-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Schmelzspinnen und Zerschneiden eines Spinnkabels zur Herstellung
von Stapelfasern gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 8.
-
Zur Herstellung von Stapelfasern
sind grundsätzlich
zwei verschiedene Arten von Verfahren und Vorrichtungen bekannt.
Bei einer ersten Art von Verfahren und Vorrichtungen werden die
Stapelfasern in einem Einstufenprozeß hergestellt. Hierbei erfolgt das
Spinnen, Verstrecken, Kräuseln
und Zerschneiden eines Spinnkabels unmittelbar nacheinander. Ein derartiges
Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise aus
der
US 3,259,681 bekannt, wovon
die Er-findung ausgeht.
-
Bei einer zweiten Art der Verfahren
und Vorrichtungen zur Herstellung von Stapelfasern werden diese
in einem Zweistufenprozeß hergestellt.
Hierzu wird in einer ersten Stufe ein Spinnkabel gesponnen, verstreckt
und in eine Kanne abgelegt. In einem zweiten Prozeßschritt
werden mehrere Spinnkabel aus vorgelegten Kannen abgezogen und zu
einem Gesamttow zusammengeführt,
in einer Faserstraße
behandelt und anschließend
zu Stapelfasern geschnitten. Derartige Zweistufenprozesse sind insbesondere
zur Bearbeitung von sehr dicken Gesamttitern mit beispielsweise
größer 200.000
den geeignet und beispielsweise an der
US 4,639,347 bekannt. Bei derartigen
Verfahren ist es bekannt, daß im
zweiten Prozeßschritt
das vollständig
verstreckte Gesamttow vor dem Schneiden einer Dampfatmosphäre ausgesetzt wird,
um eine Schrumpfbehandlung durchführen zu können.
-
Bei dem Einstufenprozeß, von dem
die Erfindung ausgeht, sind die maximal zu bearbeitenden Gesamttiter
dadurch begrenzt, daß sowohl
das Abziehen des Spinnkabels aus der Spinneinrichtung als auch das
Verstrecker des Spinnkabels im wesentlichen durch eine Behandlungseinrichtung
mit mehreren Streckwalzen erfolgen muß. Insbesondere machen sich
bei dickeren Gesamttitern der Spinnkabel Ungleichmäßigkeiten
in den physikalischen Eigenschaften der Fasern besonders bemerkbar.
Zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften werden bei dem
bekannten Verfahren gemäß der
US 3,259,681 zusätzliche
Flüssigkeitsbäder vor
und innerhalb der Streckzone angeordnet, wobei die Verstreckung
in einem Geschwindigkeitsbereich bis 200 m/min. erfolgte. Insbesondere
wird dabei hervorgehoben, daß eine
Verbesserung der Ergebnisse ohne zusätzliche Erwärmung des Spinnkabels durch
das Fluid innerhalb der Streckzone erreicht werden konnte.
-
Um Einstufenprozesse wirtschaftlich
betreiben zu können,
werden heute Geschwindigkeiten bis zu 2.500 m/min. erreicht. Bei
derartig hohren Streckgeschwindigkeiten bleiben die bekannten Fluidbehandlungen
jedoch ohne signifikanten Einfluß.
-
Es ist somit Aufgabe der Erfindung,
ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu
schaffen, bei welchem bzw. welcher Stapelfasern in einem Einstufenprozeß mit relativ
gleichmäßigen physikalischen
Eigenschaften herstellbar sind.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung
mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst.
-
Der Erfindung liegt die Erkenntnis
zugrunde, daß die
Ausbildung des Streckpunktes sowie die Position des Streckpunktes
beim Verstrecken des Spinnkabels einen wesentlichen Einfluß auf die Gleichmäßigkeit
der physikalischen Eigenschaften hat. So ist es bekannt, daß beim Verstrecken
das Erwärmen
des Spinnka bels allein durch Streckwalzen zwangsläufig zu
Ungleichmäßigkeiten
führen
muß, da
bei Gesamttitern des Spinnkabels von beispielsweise größer 10.000
den. nicht alle Filamentstränge des
Spinnkabels gleichzeitig auf eine Temperatur gebracht werden können. Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
läßt sich
eine gleichmäßige Erwärmung aller
Filamentstränge
des Spinnkabels und damit gezielt die Position und die Ausbildung
eines Streckpunktes innerhalb der Streckzone beeinflussen. Damit
wurde eine hohe Gleichmäßigkeit
der physikalischen Eigenschaften sowie der Einzeltiter der Stapelfaser
erreicht. Beim Schmelzspinnen und Zerschneiden eines Spinnkabels
aus Polyester, welches mit einer Geschwindigkeit von 200 m/min.
aus der Spinneinrichtung abgezogen und über mehrere Streckwalzen bis
zu einer Geschwindigkeit von 1.200 m/min. vorstreckt wurde, konnte
durch die erfidungsgemäße Dampfbehandlung
in der Behandlungsstrecke zwischen benachbarten Streckwalzen erreicht werden,
daß die
Gleichmäßigkeit
der Festigkeit um ca. 40 %, die Gleichmäßigkeit der Einzeltiter um
ca. 50 % und die Gleichmäßigkeit
der Dehnung um ca. 30 % verbessert werden konnte. Der Gesamttiter
des Spinnkabels betrug 13.000 den.
-
Zur Behandlung und Erwärmung wurde
das Spinnkabel mit einem Dampfstrahl einer Düse beaufschlagt. Der Dampf
wird dabei unter einem Überdruck
aus der Düse
in die Dampfkammer geführt,
wobei festgestellt wurde, daß durch
Veränderung
des Überdruckes
die Vergleichmäßigung der
physikalischen Eigenschaften der Fasern beeinflußt werden konnte. Um einen
positiven Effekt zu behalten, sollte der Überdruck des Dampfes auf einen
Wert im Bereich von 2 bis 12 bar eingestellt sein.
-
Um eine intensive und eine den Streckpunkt innerhalb
des Spinnkabels beeinflussende Wirkung zu erhalten, sollten der
Dampf eine Temperatur im Bereich von 80 bis 200 °C aufweisen.
-
Eine weitere Möglichkeit die Vergleichmäßigung der
physikalischen Eigenschaften der Fasern zu verbessern ist dadurch
gegeben, daß die
innerhalb der Behand lungsstrecke wirkende Differenzgeschwindigkeit
der Streckwalzen auf einem bestimmten Verhältnis eingestellt ist. Das
Verstreckverhältnis kann
hierbei in einen Bereich zwischen null und sechs eingestellt sein.
Insbesondere bei Verstreckverhältnissen
von größer vier
wurde eine starke Beeinflussung der Vergleichmäßigung der physikalischen Eigenschaften
festgestellt.
-
Es konnte jedoch auch ein positiver
Einfluß durch
die Dampfbehandlung innerhalb der Behandlungsstrecke erreicht werden,
bei welchem die in der Behandlungsstrecke wirkende Differenzgeschwindigkeit
der Streckwalzen zu einem Vorlauf des Spinnkabels in die Behandlungsstrecke
führte.
Diese Verfahrensvariante ist insbesondere zum Abbau von Spannungen
unmittelbar nach dem Verstrecken des Spinnkabels besonders geeignet.
-
Es lassen sich somit auch vorteilhaft
mehrere Dampfbehandlungen miteinander kombinieren, wobei eine erste
Dampfbehandlung in einer Behandlungsstrecke mit einem hohen Streckverhältnis und eine
zweite Dampfbehandlung in einer Behandlungsstrecke mit niedrigem
Streckverhältnis
oder einem Vorlauf des Spinnkabels erfolgt. Als Dampf wird vorzugsweise
ein Sattdampf oder ein leicht überhitzter trockener
Dampf verwendet.
-
Zur Durchführung des Verfahrens weist
die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine Dampfkammer auf, die zwischen benachbarten Streckwalzen in
der Behandlungsstrecke angeordnet ist. Der Dampfkammer ist eine
Düse zugeordnet,
durch welche ein Dampf unter einem Überdruck in die Dampfkammer geführt wird.
-
Um eine intensive Behandlung und
Wirkung an dem Spinnkabel zu erhalten, ist die Düse vorteilhaft mit einer Düsenöffnung innerhalb
der Dampfkammer unmittelbar auf das Spinnkabel gerichtet. Hierbei
läßt sich
der durch die Düse
erzeugte Dampfstrom sowohl in Laufrichtung des Spinnkabels als auch
entgegen Laufrichtung des Spinnkabels in die Dampfkammer einbringen.
Um eine mögliche
Verwirbelung der Filamentstränge
innerhalb des Spinnkabels zu erhalten, ist die Düse bevorzugt senkrecht zum
Spinnkabel ausgerichtet, so daß der
Dampfstrahl im wesentlichen senkrecht innerhalb der Dampfkammer
auf das Spinnkabel gerichtet ist.
-
Die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
bei welcher die Behandlungseinrichtung zum Verstrecker des Spinnkabels
mehrere Streckwalzenduos bestehend aus jeweils zwei gleich angetriebenen
Streckwalzen aufweist, besitzt den Vorteil, daß hohe Kräfte zum Verstrecker des Spinnkabels aufgebaut
werden können.
Ebenso kann eine zum Abziehen der Spinnkabel aus der Spinneinrichtung vorteilhafte
Einstellung gewählt
werden.
-
Die Behandlungseinrichtung zum Verstrecken
des Spinnkabels weist vorzugsweise mehrere hintereinander angeordnete
Streckwalzenduos auf, zwischen denen jeweils unterschiedlich eingestellte Differenzgeschwindigkeiten
wirken. Dabei läßt sich das
Heizmittel vorteilhaft in wenigstens einer der Behandlungsstrecken
anordnen.
-
Es ist jedoch auch möglich, mehrere
Heizmittel vorzusehen, die in unterschiedlichen Behandlungsstrecken
zwischen jeweils zwei Streckwalzenduos angeordnet sind.
-
Zur Verbesserung der Streckergebnisse
sind zumindest einige der Streckwalzen der Streckwalzenduos beheizbar
ausgebildet.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
sind grundsätzlich zur
Herstellung von Stapelfasern aus Polyester, Polyamid oder Polypropylen
geeignet. In Abhängigkeit von
dem jeweiligen Polymertyp wird der Dampf der Überdruck des Dampfes sowie
die Düseneinstellung zur
Dampfbehandlung gewählt.
Ebenso sind die Geschwindigkeiten der Streckwalzen sowie die Anzahl der
beheizten und nicht beheizten Streckwalzen innerhalb der Behandlungseinrichtung
zum Verstrecker des Spinnkabels frei wählbar. Das erfin dungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
bieten somit eine hohe Flexibilität in der Herstellung von Stapelfasern,
die sich besonders durch ihre hohe Gleichmäßigkeit in den Eigeschaften
wie Titer, Dehnung und Festigkeit auszeichne. Daraus resultiert
auch eine hohe Vergleichmäßigung der
Anfärbbarkeit.
Durch gezielten Einsatz der Dampfbehandlung können ebenfalls Spannungen nach
dem Vorstrecken des Spinnkabels abgebaut werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
sind nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis
auf die beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben.
-
Es stellen dar:
-
1 schematisch
ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
-
2 schematisch
das Heizmittel zur Dampfbehandlung des Ausführungsbeispiels nach 1
-
3 und 4 weitere Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
-
In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur einstufigen Herstellung von Stapelfasern schematisch dargestellt.
Die Vorrichtung weist eine Spinneinrichtung 1 mehrere hintereinander
angeordnete Be-handlungseinrichtung,
die unter den Bezugszeichen 2, 3, 4, 5 und 6 nachfolgend
noch näher
erläutert
werden, und eine Schneideinrichtung 7 auf.
-
Die Spinneinrichtung 1 enthält mehrere Spinnstellen.
In diesem Ausführungsbeispiel
sind vier Spinnstellen mit den Bezugszeichen 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4 dargestellt.
In jeder der Spinnstelle 1.1 bis 1.4 wird jeweils
ein Filamentbündel 12 aus
einer Polymerschmelze gesponnen. Die Spinnstellen l.1 bis 1.4 sind
hierzu iden tisch aufgebaut, so daß der Aufbau der Spinnstellen 1.1 bis 1.4 an
dem Beispiel der Spinnstelle 1.1 erfolgt.
-
In jeder der Spinnstellen 1.1 bis 1.4 wird über eine
Schmelzezuführung 8 eine
Polymerschmelze unter Druck einer Spinndüse 9 zugeführt und
durch eine Vielzahl von ringförmig
angeordneten Düsenbohrungen
der Spinndüse 9 extrudiert.
Die Schmelzezuführung 8 ist
hierzu vorzugsweise unmittelbar an einer Spinnpumpe (hier nicht
dargestellt) angeschlossen. Die Spinnpumpen der Spinnstellen 1.1 bis 1.4 könnten beispielsweise
durch einen Extruder mit der Schmelze versorgt werden. Unterhalb
der Spinndüse 9 ist
ein Kühlschacht 25 und
ein sich anschließender
Fallschacht 13 angeordnet. In dem Kühlschacht 25 ist eine
Blaskerze 10 innerhalb des Filamentbündels 12 angeordnet,
die an einer Kühlluftzuführung 11 angeschlossen
ist. Durch die Blaskerze 10 wird eine Kühlluft radial nach außen durch
das Filamentbündel 12 geblasen.
-
Am Ende des Fallschachtes 13 ist
eine Vorpräparationseinrichtung 14 angeordnet,
durch welches die Filamentstränge
des Filamentbündels 12 präpariert
und zusammengeführt
werden.
-
Die jeweils in den Spinnstellen 1.1 bis 1.4 erzeugten
Filamentbündel 12 werden
zu einem Spinnkabel 15 zusammengeführt und mittels eines Streckwerkes 2 aus
der Spinneinrichtung 1 abgezogen.
-
Zwischen dem Streckwerk 2 und
der Spinneinrichtung 1 ist eine Präparationseinrichtung 3 mit mehreren
Präparationswalzen 16 angeordnet,
durch welches das Spinnkabel 15 geführt wird.
-
Das Streckwerk 2 besteht
aus mehreren hintereinander angeordneten Streckwalzenduos 17.1, 17.2, 17.3 und 17.4.
Jedes der Streckwalzenduos 17.1 bis 17.4 weisen
jeweils zwei Streckwalzen 19 auf, die von dem Spinnkabel 15 mehrfach
umschlungen sind. Die Streckwalzen 19 eines der Streckwalzenduos 17.1 bis 17.4 werden
mit im wesentlichen gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben.
Zur Behandlung des Spinnkabels 15 werden die Streckwalzen
der Streckwalzenduos 17.1, 17.2, 17.3 und 17.4 mit
unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben, so daß jeweils
eine Differenzgeschwindigkeit in den zwischen den Streckwalzenduos 17.1 bis 17.4 gebildeten
Behandlungsstrecken wirkt. Üblicherweise
wird hierbei in einer ersten Behandlungsstrecke zwischen dem Streckwalzenduo 17.1 und
dem Streckwalzenduo 17.2 eine hohe Differenzgeschwindigkeit
zum Verstrecken des Spinnkabels eingestellt. In den nachfolgenden
Behandlungsstrecken zwischen den Streckwalzenduos 17.2 bis 17.4 werden
niedrigere Differenzgeschwindigkeiten eingestellt.
-
Zwischen dem Streckwalzenduo 17.1 und 17.2 ist
in der dazwischen liegenden Behandlungsstrecke ein Behandlungsmittel 18 angeordnet.
Das Behandlungsmittel 18 weist zur Behandlung und Erwärmung des
Spinnkabels 15 einen Dampf auf. Der Aufbau und die Funktion
des Behandlungsmittel 18 wird nachfolgend noch genauer
erläutert.
-
Dem Streckwerk 2 ist eine
Kräuseleinrichtung 4 nachgeordnet.
Die Kräuseleinrichtung 4 ist üblicherweise
als Stauchkammerkräuseleinrichtung ausgeführt, bei
welcher das Spinnkabel durch ein Fördermittel in eine Stauchkammer
gerückt
wird. Der Kräuseleinrichtung 4 ist
die Trockeneinchtung 5, die Zugstelleinrichtung 6 und
am Ende die Schneideinrichtung 7 nachgeordnet.
-
Zur Herstellung von Stapelfasern
wird eine Polymerschmelze beispielsweise ein Polyester oder ein
Polyamid oder ein Polypropylen in der Spinneinrichtung 1 durch
einen Extruder aufgeschmolzen und über Spinnpumpen den jeweiligen
Spinndüsen 9 der einzelnen
Spinnstellen 1.1 bis 1.4 unter Druck zugeführt. Die
Spinndüsen 9 besitzen
auf Ihren Unterseiten eine Vielzahl von Düsenbohrungen, die ringförmig angeordnet
sind und jeweils eine Vielzahl von strangförmigen Filamenten extrudieren.
Die aus den Spinndüsen 9 austretenden
Filamentstränge
werden nach einer Abkühlung
in dem Kühlschacht 25 durch eine
mittels der Blas kerze 10 erzeugten Kühlluft abgekühlt und
zu jeweils einem Filamentbündel 12 zusammengeführt. Am
Ende des Fallschachtes 13 wird das Filamentbündel 12 durch
die Vorpräpariereinrichtung 14 mit
einem Präparationsmittel
benetzt und mit den benachbarten Filamentbündeln zu einem Spinnkabel 15 zusammengeführt. Hierzu
wird das Spinnkabel 15 über
ein Streckwerk 2 aus der Spinneinrichtung 1 abgezogen.
Bevor das Spinnkabel 15 das erste Streckwalzenduo 17.1 des
Streckwerkes 2 erreicht, wird das Spinnkabel 15 in
der Präparationseinrichtung 3 durch
Präparationswalzen 16 nochmals konditioniert.
Auschließend
erfolgt ein Verstrecken des Spinnkabels 15 in dem Streckwerk 2,
wobei zwischen dem Streckwalzenduo 17.1 und 17.2 eine
Differenzgeschwindigkeit eingestellt ist, die zum Verstrecken des
Spinnkabels in der zwischen den Streckwalzenduos 17.1 und 17.2 gebildeten
Behandlungsstrecke führt.
Dabei wird das Spinnkabel 15 in der Behandlungsstrecke
zwischen dein Streckwalzenduo 17.1 und 17.2 zusätzlich mit
einem Dampf behandelt und erwärmt.
-
Zur Behandlung des Spinnkabels 15 ist
das in der Behandlungsstrecke angeordnete Behandlungsmittel 18 gemäß der in 2 schematisch dargestellten
Ausführung
gebildet. Das Behandlungsmittel 18 besitzt eine Dampfkammer 20,
die eine Einlaßöffnung 24 und
eine Auslaßöffnung 23 aufweist. Die
Einlaßöffnung 24 und
die Auslaßöffnung 23 liegen
sich in der Dampfkammer 20 gegenüber, so daß das Spinnkabel 15 im
wesentlichen in einem geraden Lauf durch die Dampfkammer 20 führbar ist.
Zwischen der Einlaßöffnung 24
und der Auslaßöffnung 23 mündet eine
Düse 22 in
die Dampfkammer 20. Die Düse 22 ist mit einer
hier nicht dargestellten Dampfquelle verbunden. Durch die Düse 22 wird
ein unter Überdruck
stehender Dampf 21 in die Dampfkammer 20 ausgestoßen. Die
Düse 22 besitzt
eine Düsenöffnung 26,
die vorzugsweise unmittelbar auf das Spinnkabel 15 gerichtet
ist, so daß die
Dampfströmung
direkt das Spinnkabel 15 trifft. Der Dampf 21 besitzt
eine Temperatur von mind. 80 °C
und maximal 200 °C.
-
Durch die hohe Energie des Dampfstrahls
innerhalb der Dampfkammer wird trotz der unter Spannung stehenden
Filamentstränge
des Spinnkabels 15 eine gleich mäßige und intensiver Behandlung
und Erwärmung
aller Filamentstränge
innerhalb des Spinnkabels 15 erreicht. Somit läßt sich
durch die intensive Dampfbehandlung des Spinnkabels 15 in
der Behandlungsstrecke beim Verstrecker des Spinnkabels vorteilhaft
die Ausbildung eines Streckpunktes beeinflussen. Das Spinnkabel 15 kann
hierbei sowohl kalt als auch vorgewärmt von den Streckgaletten l9 des
ersten Streckwalzenduos 17.1 abgezogen werden.
-
Zur weiteren Behandlung des Spinnkabels 15 wird über die
in 1 dargestellten Streckwalzenduos 17.2, 17.3 und 17.4 eine
weitere Behandlung durchgeführt.
Hierbei ist vorzugsweise zwischen den Streckwalzenduos 17.2 und 17.3 ebenfalls
eine zu einem weiteren Nachverstrecken des Spinnkabels 15 eingestellte
Differenzgeschwindigkeit wirksam. Die Streckwalzenduos 17.3 und 17.4 werden
vorzugsweise mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, um
ein Relaxieren des Spinnkabels 15 zu ermöglichen.
-
Das verstreckte Spinnkabel wird zur
weiteren Behandlung in der Kräuseleinrichtung 4 gekräuselt. Die
Kräuseleinrichtung 4 ist
hierzu vorzugsweise als eine Stauchkammerkräuselung ausgebildet, bei welcher
das Spinnkabel mittels eines Fördermittels
in eine Stauchkammer gedrückt
wird. Das gekräuselte Spinnkabel
wird anschließend
einer Trockeneinrichtung 5 zugeführt und durch eine Zugstelleinrichtung 6 mit
definierter Spannung der Schneideinrichtung 7 aufgegeben.
In der Schneideinrichtung 7 erfolgt das Zerschneiden des
Spinnkabels 15 in Stapelfasern.
-
Zur Herstellung einer Stapelfaser
aus Polyester wurde bei einem Produktbeispiel zunächst mit der
Spinneinrichtung 1 ein Spinnkabel mit einem Gesamttiter
von ca. 13.000 den. gesponnen. Das Spinnkabel wurde dabei mit einer
Geschwindigkeit von 200 m/min. aus der Spinneinrichtung 1 abgezognen.
Zum Verstrecker des Spinnkabels 15 war zwischen dem Streckwalzenduo 17.1 und 17.2 die
Differenzgeschwindigkeit zu einem Verstreckverhältnis von 4,7 eingestellt.
Die Differnenzgeschwindigkeit zwischen dem Streckwalzenduo 172 und 17.3 führte zu einem Verstreckverhältnis von
1,1. Zwischen den Streckwalzenduos 17.3 und 17.4 war
keine Differenzgeschwindigkeit eingestellt. Das Spinnkabel wurde
mit einer Geschwindigkeit von 1.200 m/min. aus dem Streckwerk 2 abgeführt. Zur
Wärmebehandlung
des Spinnkabels 15 waren die Streckwalzen 19 des
ersten Streckwalzenduos 17.1 auf 80 °C, das Streckwalzenduo 17.2 auf
125 °C,
das Streckwalzenduo 17.3 auf 170 °C und das Streckwalzenduo 17.4 auf
120 °C erhitzt.
-
Das Spinnkabel wurde mit einer Geschwindigkeit
von 1.220 m/min. in der Kräuseleinrichtung 4 gekräuselt und
anschließend
getrocknet und zu Stapelfaser geschnitten. Bei einer ersten Versuchsreihe wurde
in der Behandlungsstrecke zwischen dein ersten Strekwalzenduo 17.1 und
dem zweiten Streckwalzenduo 17.2 keine weitere zusätzliche
Behandlung durchgeführt.
In einer zweiten Versuchsreihe wurde dann das Behandlungsmittel 18 in
der Behandlungsstrecke eingesetzt. Hierzu wurde ein Sattdampf mit
einem Überdruck
von 6 bar durch die Düse 22 in
die Dampfkammer 20 geleitet. Die Temperatur des Dampfes
betrug ca. 160 °C.
-
Nach Messung der physikalischen Eigenschaften
wie Festigkeit und Dehnung konnte eine erhebliche Vergleichmäßigung der
Werte festgestellt werden. Die Streuung der Meßwerte ließ sich durch das erfindungsgemäße Verfahren
um über
20 % bis zu 50 % verbessern. Insbesondere konnte auch eine 50 %ige
Verbesserung der Gleichmäßigkeit
des Filamenttiters erreicht werden.
-
Der Aufbau des Ausführungsbeispiels
nach 1 für die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist in der Anzahl und der Wahl der Behandlungseinrichtungen beispielhaft.
Grundsätzlich
besteht die Möglichkeit, zusätzliche
Behandlungen und Behandlungsstufen einzuführen. Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist eine intensive Dampfbehandlunug des Spinnkabels innerhalb der
Streck- und Relaxierzone. Wesentlich für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist insbesondere eine nur leicht vororientierte Molekularstruktur
der Filamentstränge.
-
In 3 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
angegeben. Hierbei zeigt 3 nur
das Streckwerk 2 mit den insgesamt vier Streckwalzenduos 17.1 bis 17.4.
-
Die hier nicht dargestellten Behandlungseinrichtungen
sowie die Spinneinrichtung 1 und die Schneideinrichtung 7 entsprechen
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
nach 1. Insoweit wird
auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genonunen und an dieser
Stelle nur die Unterschiede genannt.
-
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Durchführung
einer Variante für
das erfindungsgemäße Verfahren
ist das Behandlungsmittel 18 in einer Behandlungsstrecke
zwischen dem Streckwalzenduo 17.3 und dem Streckwalzenduo 17.4 angeordnet. Diese
Behandlungsstrecke wird im wesentlichen nicht zur Verstreckung sondern
zur Wärmenachbehandlung
des Spinnkabels 15 genutzt. Überraschenderweise konnte jedoch
auch hierbei noch eine verbesserte Vergleichmäßigung der physikalischen Eigenschaften
des Spinnkabels sowie eine verbesserte Vergleichmäßigung des
Filamenttiters erreicht werden. Insbesondere hat sich gezeigt, daß bei Einstellung
einer Differenzgeschwindigkeit von 0 zwischen dem Streckwalzenduo 17.3 und 17.4 eine
höhere Vergleichmäßigung erreicht
werden konnte als gegenüber
einer Differenzgeschwindigkeit, die zu einem Vorlaf des Spinnkabels
in der Behandlungsstrek-ke
führte.
Die Intensität
und die Gleichmäßigkeit
der Dampfbehandlung des Spinnkabels wird somit maßgeblich
von dem Spannungszustand der Filamente beeinflußt.
-
Das Ausführungsbeispiel nach 4 ist somit besonders geeignet,
um eine opitimierte Stapelfaser in einem Einstufenprozeß herzustellen.
Das in 4 dargestellte
Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist ebenfalls nur im Ausschnitt durch das Streckwerk 2 dargestellt.
Alle übrigen
Einrichtungen entsprechen dein Ausführungsbeispiel nach 1, so daß an dieser Stelle Bezug zu
der vorhergehenden Beschreibung genommen wird.
-
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein erstes
Behandlungsmittel 18.1 in der ersten Behandlungsstrecke
zwischen dem Streckwalzenduo 17.1 und dem Streckwalzenduo 17.2 angeordnet.
Am Ausgang des Streckwerkes 2 ist in der letzten Behandlungsstrecke
zwischen dem Streckwalzenduo 17.3 und dem Streckwalzenduo 17.4 ein zweites
Behandlungsmittel 18.2 vorgesehen. Die Behandlungsmittel 18.1 und 18.2 haben
den in 2 dargestellte
Aufbau. Hierbei ist die Düse
bei dem Behandlungsmittel 18.1 derart ausgerichtet, daß der Dampfstrahl
in Laufrichtung des Spinnkabels 15 strömt. Demgegenüber besitzt
das Behandlungsmittel 18.2 eine Ausbildung, bei welcher
die Düse
in der Dampfkammer einen gegen die Laufrichtung des Spinnkabels 15 strömenden Dampfstrahl
erzeugt. Es ist jedoch auch möglich,
die Behandlungsmittel 18.1 und 18.2 in ihrem Aufbau
identisch auszuführen.
-
In den dargestellten Ausführungsbeispielen nach 1, 3 und 4 ist
die Ausbildung des Behandlungsmittels sowie die Einstellung der
Dampfbehandlung im wesentlichen von den zu bearbeitenden Polymer
abhängig.
So lassen sich Stapelfaser aus Polyester, Polyamid oder Polypopylen
herstellen.
-
- 1
- Spinneinrichtung
- 1.1,
1.2, 1.3, 1.4
- Spinnstelle
- 2
- Streckwerk
- 3
- Präparationseinrichtung
- 4
- Kräuseleinrichtung
- 5
- Trockeneinrichtung
- G
- Zugstelleinrichtung
- 7
- Schneideinrichtung
- 8
- Schmelzezuführung
- 9
- Spinndüse
- l0
- Blaskerze
- 11
- Kühlluftzuführung
- 12
- Filamentbündel
- 13
- Fallschacht
- 14
- Vorpräpariereinrichtung
- 15
- Spinnkabel
- 16
- Präparationswalzen
- 17.1,
17.2, 17.3, 17.4
- Streckwalzenduo
- 18
- Behandlungmittel
- 19
- Streckwalzen
- 20
- Dampfkammer
- 21
- Dampf
- 22
- Düse
- 23
- Auslaßöffnung
- 24
- Einlaßöffnung
- 25
- Kühlschacht
- 26
- Düsenöffnung