EP4448853A1 - Verfahren und anlage zur herstellung eines gezwirnten synthetischen garns - Google Patents

Verfahren und anlage zur herstellung eines gezwirnten synthetischen garns

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EP4448853A1
EP4448853A1 EP22817584.0A EP22817584A EP4448853A1 EP 4448853 A1 EP4448853 A1 EP 4448853A1 EP 22817584 A EP22817584 A EP 22817584A EP 4448853 A1 EP4448853 A1 EP 4448853A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
yarn
collecting
spin
twisting
designed
Prior art date
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Pending
Application number
EP22817584.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lassad Nasri
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Truetzschler Group SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Truetzschler Group SE filed Critical Truetzschler Group SE
Publication of EP4448853A1 publication Critical patent/EP4448853A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D13/00—Complete machines for producing artificial threads
    • D01D13/02—Elements of machines in combination
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D10/00—Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D10/00—Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
    • D01D10/02—Heat treatment
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D10/00—Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
    • D01D10/04—Supporting filaments or the like during their treatment
    • D01D10/0436—Supporting filaments or the like during their treatment while in continuous movement
    • D01D10/0472—Supporting filaments or the like during their treatment while in continuous movement the filaments being supported on endless bands
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D11/00—Other features of manufacture
    • D01D11/04—Fixed guides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D13/00—Complete machines for producing artificial threads

Definitions

  • the invention relates to a method and a plant for producing a twisted synthetic yarn according to the preamble of the independent patent claims.
  • twisting a multifilament yarn is almost mandatory.
  • the twisting process is a separate process that is completely detached from the spin-draw process of the multifilament yarn.
  • a large number of continuous filaments are produced by means of a spinneret, which are connected to form one or more yarns and, depending on the process sequence, are dyed and/or textured in order to be wound up by a bobbin winder after further treatment steps for strengthening.
  • the filaments and the yarns produced from them are conveyed in the system at different high speeds in order to then be wound up at a speed of between 2,000 m/min and 4,000 m/min.
  • the bobbins with the wound yarns have to be temporarily stored, which, depending on the material and application, has to be done in an air-conditioned area.
  • a continuous process is understood to mean a manufacturing process in which the yarn is no longer wound onto a tube and not stored separately before the twisting process takes place.
  • the invention relates to a method and a system for producing a twisted synthetic yarn, in which continuous filaments are produced from a liquid plastic by means of at least one spinneret and at least one yarn is then produced from at least two continuous filaments, which is drawn off from a treatment device and collected by means of a collector - And transport device is passed to a twisting device.
  • the Invention includes the technical teaching that the collection and transport device can be designed as a memory.
  • the collecting and transporting device serves as a store with which different working speeds of the spin-drawing system and the twisting device can be compensated. For example, when changing the spools of the twisting device or when a continuous filament or yarn breaks in the spin-drawing system, the collecting and transport device can compensate for a possible production loss for a short time.
  • the collecting and transporting device can also be designed as a spatial connection between the spin-drawing system and the twisting device.
  • the collection and transport device can also be designed to further treat the yarn after the treatment device of the spin-drawing system or to relax or freeze the current alignment of the molecular chains to one another, for example by means of a temperature-controlled drum, cylinder or roller, and/or in a atmosphere of gas or hot steam to be transported.
  • the invention has the advantage that a continuous process without interruption from the production of the continuous filaments to the twisted yarn is possible by means of the collecting and transport device.
  • the system can be operated without interruption in one line from liquid plastic or granulate to twisted yarn, which saves space and reduces storage capacity and handling costs.
  • the spin-draw system is operated with a lower capacity, but this is more cost-effective overall, since it is operated without interruption and is equipped with simple components. Due to the lower speed of the spin-draw line, the risk of yarn breakage is reduced, at the same time the yarn can be produced with a higher quality, since the molecules have more time to align and take on the specific temperature of the individual components. Due to the slower speed of the spin-drawing system, the components can be made larger, so that up to 20 yarns or more can be guided and drawn on one godet at the same time.
  • a predetermined length of the at least one yarn is preferably taken up by the collecting and transporting device in order to compensate for a production difference between the spin-drawing system and the twisting device.
  • This length can be several hundred to several thousand meters, where the yarn is laid down, wound or guided in windings or loops.
