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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns und ein mit einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns hergestelltes Polyethylen-Multifilamentgarn.
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Der Begriff des Multifilamentgarns schließt dabei auch Einzelfilamente ein und umgekehrt.
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Synthetische Multifilamentgarne und deren Herstellung aus Polyethylen in einem Schmelzspinnprozess für Stapelfasern sind grundsätzlich bekannt. Ebenfalls ist die Herstellung von synthetischen, hochfesten Polyethylen-Filamenten im Nassspinnverfahren aus einer Lösung grundsätzlich bekannt. Die Herstellung eines Multifilamentgarns aus Polyethylen unter Prozessbedingungen und Prozessgeschwindigkeiten, wie Sie für eine industrielle Massenfertigung derartiger Multifilamentgarne erforderlich wäre, ist jedoch bisher nicht bekannt. Zudem ist eine Texturierung von Polyethylen-Multifilamentgarnen unter Prozessbedingungen und Prozessgeschwindigkeiten, wie Sie für eine industrielle Massenfertigung derartiger Multifilamentgarne erforderlich wäre, bisher ebenfalls nicht bekannt. Das betrifft insbesondere die Ausbildung von bauschig texturierten Polyethylen-Multifilamentgarnen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit vorzuschlagen, Polyethylen-Multifilamentgarne unter Prozessbedingungen und Prozessgeschwindigkeiten, die für industrielle Massenfertigung adäquat sind, herzustellen. Des Weiteren ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit vorzuschlagen, Polyethylen-Multifilamentgarne zu texturieren, insbesondere bauschig zu texturieren, und die Texturierung unter Prozessbedingungen und Prozessgeschwindigkeiten, die für eine industrielle Massenfertigung adäquat sind, durchzuführen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen können den rückbezogenen Unteransprüchen entnommen werden.
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Demnach ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns zumindest eine erste Prozessstufe und eine von der ersten Prozessstufe separierte, zweite Prozessstufe, vorgesehen, wobei in der ersten Prozessstufe ein oder mehrere Polyethylen-Rohfilamente in einem Schmelzspinnprozess ausgebildet und in der zweiten Prozessstufe die Polyethylen-Röhfilamente texturiert werden. Jede Prozessstufe kann dabei einen oder mehrere Prozessschritte umfassen. Es können auch zusätzliche dritte und gegebenenfalls weitere Prozessstufen vorgesehen sein. Ausgangspunkt zu Beginn der ersten Prozessstufe ist ein Basismaterial respektive Rohmaterial. Das Rohmaterial und damit auch das im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Polyethylen-Multifilamentgarn kann durch Zusatzstoffe, die die Farbe und/oder die Eigenschaften des Rohmaterials, von Polyethylen-Rohfilamenten und/oder des Polyethylen-Multifilamentgarns wie Prozessfähigkeit, UV-Stabilität, Flammschutz, Oberflächeneigenschaften oder Prozessfähigkeit beeinflussen, angepasst werden. Derartige Zusatzstoffe sind zur Verarbeitung mit dem Rohmaterial bevorzugt polymergebunden (sog. „Masterbatches“), können aber auch in originaler Lieferform (Pulver, Flüssigkeit) zugeführt werden. Alle Prozessschritte aller möglichen Prozessstufen ausgehend von der Ausbildung von Polyethylen-Rohfilamenten in einem Schmelzspinnprozess sind Schritte zur weiteren Be- oder Verarbeitung bzw. Veredelung der Polyethylen-Rohfilamente. Nach vollständigem Durchlaufen aller möglichen Prozessstufen (und wiederum deren sämtlicher möglicher bzw. vorgesehener Prozessschritte) eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns ergibt sich dann entsprechend ein erfindungsgemäßes Polyethylen-Multifilamentgarn.
