EP3765660A1

EP3765660A1 - Vorrichtung zur einspeisung von flüssiger farbe in einen schmelzestrom schmelzeflüssigen polymers

Info

Publication number: EP3765660A1
Application number: EP19710676.8A
Authority: EP
Inventors: Dietrich Witzler; Arkardiusz Tomzik; Heike JUNGBLUTH; Uwe WENDE; Joachim Fries; Ulrich Helbing; Michael Schröder
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2021-01-20
Also published as: WO2019175142A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einspeisung von flüssiger Farbe und/oder flüssigem Additiv in einen Schmelzestrom schmelzeflüssigen Polymers. Dazu dient eine Einspeiselanze, welche zur Zufuhr der flüssigen Farbe und/oder des flüssigen Additivs einen Farbkanal aufweist, wobei ein Auslass des Farbkanals als Farbdüse ausgestaltet ist. Problematisch bei solchen Vorrichtungen ist der Wechsel zwischen z.B. verschiedenen Farben bzw. farbloser Produktion. Bei diesen Wechselvorgängen wird Ausschuss produziert. Besondern schnell und reibungslos erfolgt ein solcher Farbwechsel erfindungsgemäß dadurch, dass die Farbdüse von außen verschließbar ist, so dass der Zustrom der flüssigen Farbe und/oder des flüssigen Additivs in den Schmelzestrom unterbrochen wird.

Description

Vorrichtung zur Einspeisung von flüssiger Farbe in einen Schmelzestrom schmelzeflüssigen Polymers

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einspeisung von flüssiger Farbe in einen Schmelzestrom schmelzeflüssigen Polymers gemäß dem Oberbe- griff des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist zum Beispiel aus der EP 1054083 Al bekannt. Hier ist eine Einspeiselanze gezeigt, mittels welcher flüssige Farbe einem Schmelzestrom zuführbar ist. Eingesetzt wird diese Einspeiselanze in einer Schmelzspinnvorrichtung für synthetische Polymere, mittels welcher Fäden herstellbar sind. Dabei wird ein Polymer wie z.B. ein Polyester oder ein Polyamid mittels eines Extruders aufgeschmolzen und einem Spinnbal- ken zugeführt. Dieser Spinnbalken weist mehrere Spinndüsen auf, welche eine Vielzahl von Düsenbohrungen aufweisen, durch welche das Polymer extrudiert wird. Aus jeder Düsenbohrung wird ein Filament extrudiert, aus mehreren Filamenten wird im nachfolgenden Prozess ein Faden gebildet. In üblichen Schmelzspinnvorrichtungen werden die Fäden verschiedenen Be- handlungsschritten unterzogen um abschließend zu Spulen aufgewickelt zu werden. Die Einspeiselanze ist in einem Schmelzekanal angeordnet, mittels welchem der Extruder mit einer der Spinndüsen verbunden ist. Die Einspei- selanze ist dabei unmittelbar vor der Spinndüse angeordnet, so dass der Weg zwischen Einspeiselanze und Spinndüse möglichst kurz ist. Eine aus- reichende Durchmischung wird mittels eines statischen Mischers sicherge- stellt.

Die Einspeiselanze ragt in den Schmelzekanal hinein. Sie weist einen Farb- kanal auf, durch welchen die flüssige Farbe zuströmt. Der Farbkanal endet in mehreren Farbdüsen, durch welche die flüssige Farbe die Einspeiselanze verlässt, um in einen ersten Kontakt mit dem flüssigen Polymer zu kom- men. Der Farbkanal ist somit während des Betriebs der Schmelzspinnvor- richtung von heißem Polymer umgeben und lediglich durch die Wand der Einspeiselanze von diesem heißen Polymer getrennt. Weiterhin ist inner- halb des Farbkanals nahe dem Einlass ein Rückschlagventil angeordnet. Ein Großteil des Farbkanals befindet sich so stromabwärts des Rückschlagven- tils. Die flüssige Farbe besteht üblicherweise aus einer Trägerflüssigkeit, welche mit Farbpartikeln und/oder Farbstoffen und unter Elmständen weite - ren Additiven versetzt ist.

