EP0826802B1 - Process and device for spinning multifilament yarns - Google Patents
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- EP0826802B1 EP0826802B1 EP97113582A EP97113582A EP0826802B1 EP 0826802 B1 EP0826802 B1 EP 0826802B1 EP 97113582 A EP97113582 A EP 97113582A EP 97113582 A EP97113582 A EP 97113582A EP 0826802 B1 EP0826802 B1 EP 0826802B1
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- cooling
- filaments
- zone
- cooling zone
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- 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
- D01D5/092—Cooling filaments, threads or the like, leaving the spinnerettes in shafts or chimneys
-
- 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
Definitions
- the invention relates to a method for spinning a multifilament thread a thermoplastic material and a device for cooling freshly spun Filaments made of a thermoplastic material according to the generic term of claim 1 and the preamble of claim 8.
- a method and an apparatus of this type are known from US Pat. No. 4,909,976. After that, the filaments are left after leaving the nozzle plate and before cooled down to a thread. You will upon leaving out of the nozzle holes through a first cooling zone, a heating zone and then through led a second cooling zone. In this known method is already in the first cooling zone worked with a high cooling rate. After that the filaments in the heating zone are exposed to hot air exposed. After leaving the heating zone, the filaments are passed through the second cooling zone led where it the glass transition and solidification temperature to reach.
- the known method is intended to serve the structure and properties of plastic threads using the melt spinning process in the broadest sense to improve, especially the orientation and crystallinity.
- those emerging from the nozzle plate Filaments in the first cooling zone due to a weak flow of cooling air cooled that the filament skin solidifies first. It can no longer do so come that the molten filament flows away, d. H. Thickening or Forms dilutions.
- the heating of the filaments in the heating zone by illumination has the surprising effect that it protects the filaments, especially The mechanical stress on the filaments is also reduced because of the reheating the filaments are not made by airflow alone. In this gentle way, the thread in the heating zone is reheated, and to a temperature that is within the plasticizing range of the polymer lies, but below the solidification temperature. This will freeze the frozen ones Molecular chains broken up again, so that the mobility of the molecular chains leads to disorientation.
- the inventive method has the advantage that the gentle Disorientation an increase in the elongation at break of the thread is achieved and a subsequent stretchability at a given take-off speed of the thread can be increased.
- the heating can the filaments in the heating zone are also made by blowing; the before mechanical stress on the filaments is then still reduced, because most of the warming is due to the spotlight.
- Claim 3 is a particularly favorable one for many thermoplastic materials suitable temperature range is highlighted.
- Claims 4 and 5 show advantageous options, such as the weak one Cooling air flow for the first cooling zone can be caused.
- Claims 6 and 7 contain advantageous guides of the cooling air flow in the second cooling zone.
- the advantages of the device according to the invention for cooling freshly spun Filaments according to claim 8 consist in the known three-part of the To maintain cooling section, but advantageous to modify that the Reheating the filaments in the heating zone by one to the Filament-directed radiant heater is made. This reduces the mechanical Strain on the filaments when heated also has a thermal effect gentle heating and is structurally easy to implement.
- the arrangement of the radiant heater is advantageous on both Side walls of the cooling shaft extended.
- Filaments advantageously at least partially enveloped by the radiant heater.
- the advantage is also achieved that the radiant heater heats the returning cooling air.
- the upper side walls of the cooling shaft are also made, So the side walls of the first cooling zone, permeable to air, so you can the ambient air use for cooling in the first cooling zone.
- the radiant heaters are heated Reflector plates arranged in the blow duct. It is advantageous here if an already warmed air flow is supplied by the cross-flow blowing becomes. Through the reflector plates, the through the filament bundle cooled air flow heated again and returned to the filament bundle. This ensures high uniformity of the heat treatment of the filaments causes.
- a spinning system is shown schematically, which consists of a spinning zone I, a stretching zone II and a winding zone III.
- the extruder 3 is driven by a motor 4.
- the motor 4 is controlled by a motor controller 8.
- the extruder it will melted thermoplastic material.
- the Deformation work that is introduced into the material by the extruder.
- a heating device 5 in the form of a resistance heater provided, which is controlled by a heating controller 43.
- Through the Melt line passes the melt to the gear pump 9 through the Pump motor 44 is driven.
- the melt pressure before the pump will detected by the pressure sensor 7 and by feedback of the pressure signal the engine control 8 kept constant.
- the pump motor is controlled by the pump controller 45 in such a way that that the pump speed can be adjusted sensitively.
- the pump 9 promotes the Melt flow to the heated spin box 10, on the underside of which the spinneret 11 is located in a nozzle pot 53. Exits from the spinneret 11 the melt in the form of fine filament strands 12.
- the Filament strands 12 pass through a cooling shaft 14 of a device for Cooling of the filaments.
- the device is vertically below the Nozzle plate 11 arranged.