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Als Rohmaterial für eine Herstellung von präferiert teilkristallinen, thermoplastischen, Polyethylen-Multifilamentgarnen in einem erfindungsgemäßen Prozess zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns werden Kunststoffmaterialien respektive Polymere bestehend aus einem Homopolymer bzw. Co-Polymer, welches etwa aus Ethylen und einem Co-Monomer wie Butylen, Hexen od. Okten synthetisiert wurden, bevorzugt. Dies schließt Polymere wie z. B. HD-PE (High-Density - Polyethylen), LD-PE (Low-Density - Polyethylen), LLD-PE (Linear-Low-Density - Polyethylen) und UHMW-PE (Ultra-High-Molecular-Weight - Polyethylen) mit ein. Zur erfindungsgemäßen Herstellung von texturierten Polyethylen-Multifilamentgarnen wird HD-PE als Rohmaterial dabei besonders bevorzugt.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns umfasst in der ersten Prozessstufe zumindest die folgenden Prozessschritte zur Ausbildung von Polyethylen-Rohfilamenten:
- - Vorsehen wenigstens einer Spinndüse mit einer oder mehreren Spinnöffnungen,
- - Befördern einer Polyethylen-Schmelzmasse durch die Spinnöffnungen der wenigstens einen Spinndüse zwecks Bildung von einem oder mehreren Polyethylen-Schmelzestrahlen,
- - Kühlung der Polyethylen-Schmelzestrahlen durch einen Fluidquerstrom mit einer primären Fluidvorzugsströmungsrichtung quer zu der Austrittsvorzugslängsrichtung der Polyethylen-Schmelzestrahlen aus der wenigstens einen Spinndüse, und
- - zusätzliche Kühlung der Polyethylen-Schmelzestrahlen durch Einbringung zumindest eines weiteren Fluids und/oder Fluidgemisches in den Fluidquer- - strom, wobei das oder die weiteren Fluide und/oder Fluidgemische mit einer sekundären Fluidvorzugströmungsrichtung entgegen der Austrittsvorzugslängsrichtung der Polyethylen-Schmelzestrahlen in den Fluidquerstrom eingebracht werden;
sowie zumindest die folgenden Prozessschritte in der zweiten Prozessstufe: - - Erste Erhitzung der Rohfilamente,
- - Verstrecken der Rohfilamente,
- - Abkühlung der Rohfilamente,
- - Zweite Erhitzung der Rohfilamente, und
- - Texturierung der Rohfilamente.
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Die Polyethylen-Schmelzmasse, die durch die zumindest eine Spinndüse befördert wird, besteht dabei aus erhitztem und geschmolzenem Polyethylen-Rohmaterial, wobei das Polyethylen-Rohmaterial gegebenenfalls mit Zusatzstoffen („Masterbatches“ oder dergleichen) versetzt ist.
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Die Spinnöffnung(en) der zumindest einen Spinndüse mit verschiedenen möglichen Geometrien weisen dabei typischerweise einen Durchmesser im Bereich von 0,10 mm bis 1,00 mm auf. Dabei hat es sich erwiesen, dass bei einem Durchmesser der Spinnöffnung(en) im Bereich von 0,5 mm bis 0,7 mm die besten Ergebnisse erzielt werden können.
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Die Spinndüse(n) können eine Anzahl von mehreren Spinnöffnungen aufweisen. Durch vorsehen mehrerer Spinnöffnungen an einer Spinndüse werden bei Befördern der Polyethylen-Schmelzmasse durch eine solche Spinndüse mehrere Polyethylen-Schmelzestrahlen respektive mehrere Polyethylen-Rohfilamente zugleich, also ein Polyethylen-Rohmultifilament(garn), erzeugt. Jedes Polyethylen-Rohfilament ergibt sich im Prozess der Abkühlung eines entsprechenden Polyethylen-Schmelzestrahls.
