DE102013014572A1 - Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen synthetischer Filamente - Google Patents

Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen synthetischer Filamente Download PDF

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DE102013014572A1
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Martin Fischer
Roland Nitschke
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08Melt spinning methods
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D13/00Complete machines for producing artificial threads
    • D01D13/02Elements of machines in combination

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen von synthetischen Filamenten. Die Vorrichtung weist einen beheizten Spinnbalken auf, der an seiner Unterseite zumindest eine Spinndüse zum Extrudieren der Filamente trägt. Unterhalb des Spinnbalkens ist eine Kühleinrichtung angeordnet, die einen Blaskasten und einen innerhalb des Blaskastens ausgebildeten Kühlschacht mit einem gasdurchlässigen Wandabschnitt aufweist. Zum Absaugen von Monomeren ist in einem Abstand zu einem Auslass des Kühlschachtes eine Saugeinrichtung außerhalb des Blaskastens vorgesehen. Um in Abhängigkeit vom Fadentiter und Kühlluftströmung eine individuelle Einstellung der Saugströmung zu ermöglichen, ist die Saugeinrichtung erfindungsgemäß relativ zu dem Auslass des Kühlschachtes höhenverstellbar ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen von synthetischen Filamenten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei der Herstellung von synthetischen Fäden ist es allgemein bekannt, dass eine Vielzahl von Filamenten nach dem Extrudieren durch eine Spinndüse in einer nachgelagerten Kühlzone abgekühlt werden, damit das thermoplastische Material der Filamente sich verfestigt und somit die Filamente zu dem multifilen Faden zusammengeführt werden können. Zur Abkühlung der frisch extrudierten Filamente wird ein Kühlluftstrom erzeugt und auf die Filamente geleitet. Um hierbei eine intensive Abkühlung der einzelnen Filamentstränge innerhalb des Filamentbündels zu erhalten, haben sich Systeme bewährt, bei welcher der Kühlluftstrom den Filamenten von außen nach innen zugeführt wird. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 34 06 347 A1 bekannt.
  • Bei der bekannten Vorrichtung ist unterhalb von einem Spinnbalken, der mehrere Spinndüsen in einer reihenförmigen Anordnung hält, ein Blaskasten angeordnet. Der Blaskasten wird an der Unterseite des Spinnbalkens gehalten, wobei innerhalb des Blaskastens eine Kühlschacht ausgebildet ist. Der Kühlschacht weist einen gasdurchlässigen Wandabschnitt auf, der eine in dem Blaskasten enthaltene Kühlluft gleichmäßig auf die aus den Spinndüsen austretenden Filamente richtet.
  • Bei dem Extrudieren von bestimmten Polymeren wie beispielsweise Polyamiden treten vermehrt flüchtige Bestandteile wie Monomere und Oligomere auf, die sich in der Umgebung unkontrolliert ablagern können. Um das Mitführen derartiger Monomere aus dem Kühlschacht heraus zu verhindern, weist die bekannte Vorrichtung eine Saugeinrichtung auf, die dem Auslass des Kühlschachtes zugeordnet ist. Hierbei wird ein quer zu der Laufrichtung der Filamente gerichtete Saugströmung erzeugt, die die flüchtigen Bestandteile der Filamentstränge abführen soll. Es wurde nun beobachtet, dass der Anteil der abgeführten flüchtigen Bestandteile wesentlich durch die Strömungsgeschwindigkeit der Mantelluft sowie der Saugluft bzw. den jeweiligen Fadengeschwindigkeiten der Filamente bestimmt ist. So ist es bekannt, dass bei einer großen Anzahl von Filamenten ein wesentlich intensiver Kühlluftstrom zur Abkühlung des Filamentbündels erzeugt wird. Dementsprechend ist es erforderlich, die Saugeinrichtung mit einem relativ hohen Unterdruck zu betreiben, um mit dem Querstrom die gewünschte Abfuhr der flüchtigen Bestandteile zu erhalten. Derartige hohe quergerichtete Saugströmungen können jedoch zu ungewünschten Auslenkungen der Filamente führen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen von synthetischen Filamenten der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei welcher unerwünschte flüchtige Bestandteile wie beispielsweise Monomere nach dem Abkühlen der Filamente aus dem Faserstrom abgefangen werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Saugeinrichtung relativ zu dem Auslass des Kühlschachtes höhenverstellbar ausgebildet ist.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.
