DE4416136A1 - Spinnanlage für Chemiefasern - Google Patents
Spinnanlage für ChemiefasernInfo
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Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/08—Melt spinning methods
- D01D5/088—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Spinnanlage nach dem Oberbegriff des An
spruchs 1.
Diese Spinnanlage ist bekannt durch die DE-A 19 14 556. Diese Spinn
anlage erfordert zur Kühlung der Filamente einen sehr geringen Auf
wand. Sie hat jedoch nur einen eingeschränkten Anwendungsbereich, da
die Kühlluftmenge und die Strömungsintensität der Kühlluft nicht steuer
bar sind.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Spinnanlage so auszu
gestalten, daß durch die Kühlung die Geschwindigkeit der molekularen
Orientierung und Kristallisation der Filamente gesteuert und den ge
wünschten Eigenschaften der Filamente bzw. Fäden angepaßt werden
kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des An
spruchs 1.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine zweistufige Kühlung aus. Dabei
übernimmt die Zwangskühlung die Steuerung der molekularen Orientie
rung und der Kristallisation bevor die ersponnenen Filamente in den
Kühlschacht eintreten. Die frisch ersponnenen Filamente werden nämlich
durch die Zwangskühlung mit hoher Abkühlgeschwindigkeit schockgekühlt,
so daß die ursprüngliche molekulare Orientierung im frisch ersponnenen
Zustand im wesentlichen beibehalten wird, da keine Zeit zur Verfügung
steht, die molekulare Gefügestruktur zu verändern.
Durch die Abkühlgeschwindigkeit ist die molekulare Orientierung zu
mindest nach Bedarf steuerbar.
Die Zwangskühleinrichtung ist vorteilhafterweise so auszulegen, daß das
zwangsweise zugeführte Kühlmedium im wesentlichen nur im Bereich der
Zwangskühleinrichtung mit den Filamenten in Kontakt kommt, nicht
jedoch in den nachgeordneten Kühlschacht gelangt. Hierzu ist es von
Vorteil, wenn die Zwangskühleinrichtung mit einer Absaugung verbunden
ist, welche den vom Gebläse angelieferten Kühlmittelstrom im
wesentlichen vollständig aus der Zwangskühleinrichtung herausfördert.
Im Idealfall entspricht die Absaugmenge genau der Zufuhrmenge, so daß
keinerlei Eintritt des Kühlmediums in den Kühlschacht gegeben ist.
Das Kühlmedium wird vorteilhaft als Querstrom auf das Filamentbündel
geblasen, z. B. als Luftstrahl. Eine Querstromeinblasung bietet den Vorteil
einer kompakten Bauweise und einer Kühlmediumbeaufschlagung, mit
einer über die Filamentlänge in der Zwangskühleinrichtung gleichmäßigen
Temperatur.
Dabei können auch mehrere Filamentbündel aus mehreren Spinndüsen
platten gemeinsam an einer einzigen Zwangskühleinrichtung angeschlossen
sein, ggf. mit Teilströmen jeweils neu hinzukommender kühler Luft ge
speist, um eine zu hohe Aufheizung des Kühlmediums zu vermeiden.
Auch in diesem Falle gilt sinngemäß, daß die Summe der zugeführten
Teilströme im Idealfall identisch der Summe aller abgeführten Teilströme
ist.
Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 bieten sich an, um die Abküh
lung der Filamente zu verzögern und Zeit zu gewinnen, um die durch
den Düsenverzug entstandenen inneren Spannungen der Filamente ab
zubauen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen 4 und 5.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Spinnanlage mit Kühlschacht
und Zwangskühleinrichtung für jede Spinnstelle;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Spinnanlage gem. Fig. 1 in
Richtung I.
Sofern im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die Beschreibung stets
für alle Figuren.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird, wie an sich be
kannt, eine Polymerschmelze durch eine Schmelzeleitung dem sogenann
ten Spinnkopf zugeleitet. Der Spinnkopf enthält insbesondere eine (nicht
dargestellte) Spinnpumpe, durch welche eine dosierte Menge der Schmel
ze einer Spinndüsenplatte 3 zugeführt wird. Die Spinndüseplatte 3 ist
eine Platte mit einer Vielzahl von Austrittsbohrungen. Aus jeder Aus
trittsbohrung tritt ein Filament 4 aus. Die Filamente einer jeden Platte
werden durch einen ortsfesten Fadenführer 7 zu einem Faden zusam
mengefaßt. Im vorliegenden Fall liegen vier Spinndüsenplatten unmittelbar
nebeneinander.