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Je nach verwendeter Querschnittsgeometrie der Spinnöffnung oder der Spinnöffnungen der verwendeten Spinndüse oder Spinndüsen kann die Querschnittsgeometrie der resultierenden Polyethylen-Rohmultifilamente bzw. des einzelnen Polyethylen-Rohfilaments eines resultierenden Polyethylen-Rohmultifilaments eine kreisförmige, ovale, regulär oder irregulär n-eckige, jedoch auch eine trilobale, oktalobale oder irgendeine eine beliebige andere technisch mögliche Geometrie aufweisen. Bei einer kreisförmigen Geometrie der Spinnöffnungen hat sich eine Anzahl von Spinnöffnungen im Bereich 5 bis 75 je Spinndüse als günstig erwiesen, wobei die bevorzugte Anzahl der Spinnöffnungen je Spinndüse zwischen 15 und 20 liegt. Bei Bedarf können in einem Polyethylen-Rohmultifilament auch Polyethylen-Rohfilamente mit unterschiedlichen Querschnittsgeometrien kombiniert werden. Dazu wird etwa in dem im Schmelzspinnprozess zur Erzeugung eines derartigen Multifilamentgarns eine Spinndüse verwendet, die mindestens zwei Spinnöffnungen mit unterschiedlichen Querschnittsgeometrien aufweist.
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Der Schmelzspinnprozess zur Ausbildung von Polyethylen-Roh(multi)filamenten kann auch als Bikomponentenschmelzspinnprozess realisiert sein bzw. realisiert werden.
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Die aus der oder den Spinndüsen austretenden Polyethylen-Schmelzestrahlen sind Fäden respektive Filamente aus dem erhitzten Rohmaterial in noch geschmolzenem Zustand. Unmittelbar nach dem Austritt aus der oder den Spinndüsen gelangen die Polyethylen-Schmelzestrahlen in eine Kühlzone, etwa einen Kühlschacht oder dergleichen. In der Kühlzone werden die Polyethylen-Schmelzestrahlen durch ein quer zu der Austrittsvorzugslängsrichtung der Polyethylen-Schmelzestrahlen strömendes erstes Fluid oder erstes Fluidgemisch, dem Fluidquerstrom, gekühlt. Die Austrittsvorzugslängsrichtung des oder der Polyethylen-Schmelzestrahlen ist dabei typischerweise vornehmlich senkrecht nach unten, also (in etwa) in Richtung der Kraftwirkung des lokalen Erdschwerefeldes. Bei dem Fluidquerstrom kann es sich etwa um einen, verglichen mit der Temperatur der Rohmaterialschmelze bzw. der Polyethylen-Schmelzestrahlen beim Austritt aus der oder den Spinndüsen, kühler temperierten Luftstrom handeln. Der Luftstrom kann dabei zur Verstärkung der Kühlwirkung zusätzlich etwa noch mit Wasserdampf und/oder Wassertöpfchen (Nebel) angereichert sein und somit einen Aerosol(quer)strom bilden.
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Des Weiteren ist erfindungsgemäß eine zusätzliche Kühlung des oder der Polyethylen-Schmelzestrahlen nach dem Gegenstromprinzip vorgesehen, d. h., zumindest ein weiteres Fluid oder Fluidgemisch wird mit einer sekundären, entgegen der Austrittsvorzugslängsrichtung des oder der Polyethylen-Schmelzestrahlen gerichteten Fluidvorzugsströmungsrichtung in die Kühlzone bzw. in den Fluidquerstrom eingebracht. Die sekundäre Fluidvorzugströmungsrichtung des zumindest einen weiteren Fluids oder Fluidgemisches ist dabei zugleich senkrecht zu der primären Fluidvorzugsströmungsrichtung des Fluidquerstroms. Der oder die zusätzlich eingebrachten Fluide oder Fluidgemische ermöglichen eine noch schnellere Abkühlung des oder der Polyethylen-Schmelzestrahlen und somit deutlich höhere Prozessgeschwindigkeiten respektive Produktionsgeschwindigkeiten bei der Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns. Eine verbesserte Kühlung ermöglicht es zudem, durch die Erhitzung des Rohmaterials in der resultierenden Rohmaterialschmelze induzierte chemische Prozesse effektiv kontrolliert und gezielt zu unterbrechen bzw. abzubrechen (sog. „Quenchen“). Die Einbringung des oder der weiteren Fluide und/oder weiteren Fluidgemische in die Kühlzone bzw. in den Fluidquerstrom kann etwa durch eine oder mehrere in der oder am Rand der Kühlzone bzw. am Rand vom oder in dem Fluidquerstrom angeordnete Fluiddüsen erfolgen. Die Fluidaustrittsvorzuglängsrichtung der Fluiddüsen ist dann vornehmlich entgegen der Austrittvorzugslängsrichtung der Polyethylen-Schmelzestrahlen aus den Spinndüsen gerichtet. Die zusätzlich eingebrachten Fluide und/oder Fluidgemische können etwa gasförmig (Luft, Inertgase), flüssig (Wasser) oder gasförmig/flüssig (u. a. Aerosole wie Nebel bzw. Sprühnebel oder Wasserdampf) sein.
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In der ersten Prozessstufe eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns werden ein oder mehrere Polyethylen-Rohfilamente bzw. Polyethylen-Rohmultifilamente ausgebildet. In der zweiten Prozessstufe werden die Polyethylen-Roh(multi)filamente texturiert. Die Texturierung umfasst zunächst eine erste Erhitzung der Polyethylen-Rohfilamente und eine anschließende Verstreckung der Polyethylen-Rohfilamente. Im Anschluss an diese sogenannte Warmverstreckung erfolgt eine Abkühlung der Polyethylen-Rohfilamente, bevor unmittelbar vor dem eigentlichen Texturierschritt eine erneute, zweite Erhitzung der Polyethylen-Rohfilamente erfolgt. Dann werden die Polyethylen-Multifilamente etwa mittels Lufttexturierung oder Falschdrahttexturierung längsseitig bzw. axial verwirbelt und/oder verdreht.
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Bei der Texturierung eines Polyethylen-Rohfilaments mittels Falschdrahttexturierung können mehrfach Polyethylen-Rohfilamente als Polyethylen-Rohfäden kombiniert werden, wobei die Polyethylen-Rohfilamente auch unterschiedliche Titer aufweisen können. Erfolgt die Falschdrahttexturierung mittels Friktionsscheibenaggregaten oder dergleichen, dann werden vorzugsweise Friktionsscheiben aus Polyurethan, Keramikscheiben oder auch Metallscheiben in der Anordnung 1-5-1, 1-6-1, 1-7-1 und/oder 1-9-1 verwendet.
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Im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einen Polyethylen-Multifilamentgarns wird im Fall einer Falschdrahttexturierung mit Friktionsscheibenaggregaten oder dergleichen die Anordnung 1-6-1 besonders bevorzugt verwendet. Der Verstreckungsgrad der Polyethylen-Rohfilamente beträgt dabei günstiger Weise zwischen 1,55 und 1,90 und die Temperatur von einem oder mehreren zweiten Heizmitteln zur zweiten Erhitzung der Polyethylen-Rohfilamente bevorzugt 180°C bis 400°C. Bei der Verwendung von Keramikscheiben hat sich die Anordnung 1-6-1 der Friktionsscheiben, ein Verstreckungsgrad der Polyethylen-Rohfilamente von 1,70 bis 1,80 sowie eine Temperatur der zweiten Heizmittel zur zweiten Erhitzung der Polyethylen-Rohfilamente zwischen 150°C und 200°C als begünstigt erwiesen.
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Die Warmtexturierung oder Warmverwirbelung, bedingt durch die vorgesehene zweiten Erhitzung der Polythylen-Rohfilamente unmittelbar vor der eigentlichen Texturierung der Polyethylen-Rohfilamente mittels Lufttexturierung oder Falschdrahttexturierung ermöglicht eine höhere Elastizität und/oder einen größeren Rücksprung in den mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns ausgebildeten Polyethylen-Multifilamentgarnen. Dies ist wesentlich insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung bauschiger Polyethylen-Multifilamentgarne.
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Bei einer begünstigten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns ist vorgesehen, dass die Einbringung des oder der weiteren Fluide und/oder des oder der weiteren Fluidgemische in einem von der wenigstens einen Spinndüse abgewandten Randbereich der Fluidquerströmung erfolgt.
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Eine präferierte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns umfasst die Verstreckung der sich nach Abkühlung des oder der Polyethylen-Schmelzstrahlen ergebenden Polyethylen-Rohfilamente. Besonders präferiert wird dabei die Ausbildung nicht voll verstreckter Polyethylen-Multifilamentgarne (POY, Partially Oriented Yarn) respektive Polyethylen-Rohgarne bzw. Polyethylen-Roh(multi)filamente. Die Verstreckung kann dabei etwa mittels unterschiedlich schnell rotierender Paare aufeinanderfolgender Galetten erfolgen, wobei die Polyethylen-Roh(multi)filemente gegebenenfalls dabei (erneut) erhitzt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns ist vorgesehen, dass die Prozessgeschwindigkeit bei der Ausbildung von Polyethylen-Rohfilamenten im Bereich von 2000 m/min bis 6000 m/min, vorzugsweise zwischen 2500 m/min und 4000 m/min, liegt. Dies entspricht bekannten Prozessgeschwindigkeiten bei der Herstellung von Multifilamentgarnen aus Polyamiden oder Polyestern als Rohmaterial und ermöglicht eine effiziente und kostengünstige Herstellung von Polyethylen-Multifilamentgarnen in industrieller Massenfertigung.
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Nach einer besonders begünstigten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns ist vorgesehen, dass die Temperatur von einem oder mehreren zweiten Heizmitteln zur zweiten Erhitzung des oder der Polyethylen-Rohfilamente über eine Wegstrecke von 1 cm bis 100 cm bei Temperaturen von 120°C bis 480°C, vorzugsweise über eine Wegstrecke von 1 cm bis 10 cm bei Temperaturen von 120°C bis 200°C, erfolgt.
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Eine besonders präferierte Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns umfasst eine dritte Erhitzung der texturierten Polyethylen-Rohfilamente nach der Texturierung. Durch die dritte Erhitzung der Polyethylen-Rohfilamente nach deren Texturierung wird die durch die Texturierung induzierte Verwirbelung, Kräuselung oder dergleichen der Polyethylen-Rohfilamente zusätzlich fixiert.
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Bei einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltungsvariante eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns werden die texturierten Polyethylen-Rohfilamente verzwirnt.
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Des Weiteren können die texturierte Polyethylen-Rohfilamente in weiteren, gegebenenfalls zu zusätzlichen optionalen Prozessstufen zählenden Prozessschritten gedreht und/oder mittels einer weiteren thermischen Behandlung (Erhitzung) sowie einer (erneuten) Verstreckung der Kristallisationsgrad in den Polyethylen-Rohfilamenten erhöht werden.
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Ein mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns ausgebildetes Polyethylen-Multifilamentgarn kann die Basis zur Herstellung von textilen Anwendungen und/oder textilen Erzeugnissen sein. Ein derartiges Erzeugnis kann etwa eine Anwendung bei der Kunstrasenproduktion darstellen. Ebenso kann ein solches Erzeugnis als Komponente in Bekleidungen oder zur Wasserabweisung dienen. Ein textiles Erzeugnis eines erfindungsgemäßen Polyethylen-Multifilamentgarns ist in der Anwendung sowohl für den Einsatz im Innen- als auch im Außenbereich geeignet.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar. Zur Ausführung der Erfindung müssen nicht alle Merkmale des Anspruchs 1 verwirklicht sein. Auch können einzelne Merkmale des Anspruchs 1 durch andere offenbarte Merkmale oder Merkmalskombinationen ersetzt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
- 1 eine stark vereinfachte schematische Darstellung der Ausbildung von Polyethylen-Rohfilamenten in einer ersten Prozessstufe eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns; und
- 2 eine stark vereinfachte schematische Darstellung der Texturierung von Polyethylen-Rohfilamenten in einer zweiten Prozessstufe eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns.
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In 1 ist eine stark vereinfachte schematische Darstellung der Ausbildung von Polyethylen-Rohfilamenten 3 in einer ersten Prozessstufe eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns 25 in einem Schmelzspinnprozess gezeigt. Die hierzu verwendete Schmelzspinnanordnung 1 umfasst bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel exemplarisch sechs, in einer Horizontalen benachbart angeordnete identische Spinndüsen 2, wobei jeweils eine Anzahl von Polyethylen-Schmelzestrahlen 3 durch die Spinndüsen 2 nach unten befördert werden. Die Schmelzestrahlen 3 fallen unmittelbar in einen Kühlschacht 9, wobei bereits das untere Ende der Spinndüsen 2 an der Oberseite des Kühlschachtes 9 angeordnet ist und sich ein Stück weit in den Kühlschacht 9 hinein erstreckt. Die Austrittsvorzugslängsrichtung der Polyethylen-Schmelzestrahlen 3 ist in etwa senkrecht nach unten und damit zugleich in etwa parallel zu der lokalen Kraftrichtungswirkung des Erdschwerefeldes auf die Polyethylen-Schmelzestrahlen 3. Da jeweils mehrere Polyethylen-Schmelzestrahlen 3 ihren Ursprung in einer der Spinndüsen 2 haben, werden in der Schmelzspinnanordnung 1 entsprechend 1 Polyethylen-Rohmultifilamente 4 erzeugt, also Bündel von Polyethylen-Rohfilamenten 3, wobei ein jedes Polyethylen-Rohfilament 3 aus einem entsprechenden Polyethylen-Schmelzestrahl 3 durch Abkühlung im Kühlschacht 9 hervorgeht.
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Zur Abkühlung der Polyethylen-Schmelzestrahlen 3 wird der Kühlschacht 9 von Luft/Fluid quer zu der Austrittsvorzugslängsrichtung der Polyethylen-Schmelzestrahlen 3 durchströmt. Der Luftquerstrom 10 ist in 1 durch mehrere Pfeile 10 angedeutet. Der Luftquerstrom 10 durchflutet dabei die komplette lichte Höhe und lichte Breite des Kühlschachtes 9. Im unteren Bereich des Kühlschachtes 9 ist in 1 eine horizontale Plattform 7 angedeutet, auf der eine Anzahl von Fluiddüsen 5 angeordnet ist. Mittels der Fluiddüsen 5 kann jeweils ein weiteres Fluid 6 oder weiteres Fluidgemisch 6, wie etwa Wasser oder Nebel (Wasserdampf bzw. aus Luft und Wasser bestehenden Aerosol), von unten entgegen der Austrittsvorzugslängsrichtung der Polyethylen-Schmelzestrahlen 3 in den Kühlschacht 9 eingebracht werden. Die Plattform 7 weist Durchführungen (in der 1 nicht explizit gezeigt) für die Polyethylen-Rohmultifilamente 4 auf und die Fluiddüsen sind mit etwas Abstand lateral zu diesen Durchführungen bzw. zu den Polyethylen-Rohmultifilamenten 4 platziert. Durch das Einbringen von weiteren Fluiden/Fluidgemischen 6 mittels der Fluiddüsen 5 kann die Kühlwirkung auf die Polyethylen-Schmelzestrahlen erheblich verbessert werden. Die stärkste kombinierte Kühlwirkung von Fluidquerstrom 10 und dem oder den weiteren Fluiden/Fluidgemischen 6 liegt dabei in der Umgebung der jeweiligen Öffnung(en) der Fluiddüsen 5 zur Einbringung eines weiteren Fluides/Fluidgemisches 6 vor. Zur Optimierung der Einbringung der weiteren Fluide/Fluidgemische 6 hinsichtlich der Kühlwirkung auf die Polyethylen-Schmelzestrahlen 3 kann die Position der Plattform 7 und damit auch der auf der Plattform 7 angeordneten Fluiddüsen 5 in der Vertikalen bzw. in der Höhe verändert werden. Dies wird in der 1 durch den Doppelpfeil 8 angedeutet. Dies ermöglicht die Bestimmung und Auswahl optimaler Betriebspunkte für die zusätzliche Kühlung durch die weiteren Fluide/Fluidgemische 6 bzw. der Kühltemperatur für die jeweiligen Polymermaterialien und für verschiedene Stärken der Polyethylen-Rohfilamente.