  • Die Erfindung hat den besonderen Vorteil, dass unabhängig vom herzustellenden Fadentyp zu jedem Prozess die Saugeinrichtung im Fadenlauf derart platzierbar ist, dass ein auf die Strömungsgeschwindigkeit der Mantelluft des Filamentbündels günstiger Saugstrom zum Abführen der flüchtigen Bestandteile einstellbar ist. Ein Niederschlag der Monomere auf nachfolgende Fadenführungselemente lässt sich damit vorteilhaft vermeiden. So lässt sich die Saugeinrichtung bei einer sehr geringen Anzahl von Filamenten innerhalb des Filamentbündels bereits unmittelbar in die Nähe des Auslasses des Kühlschachtes platzieren. Bei einer relativ großen Anzahl von Filamenten innerhalb des Filamentbündels wird die Saugeinrichtung bevorzugt im größerem Abstand zu dem Auslass des Kühlschachtes angeordnet.
  • Um möglichst eine vor dem Zusammenführen der Filamente zu einem Faden ausgebildete Spinnzone nutzen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Saugeinrichtung in einem Abstand im Bereich von 100 mm bis 1500 mm unterhalb der Spinndüse angeordnet ist. Damit ist sichergestellt, dass eine ausreichend Festigkeit beim Besaugen des Filamentstromes vorliegt.
  • Um eine vorzeitige Ablagerung der Monomere im Bereich des Kühlschachtes zu vermeiden, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher einem Einlass des Kühlschachtes ein Heizmittel zugeordnet ist, durch welches eine Übergangszone zwischen der Spinndüse und dem gasdurchlässigen Wandabschnitt erwärmbar ist. Da die Ablagerungen der Monomere im wesentlichen von der Temperaturdifferenz abhängig sind, lässt sich durch ein Erwärmung des Einlassbereiches des Kühlschachtes die Gefahr von Ablagerungen vermeiden.
  • Als Heizmittel sind grundsätzlich aktive Heizmittel oder passive Heizmittel möglich. Um die vorhandene Wärme des Spinnbalkens bzw. der Spinndüse ausnutzen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher der gasdurchlässige Wandabschnitt des Kühlschachtes durch einen Siebzylinder gebildet ist, und bei welcher das Heizmittel durch einen wärmeleitenden Metallring gebildet ist, welcher mit oder ohne Kontakt zwischen dem Siebzylinder und der Spinndüse oder dem Spinnbalken gehalten ist. Somit lasst sich die von der Spinndüse oder dem Spinnbalken abgegebene Wärme vorteilhaft nutzen, um das obere Ende des Siebzylinders zu erwärmen. Der wärmeleitende Metallring ist bevorzugt aus einem gut leitenden Metall ausgeführt.
  • Dieser Effekt lässt sich noch dadurch verbessern, indem der Metallring an einem Halteende einen zylindrischen Heizkragen aufweist, welcher in den Siebzylinder hineinragt. So lässt sich die Übergangszone des Siebzylinders zusätzlich gegenüber dem Filamentstrom abschirmen.
  • Damit bei dem Absaugen der flüchtigen Bestandteile der gesamte Mantelbereich des Filamentbündels erfasst ist, wird die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt verwendet, bei welcher die Saugeinrichtung einen seitlich zu den Filamenten angeordneten Saugstutzen mit einer Saugöffnung und einen mit Abstand zur Saugöffnung gegenüberliegendes Führungsblech aufweist, wobei das Führungsblech und der Saugstutzen zwischen sich einen trichterförmigen Fadendurchlass bilden. So lässt sich der gesamte Mantelbereich des Filamentbündels mit dem Saugstrom der Saugeinrichtung erfassen.
  • Für das Anspinnen und Anlegen eines Fadens ist die Weiterbildung der Erfindung besonders geeignet, bei welcher das Führungsblech beweglich ausgebildet ist und durch Schwenken oder Lösen aus einer Betriebsstellung zum Anlegen des Fadens herausführbar ist. Diese Weiterbildung bildet zudem den Vorteil, dass kein nachträgliches Einfädeln des Fadens in den Fadendurchlass der Saugeinrichtung erforderlich wird. Nach dem Anlegen der geöffneten Saugeinrichtung wird das Führungsblech zurück in die Betriebsstellung gebracht.
  • Da derartige Vorrichtungen in Praxis zur Herstellung mehrerer Fäden genutzt wird, hat die Weiterbildung der Erfindung einen hohen praktischen Wert, bei welcher die Saugeinrichtung mehrere nebeneinander ausgebildete Saugöffnungen an dem Saugstutzen mit zugeordneten Führungsblechen aufweist, wobei die Saugöffnungen mit einer Sammelkammer verbunden sind, die mit einer Unterdruckquelle verbunden ist. So können mehrere Saugströmungen parallel nebeneinander gemeinsam erzeugt werden.
  • Damit an jeder der Saugöffnung gleiche Verhältnisse hinsichtlich der Saugwirkung eintreten, ist zwischen den Saugöffnungen des Saugstutzens und der Sammelkammer eine Luftverteileinrichtung angeordnet. Damit lässt sich sicherstellen, dass bei einem zentralen Anschluss der Sammelkammer an einer Unterdruckquelle die Unterdruckwirkung gleichmäßig verteilt an den Saugöffnungen anstehen.
  • Bei sehr starken Anfall von Monomeren und Oligomere ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt verwendet, bei welcher der Spinndüse eine Dampfzufuhreinrichtung zugeordnet ist, durch welche ein Dampf in einem Freiraum unterhalb der Spinndüse leitbar ist. Somit können die Monomere und Oligomere unmittelbar nach dem Extrudieren gebunden werden. Das kondensierte Wasser des Wasserdampfes lässt sich dabei vorteilhaft ebenfalls über die Saugeinrichtung einsammeln und abführen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, unmittelbar im Bereich der Spinndüse eine zweite Absaugvorrichtung zu integrieren.
  • Zur Abkühlung der frisch extrudierten Filamente wird durch den gasdurchlässigen Siebzylinder eine am Umfang des Siebzylinders anstehende Kühlluft über Druckdifferenz ins Innere des Siebzylinders geleitet. Um über den gesamten Umfang des Siebzylinders eine gleichmäßige Kühlluftströmung zu erhalten, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher der Blechkasten eine obere Kühlkammer und eine mit der Kühlkammer verbundene untere Verteilkammer aufweist. Der Kühlschacht ist dabei zweiteilig ausgebildet, wobei der Siebzylinder in der Kühlkammer und ein Rohrstück in der Verteilkammer angeordnet ist. So lässt sich die über die Kühlluftquelle zugeführte Kühlluft zunächst sammeln. Ein direktes einseitiges Anblasen des Siebzylinders innerhalb des Blaskastens wird vermieden. Die Kühlluft lässt sich mit einer axialen Strömungskomponente parallel zum Siebzylinder in die obere Kühlkammer einleiten, so dass eine gleichmäßige Verteilung am Umfang des Siebzylinders eintritt.
