EP0086426B1

EP0086426B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Fäden

Info

Publication number: EP0086426B1
Application number: EP83101131A
Authority: EP
Inventors: Hugo Dr. Strehler; Guenter Valentin; Werner Dr. Hoerauf
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1982-02-17
Filing date: 1983-02-07
Publication date: 1988-02-03
Also published as: EP0086426A2; US4446089A; JPS58144107A; DE3205645A1; EP0086426A3; JPH0246686B2; DE3375591D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fäden aus synthetischen Stoffen gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 3.
Bisher wurde eine Schmelze aus synthetischen Stoffen wie Polyamid, Polyester, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polystyrol über Düsenöffnungen einer Düsenplatte in ein Kühlwasserbad eingeleitet, durch welches die einzelnen Schmelzeströme bis zur gewünschten Festigkeit in einer im wesentlichen waagrechten Kühlstrecke geführt wurden. Die zu wählende Länge der Kühlstrecke hängt in der Hauptsache von vier Parametern ab: Durchmesser der einzelnen Schmelzeströme, ihre Fließgeschwindigkeit, Zusätze in der Schmelze und Kühlwassertemperatur. Die dafür gebräuchlichen Kühlwannen haben in der Praxis dementsprechend Längen von 10 bis 15 m. Neben diesem großen Platzbedarf ist dabei von Nachteil, daß die Länge der Kühlstrecke im Hinblick auf sich ändernde Parameter nicht variierbar ist.
Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Fäden aus synthetischen Stoffen zu entwickeln, bei denen die Länge der Kühlstrecke zur Anpassung an sich ändernde Parameter einstellbar ist. Dabei soll die bisherige Länge der Kühlwanne wesentlich reduziert sein.
Die Aufgabe wurde durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gelöst, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet sind.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, die schematisch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens wiedergibt.
Die Schmelze aus synthetischem Stoff wird mit Hilfe einer Pumpe, beispielsweise einer Zahnradpumpe, über eine Zuführung 1 in einen mit einem Heizmantel 2 versehenen Behälter 3 geleitet und anschließend durch die Düsenöffnungen 4 einer Düsenplatte 5 getrieben, so daß als Fäden anzusehende einzelne Schmelzeströme 6 entstehen. Diese gelangen daran anschließend in eine Wanne 7, in der sie zu Abschreckung mittels einer ersten Umlenkwelle 8 gegen einen Kühlwasserstrom zwischen einem Zulauf 9 und einem Ablauf 10 in einer Tiefe des bis zum 300-fachen ihres Durchmessers geführt werden. Die Länge dieser im wesentlichen waagrecht verlaufenden Kühlstrecke ist bei einer Transportgeschwindigkeit der Schmelzströme von 50 bis 150 Meter pro Minute auf das 500 bis 1500-fache des Durchmessers eines einzelnen Schmelzestromes bemessen.
Nachdem die Schmelzeströme auf dieser Kühlstrecke soweit abgeschreckt worden sind, daß ihre Oberflächenfestigkeit ausreicht, das Eigengewicht des senkrecht hängenden Schmelzestromes und eine Zugkraft P aufzunehmen, werden sie mittels einer zweiten Umlenkwelle 11 über eine Öffnung 12 im Boden der Wanne in ein sich daran anschließendes, im wesentlichen vertikal angeordnetes Rohr 13 gelenkt, dessen Länge im praktischen Betrieb etwa das 4- bis 6-fache des Abstandes zwischen dem Mittelpunkt der Öffnung des Wannenbodens und der Düsenplatte beträgt. Im Rohr, das an seinem unteren Ende abgeschlossen ist und ebenfalls einen Zulauf 14 für Kühlwasser aufweist, ist ein Hohlzylinder 15 auf Schienen 16 gleitbar angeordnet, der als Halte- und Führungselement einer an dessen oberem Ende gehaltenen Umlenkwelle 17 dient.
Um diese Umlenkwelle werden die einzelnen Schmelzeströme in einer Schleife einer Länge vom 2000- bis 10000-fachen ihres Durchmessers wieder zurück zur Wanne 7 geführt, von wo sie über die Umlenkwellen 18 und 19 aus dem Kühlwasserbad heraus als fertig verfestigte Fäden oder Stränge zu einer Weiterverarbeitung geführt werden.