In Laufrichtung des Fadens gesehen hinter dem Fadenführer 7 werden
die Fäden auf ein Paar Abzugspaletten 18, 20 geführt. Hierzu dienen die
Eingangsfadenführer 14, die der ersten Galette 18 vorgeordnet sind und
die der Annäherung der einzelnen Fäden auf die Breite der ersten
Galette 18 dienen.
Hinter der zweiten Galette 20 werden die einzelnen Fäden 7 zunächst
durch die weiteren ortsfesten Fadenführer 16 geführt, um dann unter
gleichzeitiger Changierung aufgewickelt zu werden. Jede der Galetten 18,
20 wird von den Fäden teilweise umschlungen, so daß eine hinreichend
große Reibkraft von der drehend angetriebenen ersten Galette 18 auf die
Fäden ausgeübt werden kann, um diese aus den Spinndüsen der Spinn
anlage herauszuziehen, und so daß zwischen der ersten Galette 18 und
der zweiten Galette 20 eine gewisse Verstreckung stattfinden kann, sofern
sich die zweite Galette 20 schneller dreht als die erste Galette 18.
Hinter der zweiten Galette 20 wird jeder Faden durch eine Changier
einrichtung 8 seiner Aufwickelspule 10 zugeführt. Jede Aufwickelspule 10
wird auf einer Spulhülse 12 gebildet. Die Spulhülse 12 ist auf einer
drehend angetriebenen Spindel 11 aufgespannt. In diesem Ausführungs
beispiel werden auf einer Spindel 11 vier Hülsen 12 aufgespannt und es
werden gleichzeitig vier Fäden zu jeweils einer Spule 10 aufgewickelt.
Es werden die Filamente 4 vor dem Fadenführer 7 in offenem Zustand
durch den Kühlschacht 5 geleitet.
Der Kühlschacht ist auf seinem Außenumfang mit atmosphärischem
Luftdruck beaufschlagt. Ohne den Grundgedanken der Erfindung zu
verlassen, kann der Luftdruck auch geringer sein als atmosphärischer
Luftdruck, z. B. durch Umhüllung der Spinnanlage mit einer Unterdruck
kammer.
Der Kühlschacht 5 schließt sich jedoch nicht unmittelbar an die Spinn
düsenplatte 3 an. Dem der Spinndüsenplatte 3 zugewandten Ende des
Kühlschachtes 5 ist die erfindungsgemäße Zwangskühleinrichtung 22
vorgeordnet. Die Zwangskühleinrichtung wird durch einen quer zur
Fadenlaufrichtung orientierten Kanal 28 gebildet, der zur Führung des
Kühlmittelstromes, z. B. eines Kaltluftstrahles, dient. Hierdurch wird
erreicht, daß der Kühlmittelstrom auf die noch flüssigen, frisch ersponne
nen Filamente 4 jeweils unmittelbar nach deren Austritt aus der Spinn
platte auftrifft. Hierdurch kann infolge des hohen Temperaturgradienten
zwischen der Filamenttemperatur und der Kühlmitteltemperatur eine
schockartige Abkühlung der Filamente erzielt werden. Die Geschwindig
keit des Luftstrahles begünstigt den Abkühleffekt durch verbesserten
Wärmeübergang.
Die Länge der Kühlstrecke, in der die schockartige Abkühlung des
schmelzeflüssigen Polymers bzw. Filamentes erfolgt, beträgt in Faden
laufrichtung gesehen zwischen 20 und 200 mm. Eine optimale Länge liegt
etwa bei 120 mm.
Zur Erzeugung des Kühlmittelstromes dient zunächst das Zuluftgebläse
24, welches eingangsseitig an den Kanal 28 der Zwangskühleinrichtung 22
angeschlossen ist. Hierdurch wird ein Luftstrahl kühler Temperatur in
den Kanal 28 eingeblasen, der danach auf die frisch ersponnenen Fila
mente 4 der ersten Spinndüsenplatte 3 auftrifft.
Infolge der schockartigen Abkühlung kann bei diesen Filamenten die
molekulare Struktur im frisch ersponnenen Zustand eingefroren werden.
Die Schockwirkung hängt dabei ab von u. a. der Temperatur des Luft
strahles und der Filamente sowie im wesentlichen von der Geschwindig
keit des Luftstrahles. Durch Verwendung anderer Kühlmittel als Luft
kann die Schockwirkung weiterhin beeinflußt werden, falls erforderlich.
Die Geschwindigkeit des Luftstrahles kann z. B. über eine Drehzahlsteue
rung des Zuluftgebläses 24 einstellbar sein.