- the filaments 12 pass through air-impermeable walls limited first cooling zone 46. That a heating zone 47 is then provided, in which the filament strands 12 can be heated by means of a radiator 52.
- a second cooling zone 48 in which a transverse to A stream of filaments directed through an air-permeable blower wall flows.
- the device is connected to an air supply 15.
- the filament sheet is through a Preparation roller 13 combined into a thread 1 and with a Provide the preparation liquid.
- the thread 1 then enters the Stretching zone II.
- the string wraps around the trigger godet several times.
- the overflow roller 17 is free rotatable.
- the godet 16 is by the godet motor 18 and the Frequency generator 22 driven at a preset speed. This withdrawal speed is many times higher than the natural one Exit speed of the filaments from the spinneret 11.
- the speed of the take-off godet 16 can be set. This will make the Pull-off speed of the thread 1 from the nozzle plate 11 is determined.
- the Discharge godet 16 is followed by a stretch godet 19 with a further overflow roller 20. Both correspond in their structure to the deduction godet 16 Overflow roller 17.
- the stretching motor 21 is used to drive the stretching godet 19 with the frequency transmitter 23.
- the input frequency of the frequency converters 22 and 23 is controlled by the controllable frequency generator 24 given. In this way, the frequency converter 22 and 23 individually the speed of the take-off godet 16 or the extending godet 19 can be set.
- the speed level of the trigger godet 16 and Plug-in godet 19, on the other hand, is collected collectively by the frequency converter 24 set.
- the thread 1 runs into the winding zone III and there to the head thread guide 25 and from there into the traversing triangle 26.
- the thread then runs into a traversing device (not shown here), the thread by means of guide elements along a traverse stroke and brought here.
- the traversing device is as Reverse thread roller with a traversing thread guide or as Wing traversing device executable.
- the runs from the traversing device Thread over a contact roller 28 to the bobbin 33 to be wound Contact roller 28 lies on the surface of the coil 33. It is used for Measurement of the surface speed of the coil 33.
- the coil 33 is formed on a sleeve 35.
- the sleeve 35 is on a winding spindle 34 spanned.
- the spindle 34 is driven by the spindle motor 36 and Spindle control 37 driven such that the surface speed the coil 33 remains constant.
- the speed of the freely rotatable contact roller 28 on the contact roller shaft 29 by means of a ferromagnetic insert 30 and a magnetic pulse generator 31st sensed and corrected.
- the method according to the invention for spinning a multifilament thread is not limited to the arrangement shown in FIG. 1. Basically is the method can also be carried out in such an arrangement in which the Stretch zone II has only one take-off godet. It is also possible that Spinning zone I can be operated directly with winding zone III, i.e. without godets.
- FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a device for Cooling of the filaments shown in the spinning zone.
- a cooling shaft 14 receiving the filaments 12 Blow boxes 54 and 64 arranged on both sides are formed.
- the blow boxes 54 and 64 have the air-impermeable side walls 51 and 61.
- Sidewalls 51 and 61 form the first cooling zone.
- the first cooling zone depends on Polymer type and thread type have a length of approx. 250 mm to 500 mm.
- the radiant heaters 52.1 - 52.3 and 62.1 - 62.3 are included Distance to each other in the cooling shaft 14 parallel to Filament bundle 12 arranged so that an air inlet between the Radiant heaters in the cooling shaft 14 is possible.
- the radiant heaters point a surface temperature that is above 400 ° C.
- Below the The cooling shaft 14 becomes a radiant heater through air-permeable side walls 53 and 50 formed.
- the blow box 54 and the blow box 64 are each on an air supply 15 connected.
- the blown air now passes over the gaps between the radiant heaters 52.1 - 52.3 and 62.1 - 62.3 and through the air-permeable blowing wall 53 and 50 into the cooling shaft 14 inside.
- the preparation roller 13 is below the cooling shaft 14 arranged where the filament bundle 12 merged into a thread 1 becomes.
- FIG. 3 A cross section of the heating zone of a blow chamber 54 is shown in FIG. 3.
- the filament bundle 12 passes through the cooling shaft 14 Cooling shaft 14 is limited by the side walls 57 and 58.
- the blowing chamber 54 with the blowing wall 53 is of such a type transverse to the filament bundle arranged that the inflowing air in the blow chamber 54 through the Blower wall flows across the filaments along side walls 57 and 58.
- Opposite the blower wall 53 on the opposite side of the A reflector plate 55 is arranged in the filament bundle.
- the reflector plate is heated by a resistance heating wire 56. This will be a direct one Heating of the filaments and heating of the cooling air flowing back generated.
- FIG. 4 is a further embodiment of a device for Cooling of the filaments shown in the spinning zone.
- the arrangement shown is the side walls 51 and 61 of the cooling shaft 14 air permeable directly below the spinneret 11. Likewise, they are Radiant heaters 52.1 - 52.3 arranged on both sides of the filament bundle and 62.1 - 62.3 again arranged at a distance. This enables that the ambient air can flow into the blow duct and thus leads in particular to a better cooling effect in the first cooling zone.
- the blow box 59 is connected to the air supply 15 connected.
- the blow walls 53 and 50 are permeable to air, so that a Airflow from the blow chambers 59 and 60 across the filament bundle 12 in flows into the cooling shaft 14.
- Below the cooling shaft 14 is again a preparation device 13 is arranged to form the thread 1.
- the second cooling zone 48 is high in the processes Withdrawal speeds are also advantageously designed such that a self-priming air flow is drawn into the blow duct 14. Here active blowing would be omitted.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spinnen eines multifilen Fadens aus
einem thermoplastischen Material und eine Vorrichtung zur Kühlung frisch gesponnener
Filamente aus einem thermoplastischen Material nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a method for spinning a multifilament thread
a thermoplastic material and a device for cooling freshly spun
Filaments made of a thermoplastic material according to the generic term
of
Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind aus der US-PS 4 909 976 bekannt. Danach werden die Filamente nach dem Verlassen der Düsenplatte und vor der Zusammenfassung zu einem Faden abgekühlt. Sie werden bei dem Austritt aus den Düsenlöchern durch eine erste Kühlzone, eine Heizzone und dann durch eine zweite Kühlzone geführt. Bei diesem bekannten Verfahren wird schon in der ersten Kühlzone mit einer großen Abkühlgeschwindigkeit gearbeitet. Danach werden die Filamente in der Heizzone einer Beaufschlagung durch heiße Luft ausgesetzt. Nach dem Verlassen der Heizzone werden die Filamente durch die zweite Kühlzone geführt, wo sie die Glasübergangs- und Erstarrungstemperatur erreichen. Das bekannte Verfahren soll dazu dienen, die Struktur und die Eigenschaften von Kunststoffäden nach dem Schmelzspinnverfahren im weitesten Sinne zu verbessern, insbesondere die Orientierung und Kristallinität.A method and an apparatus of this type are known from US Pat. No. 4,909,976. After that, the filaments are left after leaving the nozzle plate and before cooled down to a thread. You will upon leaving out of the nozzle holes through a first cooling zone, a heating zone and then through led a second cooling zone. In this known method is already in the first cooling zone worked with a high cooling rate. After that the filaments in the heating zone are exposed to hot air exposed. After leaving the heating zone, the filaments are passed through the second cooling zone led where it the glass transition and solidification temperature to reach. The known method is intended to serve the structure and properties of plastic threads using the melt spinning process in the broadest sense to improve, especially the orientation and crystallinity.
Bei der extrem raschen Abkühlung in der ersten Kühlzone des bekannten Verfahrens wirkt eine lebhafte Luftströmung mit hoher Geschwindigkeit auf die Filamente ein. Diese treten in fast noch schmelzflüssigem Zustand in die erste Kühlzone ein und sind dann nicht nur einem großen Temperatursprung, sondern auch den mechanischen Kräften der Luftströmung ausgesetzt. Das muß zu Unregelmäßigkeiten im Querschnitt der Filamente führen. Damit ist das bekannte Verfahren nicht zur Herstellung von Fäden geeignet, die von großer äußerer Gleichmäßigkeit sein sollen. Auch das anschließende Beaufschlagen der Filamente mit heißer Luft bringt eine mechanische Beanspruchung mit sich und ist damit ebenso ungünstig wie ein schroffer Temperaturwechsel.With the extremely rapid cooling in the first cooling zone of the known method a lively air flow acts on the filaments at high speed on. These enter the first cooling zone in an almost molten state and are not just a big jump in temperature, but also exposed to the mechanical forces of the air flow. That must lead to irregularities cross-section of the filaments. This is the known method not suitable for the production of threads with great external uniformity should be. The subsequent application of hot air to the filaments brings with it mechanical stress and is therefore just as unfavorable like a harsh temperature change.
Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Kühlung der Filamente bei diesem Verfahren derart weiterzubilden, daß ein Faden mit hoher Gleichmäßigkeit und hoher Verstreckfähigkeit, d. h. Reißdehnung, hergestellt wird.In contrast, it is an object of the invention to provide a method of the aforementioned Type and a device for cooling the filaments in this process to develop such that a thread with high uniformity and high Stretchability, d. H. Elongation at break, is produced.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe in bezug auf das
Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und in bezug auf die Vorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst wird.Surprisingly, it has been found that this task in relation to the
Method with the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die aus der Düsenplatte austretenden Filamente in der ersten Kühlzone durch einen schwachen Kühlluftstrom derart gekühlt, daß zunächst die Filamenthaut erstarrt. Es kann somit nicht mehr dazu kommen, daß das schmelzflüssige Filament zerfließt, d. h. Verdickungen oder Verdünnungen bildet. Die Erwärmung der Filamente in der Heizzone durch Anstrahlung hat die überraschende Wirkung, daß sie die Filamente schont, zumal auch die mechanische Belastung der Filamente verringert ist, weil die Wiedererwärmung der Filamente nicht allein über eine Luftströmung vorgenommen wird. Auf diese schonende Weise wird der Faden in der Heizzone wieder erwärmt, und zwar auf eine Temperatur, die innerhalb des Plastifizierbereiches des Polymers liegt, aber unterhalb der Erstarrungstemperatur. Hierdurch werden die eingefrorenen Molekülketten wieder aufgebrochen, so daß die Beweglichkeit der Molekülketten zu einer Desorientierung führt.In the method according to the invention, those emerging from the nozzle plate Filaments in the first cooling zone due to a weak flow of cooling air cooled that the filament skin solidifies first. It can no longer do so come that the molten filament flows away, d. H. Thickening or Forms dilutions. The heating of the filaments in the heating zone by illumination has the surprising effect that it protects the filaments, especially The mechanical stress on the filaments is also reduced because of the reheating the filaments are not made by airflow alone. In this gentle way, the thread in the heating zone is reheated, and to a temperature that is within the plasticizing range of the polymer lies, but below the solidification temperature. This will freeze the frozen ones Molecular chains broken up again, so that the mobility of the molecular chains leads to disorientation.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß durch die schonende Desorientierung eine Erhöhung der Reißdehnung des Fadens erreicht wird und damit bei vorgegebener Abzugsgeschwindigkeit eine anschließende Verstreckbarkeit des Fadens erhöht werden kann.The inventive method has the advantage that the gentle Disorientation an increase in the elongation at break of the thread is achieved and a subsequent stretchability at a given take-off speed of the thread can be increased.
Nach der Weiterbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 2 kann die Erwärmung
der Filamente in der Heizzone zusätzlich auch durch Anblasung erfolgen; die vor
allen Dingen mechanische Belastung der Filamente ist dann aber immer noch herabgesetzt,
weil der größere Teil der Erwärmung auf das Anstrahlen zurückgeht.After further development of the method according to
Mit dem Anspruch 3 ist ein besonders günstiger, für viele thermoplastische Materialien
geeigneter Temperaturbereich hervorgehoben.
Die Ansprüche 4 und 5 zeigen vorteilhafte Möglichkeiten auf, wie der schwache
Kühlluftstrom für die erste Kühlzone hervorgerufen werden kann.
Die Ansprüche 6 und 7 beinhalten vorteilhafte Führungen des Kühlluftstromes in
der zweiten Kühlzone.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kühlung frisch gesponnener
Filamente nach Anspruch 8 bestehen darin, die bekannte Dreiteilung der
Kühlstrecke zwar beizubehalten, aber dadurch vorteilhaft abzuwandeln, daß die
Wiedererwärmung der Filamente in der Heizzone nunmehr durch einen zu den
Filamenten gerichteten Heizstrahler erfolgt. Dieser verringert die mechanische
Belastung der Filamente beim Erwärmen, bewirkt auch in thermischer Hinsicht
ein schonendes Erwärmen und ist konstruktiv einfach zu verwirklichen.The advantages of the device according to the invention for cooling freshly spun
Filaments according to
Nach dem Anspruch 9 wird die Anordnung der Heizstrahler vorteilhaft auf beide
Seitenwände des Kühlschachtes ausgedehnt.According to
Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 10 wird die Möglichkeit aufgezeigt, die
Filamente in vorteilhafter Weise zumindest teilweise durch den Heizstrahler einzuhüllen. With the training according to
Mit der Anordnung nach Anspruch 11 wird darüber hinaus noch der Vorteil erreicht,
daß der Heizstrahler eine Erwärmung der rückströmenden Kühlluft bewirkt.With the arrangement according to
Macht man gemäß Anspruch 12 auch die oberen Seitenwände des Kühlschachtes,
also die Seitenwände der ersten Kühlzone, luftdurchlässig, so kann man die Umgebungsluft
zur Kühlung in der ersten Kühlzone heranziehen. Durch eine bestimmte
Anordnung von Heizstrahlern gemäß Anspruch 13 läßt sich zudem eine
Luftströmung in gewünschter Weise erzeugen. If, according to
Die vorteilhafte Weiterbildung, bei der das Filamentbündel eingehüllt wird vom Heizstrahler, führt zu einer besonders gleichmäßigen Erwärmung der Filamente.The advantageous development in which the filament bundle is wrapped from the radiant heater leads to a particularly uniform heating of the Filaments.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Heizstrahler als beheizte Reflektorbleche im Blasschacht angeordnet. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn durch die Querstromanblasung ein bereits erwärmter Luftstrom zugeführt wird. Durch die Reflektorbleche wird der durch das Filamentbündel abgekühlte Luftstrom wieder erwärmt und dem Filamentbündel zurückgeführt. Dadurch wird eine hohe Gleichmäßigkeit der Wärmebehandlung der Filamente bewirkt.In a preferred embodiment, the radiant heaters are heated Reflector plates arranged in the blow duct. It is advantageous here if an already warmed air flow is supplied by the cross-flow blowing becomes. Through the reflector plates, the through the filament bundle cooled air flow heated again and returned to the filament bundle. This ensures high uniformity of the heat treatment of the filaments causes.
Weitere vorteilhafte Verfahrensvarianten sowie Weiterbildungen der Vorrichtungen sind in den Unteransprüchen definiert.Further advantageous process variants and further developments of the Devices are defined in the subclaims.
Im Nachfolgenden werden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele erläutert.The following will refer to the attached drawings some embodiments explained.
Es zeigen:
- Fig. 1
- das Schema einer Spinnanlage mit Spinnzone I, Streckzone II und Aufwickelzone III zur Herstellung eines glatten Fadens;
- Fig. 2
- schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen der Filamente in der Spinnzone;
- Fig. 3
- einen Querschnitt durch einen Blasschacht mit Reflektorblech;
- Fig. 4
- ein Schema einer Vorrichtung zur Kühlung der Filamente in der Spinnzone.
- Fig. 1
- the diagram of a spinning plant with spinning zone I, stretching zone II and winding zone III for the production of a smooth thread;
- Fig. 2
- schematically an inventive device for cooling the filaments in the spinning zone;
- Fig. 3
- a cross section through a blow duct with reflector sheet;
- Fig. 4
- a diagram of a device for cooling the filaments in the spinning zone.
In Fig. 1 ist schematisch eine Spinnanlage gezeigt, die aus einer Spinnzone
I, einer Verstreckzone II und einer Aufwickelzone III besteht. Hierbei wird
das thermoplastische Material durch eine Fülleinrichtung dem Extruder 3
aufgegeben. Der Extruder 3 ist durch einen Motor 4 angetrieben. Der Motor
4 wird durch eine Motorsteuerung 8 gesteuert. In dem Extruder wird das
thermoplastische Material aufgeschmolzen. Hierzu dient zum einen die
Verformungsarbeit, die durch den Extruder in das Material eingebracht wird.
Zusätzlich ist eine Heizeinrichtung 5 in Form einer Widerstandsheizung
vorgesehen, die durch eine Heizsteuerung 43 angesteuert wird. Durch die
Schmelzeleitung gelangt die Schmelze zu der Zahnradpumpe 9, die durch den
Pumpenmotor 44 angetrieben wird. Der Schmelzedruck vor der Pumpe wird
durch den Druckfühler 7 erfaßt und durch Rückführung des Drucksignals auf
die Motorsteuerung 8 konstant gehalten.In Fig. 1, a spinning system is shown schematically, which consists of a spinning zone
I, a stretching zone II and a winding zone III. Here will
the thermoplastic material through a filling device to the
Der Pumpenmotor wird durch die Pumpensteuerung 45 derart angesteuert,
daß die Pumpendrehzahl feinfühlig einstellbar ist. Die Pumpe 9 fördert den
Schmelzestrom zu dem beheizten Spinnkasten 10, an dessen Unterseite sich
die Spinndüse 11 in einem Düsentopf 53 befindet. Aus der Spinndüse 11 tritt
die Schmelze in Form von feinen Filamentsträngen 12 aus. Die
Filamentstränge 12 durchlaufen einen Kühlschacht 14 einer Einrichtung zur
Abkühlung der Filamente. Die Einrichtung ist senkrecht unterhalb der
Düsenplatte 11 angeordnet. Zunächst treten die Filamente 12 in eine durch
luftundurchlässige Wände begrenzte erste Kühlzone 46 ein. Daran
anschließend ist eine Heizzone 47 vorgesehen, in der die Filamentstränge 12
mittels einem Strahler 52 aufgeheizt werden. Daran anschließend ist in der
Vorrichtung eine zweite Kühlzone 48 angeordnet, in der ein quer zur
Filamentschar gerichteter Luftstrom durch eine luftdurchlässige Blaswand
strömt. Hierzu ist die Einrichtung mit einer Luftzuführung 15 verbunden.The pump motor is controlled by the
Am Ende des Kühlschachtes 14 wird die Filamentschar durch eine
Präparationswalze 13 zu einem Faden 1 zusammengefaßt und mit einer
Präparationsflüssigkeit versehen. Der Faden 1 tritt sodann in die
Verstreckzone II ein. Hierbei wird der Faden 1 aus dem Kühlschacht 14 und
von der Spinndüse durch eine Abzugsgalette 16 abgezogen. Der Faden
umschlingt die Abzugsgalette mehrfach. Dazu dient eine verschränkt zu der
Galette 16 angeordnete Überlaufrolle 17. Die Überlaufrolle 17 ist frei
drehbar. Die Galette 16 wird durch den Galettenmotor 18 und den
Frequenzgeber 22 angetrieben mit einer voreinstellbaren Geschwindigkeit.