Der Hohlzylinder 15 mit der Umlenkwelle 17 ist mit Hilfe einer an einem Bügel 20 des Hohlzylinders angreifenden Seilwinde 21 entlang der Rohrachse verschiebbar, so daß die Länge der Schleife im Rohr 13 und damit die Länge der Kühlstrecke einstellbar ist. Diese Einstellbarkeit zur Anpassung an die jeweiligen Verfahrensparameter ermöglicht eine optimale Kühlstrecke für die Schmelzefäden. Sie ist von Bedeutung, da die Temperatur der erstarrten Schmelzefäden bei der Weiterverarbeitung die Qualität des Produkts, beispielsweise bei der Verarbeitung zu Granulat die Qualität des Schnittes bestimmt. Ein zu weit gekühlter Faden oder Strang führt wegen seiner Zähigkeit häufig zu als "Schwänze" bezeichneten Überständen, die bei einer anschließenden pneumatischen Förderung zu unerwünschter Staubbildung führen. Ferner sind dabei der Energieverbrauch zum Schneiden sowie der Messerverschleiß erhöht. Bei zu wenig gekühltem Faden können die einzelnen Granulatkörner aneinander hängen bleiben und dabei gekrümmte Ketten bilden, die die Förderleitung verstopfen können.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Fäden aus synthetischen Stoffen, bei dem die zähflüssige Schmelze durch Düsenöffnungen strömt und die dabei entstehenden, als Fäden anzusehenden Einzelströme zu ihrer Verfestigung durch gegenströmendes Kühlwasser und anschließend zu einer Weiterverarbeitung geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schmelzeströme für eine Mindestverfestigung zuerst in einem kurzen im wesentlichen waagrechten Verlauf und daran anschließend für die vollkommene Verfestigung in einer im wesentlichen vertikalen Schleife variierbarer Länge durch ein Kühlwasserbad geführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schmelzeströme bei einer Transportgeschwindigkeit zwischen 50 und 150 Meter pro Minute auf einer Länge vom 500 bis 1500-fachen ihres Durchmessers im wesentlichen waagrecht und auf einer Schleifenlänge vom 2000 bis 10000-fachen ihres Durchmessers im wesentlichen vertikal durch ein Kühlwasserbad geführt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 bestehend aus einem Behälter (3) mit Heizmantel (2) und einer Zuführung (1) für die Schmelze, der unten durch eine Platte (5), die Düsenöffnungen (4) aufweist, abgeschlossen ist, sowie einer unterhalb der Düsenöffnungen sich anschließenden kurzen Wanne (7) mit Umlenkwellen (8, 11, 18, 19) zum Einleiten und Ausleiten der Schmelzeströme (6) in bzw. aus der Wanne, die am plattenseitigen Ende mit einem Ablauf (10) für Kühlwasser und an dem der Düsenplatte entgegengesetzten Ende mit einem Zulauf (9) versehen ist, dadurch Gekennzeichnet, daß der Wannenboden in einem für eine erste Oberflächenverfestigung der Schmelzeströme (6) notwendigen Abstand von der Düsenplatte (5) eine Öffnung (12) aufweist, an die sich ein in wesentlichen vertikal angeordnetes, an seinem unteren Ende abgeschlossenes Rohr (13) anschließt, in dem eine an einem Halte- und Führungselement (15) befestigte Umlenkwelle (17) in seiner Höhenlage verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rohres (13) das 4- bis 6-fache des Abstandes zwischen dem Mittelpunkt der Öffnung (12) des Wannenbodens und der Düsenplatte (5) beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halte- und Führungselement ein auf Schienen (16) gleitender Hohlzylinder (15) ist, an dessen oberem Ende die Umlenkwelle (17) gehalten ist und darüber eine Einrichtung zum Einstellen dessen Höhenlage angreift.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Höheneinstellung des Halte- und Führungselements (15) eine Seilwinde (21) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (13) an seinem unteren Ende mit einem Zulauf (14) für Kühlwasser ausgestattet ist.