EP1520065B1 - Method and device for melt-spinning and cutting a tow - Google Patents
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- EP1520065B1 EP1520065B1 EP03740395A EP03740395A EP1520065B1 EP 1520065 B1 EP1520065 B1 EP 1520065B1 EP 03740395 A EP03740395 A EP 03740395A EP 03740395 A EP03740395 A EP 03740395A EP 1520065 B1 EP1520065 B1 EP 1520065B1
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- D01D5/26—Formation of staple fibres
Definitions
- the invention relates to a method for melt spinning and cutting a tow for the production of staple fibers according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing the method according to the preamble of claim 8.
- a tow is spun in a first stage, stretched and placed in a pot.
- several tows are drawn from the cans presented and combined to form a total tow, treated in a fiber line and then cut into staple fibers.
- Such two-stage processes are particularly suitable for processing very thick total titers having, for example, greater than 180,000 dtex (200,000 den.) And are known, for example, from US Pat. No. 4,639,347. In such methods, it is known that in the second process step, the fully drawn Automattow is exposed before cutting a steam atmosphere in order to perform a shrinkage treatment can.
- the maximum total titres to be processed are limited by the fact that both the removal of the tow from the spinning device and the stretching of the tow must essentially be carried out by a treatment device with several drafting rollers.
- a treatment device with several drafting rollers.
- unevenness in the physical properties of the fibers is particularly noticeable.
- additional liquid baths are arranged before and within the draw zone, the drawing being carried out in a speed range up to 200 m / min. took place.
- an improvement of the results could be achieved without additional heating of the tow by the fluid within the draw zone.
- the invention is based on the finding that the formation of the draw point and the position of the draw point during stretching of the tow have a significant influence on the uniformity of the has physical properties.
- it is possible to influence a uniform heating of all filament strands of the tow and thus, in a targeted manner, the position and the formation of a draw point within the draw zone.
- the tow was exposed to a jet of steam from a nozzle.
- the steam is guided under an overpressure from the nozzle into the steam chamber, whereby it was found that the equalization of the physical properties of the fibers could be influenced by changing the overpressure.
- the overpressure of the steam should be set to a value in the range of 2 to 12 bar.
- the steam should have a temperature in the range of 80 to 200 ° C.
- a further possibility for improving the homogenization of the physical properties of the fibers is achieved by setting the differential speed of the draw rolls acting within the treatment zone at a specific ratio.
- the draw ratio may be set in a range between zero and six. In particular, at draw ratios of greater than four, a strong influence on the homogenization of the physical properties was found.
- a first steam treatment takes place in a treatment section with a high draw ratio and a second steam treatment in a treatment section with a low draw ratio or a feed of the tow.
- the steam used is preferably a saturated steam or a slightly superheated dry steam.
- the device according to the invention has a steam chamber which is arranged between adjacent draw rolls in the treatment section.
- the steam chamber is associated with a nozzle through which a steam is passed under an overpressure in the steam chamber.
- the nozzle is advantageously directed with a nozzle opening within the steam chamber directly on the tow. This can be through the nozzle generated steam flow both in the direction of the tow and counter to the direction of the tow introduce into the steam chamber.
- the die is preferably oriented perpendicular to the tow, so that the jet of steam is directed substantially perpendicularly within the steam chamber to the tow.
- the treatment device for stretching the tow has several Streckwalzenduos consisting of two equally driven draw rolls, has the advantage that high forces can be built to stretch the tow. Likewise, a favorable for removing the tow from the spinning device setting can be selected.
- take-off rollers can be used with associated Beilaufrollen.
- two deduction duos can be used at the same speed to pull off.
- the treatment device for drawing the tow cable preferably has a plurality of stretch roll towers arranged one behind the other, between which different speeds of difference are preferably set.
- the heating means can advantageously be arranged in at least one of the treatment sections.
- At least some of the drafting rollers of the drafting roller ducks are designed to be heatable.
- the process according to the invention and the device according to the invention are fundamentally suitable for producing staple fibers from all polymers, preferably from polyester, polyamide or polypropylene.
- the steam, the overpressure of the steam and the nozzle setting for steam treatment are selected.
- the speeds of the draw rolls and the number of heated and unheated draw rolls within the treatment device for drawing the tow are freely selectable.
- the method according to the invention and the device according to the invention thus offer a high degree of flexibility in the production of staple fibers, which are particularly distinguished by their high uniformity in properties such as titer, elongation and strength. This also results in a high homogenization of dyeability.
- stresses can also be reduced after the tow has been drawn.
- a first embodiment of a device according to the invention for the single-stage production of staple fibers is shown schematically.
- the Device comprises a spinning device 1 a plurality of successively arranged treatment device, which are explained in more detail below the reference numerals 2, 3, 4, 5 and 6, and a cutting device 7.
- the spinning device 1 contains several spinning stations. In this embodiment, four spinning stations are represented by the reference numerals 1.1, 1.2, 1.3 and 1.4. In each of the spinning unit 1.1 to 1.4, a respective filament bundle 12 is spun from a polymer melt. The spinning stations 1.1 to 1.4 are constructed identically to this, so that the construction of the spinning stations 1.1 to 1.4 takes place on the example of the spinning station 1.1.
- a polymer melt is supplied under pressure to a spinneret 9 via a melt feed 8 and extruded through a plurality of annular or rectangular nozzle bores of the spinneret 9.
- the melt feed 8 is preferably connected directly to a spinning pump (not shown here).
- the spinning pumps of the spinning units 1.1 to 1.4 could be supplied, for example, by an extruder with the melt.
- a cooling shaft 25 and a subsequent chute 13 is arranged in the cooling shaft 25 is a blow candle 10 is disposed within the filament bundle 12, which is connected to a kubllunzu arrangement 11. By the blow candle 10, a cooling air is blown radially outward through the filament bundle 12.
- a pre-preparation device 14 is arranged, through which the filament strands of the filament bundle 12 are prepared and brought together.
- the filament bundles 12 produced in each case in the spinning stations 1.1 to 1.4 are combined to form a tow 15 and drawn off from the spinning device 1 by means of a drafting device 2.
- a preparation device 3 is arranged with a plurality of preparation rollers 16, through which the tow cable 15 is guided.
- the drafting system 2 consists of several consecutively arranged Streckwalzenduos 17.1, 17.2, 17.3 and 17.4.
- Each of the stretch roll ducks 17.1 to 17.4 each have two draw rolls 19, which are looped around several times by the tow 15.
- the draw rolls 19 of one of the stretch roll ducks 17.1 to 17.4 are driven at substantially the same peripheral speed.
- the drafting rollers of the drafting rollers 17.1, 17.2, 17.3 and 17.4 are driven at different peripheral speeds, so that in each case a differential speed acts in the treatment sections formed between the drafting rollers 17.1 to 17.4.
- a high differential speed for stretching the tow is set in a first treatment section between the drafting roller duo 17.1 and the drafting roller duo 17.2.
- Lower or no differential speeds are set in the subsequent treatment sections between the stretch roller duos 17.2 to 17.4.
- a treatment agent 18 is arranged in the intermediate treatment section.
- the treatment agent 18 has a steam for the treatment and heating of the tow 15. The structure and function of the treatment agent 18 will be explained in more detail below.
- the drafting 2 is followed by a crimping device 4.
- the crimping device 4 is usually designed as Stauchhatkösel Road in which the tow is pressed by a conveyor into a stuffer box. As a subsidy rollers could eg in a 2D crimping or delivery nozzles are used in a 3D crimping.
- the crimping device 4 is the drying device 5, the tensioning device 6 and at the end downstream of the cutting device 7. The use of a drying device depends on the polymer type.
- a polymer melt for example a polyester or a polyamide or a polypropylene
- the spinnerets 9 have on their bottoms a plurality of nozzle bores which are arranged in a ring or a rectangle and each extrude a plurality of strand-like filaments.
- the emerging from the spinneret 9 filament strands are cooled after cooling in the cooling shaft 25 by a cooling air generated by the blow candle 10 and combined into a respective filament bundle 12.
- the filament bundle 12 is wetted by the pre-preparation device 14 with a spin finish and combined with the adjacent filament bundles to form a tow 15.
- the tow 15 is withdrawn via a drafting system 2 from the spinning device 1.
- the tow 15 is again conditioned in the preparation device 3 by preparation rollers 16.
- preparation sticks can also be used for conditioning.
- a stretching of the tow 15 in the drafting system 2 wherein between the drafting roller duo 17.1 and 17.2, a differential speed is set, which leads to the stretching of the tow in the treatment section formed between the Streckwalzenduos 17.1 and 17.2.
- the tow 15 is additionally treated in the treatment section between the drafting roller duo 17.1 and 17.2 with a steam and heated.
- the treating agent 18 has a steam chamber 20 having an inlet opening 24 and an outlet opening 23.
- the inlet opening 24 and the outlet opening 23 face each other in the steam chamber 20 so that the tow 15 can be guided through the steam chamber 20 substantially in a straight run.
- Between the inlet opening 24 and the outlet opening 23 opens one or more nozzles 22 in the steam chamber 20.
- the nozzle 22 is connected to a steam source, not shown here. Through the nozzle 22, a pressurized steam 21 is ejected into the steam chamber 20.
- the nozzle 22 has a nozzle opening 26, which is preferably directed directly to the tow 15, so that the steam flow directly hits the tow 15.
- the steam 21 has a temperature of at least 80 ° C and a maximum of 200 ° C.
- the intensive steam treatment of the tow '15 in the treatment section during the stretching of the tow advantageously affects the formation of a draw point.
- the tow cable 15 can hereby be withdrawn both cold and preheated from the draw godets 19 of the first draw roll end 17.1.
- a further treatment is carried out via the draw rolls 17.2, 17.3 and 17.4 shown in FIG.
- a differential speed set to a further retightening of the tow 15 is preferably also effective between the draft rollers 17.2 and 17.3.
- the stretch roller duos 17.3 and 17.4 are preferably driven at the same peripheral speed to allow relaxation of the tow 15.
- the stretched tow is crimped for further treatment in the crimping means 4.
- the crimping means 4 is preferably designed as a stuffer box crimping, in which the tow is pressed into a stuffer box by means of a conveying means.
- the crimped tow is then fed to a drying device 5 and fed by a tensioning device 6 with a defined tension of the cutting device 7.
- the cutting of the tow 15 takes place in staple fibers.
- a spinning cable with a total titer of about 13,000 was first used in a product example with the spinning device 1. spun.
- the tow was at a speed of 200 m / min. withdrawn from the spinning device 1.
- the differential speed to a draw ratio of 4.7 was set between the pair of draft rollers 17.1 and 17.2.
- the differential speed between the stretch roll duo 17.2 and 17.3 resulted in a draw ratio of 1.1.
- the tow was at a speed of 1,200 m / min. removed from the drafting system 2.
- the draw rolls 19 of the first Streckwalzenduos 17.1 were at 80 ° C, the Streckwalzenduo 17.2 to 125 ° C, the Streckwalzenduo 17.3 heated to 170 ° C and the Streckwalzenduo 17.4 to 120 ° C.
- the tow was at a speed of 1,220 m / min. crimped in the crimping device 4 and then dried and cut into staple fiber.
- no further additional treatment was carried out in the treatment section between the first drafting roller duo 17.1 and the second drafting roller duo 17.2.
- the treatment agent 18 in the treatment line used.
- a saturated steam at an overpressure of 6 bar was passed through the nozzle 22 into the steam chamber 20.
- the temperature of the steam was about 160 ° C.
- the scatter of the measured values could be improved by more than 20% up to 50% by the method according to the invention.
- a 50% improvement in the uniformity of the filament titer could also be achieved.
- the structure of the embodiment of FIG. 1 for the device according to the invention is exemplary in the number and choice of treatment facilities. In principle, there is the possibility of introducing additional treatments and treatment stages.
- Essential for the process according to the invention and the device according to the invention is intensive steam treatment of the tow within the stretch and relax zone.
- Essential for the success of the method according to the invention is, in particular, an only slightly pre-oriented molecular structure of the filament strands.
- FIG. 3 shows only the drafting system 2 with the total of four Streckwalzenduos 17.1 to 17.4.
- the treatment devices, not shown here, as well as the spinning device 1 and the cutting device 7 correspond to the preceding embodiments according to FIG. 1. In that regard, reference is made to the preceding description and at this point only the differences.
- This treatment section is essentially not used for drawing but for subsequent treatment of the spin tow 15.
- an improved homogenization of the physical properties of the tow as well as an improved uniformity of the filament titer could also be achieved.
- setting a differential speed of 0 between the drafting roller duo 17.3 and 17.4 a higher homogenization could be achieved compared to a differential speed, which led to a flow of the tow in the treatment section.
- the intensity and uniformity of the steam treatment of the tow is thus significantly influenced by the tension state of the filaments.
- FIG. 4 is therefore particularly suitable for producing an optimized staple fiber in a single-stage process.
- the illustrated in Fig. 4 embodiment of the device according to the invention is also shown only in section through the drafting system 2. All other devices correspond to the embodiment of FIG. 1, so that reference is made to the previous description at this point.
- a first treatment agent 18.1 is arranged in the first treatment path between the drafting roller duo 17.1 and the drafting roller duo 17.2.
- a second treatment agent 18.2 is provided in the last treatment section between the drafting roller duo 17.3 and the drafting roller duo 17.4.
- the treatment means 18.1 and 18.2 have the structure shown in Fig. 2.
- the nozzle in the treatment agent 18.1 is oriented such that the steam jet flows in the running direction of the tow 15.
- the treatment agent 18.2 has an embodiment in which the nozzle in the steam chamber against the direction of the Spinntivs 15 flowing steam jet generated.
- staple fiber can preferably be produced from polyester, polyamide or polypopylene.
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Description
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.The invention relates to a method for melt spinning and cutting a tow for the production of staple fibers according to the preamble of
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 Erfindung ausgeht.In principle, two different types of processes and apparatus are known for the production of staple fibers. In a first type of process and apparatus, the staple fibers are produced in a single-stage process. Here, the spinning, drawing, curling and cutting a tow takes place immediately after each other. Such a method and apparatus are known for example from US 3,259,681, from which the invention proceeds.
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 180.000 dtex (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.In a second type of process and apparatus for making staple fibers, these are made in a two-step process. For this purpose, a tow is spun in a first stage, stretched and placed in a pot. In a second process step, several tows are drawn from the cans presented and combined to form a total tow, treated in a fiber line and then cut into staple fibers. Such two-stage processes are particularly suitable for processing very thick total titers having, for example, greater than 180,000 dtex (200,000 den.) And are known, for example, from US Pat. No. 4,639,347. In such methods, it is known that in the second process step, the fully drawn Gesamttow is exposed before cutting a steam atmosphere in order to perform a shrinkage treatment can.
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 Verstrecken 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.In the single-stage process from which the invention is based, the maximum total titres to be processed are limited by the fact that both the removal of the tow from the spinning device and the stretching of the tow must essentially be carried out by a treatment device with several drafting rollers. In particular, with thicker total titers of the tows, unevenness in the physical properties of the fibers is particularly noticeable. In order to improve the physical properties, in the known process according to US Pat. No. 3,259,681 additional liquid baths are arranged before and within the draw zone, the drawing being carried out in a speed range up to 200 m / min. took place. In particular, it is emphasized that an improvement of the results could be achieved without additional heating of the tow by the fluid within the draw zone.
Um Einstufenprozesse wirtschaftlich betreiben zu können, werden heute Geschwindigkeiten bis zu 2.500 m/min. erreicht. Bei derartig hohen Streckgeschwindigkeiten bleiben die bekannten Fluidbehandlungen jedoch ohne signifikanten Einfluss.Today, speeds of up to 2,500 m / min are required to operate single-stage processes economically. reached. At such high stretching rates, however, the known fluid treatments remain without significant influence.
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.It is therefore an object of the invention to provide a method and an apparatus of the type mentioned, in which or which staple fibers in a single-stage process with relatively uniform physical properties can be produced.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst.This object is achieved by a method with the features of
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 Spinnkabels allein durch Streckwalzen zwangsläufig zu Ungleichmäßigkeiten führen muss, da bei Gesamttitern des Spinnkabels von beispielsweise größer 9.000 dtex (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. verstreckt wurde, konnte durch die erfindungsgemäße 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 11.700 dtex (13.000 den.).The invention is based on the finding that the formation of the draw point and the position of the draw point during stretching of the tow have a significant influence on the uniformity of the has physical properties. Thus, it is known that when stretching the heating of the tow alone by draw rolls inevitably lead to irregularities, since in total titers of the tow of, for example, greater than 9,000 dtex (10,000 den.) Not all filament strands of the tow can be brought to a temperature simultaneously. By means of the method according to the invention, it is possible to influence a uniform heating of all filament strands of the tow and thus, in a targeted manner, the position and the formation of a draw point within the draw zone. Thus, a high uniformity of the physical properties and the individual titer of the staple fiber has been achieved in the melt spinning and cutting a tow of polyester, which at a speed of 200 m / min. withdrawn from the spinning device and over several draw rolls up to a speed of 1,200 m / min. was achieved by the inventive steam treatment in the treatment section between adjacent draw rolls can be achieved that the uniformity of strength could be improved by about 40%, the uniformity of the individual titers by about 50% and the uniformity of elongation by about 30% , The total denier of the tow was 11,700 dtex (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.For treatment and heating, the tow was exposed to a jet of steam from a nozzle. The steam is guided under an overpressure from the nozzle into the steam chamber, whereby it was found that the equalization of the physical properties of the fibers could be influenced by changing the overpressure. In order to maintain a positive effect, the overpressure of the steam should be set to a value in the range of 2 to 12 bar.
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.In order to obtain an intensive effect and an effect on the draw point within the tow, the steam should have a temperature in the range of 80 to 200 ° C.
Eine weitere Möglichkeit die Vergleichmäßigung -der physikalischen Eigenschaften der Fasern zu verbessern ist dadurch gegeben, dass die innerhalb der Behandlungsstrecke 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.A further possibility for improving the homogenization of the physical properties of the fibers is achieved by setting the differential speed of the draw rolls acting within the treatment zone at a specific ratio. The draw ratio may be set in a range between zero and six. In particular, at draw ratios of greater than four, a strong influence on the homogenization of the physical properties was found.
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.However, it was also possible to achieve a positive influence by the steam treatment within the treatment section, in which the differential speed of the drafting rollers acting in the treatment section led to a flow of the spinning cable into the treatment section. This variant of the method is particularly suitable for reducing stresses immediately after the tow has been drawn.
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.Thus, it is also advantageous to combine a plurality of steam treatments with one another, wherein a first steam treatment takes place in a treatment section with a high draw ratio and a second steam treatment in a treatment section with a low draw ratio or a feed of the tow. The steam used is preferably a saturated steam or a slightly superheated dry steam.
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.To carry out the method, the device according to the invention has a steam chamber which is arranged between adjacent draw rolls in the treatment section. The steam chamber is associated with a nozzle through which a steam is passed under an overpressure in the steam chamber.
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.In order to obtain an intensive treatment and effect on the tow, the nozzle is advantageously directed with a nozzle opening within the steam chamber directly on the tow. This can be through the nozzle generated steam flow both in the direction of the tow and counter to the direction of the tow introduce into the steam chamber. In order to obtain a possible turbulence of the filament strands within the tow, the die is preferably oriented perpendicular to the tow, so that the jet of steam is directed substantially perpendicularly within the steam chamber to the tow.
Die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher die Behandlungseinrichtung zum Verstrecken des Spinnkabels mehrere Streckwalzenduos bestehend aus jeweils zwei gleich angetriebenen Streckwalzen aufweist, besitzt den Vorteil, dass hohe Kräfte zum Verstrecken des Spinnkabels aufgebaut werden können. Ebenso kann eine zum Abziehen der Spinnkabel aus der Spinneinrichtung vorteilhafte Einstellung gewählt werden.The development of the device according to the invention, in which the treatment device for stretching the tow has several Streckwalzenduos consisting of two equally driven draw rolls, has the advantage that high forces can be built to stretch the tow. Likewise, a favorable for removing the tow from the spinning device setting can be selected.
Zum Abziehen der Spinnkabel aus der Spinneinrichtung können jedoch auch Abzugswalzen mit zugeordneten Beilaufrollen eingesetzt werden. Ebenso lassen sich zwei Abzugsduos mit gleicher Geschwindigkeit zum Abziehen einsetzen.For removing the tow from the spinning device but also take-off rollers can be used with associated Beilaufrollen. Similarly, two deduction duos can be used at the same speed to pull off.
Die Behandlungseinrichtung zum Verstrecken des Spinnkabels weist vorzugsweise mehrere hintereinander angeordnete Streckwalzenduos auf, zwischen denen vorzugsweise jeweils unterschiedlich eingestellte Differenzgeschwindigkeiten wirken. Dabei lässt sich das Heizmittel vorteilhaft in wenigstens einer der Behandlungsstrecken anordnen.The treatment device for drawing the tow cable preferably has a plurality of stretch roll towers arranged one behind the other, between which different speeds of difference are preferably set. In this case, the heating means can advantageously be arranged in at least one of the treatment sections.
Es ist jedoch auch möglich, mehrere Heizmittel vorzusehen, die in unterschiedlichen Behandlungsstrecken zwischen jeweils zwei Streckwalzenduos angeordnet sind.However, it is also possible to provide a plurality of heating means, which are arranged in different treatment distances between each two Streckwalzenduos.
Zur Verbesserung der Streckergebnisse sind zumindest einige der Streckwalzen der Streckwalzenduos beheizbar ausgebildet.In order to improve the spreading results, at least some of the drafting rollers of the drafting roller ducks are designed to be heatable.
Das -erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind grundsätzlich zur Herstellung von Stapelfasern aus allen Polymeren vorzugsweise 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 Verstrecken des Spinnkabels frei wählbar. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung bieten somit eine hohe Flexibilität in der Herstellung von Stapelfasern, die sich besonders durch ihre hohe Gleichmäßigkeit in den Eigenschaften wie Titer, Dehnung und Festigkeit auszeichnen. Daraus resultiert auch eine hohe Vergleichmäßigung der Anfärbbarkeit. Durch gezielten Einsatz der Dampfbehandlung können ebenfalls Spannungen nach dem Verstrecken des Spinnkabels abgebaut werden.The process according to the invention and the device according to the invention are fundamentally suitable for producing staple fibers from all polymers, preferably from polyester, polyamide or polypropylene. Depending on the particular polymer type, the steam, the overpressure of the steam and the nozzle setting for steam treatment are selected. Likewise, the speeds of the draw rolls and the number of heated and unheated draw rolls within the treatment device for drawing the tow are freely selectable. The method according to the invention and the device according to the invention thus offer a high degree of flexibility in the production of staple fibers, which are particularly distinguished by their high uniformity in properties such as titer, elongation and strength. This also results in a high homogenization of dyeability. Through targeted use of the steam treatment, stresses can also be reduced after the tow has been drawn.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.The method according to the invention and the device according to the invention are described in more detail below with reference to a few exemplary embodiments with reference to the attached drawings.
Es stellen dar:
- Fig. 1
- schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
- Fig. 2
- schematisch das Heizmittel zur Dampfbehandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1
- Fig. 3 und Fig. 4
- weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung
- Fig. 1
- schematically a first embodiment of a device according to the invention
- Fig. 2
- schematically the heating means for steam treatment of the embodiment of FIG. 1
- FIG. 3 and FIG. 4
- further embodiments of the device according to the invention
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur einstufigen Herstellung von Stapelfasern schematisch dargestellt. Die Vorrichtung weist eine-Spinneinrichtung 1 mehrere hintereinander angeordnete Behandlungseinrichtung, die unter den Bezugszeichen 2, 3, 4, 5 und 6 nachfolgend noch näher erläutert werden, und eine Schneideinrichtung 7 auf.In Fig. 1, a first embodiment of a device according to the invention for the single-stage production of staple fibers is shown schematically. The Device comprises a spinning device 1 a plurality of successively arranged treatment device, which are explained in more detail below the
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 1.1 bis 1.4 sind hierzu identisch aufgebaut, so dass der Aufbau der Spinnstellen 1.1 bis 1.4 an dem Beispiel der Spinnstelle 1.1 erfolgt.The
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 oder rechteckförmig 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 Kübllunzuführung 11 angeschlossen ist. Durch die Blaskerze 10 wird eine Kühlluft radial nach außen durch das Filamentbündel 12 geblasen.In each of the spinning units 1.1 to 1.4, a polymer melt is supplied under pressure to a
Am Ende des Fallschachtes 13 ist eine Vorpräparationseinrichtung 14 angeordnet, durch welches die Filamentstränge des Filamentbündels 12 präpariert und zusammengeführt werden.At the end of the
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.The filament bundles 12 produced in each case in the spinning stations 1.1 to 1.4 are combined to form a
Zwischen dem Streckwerk 2 und der Spinneinrichtung 1 ist eine Präparationseinrichtung 3 mit mehreren Präparationswalzen 16 angeordnet, durch welches das Spinnkabel 15 geführt wird.Between the drafting 2 and the
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 oder keine Differenzgeschwindigkeiten eingestellt.The
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.Between the drafting roller duo 17.1 and 17.2, a
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 gedrückt wird. Als Fördermittel könnten Walzen z.B. bei einer 2D-Kräuselung oder Förderdüsen bei einer3D-Kräuselung-eingesetzt werden. Der Kräuseleinrichtung 4 ist die Trockeneinrichtung 5, die Zugstelleinrichtung 6 und am Ende die Schneideinrichtung 7 nachgeordnet. Der Einsatz einer Trockeneinrichtung ist vom Polymertyp abhängig.The drafting 2 is followed by a crimping
Zur Herstellung von Stapelfasern wird bei dem Vorrichtungsbeispiel gemäß Fig. 1 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 oder rechteckförmig 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 Blaskerze 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. Es können jedoch auch Präparationsstifte zum Konditionieren verwendet werden. Anschließend 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 dem Streckwalzenduo 17.1 und 17.2 zusätzlich mit einem Dampf behandelt und erwärmt.For the production of staple fibers, in the apparatus example according to FIG. 1, a polymer melt, for example a polyester or a polyamide or a polypropylene, is melted in the
Zur Behandlung des Spinnkabels 15 ist das in der Behandlungsstrecke angeordnete Behandlungsmittel 18 gemäß der in Fig. 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 oder mehrere Düsen 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.For the treatment of the
Durch die hohe Energie des Dampfstrahls innerhalb der Dampfkammer wird trotz der unter Spannung stehenden Filamentstränge des Spinnkabels 15 eine gleichmäßige 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 Verstrecken des Spinnkabels vorteilhaft die Ausbildung eines Streckpunktes beeinflussen. Das Spinnkabel 15 kann hierbei sowohl kalt als auch vorgewärmt von den Streckgaletten 19 des ersten Streckwalzenduos 17.1 abgezogen werden.Due to the high energy of the steam jet within the steam chamber, a uniform and intensive treatment and heating of all filament strands within the
Zur weiteren Behandlung des Spinnkabels 15 wird über die in Fig. 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.For further treatment of the
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.The stretched tow is crimped for further treatment in the crimping
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 abgezogen. Zum Verstrecken des Spinnkabels 15 war zwischen dem Streckwalzenduo 17.1 und 17.2 die Differenzgeschwindigkeit zu einem Verstreckverhältnis von 4,7 eingestellt. Die Differenzgeschwindigkeit zwischen dem Streckwalzenduo 17.2 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.To produce a staple fiber made of polyester, a spinning cable with a total titer of about 13,000 was first used in a product example with the
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 dem ersten Streckwalzenduo 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.The tow was at a speed of 1,220 m / min. crimped in the crimping
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 erfindungs gemäße Verfahren um über 20 % bis zu 50 % verbessern. Insbesondere konnte auch eine 50 %ige Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Filamenttiters erreicht werden.After measuring the physical properties such as strength and elongation, a significant homogenization of the values was found. The scatter of the measured values could be improved by more than 20% up to 50% by the method according to the invention. In particular, a 50% improvement in the uniformity of the filament titer could also be achieved.
Der Aufbau des Ausführungsbeispiels nach Fig. 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 Dampfbehandlung des Spinnkabels innerhalb der Streck- und Relaxierzone. Wesentlich für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere eine nur leicht vororientierte Molekularstruktur der Filamentstränge.The structure of the embodiment of FIG. 1 for the device according to the invention is exemplary in the number and choice of treatment facilities. In principle, there is the possibility of introducing additional treatments and treatment stages. Essential for the process according to the invention and the device according to the invention is intensive steam treatment of the tow within the stretch and relax zone. Essential for the success of the method according to the invention is, in particular, an only slightly pre-oriented molecular structure of the filament strands.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben. Hierbei zeigt Fig. 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 Fig. 1. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen und an dieser Stelle nur die Unterschiede genannt.In Fig. 3, a further embodiment of the device according to the invention is given. Here, Fig. 3 shows only the
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer Variante für das erfindungsgemäße Verfahren ist das Behandlungsmittel 18 in einer Behandlungsstrecke zwischen dem Streckwalzenduo 1.7.3 und dem Streckwalzenduo 17.4 angeordnet. Diese Behandlungsstrecke wird im wesentlichen nicht zur Verstreckung sondern zur Wännenachbehandlung 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 Vorlauf des Spinnkabels in der Behandlungsstrecke führte. Die Intensität und die Gleichmäßigkeit der Dampfbehandlung des Spinnkabels wird somit maßgeblich von dem Spannungszustand der Filamente beeinflusst.In the embodiment of the device according to the invention for carrying out a variant for the method according to the invention shown in Fig. 3, the
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist somit besonders geeignet, um eine optimierte Stapelfaser in einem Einstufenprozess herzustellen. Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ebenfalls nur im Ausschnitt durch das Streckwerk 2 dargestellt. Alle übrigen Einrichtungen entsprechen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass an dieser Stelle Bezug zu der vorhergehenden Beschreibung genommen wird.The embodiment according to FIG. 4 is therefore particularly suitable for producing an optimized staple fiber in a single-stage process. The illustrated in Fig. 4 embodiment of the device according to the invention is also shown only in section through the
Bei dem in Fig. 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 Fig. 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 the exemplary embodiment illustrated in FIG. 4, a first treatment agent 18.1 is arranged in the first treatment path between the drafting roller duo 17.1 and the drafting roller duo 17.2. At the exit of the
In den dargestellten Ausfiihrungsbeispielen nach Fig. 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 vorzugsweise aus Polyester, Polyamid oder Polypopylen herstellen.In the exemplary embodiments shown in FIGS. 1, 3 and 4, the formation of the treatment agent and the adjustment of the steam treatment depend essentially on the polymer to be processed. Thus, staple fiber can preferably be produced from polyester, polyamide or polypopylene.
- 11
- Spinneinrichtungspinner
- 1.1, 1.2, 1.3, 1.41.1, 1.2, 1.3, 1.4
- Spinnstellespinning unit
- 22
- Streckwerkdrafting system
- 33
- Präparationseinrichtungpreparation device
- 44
- Kräuseleinrichtungcrimping
- 55
- Trockeneinrichtungdrying device
- 66
- ZugstelleinrichtungZugstelleinrichtung
- 77
- Schneideinrichtungcutter
- 88th
- Schmelzezuführungmelt feed
- 99
- Spinndüsespinneret
- 1010
- Blaskerzeblow candle
- 1111
- KühlluftzuführungCooling air supply
- 1212
- Filamentbündelfilament bundles
- 1313
- Fallschachtchute
- 1414
- VorpräpariereinrichtungVorpräpariereinrichtung
- 1515
- Spinnkabeltow
- 1616
- Präparationswalzenpreparation rollers
- 17.1, 17.2, 17.3, 17.417.1, 17.2, 17.3, 17.4
- StreckwalzenduoStreckwalzenduo
- 1818
- Behandlungsmitteltreatment agents
- 1919
- Streckwalzenstretching rolls
- 2020
- Dampfkammersteam chamber
- 2121
- Dampfsteam
- 2222
- Düsejet
- 2323
- Auslassöffnungoutlet
- 2424
- Einlassöffnunginlet port
- 2525
- Kühlschachtcooling shaft
- 2626
- Düsenöffnungnozzle opening
Claims (14)
- Process for melt spinning and cutting of a tow for production of staple fibres in which a multiplicity of filament strands are spun from a polymer melt and merged to form the tow and in which the tow is continuously treated in a plurality of treating appliances after spinning and before cutting, at least one of the treating appliances feeding the tow for drawing over a plurality of draw rolls and the tow being treated with a fluid in a treating sector formed between draw rolls, characterized in that the tow is for treatment and heating in the treating sector fed into a vapour chamber and in that the fluid is fed into the vapour chamber by means of a nozzle as a vapour under an overpressure.
- Process according to Claim 1, characterized in that the vapour jet generated by the nozzle is within the vapour chamber directed directly at the tow.
- Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the overpressure of the vapour is set to a value in the range from 2 to 12 bar.
- Process according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the vapour is a saturated vapour or a superheated dry vapour and has a temperature in the range from 80°C to 200°C.
- Process according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the tow is drawn to a draw ratio in the range from 0 to 6 by the differential speed of the draw rolls which acts on the tow within the treating sector.
- Process according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the tow is fed with an overfeed into the treating sector by the differential speed of the draw rolls which acts on the tow within the treating sector.
- Process according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the tow is additionally heated by at least one heated draw roll prior to the vapour treatment or after the vapour treatment or additionally by a second downstream vapour treatment.
- Apparatus for carrying out the process according to any one of Claims 1 to 7, comprising a spinning appliance (1) for melt spinning of the tow (15), comprising a plurality of treating appliances (2, 3, 4, 5, 6) for treating the tow (15) and comprising a cutting appliance (7) for cutting of the tow (15), one of the treating appliances (2) comprising a plurality of draw rolls (19) for drawing of the tow (15) and, in a treating sector, a treating means (18) comprising a fluid (21), characterized in that the treating means (18) is disposed between adjacent draw rolls (19) in the treating sector and in that the treating means (18) is formed by a vapour chamber (20) and a nozzle (22) which empties into the vapour chamber (20) and which feeds the fluid as a vapour (21) under an overpressure into the vapour chamber (20).
- Apparatus according to Claim 8, characterized in that the vapour chamber (20) has an inlet opening (24) and an outlet opening (23) through which the tow (15) is feedable, and in that the nozzle (22) directs a nozzle opening (26) at the tow (15) within the vapour chamber (20).
- Apparatus according to Claim 8 or Claim 9, characterized in that the vapour (21) is formed by a saturated vapour or a superheated dry vapour which has a temperature in the range from 80°C to 200°C.
- Apparatus according to any one of Claims 8 to 10, characterized in that the treating appliance (2) for drawing of the tow (15) comprises a plurality of draw roll couples (17.1 - 17.4) each consisting of two equally driven draw rolls (19), a first roll couple (17.1) being disposed downstream of the spinning appliance (1) to withdraw the tow (15) from the spinning appliance (1).
- Apparatus according to Claim 11, characterized in that it is between adjacent draw roll couples (17.1, 17.2) that the treating sector in which a differential speed set between the draw roll couples (17.1, 17.3, 17.4) acts is formed, in that the first draw roll couple is followed by a plurality of further draw roll couples such that a plurality of treating sectors are formed, and in that the treating means (18) is disposed in at least one of the treating sectors.
- Apparatus according to Claim 12, characterized in that there are a plurality of treating means (18.1, 18.2) which are each disposed in one of the treating sectors.
- Apparatus according to any one of Claims 11 to 13, characterized in that the draw rolls (19) are heatable by at least one of the draw roll couples (17.1 - 17.4).
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