Es ergibt sich ein Problem, wenn die Schmelzspinnvorrichtung ohne Farb- zufuhr betrieben werden soll. Dies kann zur Herstellung ungefärbter Fäden notwendig sein, eine Elnterbrechung der Farbzufuhr tritt aber auch zumin- dest kurzzeitig auf, wenn zwischen zwei verschiedenen Farben gewechselt wird. Im Farbkanal steht dann ein Rest Farbe, der hoher Temperatur ausge- setzt ist und sich abbaut. Die Gefahr, dass sich der Farbkanal dabei zusetzt ist sehr hoch, so dass eine erneute Farbzufuhr nicht möglich ist. Weiterhin könnte sich diese eventuell abgebaute Farbe ungewollt lösen und in den Schmelzestrom gelangen. Das kann zu Problemen wie verstopften Spinndü- sen oder abgerissenen Filamenten führen. Zusätzlich kann flüssiges Poly- mer in den Farbkanal der Einspeiselanze eindringen und dort ebenfalls zu Verstopfungen führen. Um die Vorrichtung ohne Farbzufuhr zu betreiben ist somit ein Ausbau der Einspeiselanze anzuraten.

Weiterhin gibt es einige Probleme bei einem Farbwechsel. Die nicht mehr gewollte Farbe muss über den Prozessweg ausgespült werden, was mit einer Produktion von Ausschuss einhergeht. Das geschieht mit einem Spülfluid, welches demnach mit der Schmelzspinnvorrichtung verarbeitbar sein muss.

Die genannten Probleme des Standes der Technik bestehen auch dann, wenn anstelle flüssiger Farbe andere flüssige Additive, mit der Einspeisel- anze zugeführt werden. Andere flüssige Additive sind z.B. Ethylenglykol zur Reduzierung der Schmelzeviskosität, Flammschutzhemmer, UV- Stabilisatoren oder Reinigungsflüssigkeiten für Schmelzeleitungen. Insofern können mittels der Farbdüse und des Farbkanals selbstverständlich auch andere flüssige Additive dem Schmelzestrom zugeführt werden.

Was im Folgenden für flüssige Farbe ausgeführt ist, gilt sinngemäß auch für andere flüssige Additive.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung bereit- zustellen, mittels welcher ein störungsfreier Betrieb auch ohne Zufuhr von flüssiger Farbe möglich ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Zeit für einen Farbwechsel weiter zu verkürzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem eine Farbdüse von au- ßen verschließbar ist, so dass der Zustrom von flüssiger Farbe in einen Schmelzestrom unterbrochen wird.

So kann die Farbzufuhr schnell und sicher unterbrochen werden. Das er- möglicht einen Betrieb einer übergeordneten Extrusions- oder Schmelz- spinneinrichtung ohne Farbzufuhr. In solch einer Extrusions- oder Schmelz- spinneinrichtung sollen verschiedene Produkte herstellbar sein, z.B. ver- schiedenfarbige Fäden. Je nach Weiterverarbeitung sind aber auch unge- färbte Fäden gefragt, welche erst im fertigen Zustand oder auch gar nicht in ihrer Farbe geändert werden sollen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung führt somit zu einer größtmöglichen Flexibilität der Anlage in Bezug auf die Einfärbung eines Schmelzestroms der Extrusions- oder Schmelzspin- neinrichtung und somit der Farbe der herzustellenden Produkte. Durch den Verschluss der Farbdüse von außen wird verhindert, dass Schmelze über die Farbdüse in einen Farbkanal einer Einspeiselanze ein- strömen kann. Verstopfungen der Einspeiselanze durch zu verarbeitendes Polymer treten somit nicht auf. Zusätzlich ermöglicht der Verschluss der Farbdüse einen schnellen Wechsel zwischen zwei verschiedenen Farben, weil ein ungewolltes und unkontrol- liertes Ausströmen von flüssiger Farbe durch den Verschluss von außen effektiv unterbunden wird. Weiterhin ermöglicht der Verschluss von außen eine Reinigung der Ein- speiselanze während des Betriebs der Extrusions- oder Schmelzspinnein- richtung ohne dass dieser negativ beeinflusst wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Einspeiselanze beweglich in einer Richtung senkrecht zum Schmelzestrom gehalten. So kann eine optimale Position der Einspeisung der flüssigen Farbe in den Schmelzestrom eingestellt werden, welche je nach Prozessbedingungen un- terschiedlich sein kann. So ist eine optimale Durchmischung zwischen der flüssigen Farbe und dem Schmelzestrom erreichbar. Mit der Bewegungs- richtung der Einspeiselanze senkrecht zum Schmelzestrom ist gemeint, dass ein wesentlicher Anteil der Bewegungsrichtung senkrecht zum Schmelzes- trom ist, was nicht ausschließt, dass auch ein Anteil der Bewegungsrichtung parallel zum Schmelzestrom vorhanden ist. Die Einspeiselanze könnte also auch in einem Winkel zur Strömungsrichtung des Schmelzestroms zwi- schen verschiedenen Positionen hin- und herführbar sein.

Diese Beweglichkeit der Einspeiselanze ermöglicht es weiterhin, diese aus dem Schmelzestrom herauszuführen. Dies kann entweder komplett gesche- hen, so dass eine Beeinflussung des Schmelzestroms durch die Einspeisel- anze ganz vermieden wird, oder es geschieht zumindest teilweise, so dass insbesondere ein Farbkanal der Einspeiselanze aus dem Schmelzestrom herausführbar ist. So kann vermieden werden, dass die in der Einspeiselan- ze vorhandene flüssige Farbe der Temperatur des Schmelzestroms ausge- setzt ist, was insbesondere bei einer Unterbrechung der Farbzufuhr, wenn diese längere Zeit im Farbkanal der Einspeiselanze verweilt, zu einem thermischen Abbau der flüssigen Farbe führen könnte. Solch thermisch zer- setzte flüssige Farbe würde den erneut gestarteten Prozess stören, eventuell sogar komplett unterbrechen und zu Fehlern im Endprodukt führen, so dass dieses unter Umständen nicht mehr verwendbar ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Achse der Farbdüse parallel zur Strömungsrichtung des Polymers ausgerichtet. Dies ermöglicht es, die Farbdüse mittels einer Führung der Einspeiselanze zu verschließen, indem die Farbdüse in einen Bereich einer solchen Führung gebracht wird. Dies ist eine besonders einfache Möglichkeit die Farbdüse zu verschließen bei welcher keine zusätzlichen Bauteile notwendig sind. Vorzugsweise weist ein Gehäuse eine Ventilbohrung zur Führung der Ein- speiselanze auf. In dem Gehäuse ist weiterhin der Schmelzekanal angeord- net. Teil der Ventilbohrung ist ein Ventilsitz, welcher dazu dient eine Ein- speiseposition der Einspeiselanze zu definieren. Dieser Ventilsitz könnte zum Beispiel eine Aussparung in der Ventilbohrung sein, an welcher ein Vorsprung der Einspeiselanze gelagert wird. So kann immer ein und diesel- be Position der Farbeinspeisung in den Schmelzestrom eingestellt werden, was für die Reproduzierbarkeit der Produkteigenschaften eine wichtige Be- deutung hat. Diese Position wird so ausgewählt, dass eine gute Durchmi- schung der flüssigen Farbe mit der Polymerschmelze erreichbar ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in dem Gehäuse weiterhin eine Spülkammer mit angrenzendem Spülkanal ange- ordnet. Die Einspeiselanze ist zwischen der Einspeiseposition und einer Spülposition, in welcher sich die Farbdüse der Einspeiselanze in der Spül- kammer befindet, hin- und her führbar. In der Spülposition kann die Ein- speiselanze gesäubert werden. Dazu wird ein Spülfluid durch den Farbkanal der Einspeiselanze gepumpt und durch den Spülkanal wieder abgeführt, ohne dass ein solches Spülfluid mit dem Schmelzestrom, aus welchem das Endprodukt hergestellt werden soll, in Kontakt kommt. Die Farbwechsel- zeiten können mithilfe dieser Spülkammer deutlich verringert werden. Die Zeit, welche benötigt wird um das Spülfluid durch die gesamte Anlage zu befördern, wird eingespart, zusätzlich zu dem Vorteil, dass ein solches Spülfluid unter Umständen den Prozess stören oder sogar zum Erliegen bringen könnte. Insofern können Spülfluide konkret in Bezug auf deren Aufgabe zur Reinigung der Einspeiselanze ausgewählt werden, ohne dass auf deren Verarbeitbarkeit in einer Schmelzspinnanlage geachtet werden muss. Somit wird eine effizientere Reinigung möglich, was sich zusätzlich positiv auf die benötigte Zeit zur Reinigung auswirkt. Die Farbreste werden komplett aus der Einspeiselanze entfernt, so dass diese nicht zu einer Ver- stopfung der Einspeiselanze führen, wie es ohne Spülen passieren könnte.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Einspeiselanze zumindest zweiteilig ausgeführt. Sie weist dabei einen Ventilkörper und einen Ventilkopf auf. Die Einspeiselanze ist somit als Ventil ausgeführt, so dass ohne weitere Bauteile die Farbdüse der Einspeiselanze mit der Ein- speiselanze selbst verschließbar ist. So ist ein Verschließen der Farbdüse möglich, egal an welcher Position sich die Einspeiselanze gerade befindet. Die Farbdüse kann somit sowohl im Schmelzekanal wie auch in der Spül- kammer geöffnet und wieder geschlossen werden. Weiterhin erfolgt das Öffnen und Schließen der Farbdüse sehr definiert und in einer kurzen Zeit. Dies wirkt positiv auf die Prozessübergänge aus. Diese Übergänge beinhal- ten den Start und das Beenden einer Farbzufuhr in den Schmelze ström, wie auch das Starten und Beenden des Spülvorgangs, bei welchem sich die Ein- speiselanze in der Spülposition befindet. Die weiteren Ausführungsvarianten beziehen sich auf die Konstmktion der Einspeiselanze als Ventil und führen zu einer besonders einfachen kosten- günstig herstellbaren und dennoch stabilen Einspeiselanze. Die Stabilität ist von besonderem Interesse, da im Schmelzestrom hohe Drücke herrschen und die flüssige Farbe folglich zusätzlich mit hohem Druck zugeführt wer- den muss.

