DE19631879A1 - Verfahren und Spinnvorrichtung zum Herstellen von Kunststoffäden aus Polymeren im Wege des Schmelzspinnens - Google Patents
Verfahren und Spinnvorrichtung zum Herstellen von Kunststoffäden aus Polymeren im Wege des SchmelzspinnensInfo
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- D01D5/08—Melt spinning methods
- D01D5/084—Heating filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von
Kunststoffäden aus Polymeren im Wege des Schmelzspinnens,
wonach die Polymerschmelze zum Zwecke der Fadenbildung
durch die Düsenöffnungen einer Spinndüse hindurchgepreßt
wird.
Textile oder technische Kunststoffgarne aus schmelz
flüssigen Polymeren bestehen üblicherweise aus einer
Mehrzahl von Einzelfäden. Beim Herstellen dieser Einzel
bzw. Kunststoffäden im Zuge des Schmelzspinnens wird die
Polymerschmelze zum Zwecke der Fadenbildung mit hohem
Druck durch die Düsenöffnungen einer Spinndüse hindurch
gepreßt. Anschließend werden die Einzelfäden durch
Anblasen mit Luft abgekühlt. Die Anblasung erfolgt in
einem Blasschacht entweder als Queranblasung von der Seite
her oder als Radialanblasung zentral von außen nach innen
oder umgekehrt.
Insbesondere bei der Herstellung von Mikrofasern,
technischen Kunststoffasern, Stapelfasern oder Spinnvlies
ist eine hohe Anzahl von Einzelfäden bzw. Filamenten
erforderlich. Das verlangt eine hohe Anzahl an Düsen
öffnungen. Zur Unterbringung dieser Düsenöffnungen sind
verhältnismäßig große Spinndüsendurchmesser erforderlich,
da vorgegebene Mindestabstände zwischen den Düsenöffnungen
eingehalten werden müssen, um Probleme bei der Abkühlung
der Kunststoffäden und Fadenungleichmäßigkeiten zu
vermeiden. Je größer der Durchmesser der Spinndüse ist,
desto größer ist jedoch der Wärmeabfluß durch Konvektion
und Strahlung, und zwar ungleichmäßig, das heißt der
Wärmeabfluß ist im Bereich der Spinndüsenmitte am größten
und folglich sind die Temperaturen dort am niedrigsten.
Eine Temperaturabnahme über die Düsenfläche vom Spinn
düsenrand zur Spinndüsenmitte führt zu einem ungleich
mäßigen Schmelzfluß durch die Düsenöffnungen hindurch und
folglich zu einer gestörten Filamentbildung sowie zu
ungleichmäßig ausgebildeten Kunststoffäden. Man versucht
daher, die durch Wärmeabfluß bedingte Temperaturabnahme
zur Düsenmitte hin zu reduzieren, indem der Bereich Spinn
düse/Fadenaustritt/Anblasebeginn mittels Luftführungs
bleche abgeschottet wird. Derartige Maßnahmen haben jedoch
nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen sich der
Wärmeabfluß durch Konvektion und Strahlung an der Spinn
düse insbesondere zum Bereich der Spinndüsenmitte hin
derart verhindern bzw. kompensieren läßt, daß eine
Vergleichmäßigung des Schmelzflusses erreicht wird und
sich folglich gleichmäßige einzelne Kunststoffäden spinnen
lassen.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen
Verfahren dadurch, daß die Spinndüse mittels Wärmestrah
lung beheizt wird. Die Erfindung geht von der Erkenntnis
aus, daß sich die sonst üblichen Abstrahlungsverluste dann
vermeiden lassen, wenn die Spinndüse mit einer gegen die
Fadenaustrittsseite gerichteten Wärmestrahlung beauf
schlagt wird. Das gilt insbesondere dann, wenn der Bereich
der Spinndüsenmitte mittels Wärmestrahlung beheizt wird.
Erfindungsgemäß wird die Spinndüse bzw. der Bereich der
Spinndüsenmitte mittels Infrarotstrahlung beheizt und von
unten gegen die Fadenlaufrichtung mit Wärmestrahlung
beaufschlagt. Dabei kann die Spinndüse bzw. der Bereich
der Spinndüsenmitte von unten unter einem vorgegebenen
Neigungswinkel mit Wärmestrahlung beheizt werden. Im
Rahmen der Erfindung besteht die Möglichkeit, eine
zielgerichtete bzw. fokussierte Wärmestrahlung bzw.
Infrarotstrahlung gegen den Bereich der Spinndüsenmitte zu
richten. Durch die Zufuhr von Wärme in jenen Spinndüsen
bereich, in dem die Polymerschmelze aus der Spinndüse
austritt, ergibt sich ein doppelter Effekt. Zunächst einmal
werden Abstrahlverluste unterbunden bzw. infolge Wärme
strahlung derart kompensiert, daß Temperaturungleich
mäßigkeiten vermieden werden und somit eine Vergleich
mäßigung des Schmelzflusses und damit die Erzeugung
absolut gleichmäßiger einzelner Kunststoffäden erreicht
wird. Hinzu kommt eine verzögerte Abkühlung der Kunst
stoffäden, aus der eine verbesserte Verstreckbarkeit der
Filamente bzw. Kunststoffäden bei der Weiterverarbeitung
führt.
Eine Spinnvorrichtung, mit zumindest einer Spinndüse und
einem Blasschacht, die zur Durchführung der beanspruchten
Verfahrensmaßnahmen in besonderer Weise geeignet ist und
sich durch eine einfache und funktionsgerechte Bauweise
auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß im oberen
Bereich des Blasschachtes außerhalb des Fadenweges
zumindest eine Heizvorrichtung mit einem auf die Unter
seite der Spinndüse ausgerichteten Reflektor angeordnet
ist. Vorzugsweise ist der Reflektor auf den Bereich der
Spinndüsenmitte ausgerichtet und ermöglicht ein gezieltes
oder auch fokussiertes Anstrahlen der Spinndüse. In diesem
Zusammenhang besteht die Möglichkeit, daß die Heizvorrich
tung bzw. Heizvorrichtungen und der Reflektor bzw. die
Reflektoren im vorderen und/oder hinteren und/oder seit
lichen Bereich des Blasschachtes angeordnet sind. Bei
einer Spinnvorrichtung mit einer Ringdüse als Spinndüse
sieht die Erfindung vor, daß bei einem zentral angeord
neten Luftzuführungskörper für Radialanblasung die
Heizvorrichtung und der Reflektor im oberen Bereich des
Luftzuführungskörpers und zentrisch unterhalb des
Bereiches der Spinndüsenmitte angeordnet ist. Die Heizvor
richtung ist vorzugsweise als elektrischer Heizstab ausge
bildet. Heizvorrichtung und Reflektor können sich zwischen
der Spinndüse und einem Luftleitblech befinden, sofern ein
solches Luftleitblech vorgesehen ist. Das gilt insbe
sondere bei der Ausführungsform mit Querluftanblasung, bei
welcher der Blasschacht einen entsprechenden Gleichrichter
aufweist. Bei Radialanblasung dagegen besteht die
Möglichkeit, nicht nur Kühlluft von innen über den
Luftzuführungskörper einzublasen, sondern auch von außen
anzusaugen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher
erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Spinnvorrichtung in schematischer Darstel
lung,
Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 mit Heizvorrichtung und
Reflektor für die Spinndüse sowie mit einem für
Queranblasung eingerichteten Blasschacht,
Fig. 3 eine schematische Vorderansicht auf die Heizvor
richtung und den Reflektor nach Fig. 2,
Fig. 4 in schematischer Ansicht eine Spinndüsenbeheizung
bei Radialanblasung.
In den Figuren ist eine Spinnvorrichtung zum Herstellen
von Kunststoffäden 1 aus schmelzflüssigen Polymeren im
Wege des Schmelzspinnens dargestellt, wonach die Polymer
schmelze zum Zwecke der Fadenbildung durch die Düsen
öffnungen 2 einer Spinndüse 3 hindurchgepreßt wird. In
einem üblicherweise mit Diphyl-Dampf beheizten Spinnkasten
4 sind Düsenpakete 4 eingebettet, so daß eine Beheizung
dieser Düsenpakete 5 von allen Seiten erfolgen kann.
Ferner ist eine Filtrierung 6 der Polymerschmelze
vorgesehen. Der Filtrierung 6 folgt die Spinndüse 3 als
fadenbildendes Prozeßelement folgt. An der unteren
Düsenfläche 7 treten die einzelnen Kunststoffäden 1 frei
aus den Düsenöffnungen 2 aus und werden anschließend
abgekühlt. Diese untere Düsenfläche 7 läßt sich daher
weder direkt beheizen noch isolieren. Durch den auf dieser
unteren Düsenfläche 7 stattfindenden Wärmeabfluß infolge
Konvektion, Strahlung und Wärmeinhalt des Polymers bzw.
der Kunststoffäden 1 ergibt sich eine Temperaturabsenkung
zur Düsenmitte hin. Je größer die Spinndüse 3 ist, desto
größer ist die Entfernung zur Beheizung von außen und
desto größer ist die Temperaturabsenkung.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 ist zur
Abkühlung der Kunststoffäden 1 im Wege einer Queranblasung
ein Blasschacht 8 mit einem Gleichrichter 9 für Kühlluft
vorgesehen. Im oberen Bereich des Blasschachtes 8 ist
außerhalb des Fadenweges zumindest eine Heizvorrichtung 10
mit einem auf die Unterseite der Spinndüse 3
ausgerichteten Reflektor 11 angeordnet. Nach dem
Ausführungsbeispiel ist der Reflektor 11 auf den Bereich
der Spinndüsenmitte ausgerichtet. Die Heizvorrichtung 10
bzw. Heizvorrichtungen und der Reflektor 11 bzw. die
Reflektoren können im vorderen und/oder hinteren und/oder
seitlichen Bereich des Blasschachtes 8 angeordnet sein.
Die aus der Spinndüse 3 austretenden Kunststoffäden 1
werden seitlich mit Kühlluft angeblasen und abgekühlt. Die
Kühlluft wird gleichmäßig zugeführt. Mit einem ferner
vorgesehenen Luftleitblech 12 wird der Bereich Spinn
düse/Fadenaustritt von dem Bereich Kühlluft getrennt. Die
Heizvorrichtung ist als elektrischer Heizstab 10 ausge
bildet. Bei dem Reflektor 11 handelt es sich um Stahlblech
mit polierten konkaven Fokussierstellen 13.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die Spinndüse 3
als Ringdüse ausgebildet. Die aus der Spinndüse 3
austretenden Kunststoffäden 1 werden zentral mit Kühlluft
angeblasen und abgekühlt. Insoweit findet eine Radial
anblasung statt. Die Kühlluft wird mittels eines Luft
führungskörpers 14 gleichmäßig zugeführt. Bei dieser
Radialanblasung ist auch eine umgekehrte Luftführung
möglich, das heißt das Ansaugen von Kühlluft von außen und
deren Abführung mittels des zentral angeordneten Luft
führungskörpers 14. In diesem Fall sind die Heizvor
richtung 10 bzw. der Heizstab und der Reflektor 11 im
oberen Bereich des Luftführungskörpers 14 installiert, so
daß nach oben eine fokussierte Beheizung der Spinndüse 3
und insbesondere der Düsenmitte erfolgt.
