Mittenbereich zu erhalten, wird die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt verwendet, bei welcher der Versatz zwischen den Behandlungsfadenführern und den Auslenkfadenführern zum Auslenken der Fäden in einen Mittenbereich der Behandlungsfadenführer größer ist als in einem Außenbereich der Behandlungsfadenführer. Dabei werden die Auslenkwinkel zum Auslenken der Fäden in einem Mittenbereich im wesentlichen in der Größenordnung der Ablenkwinkel der Fäden in einem Außenbereich gehalten. Die Auslenkfadenführer sind hierbei mit einem Abstand nebeneinander angeordnet, der identisch zu dem Behandlungsabstand zwischen dem Behandlungsfadenführer ist. Damit wird ein paralleler Fadenlauf zu der Abzugsgalette an den Fäden gewährleistet, um an den Fäden gleiche Abzugskräfte zu erhalten.
Zur Herstellung der multifilen synthetischen Fäden ist es üblich, die Fäden im bestimmten Maße zu verstrecken. Um insbesondere Fäden in einem trockenen Zustand aus der Spinneinrichtung abzuziehen und zu verstrecken, ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, bei welcher die Abzugsgalette mit mehreren Führungsgaletten zum Verstrecken der Fäden zusammenwirkt und bei welcher den Führungsgaletten eine Benetzungseinrichtung zum Benetzen der Fäden nachgeordnet ist. Damit lassen sich einerseits die zuvor durch Reibung an den Fadenführern aufgeladenen Fäden gleichmäßig an den Umfang der Abzugsgalette und der Führungsgaletten führen, wobei insbesondere eine vergleichmäßigte Erwärmung durch die aufgespreizten Filamenbündel realisiert wird. Eine nach dem Verstrecken durchgeführte Benetzung der Fäden führt gleichzeitig dazu, dass jegliche Ladungsenergie aus dem Filamenten entweichen kann.
Der Effekt der elektrostatischen Aufladung beim Ablenken und Auslenken der Fäden lässt sich bevorzugt dadurch erreichen, dass die Fadenführer zur Führung der Fäden jeweils ein keramisches Reibelement aufweisen.
Die Behandlungsfadenführer und die Auslenkfadenführer lassen sich grundsätzlich durch einzelne separate Fadenführer bilden, die unabhängig voneinander gehalten werden. Grundsätzlich werden diese jedoch bevorzugt als U-förmige Führungsnuten an einem Blechhalter oder einer Trägerplatte ausgebildet, wobei die Führungsnuten der Auslenkfadenführer und die Führungsnuten der Behandlungsfadenführer entgegengesetzt ausgerichtet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind grundsätzlich geeignet für alle gängigen Schmelzspinnverfahren zur Herstellung von multifilen synthetischen Fäden. So können teilverstreckte, vollverstreckte oder hochverstreckte synthetische Fäden für textile oder technische Anwendungen damit erzeugt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:
1.1 und 1.2 schematisch eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
2.1 und 2.2 schematisch eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels aus 1.1
3 schematisch eine Draufsicht der Behandlungsfadenführer und der Auslenkfadenführer des Ausführungsbeispiels aus 1.1 In den genannten Figuren ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abziehen mehrerer multifiler synthetischer Fäden in mehreren Ansichten schematisch dargestellt. 1.1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht und in 2.1 ist das Ausführungsbeispiel in einer Vorderansicht gezeigt. Die 1.2 und 2.2 enthalten jeweilige Teilansichten des Ausführungsbeispiels zur Erläuterung der zwischen einer Spinneinrichtung und einer Abzugsgalette erforderlichen Fadenablenkungen und Fadenauslenkungen. Darüberhinaus ist in 3 eine Draufsicht der zur Fadenauslenkung einer Abzugsgalette vorgeordneten Fadenführer dargestellt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
Das Ausführungsbeispiel weist eine Spinneinrichtung 1, eine Abkühleinrichtung 3 sowie eine Abzugsgalette 11 auf, die untereinander angeordnet sind, um einen im wesentlichen vertikal ausgerichteten Fadenlauf bei der Herstellung mehrerer multifiler synthetischer Fäden zu erhalten.