Ausgangsseitig der Zwangskühleinrichtung 22 kann ein Abluftgebläse 26
vorgesehen sein, welches in seiner Förderleistung auf die Förderleistung
des Zuluftgebläses 24 so abgestimmt ist, daß die zugeführte Luftmenge
genau gleich der abgeführten Luftmenge ist.
Um zu verhindern, daß der Schockeffekt über die Länge der Zwangs
kühleinrichtung 22 abnimmt, kann vorgesehen werden, mehrere Teil
luftströme nacheinander zuzuführen und ggf. gleichgroße Abluftströme
jeweils abzuführen.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der von dem Zuluft
gebläse 24 geförderte Kühlmittelstrom in einer Verteileinrichtung aufge
teilt wird und jeder Teilstrom quer zu einem der Filamentbündel geführt
und alle Teilströme nach der Durchströmung der Filamentbündel in
einen gemeinsamen Kanal zusammengeführt und von dem Abluftgebläse
26 abgesaugt werden. Bei einer derartigen Parallelführung der Kühlluft
ströme liegen zwar für alle Fadenbündel gleiche Temperaturdifferenzen
zwischen den Filamenten 4 und den Kühlmittelströmen vor, doch müssen
größere Kühlmittelströme gefördert werden, um gleiche Strömungsge
schwindigkeiten und Wärmeübergangsverhältnisse zu schaffen.
Wesentlich ist, daß der Schockeffekt alle Filamente eines jeden Filam
entbündels erfaßt. Hierzu weitet sich der Kanal 28 der
Zwangskühleinrichtung jeweils unterhalb der Spinndüsenplatte 3 so auf,
daß alle Filamente von dem Luftstrom erfaßt werden.
Um den Abstand zwischen der Spinndüsenplatte 3 und dem Kanal 28
der Zwangskühleinrichtung zu überbrücken, ist der Zwangskühleinrichtung
22 ein luftdichtes Rohr 30 vorgeordnet, welches den Kanal 28 durch
dringt und welches sich noch ein kleines Stück in den Kühlschacht 5
fortsetzt. Die Längsachse des Rohres 30 steht im wesentlichen senkrecht
zur Längsachse des Kanals 28 und ist im wesentlichen koaxial zur Längs
achse des Kühlschachtes 5.
Das Rohr 30 ist gegenüber der Atmosphäre luftdicht und schirmt den
Kanal 28 gegenüber der Atmosphäre ab. Das Rohr 30 mit dem jeweili
gen Kanalstück 28 ist muffenartig auf das obere Ende des Kühlschachtes
5 aufgesetzt und flanschartig an die Spinndüsenplatte 3 angesetzt.
Hierdurch wird die Abdichtung gegen unkontrollierte Verluste des Kühl
mittels gewährleistet.
Der Spinnanlage ist außerdem ein Luftkasten 32 zugeordnet. Jeder
Kühlschacht 5 durchdringt den Luftkasten 32 und ist hierzu mit seinem
Einlaßende 34 und mit seinem Auslaßende 36 jeweils in die Oberwand
und die Unterwand des Luftkastens 32 luftdicht eingepaßt. Der Luftka
sten dient der Zuführung eines Kühlluftstromes und weist hierzu eine
oder mehrere Luftzufuhröffnungen 38 auf.
Die Luftabfuhr erfolgt durch die einzelnen Filamentbündel, welche die
zugeführte Luft mitschleppen. Die gezeigte Luftzufuhröffnung ist mit
einem in Einlaßrichtung öffnenden Ventil 40 versehen, so daß ein Zu
rückströmen der angesaugten Luft unterbleibt. Eingangsseitig kann hinter
der Luftzufuhröffnung 38 eine Beruhigungswand 42 vorgesehen sein.
Die Wand des Kühlschachtes 5 selbst ist porös. Er hat eine Länge von
etwa 0,5 bis etwa 2,0 Metern. Am Ausgang des Kühlschachtes 5 ist die
Abschirmwand 6 angeordnet. Diese weist eine Durchtrittsöffnung für das
Filamentbündel 4 auf, deren Weite kleiner oder höchstens gleich der
lichten Weite des Kühlschachtes 5 ist. Die Abschirmwand 6 durchdringt
des Ende des Kühlschachtes und liegt im wesentlichen quer zur Längs
achse des Kühlschachtes.
Die Fadenlaufgeschwindigkeit beträgt mehr als 6000 m/min, um eine
solche Kühlmittelmenge durch die porösen Schachtwände aus dem Luft
kasten nachzusagen, daß eine optimale Kühlung der Filamente erfolgt. Es
sei jedoch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Schockanblasung
der Filamente unmittelbar unterhalb der Spinndüsenplatte unabhängig von
der Anwendung solch hoher Fadenlaufgeschwindigkeiten ist und auch bei
niedrigeren Fadengeschwindigkeiten in vorteilhafter Weise angewandt
wird.