  • At least two yarns can preferably be transferred from the spin-drawing system to the twisting device by means of a collecting and transport device.
  • a collecting and transport device can be connected to several separate twisting devices, which increases productivity.
  • the at least one yarn is treated in an atmosphere of hot steam or gas during transfer from the spin-draw line to the twisting device.
  • the collection and transport device may be maintained in an atmosphere of hot steam or a conditioned gas, thus requiring an enclosure or enclosure.
  • the at least one yarn is preferably fed out of the spin-drawing system at a speed of 100 m/min to 300 m/min, preferably at a speed of 100 m/min to 150 m/min.
  • a speed range of 200 m/min to 300 m/min is possible if the twisting device can be operated at a correspondingly high speed of over 12,000 rpm. According to the current status, this requires the use of magnetic bearings for the spindles.
  • the at least one yarn (G) is fed into the twisting device at a speed of 10 m/min to 300 m/min, preferably at a speed of 10 m/min to 150 m/min.
  • the spin-drawing system must be shut down to the production speed of the twisting device, with small differences in the production speed being possible and necessary in order to be able to use the buffer or store of the collecting and transport device, namely for emptying and for filling.
  • the at least one yarn is guided within the collection and transport device by means of a temperature-controlled drum, cylinder or rows of deflection rollers and can be treated further in the process.
  • the at least one yarn which consists of at least two individual filaments, is conditioned or relaxed by means of a take-off device, which can be designed as at least one transport roller, this process preferably being supported by means of steam or conditioned gas.
  • the withdrawal device can thus as Extension of the treatment device serve, for example, as a replacement for the function of the winder, with which a stretching or relaxation to the last pair of rollers also takes place.
  • the spinning/drawing system and the twisting device are adjusted in the respective production speed to the current storage capacity of the collecting and transport device by means of a controller.
  • An average production speed is assumed here, which both components can exceed or fall below, depending on whether the storage capacity of the collection and transport device is to be emptied or filled.
  • the speed of the collecting and transport device can also be adjusted to the current speed of the spin-drawing system and the twisting device by means of the same control.
  • the system according to the invention for producing a twisted synthetic yarn comprises at least one spin-and-draw system which is designed to produce continuous filaments from a liquid plastic or granulate by means of at least one spinneret and then to produce at least one yarn from at least two continuous filaments, with a downstream treatment device for treating the at least a yarn. It also includes a collecting and transporting device and a subsequent twisting device.
  • the system is designed to transfer at least one yarn without interruption from the spin-drawing system to the twisting device or to transfer at least two yarns to the cabling device
  • the system can be operated without interruption in one line from liquid plastic or granulate to twisted yarn, which saves space and reduces storage capacity and handling costs.
  • the spin-draw system is operated with a lower capacity, but this is more cost-effective overall, since it is operated without interruption and is equipped with simple components. Due to the lower speed of the spin-draw line, the risk of yarn breakage is reduced, at the same time the yarn can be produced with a higher quality, since the molecules have more time to align and take on the specific temperature of the individual components.
  • the collecting and transporting device is preferably designed to compensate for a difference in the production speed between the spin-drawing system and the twisting device. This makes it possible to change spools in the twisting device, but also to eliminate a break in the yarn or continuous filament without having to stop the system completely.
  • the at least one yarn is preferably withdrawn from the treatment device by means of a withdrawal device.
  • the take-off device can consist of at least one transport roller and can take on other tasks for treating the yarn.
  • the yarn can be relaxed or stretched in the draw-off device, treated simultaneously or separately with hot steam or a conditioned gas,
  • the collecting and transporting device can be constructed according to several principles for storing the at least one yarn. It can be designed as a circulating belt, as a drum with a thread guide, as a cylinder that can be set at a distance from one another, or as a store with two rows of deflection rollers that can be set at a distance from one another. Each embodiment has different advantages and disadvantages in terms of storage capacity and the possibility of treating the yarn.
  • the collection and transport device can be arranged within a housing which is designed to be filled with hot steam or conditioned gas. This allows the yarn to be treated again before the twisting device, for example to stabilize the molecular chains or to impregnate the yarn.