Die Spinneinrichtung 1 weist einen beheizten Spinnbalken 8 auf, der an seiner Unterseite mehrere Spinndüsen 2 trägt. In diesem Ausführungsbeispiel sind an dem Spinnbalken 8 sechs Spinndüsen 2 gehalten, die jeweils eine Vielzahl von Filamentsträngen eines multifilen Fadens extrudieren. Jeder der am Spinnbalken 8 gehaltenen Spinndüsen 2 sind jeweils über separate Schmelzeleitungen mit einer hier nicht dargestellten Mehrfachpumpe gekoppelt. Derartige Mehrfachpumpen sind vorzugsweise als sogenannte Planetenzahnradpumpen ausgeführt. Die Zuführung einer Polymerschmelze erfolgt hierbei durch einen Schmelzezulauf 4, der mit der Mehrfachpumpe Verbunden ist.
Unterhalb der Spinneinrichtung 1 ist die Abkühleinrichtung 3 vorgesehen, die eine Blaskammer 19 aufweist. Die Blaskammer 19 wirkt mit einem Kühlschacht 9 zusammen, durch welchen die extrudierten Filamentgruppen geführt werden.
Die Darstellung der Blaskammer 19 und des Kühlschachtes 9 ist beispielhaft und lässt sich in Abhängigkeit von dem Abkühlverfahren beliebig gestalten. So ist beispielsweise bekannt, den Kühlschacht durch mehrere Kühlzylinder zu bilden, die konzentrisch zu den Spinndüsen angeordnet sind und innerhalb der Blaskammer gehalten werden. Somit lässt sich die Kühlluft radial von innen nach außen auf die Filamentgruppen leiten. Ebenso ist es möglich, die Blaskammer einseitig zu dem Kühlschacht mit einer Blaswand auszubilden, welche einen quer gerichteten Kühlluftstrom erzeugt. Insoweit ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Art und Weise der Abkühlung der Filamentgruppen beschränkt.
Da jeder der extrudierten multifilen synthetischen Fäden durch eine Gruppe von Filamenten gebildete ist, erfolgt am Auslass der Abkühleinrichtung 3 eine Zusammenführung der Filamente pro Faden. Hierzu sind mehrere Sammelfadenführer 5 vorgesehen. Die Sammelfadenführer 5 sind jeweils mittig zu dem vorgeordneten Spinndüsen 2 gehalten und bilden jeweils einen Konvergenzpunkt der extrudierten Filamentgruppen, die zu jeweils einem Faden 7.1 bis 7.6 zusammengeführt werden.
Die Sammelfadenführer 5 sind entsprechend einer durch die Spinndüsen 2 vorgegebenen Spinnteilung mit einem Abstand zueinander in einer Ebene angeordnet. Der Abstand zwischen den Sammelfadenführern 5 wird hier als Spinnabstand bezeichnet und ist in der 1.2 mit dem Großbuchstaben A_S bezeichnet. Der Spinnabstand A_S zwischen den Sammelfadenführern 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel gleichgroß ausgeführt.
Unterhalb der Abkühleinrichtung 3 ist eine Abzugsgalette 11 angeordnet. In der Übergangszone zwischen der Abkühleinrichtung 3 und der Abzugsgalette 10 werden die Fäden 7.1 bis 7.6 abgelenkt, um mit einem kleineren Fadenabstand zueinander die nachfolgenden Behandlungsstufen als Fadenschar zu durchlaufen. Hierzu sind den Sammelfadenführern 5 mehrere Behandlungsfadenführer 10 im Fadenlauf nachgeordnet. Die Behandlungsfadenführer 10 sind mit einem Behandlungsabstand nebeneinander angeordnet, so dass die Fäden 7.1 bis 7.6 nach Verlassen der Behandlungsfadenführer 10 einen wesentlich kleineren Abstand zueinander aufweisen. Der Abstand ist als Behandlungsabstand bezeichnet und in der 1.2 mit dem Großbuchstaben A_B gekennzeichnet.