Diese Abzugsgeschwindigkeit ist um ein Vielfaches höher als die natürliche
Austrittsgeschwindigkeit der Filamente aus der Spinndüse 11. Durch
Verstellung der Eingangsfrequenz des Frequenzumsetzers 22 kann die
Drehzahl der Abzugsgalette 16 eingestellt werden. Hierdurch wird die
Abzugsgeschwindigkeit des Fadens 1 von der Düsenplatte 11 bestimmt. Der
Abzugsgalette 16 folgt eine Streckgalette 19 mit einer weiteren Überlaufrolle
20. Beide entsprechen in ihrem Aufbau der Abzugsgalette 16 mit
Überlaufrolle 17. Zum Antrieb der Streckgalette 19 dient der Streckmotor 21
mit dem Frequenzgeber 23. Die Eingangsfrequenz der Frequenzumsetzern 22
und 23 wird durch den steuerbaren Frequenzgeber 24 gleichmäßig
vorgegeben. Auf diese Art und Weise kann an den Frequenzumsetzer 22 und
23 individuell die Drehzahl der Abzugsgalette 16 bzw. der Streckgalette 19
eingestellt werden. Das Geschwindigkeitsniveau der Abzugsgalette 16 und
Steckgalette 19 wird dagegen kollektiv von dem Frequenzumsetzer 24
eingestellt. At the end of the cooling
Von der Streckgalette 19 läuft der Faden 1 in die Aufwickelzone III und
dort zu dem Kopffadenführer 25 und von dort in das Changierdreieck 26.
Der Faden läuft sodann in eine Changiereinrichtung (hier nicht gezeigt),
wobei der Faden mittels Führungselementen entlang einem Changierhub hin
und her geführt wird. Die Changiereinrichtung ist dabei als
Kehrgewindewalze mit einem daran geführten Changierfadenführer oder als
Flügelchangiereinrichtung ausführbar. Von der Changiereinrichtung läuft der
Faden über eine Kontaktwalze 28 zu der zu wickelnden Spule 33. Die
Kontaktwalze 28 liegt auf der Oberfläche der Spule 33 an. Sie dient zur
Messung der Oberflächengeschwindigkeit der Spule 33. Die Spule 33 wird
auf einer Hülse 35 gebildet. Die Hülse 35 ist auf einer Spulspindel 34
aufgespannt. Die Spindel 34 wird durch den Spindelmotor 36 und die
Spindelsteuerung 37 derart angetrieben, daß die Oberflächengeschwindigkeit
der Spule 33 konstant bleibt. Hierzu wird als Regelgröße die Drehzahl der
frei drehbaren Kontaktwalze 28 an der Kontaktwalzenwelle 29 mittels einer
ferromagnetischen Einlage 30 und einem magnetischen Impulsgeber 31
abgetastet und ausgeregelt.From the
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Spinnen eines multifilen Fadens beschränkt sich nicht auf die in Fig. 1 gezeigte Anordnung. Grundsätzlich ist das Verfahren auch in einer derartigen Anordnung durchführbar, in der die Streckzone II nur eine Abzugsgalette aufweist. Ebenso ist es möglich, die Spinnzone I direkt mit der Aufwickelzone III, also galettenlos, zu betreiben.The method according to the invention for spinning a multifilament thread is not limited to the arrangement shown in FIG. 1. Basically is the method can also be carried out in such an arrangement in which the Stretch zone II has only one take-off godet. It is also possible that Spinning zone I can be operated directly with winding zone III, i.e. without godets.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur
Abkühlung der Filamente in der Spinnzone gezeigt. Direkt unterhalb der
Düsenplatte 11 ist ein die Filamente 12 aufnehmender Kühlschacht 14 durch
zu beiden Seiten angeordnete Blaskästen 54 und 64 gebildet. Unmittelbar
unterhalb der Düsenplatte 11 weisen die Blaskästen 54 und 64 die
luftundurchlässigen Seitenwände 51 und 61 auf. Die Seitenwände 51 und 61
bilden die erste Kühlzone. Die erste Kühlzone weist in Abhängigkeit vom
Polymertyp und Fadentyp eine Länge von ca. 250 mm bis 500 mm auf.2 shows a further exemplary embodiment of a device for
Cooling of the filaments shown in the spinning zone. Just below the
Unterhalb der Seitenwände 51 und 61 sind mehrere Heizstrahler 52.1, 52.2,
52.3 und 62.1 bis 62.3 gegenüberliegend auf die Filamente gerichtet
angeordnet. Hierbei sind die Heizstrahler 52.1 - 52.3 bzw. 62.1 - 62.3 mit
Abstand zueinander untereinander in dem Kühlschacht 14 parallel zum
Filamentbündel 12 angeordnet, so daß ein Lufteintritt zwischen den
Heizstrahlern in den Kühlschacht 14 möglich wird. Die Heizstrahler weisen
eine Oberflächentemperatur auf, die oberhalb 400°C liegt. Unterhalb der
Heizstrahler wird der Kühlschacht 14 durch luftdurchlässige Seitenwände 53
und 50 gebildet. Der Blaskasten 54 und der Blaskasten 64 sind jeweils an
einer Luftzuführung 15 angeschlossen. Die eingeblasene Luft gelangt nun über
die Zwischenräume zwischen den Heizstrahlern 52.1 - 52.3 bzw. 62.1 - 62.3
und durch die luftdurchlässige Blaswand 53 und 50 in den Kühlschacht 14
hinein. Unterhalb des Kühlschachtes 14 ist die Präparationswalze 13
angeordnet, wo das Filamentbündel 12 zu einem Faden 1 zusammengeführt
wird.Below the
In Fig. 3 ist ein Querschnitt der Heizzone einer Blaskammer 54 gezeigt.