Mittels der oben dargestellten Vorrichtungsmerkmale ist es möglich schnell zwischen der Zufuhr verschiedener flüssiger Farben in einen Schmelzes- trom zu wechseln oder deren Zufuhr schnell zu unterbrechen, insbesondere in einer Schmelzspinnanlage zur Produktion verschiedenfarbiger und farb- loser Fäden. Die erfmdungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand einiger Aus- führungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Es stellen dar:

Fig.l schematisch eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer geöffneten Einspei- selanze in einer Einspeiseposition

Fig.2 schematisch eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer geschlossenen Ein- speiselanze in der Einspeiseposition

Fig.3 schematisch eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der geschlossenen Ein- speiselanze in einer Spülposition

Fig.4 schematisch eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der geöffneten Einspeisel- anze in der Spülposition

Fig.5 schematisch eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbei- spiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig.6 schematisch eine Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer geöffneten Einspei- selanze in einer Einspeiseposition In den Figuren 1 - 4 ist schematisch eine Schnittansicht eines ersten Aus- führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Dabei ist in Fig. 1 eine geöffnete Einspeiselanze in einer Einspeiseposition, in Fig. 2 eine geschlossene Einspeiselanze in der Einspeiseposition, in Fig. 3 die ge- schlossene Einspeiselanze in einer Spülposition und in Fig. 4 die geöffnete Einspeiselanze in der Spülposition gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf alle vier Figuren, in welchen für gleiche Bauteile jeweils gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Ein Gehäuse 1 dient der Aufnahme eines Schmelzekanals 5 und einer Ein- speiselanze 8. Die Einspeiselanze 8 ist senkrecht zum Schmelzekanal 5 an- geordnet. Die Einspeiselanze 8 ist zweiteilig ausgeführt und besteht aus einem Ventilkörper 9 und einem Ventilkopf 12. Der Ventilkörper 9 wird in einer Ventilbohrung 2 und der Ventilkopf 12 in einer Ventilkopfbohrung 4 des Gehäuse 1 geführt. Die Ventilbohrung 2 und die Ventilkopfbohrung 4 weisen eine gemeinsame Achse auf und liegen auf gegenüberliegenden Sei- ten des Schmelzekanals 5. Um zu verhindern, dass bei Betrieb der Vorrich- tung Schmelze aus dem Schmelzekanal 5 in die Ventilbohrung 2 und die Ventilkopfbohrung 4 gelangt, sind im Gehäuse 1 angrenzend zum Schmel- zekanal 5 eine Dichtung 15.1 für den Ventilkörper 9 und eine Dichtung 15.2 für den Ventilkopf 12 angeordnet. Die Dichtung 15.1 dichtet somit zwischen Gehäuse 1 und Ventilkörper 9 und die Dichtung 15.2 zwischen Gehäuse 1 und Ventilkopf 12 ab. Der Ventilkörper 9 und der Ventilkopf 12 sind jeweils separat voneinander verschiebbar gehalten. So können Sie ge- geneinander oder gemeinsam in einer Richtung senkrecht zum Schmelze- kanal 5 verschoben werden. Dazu dienen hier nicht dargestellte handelsüb- liche Aktoren wie pneumatische Zylinder, welche von einer Steuereinrich- tung automatisch ansteuerbar sind. Die Ventilbohrung 2 weist weiterhin einen Ventilsitz 3 auf, welcher als Anschlag ausgeführt ist. In einem Be- reich vom Ventilsitz 3 zum Schmelzekanal 5 hin weist die Ventilbohrung 2 einen kleineren Durchmesser auf als im Bereich vom Ventilsitz 3 weg vom Schmelzekanal 5. Dieser Übergang zwischen dem großen und dem kleinen Durchmesser wird als Ventilsitz 3 bezeichnet. Der Ventilkörper 9 weist ebenfalls einen Abschnitt größeren Durchmessers und einen Abschnitt klei- neren Durchmessers auf, so dass die Bewegung des Ventilkörpers 9 zum Schmelzekanal 5 hin durch den Ventilsitz 3 begrenzt wird. Diese Position, in welcher der Ventilkörper 9 am Ventilsitz 3 anliegt wird Einspeisepositi- on genannt. Näheres dazu wird später beschrieben, wenn genauer auf die Funktion der Einspeiselanze 8 eingegangen wird.

Zwischen dem Schmelzekanal 5 und dem Ventilsitz 3 ist eine die Einspei- selanze 8 umschließende Spülkammer 6 im Gehäuse 1 angeordnet. Um ein Spülfluid durch diese Spülkammer 6 leiten zu können, durchdringt ein Spülkanal 7 das Gehäuse 1.