  • the system preferably has a controller that is designed to adapt the respective production speed of the spin-draw system and the twisting device to the current storage capacity of the collecting and transport device, and vice versa. This means that the system components are started up and shut down in order to slowly empty or refill the storage tank.
  • the controller is also designed to make an adjustment to the respective difference between the production speed of the spin-drawing system and the twisting device.
  • the storage capacity of the collection and transport device is monitored in order to shut down the twisting device in the event of a longer stoppage, for example of the spin-drawing system, so that it is slowly brought to a standstill if the storage capacity is exceeded.
  • control is preferably part of the spin-drawing system, since most of the technical difficulties can occur here and the twisting device has to adapt to these operating conditions. Further measures improving the invention are presented in more detail below together with the description of a preferred exemplary embodiment of the invention with reference to the figure.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the plant for the production of a synthetic yarn up to further processing in a twisting device/cabling device
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of a first embodiment of a collecting and transporting device as a circulating belt
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of a further embodiment of a collecting and transporting device as a drum
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of a further embodiment of a collecting and transporting device as a store with two drums;
  • FIG. 5 shows a schematic top view of a further embodiment of a collecting and transporting device as a store with a large number of deflections.
  • a mixer 1 is designed to mix a melt container 2 that is filled with solid plastic particles.
  • the plastic particles are usually delivered as chips and placed alone or with chips of another type of plastic in the melt container 2 and melted there by means of energy input to liquid plastic.
  • the mixer 1 ensures continuous mixing of the plastic, which varies in physical state between solid and liquid in this process step (granulate and solution).
  • the liquid plastic is guided from the melt container 2 to a spinning beam 5 via a pipeline.
  • the plastic particles can be fed from silos via a feed device 3 to an extruder 4, which converts the solid plastic particles into a liquid plastic by means of energy input and pressure and leads this to the spinning beam 5 of a spin-drawing system by means of a pipeline.
  • Polypropylene, PA6, PA6.6, PET, PTT or other materials can be used as the plastic.
  • the materials can be treated with a heat stabilizer, colors, titanium dioxide, a UV stabilizer or other additives to achieve the desired properties be improved.
  • the additives can be added continuously or blended into the raw materials.
  • At least one spinning pump 6 is arranged inside the spinning beam 5, with which the liquid plastic is pressed into and through the spinning nozzle 7, which has a large number of small openings. Depending on the design of the spinneret 7, it can have a few openings, preferably at least two or else, for example, 50 to 60, or a large number of up to more than 1000 openings.
  • the spinneret 7 is connected to a heater 8 to prevent the plastic from freezing.
  • An endless filament E flows through each opening of the spinneret, all of which pass through the shaft-like blowing shaft 9 below the spinneret 7 with the heater 8 and the doughy molecular structure of the plastic is solidified for the first time. Additional cooling air is introduced into the blowing chute 9 below the blowing chute 9 via a downpipe 10 .
  • the cooling molecular structure of the endless filaments E is influenced by the amount of cooling air, the temperature and the relative humidity.
  • At least one yarn G is then produced from at least two, but preferably from a large number of endless filaments E, which yarn is guided via a first godet 11 to a treatment device 12 .
  • Each yarn G preferably consists of at least two continuous filaments E.
  • the treatment device 12 can have a plurality of heated or cooled godets with which the yarn G is drawn.
  • the godets can be designed as mono or duo rollers, which stretch or compress or relax the yarn G in stages at different speeds.
  • Further devices for treating the yarn G can be arranged in between, with which, for example, the yarn G is tangled and/or textured and/or provided with an application and/or subjected to a further treatment.
  • the yarn G is finally wound up by a winder after the treatment device 12 .
  • the yarn G is transferred directly to a collecting and transporting device 14 which temporarily stores the yarn G and subsequently transfers it to a twisting device 15 . This is a continuous process in which the yarn G is not wound up separately and temporarily stored, but is transferred in one piece from the spin-drawing system S to the twisting device 15 without interruption.
  • the yarn G is preferably drawn off via a transport roller 13 and transferred to a collecting and transport device 14 .
  • the transport roller 13 can be assigned to the spin-draw system S be assigned or be arranged as a separate component between the spin-draw system S and the collecting and transporting device 14. With the transport roller 13, the yarn G can be stretched further or relaxed. In this case, the transport roller 13 can either be cooled or heated and/or can be arranged in a separate housing that is filled with steam or conditioned gas.