Hierbei durchläuft das Filamentbündel 12 den Kühlschacht 14. Der
Kühlschacht 14 wird hierbei durch die Seitenwände 57 und 58 begrenzt.
Quer zum Filamentbündel ist die Blaskammer 54 mit der Blaswand 53 derart
angeordnet, daß die einströmende Luft in der Blaskammer 54 durch die
Blaswand quer zu den Filamenten entlang der Seitenwände 57 und 58 strömt.
Gegenüber der Blaswand 53 auf der gegenüberliegenden Seite des
Filamentbündels ist ein Reflektorblech 55 angeordnet. Das Reflektorblech wird
mittels eines Widerstandsheizdrahtes 56 aufgeheizt. Damit wird eine direkte
Beheizung der Filamente sowie eine Erwärmung der rückströmenden Kühlluft
erzeugt.A cross section of the heating zone of a
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur
Abkühlung der Filamente in der Spinnzone gezeigt. Gegenüber der in Fig. 2
gezeigten Anordnung sind die Seitenwände 51 und 61 des Kühlschachtes 14
direkt unterhalb der Spinndüse 11 luftdurchlässig ausgeführt. Ebenso sind die
zu beiden Seiten des Filamentbündels angeordneten Heizstrahler 52.1 - 52.3
und 62.1 - 62.3 wiederum auf Abstand angeordnet. Dadurch wird ermöglicht,
daß die Umgebungsluft in den Blasschacht einströmen kann und somit
insbesondere in der ersten Kühlzone zu einer besseren Kühlwirkung führt.
Hierbei ist unterhalb der ersten Kühlzone 46 und der Heizzone 47 der
Blaskasten 59 angeordnet. Der Blaskasten 59 ist mit der Luftzuführung 15
verbunden. Die Blaswände 53 und 50 sind luftdurchlässig, so daß ein
Luftstrom aus den Blaskammern 59 und 60 quer zum Filamentbündel 12 in
den Kühlschacht 14 einströmt. Unterhalb des Kühlschachtes 14 ist wiederum
eine Präparationseinrichtung 13 angeordnet, um den Faden 1 zu bilden.4 is a further embodiment of a device for
Cooling of the filaments shown in the spinning zone. Compared to that in FIG. 2
The arrangement shown is the
Die zweite Kühlzone 48 ist bei den Verfahren mit hohen
Abzugsgeschwindigkeiten auch vorteilhaft derart gestaltet, daß ein
selbstansaugender Luftstrom in den Blasschacht 14 gezogen wird. Hierbei
würde eine aktive Anblasung entfallen.The
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens stellt die Variante dar,
in der der Luftstrom von unten in den Kühlschacht 14 eingeblasen wird und
somit gegen die Fadenlaufrichtung strömt. Another advantageous development of the method is the variant
in which the air flow is blown into the cooling
Bei diesem Verfahren hat sich gezeigt, daß die Reißdehnung der Fäden um > 5 % erhöht wird. Die Zunahme der Verstreckbarkeit erhöht sich dementsprechend auch um > 5 %. With this method it has been shown that the elongation at break of the threads around > 5% is increased. The increase in stretchability increases accordingly also by> 5%.