Die Einspeiselanze 8 weist einen Farbkanal 10 auf, durch welchen flüssige Farbe zuführbar ist. Der Farbkanal 10 endet in einer Farbdüse 11, durch welche die flüssige Farbe wieder aus der Einspeiselanze 8 ausströmen kann. Der Farbkanal 10 ist zum Teil in dem Ventilkörper 9 angeordnet, daran an- schließend bildet er sich weiterhin im Ventilkopf 12 aus. Die Farbdüse 11 befindet sich somit ebenfalls im Ventilkopf 12. Um einen ununterbrochenen Farbkanal 10 zu bilden, ragt der Ventilkopf 12 sowohl in der geöffneten, wie auch in der geschlossenen Stellung der Einspeiselanze 8 teilweise in den Ventilkörper 9 hinein. Der Farbkanal 10 reduziert sich so in seinem Durchmesser analog zur Wandstärke des in den Ventilkörper 9 hineinra- genden Teils des Ventilkopfes 12. Im Folgenden wird auf die Funktion der Vorrichtung bei deren Betrieb ein- gegangen. Durch den Schmelzekanal 5 fließt dabei eine Schmelze aus schmelzeflüssigem Polymer. Diese könnte zum Beispiel mittels eines Extruders oder einer Polykondensationsanlage bereitgestellt werden. Nach- dem die Schmelze die erfindungsgemäße Vorrichtung verlassen hat wird sie mittels eines Extrusionswerkzeuges extrudiert. Dieses Werkzeug kann ver- schiedenste Ausprägungen annehmen, zum Beispiel könnte es als Spinndü- se ausgeführt sein. Solche Spinndüsen weisen eine Vielzahl von Düsenboh- rungen auf, durch welche einzelne Filamente extrudierbar sind. In einem Folgeprozess können aus diesen Filamentbündeln Fäden hergestellt werden. Um solche Fäden oder andere Extrusionsprodukte komplett einzufärben, wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Schmelze eine Farbe zuge- führt. Diese Farbe liegt, um eine schnelle und gute Vermischung mit der Schmelze erreichen zu können ebenfalls in flüssiger Phase vor. Eine schnel- le Vermischung ist notwendig, da die erfindungsgemäße Vorrichtung übli- cherweise kurz vor dem Extrusionswerkzeug angeordnet ist. Die flüssige Farbe wird unter Druck der Einspeiselanze 8 zugeführt. Sie fließt durch den Farbkanal 10 hindurch und verlässt die Einspeiselanze 8 über die Farbdüse 11. Die Einspeiselanze 8 befindet sich dabei in der in Fig. 1 gezeigten Ein- speiseposition, in welcher sich die Farbdüse 11 im Schmelzekanal 5 befm- det. Weiterhin ist die Einspeiselanze 8 geöffnet, so dass die Durchströmung der Einspeiselanze 8 mit der flüssigen Farbe möglich ist. Die flüssige Farbe durchmischt sich mit dem Schmelzstrom