Wie insbesondere aus der Darstellung aus 1.2 hervorgeht, werden die Fäden 7.1 bis 7.6 innerhalb der Fadenschar mit unterschiedlichen Ablenkwinkel in der Übergangszone zwischen der Abkühleinrichtung 3 und der Abzugsgalette 11 geführt. Die sich an den Sammelfadenführern 5 einstellende Ablenkwinkel sind in 1.2 mit den Winkeln α₁, α₂ und α₃ gekennzeichnet. So werden die äußeren Fäden 7.1 und 7.6 mit dem größten Ablenkwinkel α₁. Die mittleren Fäden 7.3 und 7.4 erhalten dagegen eine geringere Ablenkung mit einem kleineren Ablenkwinkel α₃.
Die Ablenkung der Fäden 7.1 bis 7.6 an den nachgeordneten Behandlungsfadenführern 10 ist durch die Winkel β₁, β₂ und β₃ gekennzeichnet. Auch hierbei gilt, dass die äußeren Fäden 7.1 und 7.6 wieder mit den größten Ablenkwinkeln β₁ geführt werden. Die mittleren Fäden 7.3 und 7.4 weisen an den Behandlungsfadenführern 10 den kleinsten Ablenkwinkel β₃ auf.
Wie aus den Darstellungen der Figuren hervorgeht, sind den Behandlungsfadenführern 10 im Fadenlauf mehrere Auslenkfadenführer 14 nachgeordnet. Die Auslenkfadenführer 14 sind in dem Fadenlauf zwischen den Behandlungsfadenführern 10 und der Abzugsgalette 11 derart angeordnet, dass die Fäden 7.1 bis 7.6 der Fadenschar unterschiedliche Auslenkungen erhalten.
Wie aus den 2.1 und 2.2 sowie aus der 3 hervorgeht, wird an den Fäden 7.1 bis 7.6 durch die Auslenkfadenführer 14 eine Auslenkung erzeugt, die in Abhängigkeit von der Lage der Fäden innerhalb der Fadenschar unterschiedlich groß ausfällt. Hierzu weisen die Auslenkfadenführer 14 gegenüber den Behandlungsfadenführern 10 einen Versatz auf.
Wie insbesondere aus der Darstellung in 3 hervorgeht, ist der Versatz zwischen den Behandlungsfadenführern 10 und den Auslenkfadenführern 14 in einem Mittenbereich am größten. In 3 ist der Versatz mit dem Kennbuchstaben V_M im Mittenbereich gekennzeichnet. Demgegenüber ist der Versatz in einem Außenbereich der Behandlungsfadenführer 10 und der Auslenkfadenführer 14 kleiner ausgebildet und in der 3 mit dem Kennbuchstaben V_A gekennzeichnet. Dieser Versatz zwischen den Behandlungsfadenführern 10 und den Auslenkfadenführern 14 führt zu einer unterschiedlichen Auslenkung der Fäden 7.1 bis 7.6 in den Bereich zwischen dem Behandlungsfadenführern 10 und der Abzugsgalette 11.
Wie aus den Darstellungen in 2.2 und 3 hervorgehen, werden die in einem Mittenbereich geführten Fäden 7.3 und 7.4 mit einem Auslenkwinkel δ₁ ausgelenkt. Die im Außenbereich geführten Fäden 7.1 und 7.6 werden dagegen mit einem kleineren Auslenkwinkel δ₃ geführt. Die Auslenkung der Fäden 7.1 bis 7.6 erfolgt auf einer Zulaufseite und einer Ablaufseite der Auslenkfadenführer 14, da die Fadenschar der Fäden 7.1 bis 7.6 gemeinsam am Umfang der Abzugsgalette 11 parallel nebeneinander geführt werden. Die Behandlungsfadenführer 10 und der Mantel der Abzugsgalette 11 spannen eine Fadenlaufebene auf, die sich bis hin zu den Sammelfadenführern 5 erstreckt. So erfolgen die Ablenkungen der Fäden 7.1 bis 7.6 in der Fadenlaufebene. Die Auslenkung der Fäden 7.1 bis 7.2 zwischen dem Behandlungsfadenführer und der Abzugsgalette sind dagegen quer zur Fadenlaufebene gerichtet.