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2 beinhaltet eine stark vereinfachte schematische Darstellung einer Texturierungsanordnung 11 von Polyethylen-Röhfilamenten 3 bzw. Polyethylen-Rohmultifilamenten 4 in einer zweiten Prozessstufe eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns 25. Ausgangspunkt der zweiten Prozessstufe ist die Bereitstellung von Polyethylen-Rohfilamenten 3 und/oder Polyethylen-Rohmultifilamenten 4 etwa in Form einer Rolle 12 als eine Art Reservoir derartiger Polyethylen-Rohfilamente 3 oder Polyethylen-Rohmultifilamente 4. Diese können in einer Schmelzspinnanordnung 1 gemäß der schematischen Darstellung der ersten Prozessstufe eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns 25 in 1 ausgebildet worden sein. Alternativ kann sich die zweite Prozessstufe aber auch unmittelbar an die erste Prozessstufe anschließen.
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Von der Rohgarnspule 12 gelangen die Polyethylen-Roh(multi)filamente 3, 4 über eine Galette 13 und ein Umlenkrollenpaar 14 in eine erste Heizzone 15, in der eine erste Erhitzung der Polyethylen-Roh(multi)filamente 3, 4 erfolgt. Über eine weitere Umlenkrolle 16 werden die Polyethylen-Roh(multi)filamente 3, 4 in eine Kühlzone 17 geführt, in der diese gekühlt werden. Unmittelbar vor der Texturierung, in dieser Ausgestaltungsvariante der zweiten Prozessstufe eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns mittels Friktionsscheibenaggregat(en) 19 (Falschdrahttexturierung), werden die Polyethylen-Roh(multi)-filamente 3, 4 nach der Abkühlung in der Kühlzone 17 in einer zweiten Heizzone 18 einer weiteren, zweiten Erhitzung unterzogen. Die Texturierung der Polyethylen-Roh(multi)filamente 3, 4 erfolgt also warm respektive in einem erhitzten Zustand. Die texturierten Polyethylen-Roh(multi)filamente 3, 4 werden sukzessive über ein Umlenkrollenpaar 20 und eine Galette 21 zu einer zusätzlichen, dritten Heizzone 22 geleitet. In der Heizzone 22 wird durch eine weitere Erhitzung der texturierten Polyethylen-Roh(multi)filamente 3, 4 die durch die Texturierung in den Polyethylen-Roh(multi)filamente 3, 4 induzierte Verwirbelung, Kräuselung oder dergleichen fixiert. Entsprechend der in 2 schematisch dargestellten gezeigten Ausgestaltungsvariante einer zweiten Prozessstufe eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Polyethylen-Multifilamentgarns 25 sind die Polyethylen-Roh(multi)filamente 3, 4 damit vollständig weiter verarbeitet bzw. veredelt und damit fertig als Polyethylen-Multifilamentgarne 25 ausgebildet. Es verbleibt noch, exemplarisch die fertig ausgebildeten Polyethylen-Multifilamentgarne 25 über zwei zusätzliche Galetten 23 und 24 entweder weiter zu verstrecken oder (direkt) einer Entnahme am Ende der zweiten Prozessstufe zuzuführen, wobei die fertig ausgebildeten Polyethylen-Multifilamentgarne 25 dazu etwa auf Rollen 26 aufgerollt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schmelzspinnanordnung
- 2
- Spinndüse
- 3
- Polyethylen-Schmelzestrahl/Polyethylen-Rohfilament
- 4
- Polyethylen-Rohmultifilament
- 5
- Fluiddüse
- 6
- Weiteres Fluid und/oder Fluidgemisch
- 7
- Plattform
- 8
- Doppelpfeil
- 9
- Kühlschacht
- 10
- Fluidquerströmung, insbesondere Luftquerströmung
- 11
- Texturierungsanordnung
- 12
- Rolle mit Polyethylen-Rohfilamenten oder Polyethylen-Rohmultifilamenten
- 13
- Galette
- 14
- Umlenkrollenpaar
- 15
- Erste Heizzone
- 16
- Umlenkrolle
- 17
- Kühlzone
- 18
- Zweite Heizzone
- 19
- Friktionsscheibenaggregat
- 20
- Umlenkrollenpaar
- 21
- Galette
- 22
- Dritte Heizzone
- 23
- Galette
- 24
- Galette
- 25
- Polyethylen-Multifilamentgarn
- 26
- Rolle mit Polyethylen-Multifilamentgarn