  • the system components described above from the mixer 1 or the feed device 3 to the treatment device 12 are collectively referred to as the spin-draw system S.
  • the collecting and transporting device 14 can be in the form of an endlessly circulating belt 20 on which the yarn G is laid in coils or loops and fed to a twisting device 15 .
  • the circulating band 20 can have a length and width extension such that one or more yarns G can be placed next to one another over a length of several hundred meters in windings or loops.
  • the circulating belt 20 may be maintained in an atmosphere of hot steam or gas, and accordingly a housing 16 or enclosure may be required.
  • the collecting and transporting device 14 serves as a store with which different working speeds of the spin-drawing system S and the twisting device 15 can be compensated for a short time.
  • the collecting and transport device 14 can briefly compensate for a possible loss of production.
  • the circulating belt 20 serves as a collecting and transporting device in order to create the connection to a twisting device 15 installed downstream of an existing spin-drawing system S.
  • the twisting device 15 can also be arranged in another part of the building of the plant.
  • the collection and transport device 14 can be designed to treat the yarn G in a special atmosphere, for example with inert gas or superheated steam, or to freeze the current molecular structure of the yarn G.
  • two yarns G are removed from the treatment device 12 and placed next to one another on the belt 20 via the transport roller 13 , both of which are introduced into a common (cabling) or separate (twisting) twisting device 15 .
  • a yarn G or several yarns G can be fed in parallel to the twisting device 15 via the collecting and transporting device 14 .
  • the production speed of the spin-drawing system S is adapted to the twisting device 15 .
  • the yarn G is preferably drawn off after the treatment device 12 at a speed of 100 m/min to 150 m/min and fed to the collecting and transporting device 14 .
  • the subsequent twisting system 15 is operated at a speed of 10 m/min to 150 m/min.
  • the operating principle of Spin-draw system S remains the same. It is only operated at a speed slower by a factor of 30, which means that the components to be used are much simpler and cheaper to manufacture.
  • the spin-draw system S and the twisting device 15 are preferably operated at the same speed, which can be, for example, 100 m/min to 120 m/min.
  • the collecting and transport device 14 is designed, for example, to accommodate a storage capacity for the production time of one hour of the yarn G, ie to accommodate 6000 m of yarn at a production speed of 100 m/min.
  • This buffer is sufficient, for example, to remedy the breakage of a yarn G or a continuous filament E without the twisting device 15 having to be stopped.
  • This buffer is also sufficient to enable the bobbins of the twisting device 15 to be changed without stopping production of the spin-drawing system S. If the store with produced yarn G is shut down, for example due to the breakage of a continuous filament and a subsequent stop of the spin-drawing system S, the production speed of the twisting device can be shut down at the same time, for example to 50 m/min.
  • the spin-draw system S is operated at an increased speed of up to 150 m/min.
  • a control system for the entire system is designed to adjust the production speed of the spinning/drawing system S and the twisting device 15 in such a way that there is always a sufficient supply of yarn G on the collecting and transporting device 14 to compensate for production disruptions or production irregularities.
  • the speed of the spin-draw installation S and the speed of the twisting device 15 can be brought closer together.
  • this requires a particularly complex, for example magnetic bearing for the spindles of the twisting device 15, so that the twisting device 15 can work at a speed of well over 12,000 rpm and in continuous operation at a speed of 10 m/min to 300 m/min is operated.
  • the yarn G is drawn off after the treatment device 12 at a speed of 200 m/min to 300 m/min and fed to the collecting and transporting device 14 .
  • the subsequent twisting device 15 is operated at a speed of 10 m/min to 300 m/min.
  • the functional principle of the spin-draw system S remains the same. It is only operated at a speed that is 15 times slower, which means that the components to be used are much simpler and cheaper to manufacture.
  • the spin-draw system S and the twisting device 15 are preferably operated at the same speed, which can be, for example, 200 m/min to 240 m/min.
  • the collection and transport device 14 is designed, for example, as a storage capacity for the production time of half an hour of yarn G, i.e. to take up 6,000 m of yarn at a production speed of 200 m/min.
  • this buffer is sufficient to enable the bobbins of the twisting device 15 to be changed without stopping production of the spin-drawing system S.