Die an den Behandlungsfadenführer 10 durch Auslenkung der Fäden auftretenden Auslenkwinkel sind mit γ₁, γ₂ und γ₃ bezeichnet. Hierbei werden ebenfalls die im Mittenbereich geführten Fäden 7.3 und 7.4 am stärksten ausgelenkt mit dem Auslenkwinkel γ₁. Dementsprechend sind die Auslenkungen der im Außenbereich geführten Fäden 7.1 und 7.6 mit dem Auslenkwinkel γ₃ am geringsten. Die Auslenkwinkel δ und γ sind an den einzelnen Fäden insoweit umgekehrt proportional zu den Ablenkwinkeln α und β. Somit wird erreicht, dass jeder der Fäden 7.1 bis 7.6 eine gleichgroße mechanische Beanspruchung durch Ablenkung und Auslenkung der Fadenführer 5, 10 und 14 erhält. Im günstigsten Fall würde gelten, dass die an einem Faden wirkenden Ablenkwinkel und Auslenkwinkel in somit bei allen Fäden 7.1 bis 7.6 gleichgroß sind. So würde der Faden 7.1 die Ablenkungen mit den Winkeln α₁ und β₁ und den Winkeln γ₃ und δ₃ erhalten. Der im Mittenbereich geführt Faden 7.3 wird mit den Ablenkungen und Auslenkungen der Winkel α₃, β₃, γ₁ und δ₁ geführt. Insoweit würde gelten: α₁ + β₁ + γ₃ + δ₃ = α₃ + β₃ + γ₁ + δ₁
Wie aus den Darstellungen in 1.1 und 2.1 hervorgeht, werden die Fäden 7.1 bis 7.6 im trockenen Zustand von der Spinneinrichtung 1 durch die Abzugsgalette 11 abgezogen. Insoweit erzeugt jede Ablenkung und Auslenkung an einem der Fadenführer 5, 10 und 14 eine elektrostatische Aufladung an den Filamentsträngen. Derartige elektrostatische Aufladungen bewirken eine Aufspreizung der Filamentgruppen innerhalb des Fadens, so dass die Fäden mit einem lockeren Verbund auf die Abzugsgalette 11 auflaufen. Um eine möglichst gleichmäßige Aufladung der Fäden 7.1 bis 7.6 zu erhalten, sind die Fadenführer 5, 10 und 14 vorzugweise mit keramischen Reibelementen ausgeführt, die mit Kontakt den Faden führen.
In 3 ist insbesondere die Ausgestaltung der Behandlungsfadenführer 10 und der Auslenkfadenführer 14 dargestellt. Die Behandlungsfadenführer 10 sind durch U-förmige Führungsnuten 15 an einer Trägerplatte 18 ausgeführt. Die Führungsnuten 15 sind durch Reibelemente 17 gebildet, die an einer geraden Kante der Trägerplatte 18 nebeneinander gehalten werden. Insoweit liegen die Behandlungsfadenführer 10 in einer geraden Ebene.