Claims (11)
1. Verfahren zum Herstellen von Kunststoffäden aus
Polymeren im Wege des Schmelzspinnens, wonach die
Polymerschmelze zum Zwecke der Fadenbildung durch die
Düsenöffnungen einer Spinndüse hindurchgepreßt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Spinndüse mittels Wärmestrahlung beheizt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Bereich der Spinndüsenmitte mittels Wärmestahlung
beheizt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spinndüse bzw. der Bereich der Spinndüsenmitte mittels
Infrarotstrahlung beheizt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet daß die Spinndüse bzw. der Bereich der
Spinndüsenmitte von unten gegen die Fadenlaufrichtung mit
Wärmestrahlung beaufschlagt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spinndüse bzw. der Bereich der
Spinndüsenmitte von unten unter einem vorgegebenen
Neigungswinkel mit Wärmestrahlung beaufschlagt wird.
6. Spinnvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 5, mit zumindest einer Spinndüse
und einem Blasschacht, dadurch gekennzeichnet, daß im
oberen Bereich des Blasschachtes (8) außerhalb des
Fadenweges zumindest eine Heizvorrichtung (10) mit einem
auf die Unterseite der Spinndüse (3) ausgerichteten
Reflektor (11) angeordnet ist.
7. Spinnvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Reflektor (11) auf dem Bereich der
Spinndüsenmitte ausgerichtet ist.
8. Spinnvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (10) bzw. Heizvor
richtungen und der Reflektor (11) bzw. die Reflektoren im
vorderen und/oder hinteren und/oder seitlichen Bereich des
Blasschachtes (8) angeordnet sind.
9. Spinnvorrichtung mit zumindest einer Ringdüse als
Spinndüse, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zentral
angeordnetem Luftzuführungskörper (14) für Radialanblasung
die Heizvorrichtung (10) und der Reflektor (11) im oberen
Bereich des Luftzuführungskörpers (14) und zentral
unterhalb des Bereiches der Spinndüsenmitte angeordnet
ist.
10. Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung als
elektrischer Heizstab (10) ausgebildet ist.
11. Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (11) als
Stahlblech mit polierten konkaven Fokussierstellen (13)
ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996131879 DE19631879C2 (de) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Verfahren und Spinnvorrichtung zum Herstellen von Kunststoffäden aus Polymeren im Wege des Schmelzspinnens |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1996131879 DE19631879C2 (de) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Verfahren und Spinnvorrichtung zum Herstellen von Kunststoffäden aus Polymeren im Wege des Schmelzspinnens |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19631879A1 true DE19631879A1 (de) | 1998-02-12 |
DE19631879C2 DE19631879C2 (de) | 2000-03-30 |
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ID=7802033
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1996131879 Expired - Fee Related DE19631879C2 (de) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Verfahren und Spinnvorrichtung zum Herstellen von Kunststoffäden aus Polymeren im Wege des Schmelzspinnens |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19631879C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10139228A1 (de) * | 2001-08-09 | 2003-03-06 | Freudenberg Carl Kg | Verstreckvorrichtung und Verfahren zur Herstellung verstreckter Kunststoffilamente |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1660308A1 (de) * | 1965-07-08 | 1972-03-23 | Fuji Spinning Co Ltd | Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen von synthetischen Faeden |
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1996
- 1996-08-07 DE DE1996131879 patent/DE19631879C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE1660308A1 (de) * | 1965-07-08 | 1972-03-23 | Fuji Spinning Co Ltd | Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen von synthetischen Faeden |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-B.: Franz Fourni, Synthetische Fasern, Carl Hauser Verlag, 1995, S.298-310 * |
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DE10139228A1 (de) * | 2001-08-09 | 2003-03-06 | Freudenberg Carl Kg | Verstreckvorrichtung und Verfahren zur Herstellung verstreckter Kunststoffilamente |
Also Published As
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DE19631879C2 (de) | 2000-03-30 |
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Effective date: 20120301 |