nachdem sie die Einspeiselanze 8 verlassen hat, so dass dieser Schmelzestrom die gewünschte Farbe an- nimmt. Nach der Einspeisung angeordnete statische Mischer können diese Durchmischung weiter verbessern. Um die Farbzufuhr in den Schmelzestrom zu unterbrechen, wird die Ein- speiselanze 8 in eine geschlossene Position, wie in Fig.2 dargestellt, ge- bracht. Dazu werden der Ventilkörper 9 und der Ventilkopf 12 gegeneinan- der verschoben. In der hier dargestellten Version wird den Ventilkopf 12 weiter in den Ventilkörper 9 hineingeschoben, so dass zwei einander ge- genüberliegenden Dichtflächen 14 von Ventilkörper 9 und Ventilkopf 12 sich gegenseitig berühren. Die Farbdüse 11 wird in dieser Position durch die Wand des Ventilkörpers 9 verschlossen. Durch das Aufeinanderliegen der Dichtflächen 14 werden selbst geringe Mengen an flüssiger Farbe daran gehindert in den Schmelzestrom zu fließen. Durch dieses abrupte Schließen der Einspeiselanze 8 wird ein sehr schneller Farbwechsel, zwischen zwei verschiedenen Farben oder zu einer Produktion ohne Farbe möglich.

Um die Reste der nicht mehr gewünschten Farbe aus der Einspeiselanze 8 zu entfernen, ohne dass diese in den Schmelzestrom und somit das herzu- stellende Produkt gelangen, wird die Einspeiselanze 8 in eine in Fig.3 und 4 gezeigte Spülposition gebracht. Dazu dienen hier nicht gezeigte Aktoren, wie z.B. pneumatische Zylinder. In Fig. 3 ist die Einspeiselanze 8 noch ge- schlossen, um den Spülvorgang zu beginnen, wird die Einspeiselanze 8 wiederum durch ein Verschieben des Ventilkörpers 9 gegenüber dem Ven- tilkopf 12 geöffnet. Diese geöffnete Position der Einspeiselanze 8 in der Spülkammer 6 ist in Fig. 4 dargestellt. Nun wird eine Spülfluid der Einspei- selanze 8 unter Druck zugeführt und durch deren Farbkanal 10 geleitet. So wird die restliche Farbe entfernt. Ebenso können Verschmutzungen, wie zum Beispiel degradiertes Polymer entfernt werden. Letzteres verhindert, dass das Produkt verschmutzt, bzw. der Produktionsprozess durch Ver- schmutzungen gestört wird. Alleine der Umstand, dass der Schmelzekanal 5 der Einspeiselanze 8 aus dem Schmelzestrom herausgeführt wird, wenn keine Zufuhr flüssiger Farbe erfolgt, wirkt sich schon positiv auf solche Degrationen aus. Da die flüssige Farbe außerhalb des Schmelzestrom einer geringeren Temperatur ausgesetzt ist, erfolgt eine solche Degration wenn überhaupt deutlich langsamer.

Wie eine Umschaltung in der Zufuhr zwischen der flüssigen Farbe und dem Spülfluid erfolgt, ist für die hier gezeigte Erfindung nicht relevant und wird deswegen in den Figuren nicht gezeigt. Das Spülfluid verlässt den Farbka- nal 10 der Einspeiselanze 8 durch die Farbdüse 11 inklusive der oben be- schriebenen Reste der unerwünschten Farbe und eventueller Verschmut- zungen. Von der Farbdüse 11 strömt das Gemisch in die Spülkammer 6. Im weiteren Verlauf verlässt es die Spülkammer 6 durch den Spülkanal 7, um außerhalb des Gehäuses 1 der Einspeiselanze 8 fachgerecht entsorgt oder wiederaufbereitet zu werden.

Wenn der Spülvorgang abgeschlossen ist und nur noch Spülfluid die Farbdüse 11 verlässt, wird die Einspeiselanze 8 wieder verschlossen, so dass sie für eine neue Produktion eines andersfarbigen Produktes zur Ver- fügung steht. Wenn dies gewünscht wird, wird die Einspeiselanze 8 sukzes- sive zurück in die Einspeiseposition und in ihre geöffnete gebracht, um eine neue, andere flüssige Farbe in den Schmelzestrom einzubringen. Wenn eine Produktion ohne Zufuhr flüssiger Farbe erwünscht ist, verbleibt die Ein- speiselanze 8 in der Spülposition, um zu verhindern, dass das in der Ein- speiselanze 8 anstehende Polymer der hohen Temperatur des Schmelzes- troms ausgesetzt ist. Durch das Verschließen der Einspeiselanze 8 und durch deren Spülen au- ßerhalb des Schmelzekanals 5 sind besonders schnelle Farbwechsel mög- lich. In Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Schnittansicht gezeigt. Wenn möglich werden die gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel verwendet. Da das erste und das zweite Ausführungsbeispiel sich in weiten Teilen gleichen, wird im Folgenden insbesondere auf die Unterschiede eingegangen. Der Hauptunterschied liegt darin, dass die Einspeiselanze 8 im zweiten Ausführungsbeispiel nicht selbst als Ventil aus Ventilkörper 9 und Ventilkopf 12 ausgeführt ist. Somit entfällt die Ventilkopfbohrung 4. Fediglich die Ventilbohrung 2 ist eben- falls vorhanden, in welcher die Einspeiselanze 8 verschiebbar angeordnet ist. In Fig. 5 befindet sich die Einspeiselanze 8 in einer Einspeiseposition, mittels gestrichelter Linien sind zwei weitere, durch die axiale Verschie- bung der Einspeiselanze 8 mögliche Positionen dargestellt. Wie schon beim ersten Ausführungsbeispiel gibt es ebenfalls eine Spülposition, in welcher sich die Farbdüse 1 1 der Einspeiselanze 8 in der Spülkammer 6 befindet. In einer weiteren zusätzlichen Position befindet sich die Farbdüse 11 im Be- reich des Gehäuses 1. Diese Position befindet sich zwischen der Einspeise- position und der Spülposition. In dieser Zwischenposition ist die Farbdüse 11 durch das Gehäuse 1 verschlossen, so dass die Farbzufuhr in den Schmelzestrom unterbrochen bzw. nicht möglich ist. Der Betrieb dieses zweiten Ausführungsbeispiels erfolgt analog zum ersten, weswegen an die- ser Stelle nicht ausführlich darauf eingegangen wird. Lediglich das Ver- schließen der Einspeiselanze 8 erfolgt wie soeben beschrieben auf unter- schiedliche Art und Weise. In der in Fig. 5 gezeigten Variante ist die Farbdüse 11 derart in der Einspeiselanze 8 angeordnet, dass die Einspeisel- anze 8 in der Zwischenposition mit ihrer Stirnseite einen Teil der Wand des Schmelzekanals 5 bildet. So entstehen in dieser Zwischenposition keine unter Umständen problematische Strömungszustände an dem Übergang zwischen Einspeiselanze 8 und Schmelzekanal 5. Die Farbdüse 11 könnte auch so in der Einspeiselanze 8 angeordnet sein, dass dieser fließende Übergang zwischen der Stirnseite der Einspeiselanze 8 und der Wand des Schmelzekanals 5 in der Spülposition entsteht.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Es werden die gleichen Bezugszeichen wie zum ersten Ausführungsbeispiel verwendet. Da Aufbau und Funktion in weiten Teilen denen des ersten Aus- führungsbeispiels entsprechen, wird im Folgenden lediglich auf die Unter- schiede eingegangen. Das erste und das dritte Ausführungsbeispiel unter- scheiden sich in der Ausprägung des Übergangs zwischen Ventilkörper 9 und Ventilkopf 12. Im dritten Ausführungsbeispiel ragt ein Teil des Ventil- körpers 9 in den Ventilkopf 12 hinein und nicht umgekehrt. Um dies zu er- möglichen ist im Ventilkopf 12 eine Aussparung 13 vorgesehen, in welche die Spitze des Ventilkörpers 9 hineinragt, bzw. in welcher die Spitze des Ventilkörpers 9 geführt wird. Der Farbkanal 10 bildet sich so ausschließlich im Ventilkörper 9 aus. Die somit ebenfalls in dem Ventilkörper 9 angeord- nete Farbdüse 11 ist mittels des Ventilkopfes 12 verschließbar ausgeführt. Dies geschieht mittels einer durch die Aussparung 13 entstehenden Seiten- wand des Ventilkopfes 12. Wie im ersten Ausführungsbeispiel werden Ven- tilkörper 9 und Ventilkopf 12 gegeneinander verschoben, um die Farbdüse 11 zu verschließen.

Im Sinne der Erfindung sind anstelle von flüssiger Farbe auch andere flüs- sige Additive mit der Einspeiselanze zuführbar, wobei z.B. Ethylenglykol zur Reduzierung der Schmelzeviskosität, Flammschutzhemmer, UV- Stabilisatoren oder Reinigungsflüssigkeiten für Schmelzeleitungen zum Einsatz kommen können.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Einspeisung von flüssiger Farbe und/oder flüssigem Additiv in einen Schmelzestrom schmelzeflüssigen Polymers mit einer Einspeiselanze (8), welche zur Zufuhr der flüssigen Farbe und/oder des flüssigen Additivs einen Farbkanal (10) aufweist, wobei ein Auslass des Farbkanals (10) als Farbdüse (11) ausgestaltet ist dadurch gekennzeich- net, dass die Farbdüse (11) von außen verschließbar ist, so dass der Zu- strom der flüssigen Farbe und/oder des flüssigen Additivs in den Schmelzestrom unterbrochen wird.

2. Vorrichtung nach Anspmch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- speiselanze (8) beweglich in einer Richtung senkrecht zum Schmelzes- trom gehalten ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass eine Achse der Farbdüse (11) parallel zur Strömungsrichtung des Polymers ausgerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspmch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (1) einen Schmelzekanal (5), eine Ventilbohmng (2) zur Fühmng der Einspeiselanze (8) und einen Ventilsitz (3) aufweist, wobei mittels des Ventilsitzes (3) eine Einspeiseposition der Einspeiselanze (8) definiert ist.

5. Vorrichtung nach Anspmch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Ge- häuse (1) eine Spülkammer (6) und einen Spülkanal (7) aufweist, wobei die Farbdüse (11) der Einspeiselanze (8) zwischen einer Spülposition in der Spülkammer (6) und der Einspeiseposition in dem Schmelzekanal (5) hin und her führbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeiselanze (8) zumindest zweiteilig ausgeführt ist und ei- nen Ventilkörper (9) und einen Ventilkopf (12) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Ventil- körper (9) und der Ventilkopf (12) gegeneinander verschiebbar gehalten sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Farbkanals (10) im Ventilkörper (9) ausgebildet ist und ein weiterer Teil des Farbkanals (10) sowie die Farbdüse (11) im V entilkopf ( 12) ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Ventil- kopf (12) teilweise in den Ventilkörper (9) hineinragt, so dass die Farbdüse (11) mittels des Ventilkörpers (9) von außen verschließbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 9 dadurch gekennzeichnet, dass sowohl in einer geöffneten wie auch einer geschlossen Stellung der Farbdüse (11) ein Teil des Ventilkörpers (9) in den Ventilkopf (12) hin- einragt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilbohrung (2) und eine Ventilkopfbohrung (4) zur Führung des Ventilkopfes (12) im Gehäuse (1) auf gegenüberliegenden Seiten des Schmelzekanals (5) liegen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 11 dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Ventilkörper (9) und dem Ventilkopf (12) eine

Dichtfläche (14) ausbildet.