Die Auslenkfadenführer 14 sind ebenfalls durch Führungsnuten 21 an einer Trägerplatte 18 ausgeführt. Hierzu sind an der Trägerplatte 18 mehrere im Abstand zueinander angeordnete Reibelemente 17 gehalten. Die dadurch gebildeten Führungsnuten 21 bilden mit ihren Nutgründen einen Krümmungsradius, so dass sich zwischen den benachbarten Behandlungsfadenführern 10 und Auslenkfadenführern 14 ein unterschiedlicher Versatz einstellt. Der Krümmungsradius ist in 3 mit dem Kennbuchstaben R dargestellt. Hierzu sind die Führungsnuten 21 an einer gekrümmten Kante des Blechhalters 20 ausgebildet. Die Reibelemente 17 in der Trägerplatte 18 und in dem Blechhalter 20 sind vorzugsweise durch keramische Werkstoffe gebildet. Insoweit werden die Fäden unter identischen Bedingungen in den Behandlungsfadenführern 10 und den Auslenkfadenführern 14 geführt. Die Auslenkfadenführer 14 und die Behandlungsfadenführer 10 weisen jeweils nebeneinander einen gleichgroßen Behandlungsabstand auf, der in 3 mit dem Kennbuchstaben A_B gekennzeichnet ist. Die Führungsnuten 15 der Behandlungsfadenführer und die Führungsnuten 21 der Auslenkfadenführer 14 sind hierbei entgegengesetzt ausgerichtet, so dass eine sichere Auslenkung der Fäden 7.1 bis 7.6 quer zur Fadenlaufebene möglich ist.
An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass die Ausbildung und Ausführung der Behandlungsfadenführer 10 und der Auslenkfadenführer 14 beispielhaft ist. Grundsätzlich können die Fadenführer 10 und 14 auch durch separate Fadenführer gebildet sein. Zudem könnten die Behandlungsfadenführer 10 und die Auslenkfadenführer 14 relativ zueinander beweglich gehalten sein, um einen bestimmten Versatz pro Faden oder pro Fadenschar einstellen zu können.
Wie aus der Darstellung in den 1.1 und 2.1 hervorgeht, sind der Abzugsgalette 11 mehrere Führungsgaletten 12.1 bis 12.4 nachgeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel bilden die insgesamt vier Galetten 11, 12.1 bis 12.3 eine Verstreckeinrichtung, um die Fäden über eine Differenzgeschwindigkeit zwischen den Galetten zu verstrecken. Die Abzugsgalette 11 und die Führungsgaletten 12.1 bis 12.3 werden über Galettenmotoren 13.1 bis 13.4 angetrieben, so dass die Fäden parallel nebeneinander gemeinsam mit jeweils einer Teilumschlingung an den Galettenmänteln der Galetten geführt werden.
Der Aufbau der Verstreckeinrichtung ist beispielhaft und könnte noch durch zusätzlich angetriebene Umlenkrollen oder weitere angetriebene Galetten ergänzt sein. Zum Verstrecken und zum Behandeln der Fäden weisen die Abzugsgalette 11 und die Führungsgaletten 12.1 bis 12.3 kurze beheizte Galettenmäntel auf. Dabei werden die Fäden parallel nebeneinander mit dem durch die Behandlungsfadenführer 10 definierten Behandlungsabstand A_B geführt. Der Behandlungsabstand A_B liegt im Bereich von 2 mm bis 6 mm, so dass eine Vielzahl von Fäden mit gering auskragenden Galettenmänteln führbar ist.
Wie aus der Darstellung in den 1.1 und 2.1 hervorgeht, sind den Führungsgaletten 12.1 bis 12.3 auf einer Ablaufseite unmittelbar eine Benetzungseinrichtung 16 zugeordnet, durch welche die Fäden 7.1 bis 7.6 nach Ablauf von dem letzten Galettenmantel direkt mit einer Präparationsflüssigkeit benetzt werden. Damit wird gleichzeitig eine Entladung an den Fäden erzeugt, so dass die Fäden beispielsweise anschließend unmittelbar zu Spulen aufgewickelt werden können.
Bei den in 1.1 und 1.2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Schmelzspinnen und Verstrecken multifiler synthetischer Fäden parallel an sechs Fäden ausgeführt. Die Anzahl der Fäden ist beispielhaft. Grundsätzlich sind das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignet, um einen große Vielzahl von Fäden gleichzeitig herzustellen.
Zur Erläuterung des Verfahrens und der Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Figuren die Fadenläufe der Fäden 7.1 und 7.6 schematisch dargestellt. Zunächst wird aus einer Polymerschmelze eine Mehrzahl von freien Filamentsträngen durch die Spinndüsen 2 extrudiert. Die pro Spinndüse 2 extrudierten feinen Filamentstränge werden nach dem Abkühlen durch die Sammelfadenführer 5 zu den Fäden 7.1 bis 7.6 zusammengeführt. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt das Zusammenführen ohne eine Benetzung der Fäden, so dass die Fäden im wesentlichen im trockenen Zustand aus der Spinneinrichtung 1 abgezogen werden. Der trockene Zustand der Fäden 7 ist besonders vorteilhaft, um eine durch die Ablenkungen und Auslenkungen an den Fäden erzeugte elektrostatische Aufladung zu nutzen, um an den Fäden eine einheitliche Aufspreizung der Filamentgruppen zu erhalten.
An dieser Stelle sei jedoch ausdrücklich erwähnt, dass sowohl das erfindungsgemäße Verfahren als auch die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenso vorteilhaft bei einer Fadenführung mit einer Benetzung möglich ist. Insoweit könnte in dem Ausführungsbeispiel nach 1.1 und 1.2 den Sammelfadenführer 5 unmittelbar eine Präparationseinrichtung zugeordnet sein.
Die Fäden 7.1 bis 7.6 werden als eine Fadenschar gemeinsam aus der Spinneinrichtung 1 abgezogen und nach dem Zusammenführen durch die Behandlungsfadenführer 10 auf den für die nachfolgende Behandlung erforderlichen Behandlungsabstand A_B zusammengeführt. Anschließend werden die Fäden durch die Auslenkfadenführer 14 zusätzlich mit unterschiedlichem Versatz ausgelenkt, um eine Vergleichmäßigung der Fadenspannungen und eine Vergleichmäßigung der mechanischen Belastungen an den Fäden zu erhalten.
Die Fäden 7.1 bis 7.6 werden durch die Abzugsgalette 11 abgezogen und einer weiteren Behandlung zugeführt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Fäden 7.1 bis 7.6 zum Erwärmen und Verstrecken über die Führungsgaletten 12.1 bis 12.3 geführt. Nach dem Verlassen der Führungsgaletten erfolgt die Benetzung der Fäden mit einem Präparationsfluid. Damit tritt auch eine Entladung an den Filamentsträngen ein, so dass an jedem Faden ein Zusammenhalt der Filamentstränge erzeugt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind insbesondere bei trockenen Fäden besonders geeignet, um eine Vergleichmäßigung der Temperaturbehandlung und der Verstreckung an den Fäden einer Fadenschar zu erhalten. Durch den aufgelockerten Filamentverbund der Fäden wird eine intensive und gleichmäßige Temperierung und Behandlung aller Filamentstränge erreicht.
Bezugszeichenliste

1: Spinneinrichtung
2: Spinndüse
3: Abkühleinrichtung
4: Schmelzezulauf
5: Sammelfadenführer
7.1–7.6: Faden
8: Spinnbalken
9: Kühlschacht
10: Behandlungsfadenführer
11: Abzugsgalette
12.1–12.3: Führungsgalette
13.1–13.4: Galettenmotor
14: Auslenkfadenführer
15: Führungsnut an Trägerplatte
16: Benetzungseinrichtung
17: Reibelement
18: Trägerplatte
19: Blaskammer
20: Blechhalter
21: Führungsnut an Blechhalter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/085274 [0003]

Claims

Verfahren zum Schmelzspinnen und Abziehen mehrerer multifiler synthetischer Fäden, bei welchem mehrere Filamentgruppen parallel mit einem Spinnabstand nebeneinander aus einer Polymerschmelze extrudiert und nach einem Abkühlen zu mehreren Fäden zusammengeführt werden, bei welchem die Fäden zum Abziehen auf einen Behandlungsabstand nebeneinander abgelenkt werden, wobei die Fäden zwischen mehreren Sammelfadenführern und mehreren Behandlungsfadenführern geführt werden und wobei die Fäden als eine Fadenschar von einer Abzugsgalette aufgenommen und abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden nach dem Verlassen der Behandlungsfadenführer und vor einem ersten Kontakt mit der Abzugsgalette durch mehrere Auslenkfadenführer mit unterschiedlichen Auslenkungen zwischen den Behandlungsfadenführern und der Abzugsgalette geführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in einem Mittenbereich der Fadenschar laufenden Fäden mit einer größeren Auslenkung gegenüber den in einem Außenbereich der Fadenschar laufenden Fäden geführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkungen der Fäden in der Fadenschar umgekehrt proportional einer Ablenkung der Fäden in der Fadenschar von dem Spinnabstand zu dem Behandlungsabstand ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden nach dem Spinnen im trockenem Zustand abgezogen werden und dass die Fäden nach einem Verstrecken mit einem Fluid benetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden an den Fadenführern durch keramische Reibelemente geführt werden.
Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abziehen mehrerer multifiler synthetischer Fäden mit einer Spinneinrichtung (1), die mehrere Spinndüsen (2) zum Extrudieren mehrerer Filamentbündel aufweist, mit einer Abkühleinrichtung (3) zum Abkühlen der Filamente, mit mehreren den Spinndüsen (2) zugeordneten Sammelfadenführer (5), welche mit einem Spinnabstand (A_S) nebeneinander angeordnet sind und welche die Filamentbündel zu einem Faden pro Sammelfadenführer (5) zusammenführen, und mit einer Abzugsgalette (11) zum Abziehen der Fäden als eine Fadenschar, wobei der Abzugsgalette (11) mehrere Behandlungsfadenführer (10) vorgeordnet sind, die unterhalb der Sammelfadenführer (5) zum Ablenken der Fäden mit einem Behandlungsabstand (A_B) nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass den Behandlungsfadenführern (10) im Fadenlauf mehrere Auslenkfadenführer (14) nachgeordnet sind und dass die Auslenkfadenführer (14) gegenüber den Behandlungsfadenführer (10) einen von der Lage der Behandlungsfadenführer (10) abhängigen Versatz (V_M, V_A) zum Auslenken der Fäden im Fadenlauf zwischen den Behandlungsfadenführern (10) und der Abzugsgalette (11) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz (V_M, V_A) zwischen den Behandlungsfadenführern (10) und den Auslenkfadenführern (14) zum Auslenken der Fäden in einem Mittenbereich der Behandlungsfadenführer (10) größer ist als in einem Außenbereich der Behandlungsfadenführer (10).
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkfadenführer (14) mit einem Abstand nebeneinander angeordnet sind, der identisch zu dem Behandlungsabstand (A_B) zwischen den Behandlungsfadenführer (10) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzugsgalette (11) mit mehreren Führungsgalette (12.1–12.3) zum Verstrecken der Fäden zusammenwirkt und dass den Führungsgaletten (12.1–12.3) eine Benetzungseinrichtung (16) zum Benetzen der Fäden nachgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenführer (5, 10, 14) zur Führung der Fäden jeweils ein keramisches Reibelement (17) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkfadenführer (14) durch U-förmige Führungsnuten (21) an einem Blechhalter (20) gebildet sind, wobei die Nutgründe der Führungsnuten (21) auf einem Krümmungsradius (R) liegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungsfadenführer (10) durch U-förmige Führungsnuten (15) an einer Trägerplatte (18) gebildet sind, wobei die Führungsnuten (15) der Trägerplatte (18) und die Führungsnuten (21) des Blechhalters (20) entgegengesetzt ausgerichtet sind.