- 11
- Fadenthread
- 22nd
- FülleinrichtungFilling device
- 33rd
- ExtruderExtruder
- 44th
- Motorengine
- 55
- HeizeinrichtungHeating device
- 66
- SchmelzeleitungMelting line
- 77
- DruckfühlerPressure sensor
- 88th
- MotorsteuerungEngine control
- 99
- Pumpepump
- 1010th
- SpinnkopfSpinning head
- 1111
- Düse / DüsenplatteNozzle / nozzle plate
- 1212th
- Filamente / FilamentbündelFilaments / bundles of filaments
- 1313
- PräparationswalzePreparation roller
- 1414
- KühlvorrichtungCooler
- 1515
- LuftzuführungAir supply
- 1616
- AbzugsgaletteDeduction godet
- 1717th
- ÜberlaufrolleOverflow roller
- 1818th
- AntriebsmotorDrive motor
- 1919th
- SteckgaletteSteckgalette
- 2020th
- ÜberlaufrolleOverflow roller
- 2121
- AntriebsmotorDrive motor
- 2222
- FrequenzgeberFrequency transmitter
- 2323
- Frquenzgeber, StreckverhältnissteuerungFrequency transmitter, stretch ratio control
- 2424th
- AbzugssteuerungTrigger control
- 2525th
- KopffadenführerHead thread guide
- 2626
- Changierdreieck Traverse triangle
- 2828
- KontaktwalzeContact roller
- 2929
- KontaktwalzenwelleContact roller shaft
- 3030th
- ferromagnetische Einlageferromagnetic insert
- 3838
- KopffadenführerHead thread guide
- 3939
- EingangslieferwerkIncoming delivery plant
- 4343
- HeizungssteuerungHeating control
- 4444
- PumpenmotorPump motor
- 4545
- PumpensteuerungPump control
- 4646
- erste Kühlzonefirst cooling zone
- 4747
- HeizzoneHeating zone
- 4848
- zweite Kühlzonesecond cooling zone
- 5050
- Blaswand / SeitenwandBlow wall / side wall
- 5151
- SeitenwandSide wall
- 5252
- HeizstrahlerRadiant heater
- 5353
- SeitenwandSide wall
- 5454
- BlaskastenBlow box
- 5555
- ReflektorblechReflector plate
- 5656
- WiderstandsheizdrahtResistance heating wire
- 5757
- SeitenwandSide wall
- 5858
- SeitenwandSide wall
- 5959
- BlaskastenBlow box
- 6060
- SeitenwandSide wall
- 6161
- SeitenwandSide wall
- 6262
- HeizstrahlerRadiant heater
- 6464
- BlaskammerBlowing chamber
Claims (13)
- Process for spinning a multifilament yarn (1) made of a thermoplastic material, in which the molten thermoplastic material is extruded through a plurality of nozzle holes of a nozzle plate (11) into filaments (12), in which the filaments (12) are cooled into a yarn (1) before being combined, wherein the filaments (12) are guided, on discharge from the nozzle holes through a first cooling zone (46), a heating zone (47) and then through a second cooling zone (48), characterised in that the filaments (12) in the first cooling zone (46) are initially cooled by a weak cooling air stream in such a way that the filament skin initially solidifies, are then heated by irradiation between the first cooling zone (46) and the second cooling zone (48) in the heating zone (47) and are then cooled again in the second cooling zone (48).
- Process according to claim 1, characterised in that the filaments (12) are heated in the heating zone (47) by irradiation and blowing.
- Process according to claim 1 or 2, characterised in that the irradiation is carried out by a radiant heater (52) adjusted to a temperature of at least 400°C.
- Process according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the filaments (12) are cooled until the filament skin sets in the first cooling zone (46) by a weak cooling air stream entering from the outside in.
- Process according to claim 4, characterised in that the cooling air stream is produced by automatic suction or blowing.
- Process according to any one of claims 1 to 5, characterised in that the filaments (12) are cooled in the second cooling zone (48) by a cooling air stream of blowing from the outside in or from the inside out.
- Process according to any one of claims 1 to 5, characterised in that the filaments (12) are cooled in the second cooling zone (48) by a cooling air stream produced by automatic suction.
- Device for cooling freshly spun filaments (12) made of a thermoplastic material, which is arranged perpendicular below a nozzle plate (11) and which has a cooling shaft (14) with a first cooling zone (46), a heating zone (47) and a second cooling zone (48), wherein at least a side wall of the cooling shaft (14) is divided into an upper side wall (51) in the region of the first cooling zone (46) and a lower side wall (53) in the region of the second cooling zone (48) and wherein the lower side wall (53) is air-permeable in design, characterised in that a radiant heater (52) directed to the filaments for irradiating the filaments is arranged between the upper side wall (51) and the lower side wall (53).
- Device according to claim 8, characterised in that on both sides of the filaments (12) the side walls of the cooling shaft (14) are divided into upper side walls (51, 61) and lower side walls (50, 53) and in that at least one radiant heater (52, 63) is arranged in each case between the upper and lower side walls.
- Device according to claim 8, characterised in that the radiant heater (52) is annular in design in such a way that the filaments are at least partially enveloped.
- Device according to any one of the preceding claims, characterised in that the upper side wall (51) and the lower side wall (53) are connected to a blow chamber (54) in such a way that a cooling air stream can be blown from the outside in into the cooling shaft (14) and in that the radiant heater is designed as a heated sheet metal reflector (55).
- Cooling device according to any one of claims 9 to 11, characterised in that at least one of the upper side walls (51, 61) is air-permeable.
- Device according to any one of the preceding claims, characterised in that a plurality of radiant heaters (52.1, 52.2) are arranged together, in such a way that between the radiant heaters (52.1, 52.2) an air flow can be created into or out of the cooling shaft (14).
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