Es sei auch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Schockan
blasung unabhängig von der weiteren Fadenbehandlung, insbesondere
Verstreckung, ist. Sie kann ebenso beim Streckspinnen zur Erzeugung
vororientierter Spinnfäden (POY) wie beim Spinnstrecken (FOY) oder
beim galettenlosen Spinnen von Fäden (POY) mit Vorteil verwendet
werden.
Bezugszeichenliste
3 Spinndüsenplatte
4 Filament
5 Kühlschacht
6 Abschirmwand
7 Fadenführer
8 Changiereinrichtung
10 Aufwickelspule
11 Spindel
12 Hülse
14 Eingangsfadenführer
16 ortsfester Fadenführer
18 erste Galette
20 zweite Galette
22 Zwangskühleinrichtung
24 Zuluftgebläse
26 Abluftgebläse
28 Kanal, Kanalstück
30 Rohr
32 Luftkasten
34 Einlaßende
36 Auslaßende
38 Luftzufuhröffnung
40 Ventil
42 Beruhigungswand
4 Filament
5 Kühlschacht
6 Abschirmwand
7 Fadenführer
8 Changiereinrichtung
10 Aufwickelspule
11 Spindel
12 Hülse
14 Eingangsfadenführer
16 ortsfester Fadenführer
18 erste Galette
20 zweite Galette
22 Zwangskühleinrichtung
24 Zuluftgebläse
26 Abluftgebläse
28 Kanal, Kanalstück
30 Rohr
32 Luftkasten
34 Einlaßende
36 Auslaßende
38 Luftzufuhröffnung
40 Ventil
42 Beruhigungswand
Claims (5)
1. Spinnanlage für Chemiefasern
mit einem unterhalb der Spinndüsenplatte (3) angeordneten, als
Rohr ausgebildeten Kühlschacht (5), der zumindest über eine
Teillänge perforiert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kühlschacht (5) auf seinem Außenumfang mit atmosphäris
chem Luftdruck oder geringerem als atmosphärischem Luftdruck
beaufschlagt ist und daß dem Kühlschacht (5) vorgeordnet ist
eine Zwangskühleinrichtung (22), durch die ein Kühlmedium,
vorzugsweise Luft, mittels eines Gebläses (24) auf das Filam
entbündel (4) geblasen wird.
2. Spinnanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Zwangskühleinrichtung (22) ein luftdichtes Rohr (30) vor
geordnet ist, das den Abstand zwischen Spinndüsenplatte (3) und
Zwangskühleinrichtung (22) überbrückt.
3. Spinnanlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das luftdichte Rohr (30) zwischen Spinndüsenplatte (3) und
Zwangskühleinrichtung (22) beheizbar ist, vorzugsweise auf eine
Temperatur zwischen 150°C und 300°C insbesondere zwischen
150°C und 240°C beheizbar ist.
4. Spinnanlage nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
am Ausgang des Kühlschachtes (5) eine Abschirmwand (6) ange
ordnet ist, welche das Ende des Kühlschachtes (5) durchdringt
und welche quer zu dem Kühlschacht (5) ausgerichtet ist.
5. Spinnanlage nach einem der Ansprüche 1, 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kühlschacht (5) einen Luftkasten (32) durchdringt und mit
seinem Einlaßende (34) und seinem Auslaßende (36) in die
Oberwand und Unterwand des Luftkastens (32) im wesentlichen
luftdicht eingepaßt ist,
und daß der Luftkasten (32) eine oder mehrere Luftzufuhröff
nungen (38) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4416136A DE4416136A1 (de) | 1993-05-13 | 1994-05-06 | Spinnanlage für Chemiefasern |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4316056 | 1993-05-13 | ||
DE4416136A DE4416136A1 (de) | 1993-05-13 | 1994-05-06 | Spinnanlage für Chemiefasern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4416136A1 true DE4416136A1 (de) | 1994-11-17 |
Family
ID=6488021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4416136A Withdrawn DE4416136A1 (de) | 1993-05-13 | 1994-05-06 | Spinnanlage für Chemiefasern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4416136A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100359051C (zh) * | 2002-10-04 | 2008-01-02 | 苏拉有限及两合公司 | 用于纺丝和卷绕至少一根合成丝线的装置 |
-
1994
- 1994-05-06 DE DE4416136A patent/DE4416136A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100359051C (zh) * | 2002-10-04 | 2008-01-02 | 苏拉有限及两合公司 | 用于纺丝和卷绕至少一根合成丝线的装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |