EP3041978A1

EP3041978A1 - Schmelzspinnverfahren und schmelzspinnvorrichtung zur herstellung eines gekräuselten fadens

Info

Publication number: EP3041978A1
Application number: EP14758152.4A
Authority: EP
Inventors: Claus Matthies; Ludger Legge
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2013-09-07
Filing date: 2014-09-02
Publication date: 2016-07-13
Also published as: WO2015032759A1; CN105518194A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schmelzspinnverfahren und eine Schmelzspinn- vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens. Mittels einer Spinneinrichtung wird ein Filamentbündel aus einem thermoplastischen Polymer erzeugt, das nach einer Abkühlung vollständig verstreckt wird. Nach der Verstreckung wird das Filamentbündel durch eine Förderdüse einer Texturiereinrichtung abgezogen und in eine Stauchkammer zur Bildung eines Fadenstopfens gefördert. Der Fadenstopfen wird zu einem gekräuselten Faden aufgelöst und zu einer Spule aufgewickelt. Um möglichst mit einem geringen Volumenstrom des Fördermediums eine einstellbare Kräuselung vornehmen zu können, wird erfindungsgemäß das verstreckte Filamentbündel durch eine angetriebene Hilfsgalette der Förderdüse zugeführt, wobei das Filamentbündel einen Galettenmantel der Hilfsgalette mit einer Teilumschlingung kontaktiert.

Description

Schmelzspinnverfahren und Schmelz spinn Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens Die Erfindung betrifft ein Schmelzspinnverfahren zur Herstellung eines gekräuselten Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5. Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens sind aus der DE 103 26 850 AI bekannt.

Bei der Herstellung von gekräuselten Fäden in einem Schmelzspinnprozess, die vorzugsweise zur Herstellung von Teppichen verwendet werden, erfolgen die Behandlungsschritte zur Ausbildung der gewünschten physikalischen Eigenschaften des Garnes üblicherweise durch separate nacheinander angeordnete Behandlungseinrichtungen. Zunächst wird mit Hilfe einer Spinneinrichtung aus einer Schmelze eines Polymers eine Vielzahl von Filamenten ex tradiert, die als ein Filamentbündel nach einer Abkühlung zusammengeführt und präpariert werden. Anschließend wird das Filamentbündel mittels einer Verstreckeinrichtung vollständig verstreckt. Nach der Verstreckung des Filamentbündels erfolgt die Texturierang, bei welcher das Filamentbündel mittels einer Förderdüse in eine Stauchkammer gefördert wird, in welcher das Filamentbündel mittels eines vorzugsweise erwärmten Luftstromes in Bögen und Schlingen zu einem Fadenstopfen abgelegt wird. Der Fadenstopfen wird nach einer Abkühlung zu einem Faden aufgelöst und als gekräuselter Faden in einer Aufwickeleinrichtung zur Spule aufgewickelt. Bei dem im Stand der Technik bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung sind die Behandlungseinrichtungen möglichst ohne zusätzliche Fadenführungen zu einem Fadenlauf hintereinander angeordnet. So ist es üblich, dass die Texturierdüse unmittelbar einer Streckgalette der Verstreckeinrichtung nachgeordnet ist, um das verstreckte Filamentbündel aus der Verstreckeinrichtung abzuziehen und in die nachfolgende Stauchkammer zu fördern. Hierzu wird innerhalb der Förderdüse ein pneumatischer Förderstrom vorzugsweise aus heißer Luft erzeugt, der an den Filamentbündeln die erforderlichen Zugkräfte zum Abziehen und Fördern erzeugt. Hierzu sind entsprechend intensive Volumenströme der Heißluft erforderlich, die entsprechende Überdruckeinstellungen der Druckluft erfordern. In Abhängigkeit von einem Gesamttiter des Filamentbündels und vom Verstre- ckungsprozess verbleibt nur ein Anteil des Fördermediums zum Komprimieren der Filamente zu dem Fadenstopfen. Da der Anteil der Förderluft, die zum Aufbau einer Zugkraft zum Einziehen des Filamentbündels benö- tigt wird, im wesentlichen unbekannt ist, werden daher meist überproportionale Einstellungen innerhalb der Texturierdüse gewählt, um die Komprimierung des Fadenstopfens zu gewährleisten.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, das gattungsgemäße Schmelzspinnver- fahren und die gattungsgemäße Schmelz spinn Vorrichtung derart weiterzubilden, dass insbesondere die physikalischen Eigenschaften des Fadens in Bezug auf die Kräuselung individuell einstellbar sind. Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, ein Schmelzspinnverfahren sowie eine Schmelz spinn Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, bei welcher die Texturiereinrichtung möglichst energie sparend betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Schmelzspinnverfahren dadurch gelöst, dass das verstreckte Filamentbündel durch eine angetriebene Hilfsgalette der Förderdüse zugeführt wird, wobei das Filamentbündel einen Galettenmantel der Hilfsgalette mit einer Teilumschlingung kontak- tiert.

Die erfindungsgemäße Schmelz spinn Vorrichtung bietet die Lösung dadurch, dass eine angetriebene Hilfsgalette zwischen der Verstreckeinrichtung und der Texturiereinrichtung angeordnet ist, die der Förderdüse im kurzen Ab- stand vorgeordnet ist und einen Galettenmantel zur Führung eines Fadens mit einfacher Teilumschlingung aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Förderdüse der Texturiereinrichtung nur relativ geringe Fadenzugkräfte zum Einziehen des Fila- mentbündels erzeugen muss. Der Luftstrom innerhalb der Förderdüse lässt sich im wesentlichen zum Fördern und Komprimieren der Filamente zu ei- nem Fadenstopfen nutzen. Der Abzug des Filamentbündels von der Verstreckeinrichtung sowie das Zuführen des Filamentbündels zur Förderdüse lassen sich vorteilhaft durch die angetriebene Hilfsgalette realisieren. Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Förderdüse der Texturiereinrichtung mit geringeren Luftdrücken betrieben werden kann, um die Ablage und die Komprimierung der Filamente zu erzeugen.

Zur Gewährleistung einer ausreichenden Entlastung der Förderdüse ist die Verfahrensvariante vorgesehen, bei welcher das verstreckte Filamentbündel mit einer durch die Hilfsgalette erzeugte Mindestzugkraft von >150 cN geführt wird. Damit lässt sich sowohl der Abzug des Filamentbündels von der Verstreckeinrichtung als auch die Zuführung zu der Förderdüse gewährleisten.

Zur Unterstützung der Zuführung des Filamentbündels zu der Texturiereinrichtung wird bevorzugt die Verfahrensvariante genutzt, bei welcher das Filamentbündel zwischen der Hilfsgalette und der Förderdüse mit einer freien Fadenlänge im Bereich von 50 mm bis 200 mm geführt wird. Damit lassen sich zusätzliche Wärmeverluste beim Übergang des im Verstreck- prozess erwärmten Fadens minimieren.

Dieser Effekt lässt sich noch weiter verbessern, indem das Filamentbündel am Umfang eines erwärmten Galettenmantels der Hilfsgalette geführt wird. Die Erwärmung des Filamentbündels bringt ebenfalls energetische Vorteile, da die durch die erwärmte Luft in das Filamentbündel eingebrachte Wärmemenge reduziert werden kann.

Die erfindungsgemäße Schmelz spinn Vorrichtung bietet grundsätzlich die Möglichkeit, durch entsprechende Auslegung der Hilfsgalette, das Filamentbündel möglichst spannungsfrei in die Texturiereinrichtung zu überführen. Um bei einer Teilumschlingung und gebräuchlichen Galettenoberflächen eine Mindestzugkraft von 150 cN zu erzeugen, weist der Galettenmantel gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen Außendurchmesser im Bereich von 60 mm bis 100 mm auf. Je nach Anordnung der Hilfsgalette innerhalb des Fadenlaufs können dabei Teilumschlingungen des Filamentbündels im Bereich von 60° bis 180° realisiert werden. Um noch höhere Zugkräfte zu erzeugen, sind auch Teilumschlingungen >180° möglich. Um möglichst wenig Wechselwirkung zwischen der Umgebung und der Fadenführung zu erhalten, ist desweiteren vorgesehen, dass der Abstand zwischen der Hilfsgalette und einem Einlass der Förderdüse derart gewählt ist, dass das Filamentbündel in einer freien Fadenlänge im Bereich von 50 mm bis 200 mm führbar ist.

Die Temperierung des Filamentbündels lässt sich vor der Texturierdüse vorteilhaft dadurch verbessern, indem ein Heizmittel zur kontaktlosen Erwärmung des Galettenmantels der Hilfsgalette zugeordnet ist. Derartige Heizmittel können durch Heizstrahler oder Induktionsspulen gebildet sein.

Die Einstellung der Umfangsgeschwindigkeit des Galettenmantels lässt sich bevorzugt durch die Weiterbildung der Erfindung regeln, bei welcher die Hilfsgalette zum Antrieb des Galettenmantels einen bürstenlosen Gleichstrommotor (z.B. BLDC-Motor) aufweist. So können individuelle Einstel- lungen in Abhängigkeit von dem Prozess und den Fadenzugkräften unmittelbar an der Hilfsgalette vorgenommen werden. Grundsätzlich sind jedoch auch ähnliche Elektromotoren wie z.B. ein PMSM-Motor geeignet, die eine Drehzahlanpassung ermöglichen. Das erfindungsgemäße Schmelzspinnverfahren und die erfindungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung sind grundsätzlich für alle thermoplastischen Polymere geeignet, die für die Faserherstellung genutzt werden. So lassen sich gekräuselte Fäden aus Polyolephyne, Polyamid, Polyester oder andere Polymere wie z.B. PTT, PLA herstellen.

Das erfindungsgemäße Schmelzspinnverfahren sowie die erfindungsgemäße Schmelz spinn Vorrichtung werden nachfolgend anhand einiger Ausfüh- rungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erf indung sgemäßen S chmelz spinn Vorrichtung

Fig. 2 schematisch eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Hilfsga- lette des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1

Fig. 3 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erf indung sgemäßen S chmelz spinn Vorrichtung

In der Fig. 1 ist schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens aus einem thermoplastischen Polymer dargestellt. Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung ist am Beispiel eines Fadenlaufs gezeigt, wobei derartige Schmelz spinn Vorrichtungen auch zur Herstellung mehrerer Fäden parallel nebeneinander eingesetzt werden. Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung weist eine Spinneinrichtung 1, eine Abkühleinrichtung 5, eine Verstreckeinrichtung 11, eine Texturiereinrichtung 15, eine Nachbehandlungseinrichtung 20 sowie eine Aufwickeleinrichtung 24 auf, die zu einem Fadenlauf hintereinander angeordnet sind. Die Spinneinrichtung 1 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Spinnkopf 2 dargestellt. Der Spinnkopf 2 ist beheizt ausgeführt, um die zur Führung und Verteilung einer Polymerschmelze verwendeten Aggregate und Leitungen zu temperieren. So weist der Spinnkopf 2 an seiner Unterseite eine Spinndüse 3 auf, die mit einer hier nicht dargestellten Spinnpumpe gekoppelt ist. Die Spinndüse 3 trägt an ihrer Unterseite eine Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen, durch welche eine Vielzahl von Filamenten extru- diert wrid. Derartige Spinndüsen sind hinlänglich bekannt und insoweit hier nicht näher beschrieben. Die von einem hier nicht dargestellten Extruder zugeführte Polymerschmelze wird dem Spinnkopf 2 über einen Schmelzezulauf 4 zugeführt.

Bei der Herstellung mehrerer Fäden parallel nebeneinander trägt der Spinnkopf 2, der in der Fachwelt auch als Spinnbalken bezeichnet wird, mehrere Spinndüsen nebeneinander.

Unterhalb der Spinneinrichtung 1 ist eine Abkühleinrichtung 5 vorgesehen, die einen Kühlschacht 6 zur Aufnahme frisch extrudierter Filamente bildet, wobei dem Kühlschacht 6 ein Blasmittel 7 zur Erzeugung eines Kühlluft- Stromes zugeordnet ist. Die Kühlluft kann hierbei von außen nach innen durch eine Querstromanblasung oder eine Radialanblasung erfolgen. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, einen Kühlluftstrom radial von innen nach außen durch das Filamentbündel zu leiten. Die durch die Spinndüsen 3 erzeugten Filamente 8 werden nach der Abkühlung zu einem Filamentbündel 10 zusammengeführt. Hierzu ist unterhalb der Abkühleinrichtung 5 eine Präparationseinrichtung 9 vorgesehen. Die Präparation seinrichtung 9 weist üblicherweise einen Sammelf adenführer sowie ein Benetzungsmittel auf. Als Benetzungsmittel können Präparationsstifte oder Präparationswalzen verwendet werden.

Der Präparationseinrichtung 9 folgt im Fadenlauf eine Verstreckeinrichtung 11, die in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Abzugsgalettenduo 12 mit zwei beheizten Galetten 12.1 und 12.2 sowie einem Streckgalettenduo 14 mit den beheizten Galetten 14.1 und 14.2 gebildet ist. Die beheizten Galetten 12.1 und 12.2 sowie 14.1 und 14.2 sind jeweils in einer Galettenbox 13 angeordnet. Grundsätzlich besteht dabei die Möglichkeit, dass die Galet- tenduos 12 und 14 in separaten Galettenboxen oder in einer gemeinsamen Galettenbox angeordnet sind.

Im weiteren Fadenverlauf ist zwischen der Verstreckeinrichtung 11 und der Texturiereinrichtung 15 eine Hilfsgalette 26 angeordnet. Die Hilfsgalette 26 weist einen drehbar gelagerten Galettenmantel 27 auf, der über einen Elektromotor 31 angetrieben ist. Der Elektromotor 31 ist als bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC-Motor oder PMSM-Motor) ausgeführt, so dass die Umfangsgeschwindigkeit des Galettenmantels 27 der Hilfsgalette 26 unmittelbar über die Elektronik des BLDC-Motors 31 gesteuert und geregelt werden kann. Die Hilfsgalette 26 ist im Fadenlauf zwischen der Streckgalette 14.1 und der Texturiereinrichtung 15 derart angeordnet, dass ein von der Streckgalette 14.1 ablaufendes Filamentbündel mit einer einfachen Teilumschlin- gung am Umfang des Galettenmantels 27 der Hilfsgalette 26 führbar ist. Die Hilfsgalette 26 ist im kurzen Abstand oberhalb der Texturiereinrichtung 15 angeordnet.

Die Texturiereinrichtung 15 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Förderdüse 16 und eine auf der Auslassseite der Förderdüse 16 angeordnete Stauchkammer 17 gebildet, die mit einer nachgeordneten Kühltrommel 19 zusammenwirkt. Die Förderdüse 16 ist mit einer Druckluftquelle gekoppelt, um das Filamentbündel 10 mittels eines Luftstromes in die Stauchkammer 17 zu fördern und zu einem Fadenstopfen zu komprimieren. Der Luftstrom zur Förderung des Filamentbündels ist vorzugsweise erwärmt. Der Fadenstopfen 18 wird am Umfang der Kühltrommel 19 durch eine Kühlluft gekühlt.

Der Texturiereinrichtung 15 ist eine Nachbehandlungseinrichtung 20 nach- geordnet, die einerseits den Fadenstopfen 18 durch Abzug eines gekräuselten Fadens am Umfang der Kühltrommel 19 auflöst und andererseits eine Verwirbelung des Fadens zur Erhöhung des Fadenschlusses vornimmt. Hierzu ist eine Verwirbelung sdüse 22 zwischen zwei Führungsgalettenein- heiten 23.1 und 23.2 angeordnet. Jede der Führung sgaletteneinheiten 23.1 und 23.2 weist eine Galette und eine Beilaufrolle auf.

Am Ende wird der gekräuselte Faden 21 mittels der Aufwickeleinrichtung 24 zu einer Spule 25 aufgewickelt. Hierzu weist die Aufwickeleinrichtung 24 einen Spulrevolver 28 mit zwei auskragenden Spulspindeln 29.1 und 29.2 auf. Die Spulspindeln werden nacheinander in einem Wickelbereich und einem Wechselbereich geführt, um den gekräuselten Faden kontinuierlich zu Spulen aufzuwickeln. Derartige Aufwickeleinrichtungen sind allge- mein bekannt, so dass hierzu keine weitere Beschreibung an dieser Stelle erfolgt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schmelz spinn vor- richtung wird beispielsweise über einen Extruder ein Granulat eines thermoplastischen Polymermaterials beispielsweise ein Polyester aufgeschmolzen und über den Schmelzezulauf 4 dem Spinnkopf 2 zugeführt. Innerhalb des Spinnkopfes 2 wird die Schmelze mit einer Spinnpumpe zur Spinndüse 3 unter Druck gefördert, so dass an der Unterseite der Spinndüse 3 aus den Düsenöffnungen der Düsenplatte eine Vielzahl von Fialmenten 8 austreten. Die frisch extrudierten Filamente 8 werden innerhalb der Abkühleinrichtung 5 mit einem Kühlluftstrom gekühlt und am Ende zu einem Filamentbündel 10 zusammengeführt. Hierzu werden die Filamente 8 mit einem Präparation sfluid vorzugsweise einer Öl- Wasser-Emulsion benetzt. Das Fialmentbündel 10 wird durch das Abzugsgalettenduo 12 aus der Spinneinrichtung 1 abgezogen. Die beheizten Galetten 12.1 und 12.2 weisen an ihren Galettenmänteln eine Oberflächentemperatur im Bereich von 90°C bis 100°C auf. Dabei wird das Filamentbündel 10 mit vorzugsweise 10 - 15 Umschlingungen an dem Abzugsgalettenduo 12 geführt. Hierdurch wird das Fadenmaterial der Filamente auf eine zum Verstecken geeignete Temperatur erwärmt.

Zum Verstecken der Filamente 10 wird das Streckgalettenduo 14 gegenüber dem Abzugsgalettenduo 12 mit einer höheren Geschwindigkeit ange- trieben, so dass das Filamentbündel 10 in der Fadenstrecke zwischen dem Abzugsgalettenduo 12 und dem Streckgalettenduo 13 verstreckt wird. Je nach Polymertyp weisen die Galettenmäntel der Galetten 14.1 und 14.2 eine Oberflächentemperatur im Bereich von 120°C bis 210°C auf. Die Oberflä- chentemperatur der Galettenmäntel der Galetten 14.1 und 14.2 stellt gleichzeitig eine Relaxationstemperatur dar, mit welcher das Fadenmaterial der Filamente innerhalb des Filamentbündels 10 erwärmt und relaxiert wird. Das Filamentbündel 10 wird hierzu ebenfalls vorzugsweise mit insgesamt 8 bis 12 Umschlingungen an dem Galettenduo 14 geführt. Die Anzahl der Umschlingungen an dem Galettenduo 12 und 14 bestimmt dabei die Verweilzeit zur Erwärmung bzw. zur Entspannung der Filamente.

Nach dem Verstecken wird das Filamentbündel 10 durch die Hilfsgalette 26 aus der Verstreckeinrichtung 11 abgezogen und der Förderdüse 16 zugeführt. Um einerseits gegenüber der Förderdüse 16 geringe Fadenzugkräfte zu erzeugen und andererseits mögliche Wärmeverluste beim Übergang von dem Galettenduo 14 zur Förderdüse 16 zu vermeiden, ist da Filamentbündel 10 mit einfacher Umschlingung an dem Galettenmäntel 27 der Hilfsgalette 26 geführt. Dabei wird die Hilfsgalette 26 mit einem kurzen Abstand zur Förderdüse 16 gehalten.

Zur weiteren Erläuterung der Funktion der Hilfsgalette 26 wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Hilfsgalette 26 in unmittelbarer Nähe einer Förderdüse 16 zeigt, wie sie beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 einsetzbar wäre.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Vorrichtungsteile der Hilfsgalette 26 und der Förderdüse 16 identisch zu dem Ausfüh- rungsbeispiel nach Fig. 1 ausgeführt, so dass an dieser Stelle Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird und nur die Unterschiede erläutert werden. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Hilfsgalette 26 im Innern des Galettenmantels 27 ein Heizmittel 33 auf. Das Heizmittel 33 kann beispielsweise durch eine Induktionsspule gebildet sein, die in das Innere eines hohlzylindrischen Galettenmantels 27 gehalten ist. Die Induk- tionsspule könnte dabei sowohl an einem Galettenträger als auch an einem äußeren Träger, beispielsweis an einer Tür einer Galettenbox angeordnet sein.

Die Hilfsgalette 26 weist am Galettenmantel 27 einen Außendurchmesser auf, der in Fig. 2 mit dem Kennbuchstaben D gekennzeichnet ist. Der Außendurchmesser des Galettenmantels 27 weist eine Größe auf, die im Bereich von 60 mm bis 100 mm liegt. Damit lassen sich die zum Abziehen eines Filamentbündels erforderlichen Mindestfadenzugkräfte bei herkömmlichen Galettenoberflächen realisieren. So ist zur Entlastung der Texturier- düse eine Mindestzugkraft durch die Hilfsgalette 26 erzeugbar, die im Bereich von >150 cN liegt.

Die freie Fadenlänge, die das Filamentbündel 10 vom Ablauf des Galettenmantels 27 bis hin zu einem Fadeneinlass 32 der Förderdüse 16 durchläuft, ist in Fig. 2 mit dem Kennbuchstaben A gekennzeichnet. Der Abstand zwischen der Hilfsgalette 26 und der Förderdüse 16 ist derart bemessen, dass das Filamentbündel 10 eine freie Fadenlänge im Bereich von 50 mm bis max. 200 mm durchläuft. Damit können die Umgebungseinflüsse auf das Filamentbündel 10 beim Übergang zwischen der Verstreckeinrichtung 11 und der Texturiereinrichtung 15 minimiert werden. Durch die vorgeordnete Hilfsgalette 26 lässt sich das Filamentbündel 10 spannungsarm der Förderdüse 16 zuführen, so dass diese keine wesentlichen Fadenzugkräfte zum Einzug des Filamentbündels 10 erzeugen muss. Zum Komprimieren wird das Filamentbündel 10 durch die Förderdüse 16 in die Stauchkammer 16 mittels eines heißen Luftstromes gefördert und zu einem Fadenstopfen aufgestaut. Die Förderung des Filamentbündels kann alternativ je nach Verfahrensvariante auch mit einem Kaltluftstrom erfolgen.

Wie aus der Darstellung von Fig. 1 hervorgeht, wird der durch die komprimierten Filamente des Filamentbündels 10 gebildete Fadenstopfen 18 aus der Stauchkammer 17 gefördert und am Umfang der Kühltrommel 19 abgekühlt. Die Auflösung des Fadenstopfens 18 zu dem gekräuselten Faden 21 erfolgt durch die Nachbehandlungseinrichtung 20, die eine erste Führungs- galetteneinheit 23.1 aufweist. Im weiteren Verlauf wird der gekräuselte Faden 21 in der Verwirbelungsdüse 22 verwirbelt und anschließend über die zweite Führungsgaletteneinheit 23.2 zur Aufwickeleinrichtung 24 geführt. In der Aufwickeleinrichtung 24 wird der gekräuselte Faden 21 zu der Spule 25 gewickelt.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Schmelzspinnverfahren sowie die erfindungsgemäße Schmelz spinn Vorrichtung am Beispiel des Fadenlaufs eines gekräuselten Fadens dargestellt, der aus einem Filamentbündel erzeugt wird. Derartige gekräuselte Fäden werden bevorzugt als einfarbige Fäden hergestellt. Zur Erzeugung von mehrfarbigen Fäden, die bevorzugt für die Herstellung von Teppichen verwendet werden, wird der gekräuselte Faden aus mehreren farbigen Filamentbündeln erzeugt. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung weist die Spinneinrichtung 1 einen Spinnkopf 2 auf, an dessen Unterseite drei Spinndüsen nebeneinander ge- halten sind. Jede der Spinndüsen 3.1, 3.2 und 3.3 ist mit einer separaten Spinnpumpe verbunden, die über die Schmelzezuläufe 4.1, 4.2 und 4.3 mit jeweils separaten Extrudern gekoppelt sind. So lässt sich aus der Spinndüse 3.1, 3.2 und 3.3 unterschiedlich gefärbte Polymer schmelzen zu einer Schar von Filamenten extrudieren. Die Filamente 8 werden gemeinsam durch ei- nen Kühlschacht 6 der Abkühleinrichtung 5 geführt und mittels eines Kühlluftstromes abgekühlt. Der Kühlluftstrom wird hierbei durch ein Blasmittel 7 vorzugsweise eine Querstromanblasung erzeugt. Unterhalb der Abkühleinrichtung 5 ist eine Präparationseinrichtung 9 vorgesehen, die zu jeder Spinndüse 3.1 bis 3.2 jeweils ein Benetzungsmittel aufweist, um die durch eine der Spinndüsen extrudierten Filamente 8 zu einem Filamentbündel zusammenzuführen. Die Schar der Filamente 8 wird zu insgesamt drei Fila- mentbündeln 10.1, 10.2 und 10.3 zusammengeführt. Die Filamentbündel 10.1, 10.2, und 10.3 werden durch separate Spinngaletteneinheiten 30.1, 30.2 und 30.3 aus der Spinneinrichtung 1 abgezogen und zu einer nachfol- genden Verstreckeinrichtung 11 geführt. Die Spinngaletteneinheiten 30.1 ,

30.2 und 30.3 weisen jeweils eine Galette und eine Beilaufrolle auf.

In der Verstreckeinrichtung 11 werden die Filamentebündel 10.1, 10.2 und

10.3 parallel nebeneinander geführt und gemeinsam verstreckt. Hierzu weist die Verstreckeinrichtung 11 ein Abzugsgalettenduo 12 und ein

Streckgalettenduo 14 auf. Das Abzugsgalettenduo 12 ist in diesem Fall durch eine beheizte Galette 12.1 und eine Beilaufrolle 12.3 gebildet. Das Streckgalettenduo 14 weist die beheizten Galetten 14.1 und 14.2 auf. Unterhalb des Streckgalettenduos 14 ist die Hilfsgalette 26 angeordnet. Die Hilfsgalette 26 und das Streckgalettenduo 14 sind gemeinsam in einer Ga- lettenbox 13 angeordnet. Die Hilfsgalette 26, die im Durchmesser wesent- lieh kleiner als die Streckgalette 14.1 und 14.2 ausgebildet ist, weist ebenfalls einen beheizten Galettenmantel 27 auf. Im Gegensatz zu den Streckga- letten 14.1 und 14.2 wird die Hilfsgalette 26 am Galettenmantel 27 nur einfach von den Filamentbündeln 10.1, 10.2 und 10.3 umschlungen. Die nachfolgende Texturiereinrichtung 15 sowie die Nachbehandlungseinrichtung 20 und die Aufwickeleinrichtung 24 sind identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ausgeführt, so dass auch an dieser Stelle auf die vorgenannte Beschreibung Bezug genommen wird. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung werden die Filamentbündel 10.1, 10.2 und 10.3 gemeinsam parallel nebeneinander an den Galetten der Verstreckeinrichtung 11 und der Hilfsgalette 26 geführt. Zur Texturierung werden die Filamentbündel 10.1 bis 10.3 gemeinsam durch die Förderdüse 16 zu einem Fadenstopfen 18 komprimiert. Der Fadenstopfen 18 wird so aus unterschiedlich farbigen Filamentbündeln erzeugt und nach der Abkühlung zu den gekräuselten mehrfarbigen Faden aufgelöst. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die unterschiedlich farbigen Filamentbündel 10.1 bis 10.3 separat zu jeweils einem separaten Fadenstopfen zu kompri- mieren und zu mehreren gekräuselten Fäden aufzulösen, die anschließend in der Nachbehandlungseinrichtung 20 mit Hilfe der Verwirbelungsdüse 22 zu einem Verbundfaden kombiniert werden. Unabhängig von dem Texturierverfahren werden die Filamentbündel 10.1 bis 10.3 gemeinsam von der Hilfsgalette 26 aus der Verstreckeinrichtung 11 abgezogen und möglichst spannungsarm der Förderdüse 16 zugeführt. Das erfindungsgemäße Schmelzspinnverfahren sowie die erfindungsgemäße Schmelz spinn Vorrichtung erstrecken sich somit auf gekräuselte Monoco- lorfäden als auch auf gekräuselte Multicolorfäden. Wesentlich hierbei ist, dass die Filamentbündel möglichst spannungsarm der Texturiereinrichtung 11 zugeführt werden, um den Komprimiervorgang mittels der Heißluft kon- trolliert und justierbar durchführen zu können.

Bezugszeichenliste

1 Spinneinrichtung

2 Spinnkopf

3, 3.1, 3.2, 3.3 Spinndüse

4, 4.1, 4.2, 4.3 Schmelzezulauf

5 Abkühleinrichtung

6 Kühlschacht

7 Blasmittel

8 Filament

9 Präparation seinrichtung

10, 10.1, 10.2, 10.3 Filamentbündel

11 Verstreckeinrichtung

12 Abzugsgalettenduo

12.1, 12.2 beheizte Galetten

13 Galettenbox

14 Streckgalettenduo

14.1, 14.2 beheizte Galetten

15 Kräuseleinrichtung

16 Förderdüse

17 Stauchkammer

18 Fadenstopfen

19 Kühltrommel

20 Nachbehandlungseinrichtung

21 gekräuselter Faden

22 Verwirbelungsdüse

23.1, 23.2 Führungsgaletten

24 Aufwickeleinrichtung

25 Spule

26 Hilfsgalette

27 Galettenmantel

28 Spulrevolver 29.1, 29.2 Spulspindel

30.1, 30.2, 30.3 Spinngaletteneinheit

31 BLDC-Motor

32 Fadeneinlass 5 33 Heizmittel

Claims

Patentansprüche

1. Schmelz spinn verfahren zur Herstellung eines gekräuselten Fadens, bei welchem durch Spinnen mehrerer Filamente zumindest ein Filament- bündel aus einem thermoplastischen Polymer erzeugt wird, bei welchem das Filamentbündel nach einer Abkühlung durch mehrere beheizte Ga- letten warm verstreckt wird, bei welcher das Filamentbündel mittels eines temperierten Luftstroms einer Förderdüse gefördert und in einer Stauchkammer zu einem Fadenstopfen komprimiert wird und bei wel- chem der Fadenstopfen zu einem gekräuselte Faden aufgelöst und zu einer Spule aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das verstreckte Filamentbündel durch eine angetriebenen Hilfsgalette der Förderdüse zugeführt wird, wobei das Filamentbündel einen Galettenmantel der Hilfsgalette mit einer Teilumschlingung kontaktiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das verstreckten Filamentbündel mit einer durch die Hilfsgalette erzeugten Mindestzugkraft von >150 cN geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filamentbündel wird zwischen der Hilfsgalette und der Förderdüse mit einer freien Fadenlänge im Bereich von 50 mm bis 200 mm geführt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filamentbündel am Umfang eines erwärmten Galettenmantel der Hilfsgalette geführt wird. Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens mit einer Schmelz spinneinrichtung (1), mit einer Abkühleinrichtung (5), mit einer Verstreckeinrichtung (11), mit einer Texturiereinrichtung (15), die eine Förderdüse (16) und eine Stauchkammer (17) aufweist, und mit einer Aufwickeleinrichtung (24), wobei die Verstreckeinrichtung (11) ein Abzugsgalettenduo (12) und ein Streckgalettenduo (14) mit beheizten Galetten (12.1, 12.2, 14.1, 14.2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine angetrieben Hilfsgalette (26) zwischen der Verstreckeinrichtung (11) und der Texturiereinrichtung (15) angeordnet ist, die der Förderdüse (16) im kurzen Abstand vorgeordnet ist und die einen Galettenmantel (27) zur Führung zumindest eines Fadens (10) mit einfacher Teilumschlingung aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Galettenmantel (27) der Hilfsgalette (26) einen Außendurchmesser (D) im Bereich von 60 mm bis 100 mm aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Hilfsgalette (26) und einem Einlass (32) der Förderdüse (16) derart gewählt ist, dass das Filamentbündel (10) in einer freien Fadenlänge (A) im Bereich von 50mm bis 200mm führbar ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizmittel (33) zur kontaktlosen Erwärmung des Galet- tenmantels (27) der Hilfsgalette (26) zugeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsgalette (26) zum Antrieb des Galettenmantels (27) einen bürstenlosen Gleichstrommotor (31) aufweist.