  • Ein derartiger Aufbau der Kühleinrichtung ist besonders geeignet, um innerhalb einer Spinneinrichtung gleichzeitig eine Mehrzahl von Filamentbündeln zu kühlen. Daher sind bevorzugt mehrere Siebzylinder und mehrere Rohrstücke innerhalb des Blaskastens angeordnet und koaxial zu den Spinndüsen ausgerichtet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
  • Es stellen dar:
  • 1 schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
  • 2 schematisch eine Längsschnittansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 1
  • 3 schematisch eine Draufsicht einer Saugeinrichtung des Ausführungsbeispiels aus 1
  • 4 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
  • In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in mehreren Ansichten dargestellt. In 1 ist das Ausführungsbeispiel in einer Querschnittsansicht ohne Darstellung eines Fadenlaufs und in 2 in einer Längsschnittansicht mit Fadenlauf gezeigt. In der 3 ist die in den 1 und 2 dargestellte Saugeinrichtung in einer Draufsicht gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
  • Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen Spinnbalken 1 auf, der an seiner Unterseite 12 mehrere Spinndüsen 2 in einer reihenförmigen Anordnung nebeneinander hält. Die Spinndüsen 2 sind innerhalb des Spinnbalkens durch mehrere Schmelzeleitungen 6 mit einer Spinnpumpe 3 verbunden. Die Spinnpumpe 3 ist über einen Pumpenantrieb angetrieben, wobei die Spinnpumpe 3 zu jeder Spinndüse 2 ein separates Fördermittel aufweist. Die Spinnpumpe 3 ist über einen Schmelzezulauf 5 mit einer hier nicht dargestellten Schmelzequelle verbunden. Der Spinnbalken 1 ist beheizt ausgeführt, so dass die Spinndüsen 2, die Schmelzeleitung 6 und die Spinnpumpe 3 beheizt werden.
  • Dem Spinnbalken 1 ist an der Unterseite 12 eine Kühleinrichtung 4 zugeordnet. Die Kühleinrichtung 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Blaskasten 8 gebildet, der sich an der Unterseite 12 des Spinnbalkens 1 anschließt. Der Blaskasten 8 ist durch einen Oberkasten 8.1 und einen Unterkasten 8.2 gebildet, die miteinander verbunden sind. Zwischen dem Oberkasten 8.1 und dem Unterkasten 8.2 ist eine Lochplatte 26 angeordnet, die den Oberkasten 8.1 und den Unterkasten 8.2 voneinander trennen. Der Oberkasten 8.1 bildet eine obere Kühlkammer 9 und der Unterkasten 8.2 eine Verteilkammer 10.
  • Der Blaskasten 8 weist an seiner Oberseite 11 unterhalb der Spinndüsen 2 durchgehende Fadenöffnungen 20 auf, die in jeweils einen Kühlschacht 17 münden. Der Kühlschacht 17 ist bei diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet und weist innerhalb der Kühlkammer 9 einen gasdurchlässigen Wandabschnitt und innerhalb der Verteilkammer 10 einen geschlossenen Wandabschnitt. Der Kühlschacht 17 ist hierzu zylindrisch ausgebildet, wobei der gasdurchlässige Wandabschnitt durch einen Siebzylinder 18 und der geschlossene Wandabschnitt durch ein Rohrstück 19 gebildet sind. Der Siebzylinder 18 und das Rohrstück 19 sind koaxial zur Spinndüse 2 ausgerichtet. Somit wird der Kühlschacht 17 pro Spinndüse 2 durch jeweils einen von mehreren Siebzylindern 18 und ein von mehreren Rohrstücken 19 gebildet.
  • Die untere Verteilkammer 10 in dem Blaskasten 8 ist an einer Längsseite mit einem Luftzufuhrkanal 24 verbunden, durch welchen eine Kühlluft in die Verteilkammer 10 eingeleitet wird. Der Luftzufuhrkanal 24 ist an einer Luftzuführung beispielsweise einer Klimaanlage angeschlossen. Im Bereich der Rohrstücke 19 weist der Unterkasten 8.2 mehrere Auslässe 25 des Kühlschachtes 17 auf. Die durch eine Spinndüse 2 extrudierten Filamente 7 können so den Blechkasten 8 über den Einlass 20 und den Auslass 25 zwecks Kühlung durchlaufen. Der Blechkasten 8 ist durch zwei an dem Blechkasten 8 angreifende Hubzylinder 27.1 und 27.2 höhenverstellbar ausgebildet. Im Betrieb wird der Blechkasten 8 durch die Hubzylinder 27.1 und 27.2 gegen die Unterseite 12 des Spinnbalkens 1 gedrückt.
  • Zur Abdichtung der Einlässe 20 ist zwischen der Unterseite 12 des Spinnbalkens 1 und der Oberseite 11 des Blechkastens 8 ein Dichtungssystem 13 angeordnet. Das Dichtungssystem 13 ist durch eine Druckplatte 14 gebildet, die fest mit der Unterseite 12 des Spinnbalkens 1 verbunden ist. Die Druckplatte 14 ist über mehrere Isolierplatten 16 an dem Spinnbalken 1 gehalten. Zur Abdichtung wirkt die Druckplatte 14 mit einem Schaumdichtelement 15 zusammen, das an der Oberseite 11 des Blechkastens 8 gehalten wird.
  • Wie insbesondere aus der Darstellung in 1 hervorgeht, ist in dem Zwischenraum zwischen der Spinndüse 2 und dem Kühlschacht 17 ein passives Heizmittel in Form eines Metallringes 23 angeordnet. Der Metallring 23 besitzt ein freies Warmende 23.1, das in Richtung der Spinndüse 2 ragt. Mit einem gegenüberliegenden Halteende 23.2 liegt der Metallring 23 an einem Ende des Siebzylinders 18 an. Das Halteende 23.2 weist einen Heizkragen 23.3 auf, der in den Siebzylinder 18 hineinragt. Der Heizkragen 23.3 des Metallringes 23 weist dabei einen Außendurchmesser auf, der etwas kleiner ist, als der Innendurchmesser der Innenwand des Siebzylinders 18. Somit ist ein geringes Spiel zwischen dem Heizkragen 23.3 und der Innenwand des Siebzylinders 18 gebildet. Der Metallring 23 ist aus einem gut wärmeleitenden Metall ausgeführt. Um das Einlaufen der Filamente in den Siebzylinder 18 zu unterstützen, ist das Warmende 23.1 im Verhältnis zu dem Heizkragen 23.3 mit einem größeren Durchmesser ausgebildet. Insoweit ist der Metallring 23 mit einer trichterförmigen Innenkontur ausgeführt. Im Betrieb wird der Metallring 23 auf eine Temperatur von oberhalb 100°C erwärmt und leitet die Wärmeenergie über das Halteende 23.2 unmittelbar in die eingrenzende Innenwand des Siebzylinders 18. Das obere Ende des Siebzylinders wird dadurch erwärmt. Damit lässt sich vorteilhaft das Absetzen von Ablagerungen am oberen Ende des Siebzylinders 18 vermeiden.
  • Unterhalb der Kühleinrichtung 4 ist mit einem Abstand zum Auslass 25 eine Saugeinrichtung 28 angeordnet. Die Saugeinrichtung 28 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Saugstutzen 29 gebildet, der pro Spinndüse 2 eine Saugöffnung 29 aufweist. Jeder Saugöffnung 29 ist ein Führungsblech 30 zugeordnet, das lösbar an dem Saugstutzen 29 gehalten ist. Das Führungsblech 30 ist derart gekrümmt ausgebildet, dass sich zwischen dem Saugstutzen 29 und dem Führungsblech 30 ein trichterförmiger Fadendurchlass 35 bildet.
  • Der Saugstutzen 29 ist mit einer Sammelkammer 36 verbunden, die über einen Sauganschluss 40 mit einer hier nicht dargestellten Unterdruckquelle verbunden ist. Innerhalb des Saugstutzens 29 ist eine Luftverteileinrichtung 37 angeordnet, durch welche die Saugöffnungen 39 mit der Sammelkammer 26 verbunden sind. Hierbei wird über die Luftverteileinrichtung 37 eine Vergleichmäßigung der Unterdruckwirkung an den Saugöffnungen 39 derart erzeugt, dass an jeder Saugöffnung 39 eine gleichgroße Saugwirkung vorherrscht.
  • Die Saugeinrichtung 28 wird über eine Halteeinrichtung 38 höhenverstellbar unterhalb der Kühleinrichtung 4 gehalten. Hierzu wird die Halteeinrichtung 38 aus einem Trägergestell 38.2 und einem Halter 38.1 gebildet. Der Halter 38.1 ist fest mit der Sammelkammer 36 verbunden und lösbar an dem Trägergestell 38.2 gehalten. Insoweit lässt sich die Saugeinrichtung 28 relativ zur Kühleinrichtung 4 bzw. relativ zu den Spinndüsen 2 verstellen. Der Abstand zwischen der Spinndüse 2 und der Saugeinrichtung 28 ist in der 1 mit dem Kennbuchstaben B eingetragen.
  • Es hat sich gezeigt, dass bei den Herstellungsprozessen von synthetischen Filamenten für textile Anwendungen je nach Fadentiter der Abstand zwischen der Saugeinrichtung 28 und den Spinndüsen 2 im Bereich von 100 mm bis max. 1500 mm liegen sollte. Der minimale Wert von 100 mm wäre beispielsweise erreicht, wenn die Saugeinrichtung sich unmittelbar an dem Auslass 25 der Kühleinrichtung 4 anschließt.
  • Wie in der Darstellung in 2 hervorgeht, lässt sich bei der Saugeinrichtung 28 das Führungsblech 30 aus seiner Betriebsposition heraus abnehmen, so dass die Saugöffnung 39 am Saugstutzen 29 frei zugänglich ist. Die Darstellung einer Spinnposition ohne Fadenlauf in 2 ist nur zur Veranschaulichung eines Anlegevorganges gezeigt, der üblicherweise bei allen benachbarten Spinndüsen gleichzeitig auftritt. Sobald die Fäden durch die Spinndüsen 2 angesponnen sind, lässt sich das Führungsblech 30 mit den Saugstutzen 29 zu dem Fadendurchlass 35 verbinden, so dass das Filamentbündel durch das Führungsblech 30 umhüllt ist. In dieser Situation, wie in den übrigen Positionen des Ausführungsbeispiels nach 2 gezeigt ist, wird eine Saugströmung an der Saugöffnung 39 gezeigt, die zu einem Einsaugen der flüchtigen Bestandteile des Faserstromes führt. Diese lassen sich über die Sammelkammer 36 und den Sauganschluss 40 abführen.
  • Für das Verspinnen von problematischen Materialien mit einem erhöhten Anfall von Monomeren und Oligomeren ist das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders geeignet. In 4 ist eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels gezeigt, das in seinem Aufbau und seiner Funktion im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 ist, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
  • Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Blaskasten 8 mit der Ausbildung der oberen Kühlkammer 9 und der unteren Verteilkammer 10 identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 ausgeführt. Ebenso ist der Metallring 23 am oberen Ende des Siebzylinders 17 identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 ausgeführt und ragt mit seinem Warmende 23.1 zur Spinndüse 2. Hierbei sei noch erwähnt, dass der Metallring 23 sowohl durch Kontakt als auch ohne Kontakt zu dem Spinnbalken 1 oder der Spinndüse 2 erwärmt werden kann.
  • Ein Freiraum 21 zwischen der Spinndüse 2 und dem Siebzylinder 18 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch einen zusätzlichen Nacherhitzer 23 temperiert. Der Nacherhitzer 23 ist hierzu an der Unterseite des Spinnbalkens 1 zwischen der Spinndüse 2 und dem Siebzylinder 18 angeordnet. Der Nacherhitzer 23 weist hier nicht näher dargestellte Heizeinrichtungen auf, um eine temperierte Zone unmittelbar unterhalb der Spinndüse 2 zu erzeugen. Der Nacherhitzer 23 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Druckplatte 14 an der Unterseite 12 des Spinnbalkens 1 gehalten, wobei zur Abdichtung der Blaskasten 8 mit dem Schaumdichtelement 15 an der Druckplatte 14 anliegt. Der Nacherhitzer 23 ist zylindrisch ausgeführt, so dass benachbarte Spinndüsen weitere Nacherhitzer aufweisen. Die Nacherhitzer 23 werden vorzugsweise gemeinsam temperiert. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Nacherhitzer als passives Heizmittel auszuführen, um z. B. den über die Spinndüse 2 beheizten Feiraum 21 für eine verzögerte Kühlung der Filamente nutzen zu können.
  • Innerhalb des Spinnbalkens 1 ist eine Dampfzuführeinrichtung 31 ausgebildet, die aus einem Ringkanal 32 und einer Zulaufleitung 33 gebildet ist. Der Ringkanal 32 weist eine oder mehrere Blasöffnungen 34 auf, die unmittelbar unterhalb der Spinndüse 2 münden. Im Betrieb wird über die Zulaufleitung 33 ein Wasserdampf eingeleitet, der sich über den Ringkanal 32 und die Blasöffnung 34 unterhalb der Spinndüse 2 verteilt. Der an der Unterseite der Spinndüse 2 austretende Wasserdampf führt zur Bindung der beim Extrudieren der Filamente auftretenden Gase. Damit lassen sich die ungewünschten Ablagerungen an den angrenzenden Bauteilen weiter reduzieren. Die Dampfzuführeinrichtung 31 weist hierbei zu jeder am Spinnbalken 1 gehaltenen Spinndüse 2 separate Blasöffnungen 34 auf.
  • Unterhalb der Kühleinrichtung 4 ist die Saugeinrichtung 28 angeordnet. Die Saugeinrichtung 28 ist ebenfalls im wesentlichen identisch zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3. Bei der in 4 dargestellten Ausführung der Saugeinrichtung ist der Sauganschluss 40 seitlich an der Sammelkammer 36 angeordnet. Dabei ist die Luftverteileinrichtung 37 derart eingestellt, dass unabhängig von dem seitlichen Sauganschluss an jedem der Saugöffnungen 39 eine gleiche Saugwirkung ansteht.
  • Bei den in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Aufbau und die Ausbildung der Kühleinrichtung beispielhaft. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, den Blaskasten derart einteilige auszubilden, dass die obere Kühlkammer 9 unmittelbar einen Luftzugkanal zugeordnet ist, so dass eine Umverteilung der Kühlluft aus einer unteren Verteilkammer in eine obere Kühlkammer entfällt. Ebenso ist die Ausbildung des Kühlschachtes 17 beispielhaft. So könnte der Kühlschacht 17 auch durch einen einteiligen Zylinder gebildet sein, der unterschiedliche Wandabschnitte aufweist. Zudem kann der Kühlschacht 17 auch durch andere geometrische Formen gebildet sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Spinnbalken
    2
    Spinndüse
    3
    Spinnpumpe
    4
    Kühleinrichtung
    5
    Schmelzezulauf
    6
    Schmelzeleitung
    7
    Filamente
    8
    Blaskasten
    8.1
    Oberkasten
    8.2
    Unterkasten
    9
    Kühlkammer
    10
    Verteilkammer
    11
    Oberseite Blaskasten
    12
    Unterseite Spinnbalken
    13
    Dichtungssystem
    14
    Druckplatte
    15
    Schaumdichtelement
    16
    Isolierplatte
    17
    Kühlschacht
    18
    Siebzylinder
    19
    Rohstück
    20
    Fadenöffnung/Einlass
    21
    Freiraum
    22
    Nacherhitzer
    23
    Metallring
    23.1
    Warmende
    23.2
    Halteende
    23.3
    Heizkragen
    24
    Luftzufuhrkanal
    25
    Auslass
    26
    Lochplatte
    27.1, 27.2
    Hubzylinder
    28
    Saugeinrichtung
    29
    Saugstutzen
    30
    Führungsblech
    31
    Dampfzufuhreinrichtung
    32
    Ringkanal
    33
    Zulaufleitung
    34
    Blasöffnung
    35
    Fadendurchlass
    36
    Sammelkammer
    37
    Luftverteileinrichtung
    38
    Halteeinrichtung
    38.1
    Halter
    38.2
    Trägergestell
    39
    Saugöffnung
    40
    Sauganschluss
  • 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
    • DE 3406347 A1 [0002]

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen synthetischer Filamenten mit einem beheizten Spinnbalken (1), der an einer Unterseite zumindest eine Spinndüse (2) zum Extrudieren der Filamente trägt, und mit einer Kühleinrichtung (4), die zumindest einen unterhalb der Spinndüse (2) angeordneten Kühlschacht (17) mit einem gasdurchlässigen Wandabschnitt (18) aufweist, wobei der gasdurchlässige Wandabschnitt (18) des Kühlschachtes (17) in einem eine Kühlluft bereitstellenden Blaskasten (8) angeordnet ist und wobei in einem Abstand zu einem Auslass (25) des Kühlschachtes (17) eine Saugeinrichtung (28) zum Absaugen von Monomere außerhalb des Blaskastens (8) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung (28) relativ zu dem Auslass des Kühlschachtes (25) höhenverstellbar ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung (28) in einem Abstand (B) im Bereich von 100 mm bis 1500 mm unterhalb der Spinndüse (2) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einem Einlass (20) des Kühlschachtes (17) ein Heizmittel (22, 23) zugeordnet ist, durch welches eine Übergangszone zwischen der Spinndüse (2) und dem gasdurchlässigen Wandabschnitt (18) des Kühlschachtes (17) erwärmbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gasdurchlässige Wandabschnitt des Kühlschachtes (17) durch einen Siebzylinder (18) gebildet ist und dass das Heizmittel durch einen wärmeleitenden Metallring (23) gebildet ist, welcher mit Kontakt zwischen dem Siebzylinder (18) und der Spinndüse (2) oder dem Spinnbalken (1) gehalten ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallring (23) an einem Halteende einen zylindrischen Heizkragen (23.3) aufweist, welcher in den Siebzylinder (18) hineinragt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung (28) einen seitlich zu den Filamenten angeordneten Saugstutzen (29) mit einer Saugöffnung (39) und ein mit Abstand zur Saugöffnung (39) gegenüberliegendes Führungsblech (30) aufweist, wobei das Führungsblech (30) und der Saugstutzen (29) zwischen sich einen trichterförmigen Fadendurchlass (35) bilden.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsblech (30) beweglich ausgebildet ist und durch Schwenken oder Lösen aus einer Betriebsstellung zum Anlegen des Fadens herausführbar ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugeinrichtung (28) mehrere nebeneinander ausgebildete Saugöffnungen (39) an dem Saugstutzen (29) mit zugeordneten Führungsblechen (30) aufweist, wobei die Saugöffnungen (39) mit einer Sammelkammer (36) verbunden sind, die mit einer Unterdruckquelle verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Saugöffnungen (39) des Saugstutzens (29) und der Sammelkammer (36) eine Luftverteileinrichtung (37) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, durch gekennzeichnet, dass der Spinndüse (2) eine Dampfzufuhreinrichtung (31) zugeordnet ist, durch welche ein Dampf in einen Freiraum (21) unterhalb der Spinndüse (2) leitbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Blaskasten (8) eine obere Kühlkammer (9) und eine mit der Kühlkammer (9) verbundene untere Verteilkammer (10) aufweist, welche Verteilkammer (10) mit der Kühlluftquelle verbunden ist, und dass der Kühlschacht (17) zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Siebzylinder (18) in der Kühlkammer (9) und ein Rohrstück (19) in der Verteilkammer (10) angeordnet ist.
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