  • this buffer can be sufficient, for example, to remedy the breakage of a yarn G or a continuous filament E without the twisting device 15 having to be stopped. If the store with produced yarn G is shut down, for example due to the breakage of a continuous filament and a subsequent stop of the spin-drawing system S, the production speed of the twisting device can be shut down at the same time, for example to 50 m/min. This can continue until the store of yarn G in the collecting and transporting device 14 has been raised again to a predetermined desired value.
  • the spin-draw system S is operated at an increased speed of up to 300 m/min.
  • a control system for the entire system is designed to adapt the production speed of the spin-drawing system S and the twisting device 15 so that there is always a sufficient supply of yarn G on the collecting and transporting device 14 to compensate for production disruptions or production irregularities.
  • a storage or buffer for 10 to 15 minutes of production downtime may be sufficient to compensate for minor disruptions or the changing of the bobbins on the twisting device 15.
  • FIG. 3 shows a collecting and transporting device 14, which is designed as a rotating drum 21 and can temporarily store the yarn G on the drum 21 via the number of windings.
  • the speed of the drum 21 adapts to the exit speed of the yarn G from the treatment device 12 .
  • An increased or reduced inlet speed of the yarn G into the twisting device 15 can be realized via a thread guide 22 which is arranged parallel to the axis of the drum 21.
  • the number of turns of the yarn G on the drum 21 is controlled.
  • This embodiment of a collecting and transporting device 14 is also used to store the yarn G in order to compensate for different speeds between the spin-drawing system S and the twisting device 15 .
  • the drum 21 can also be heated or cooled, or alternatively be arranged in a housing 16 which is filled with a special atmosphere.
  • FIG. 4 shows a further collecting and transport device 14, which comprises at least two cylinders 23, 24 spaced apart from one another, which can transport the yarn G further and store it temporarily.
  • the yarn G always runs in turns around both cylinders 23, 24, which can be controlled in terms of their distance from one another and their rotational speed.
  • This embodiment of a collecting and transporting device 14 is also used to store the yarn G in order to compensate for different speeds between the spin-drawing system S and the twisting device 15 .
  • the cylinders 23, 24 can also be heated or cooled, or alternatively be arranged in a housing 16 which is filled with a special atmosphere.
  • this collecting and transporting device 14 can have additional cylinders, that is to say more than two cylinders 23, 24, which can be controlled in terms of their distance from one another and their rotational speed.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a collecting and transport device 14, which is designed as a store 25 with a first row of deflection rollers 26a and a second row of deflection rollers 26b, with the yarn G alternating between a deflection roller of the first row 26a and then wraps around a deflection roller of the second row 26b.
  • the variable distance between the rows of deflection rollers 26a, 26b allows the yarn G to be stored and forwarded to the twisting device 15, thereby compensating for a difference in the speed of the yarn G from exiting the treatment device 12 to entering the twisting device 15.
  • This memory 25 can also be arranged in a housing 16 which is filled with a special atmosphere.
  • the deflection rollers 26a, 26b can also be heated or cooled.
  • the spin-draw system S is operated at a lower take-off speed than in the prior art.
  • the production speed of the spin-draw system is the same as or slightly higher than that of the twisting device 15.
  • the production of the spin-draw system S is slowed down by a factor of about 15 to 30, which has prevented the experts from considering this with regard to the investment in a spin-draw system , since the price per tonne of yarn would have increased by almost the same factor.
  • Due to the lower productivity or production speed however, the spin-draw system can be designed more simply, which reduces the investment costs. What is decisive, however, is that the entire handling and intermediate storage between the spin-drawing system S and the twisting device 15 is eliminated, which means that the method according to the invention pays off again in terms of operating costs.
  • the invention has the advantage that, by means of the collecting and transporting device 14, a continuous process without interruption from the production of the endless filaments E to the twisted yarn is possible.
  • the collecting and transporting device 14 can be designed to produce a difference in production between the spin-drawing system S and the twisting device 15 compensate.
  • the collecting and transporting device 14 can be designed to further treat the yarn by means of gas or hot steam or by means of a temperature-controlled drum, cylinder or deflection rollers.
  • the system can be operated without interruption in one line from liquid plastic to twisted yarn, which saves space and reduces storage capacity and handling costs. Compared to the prior art, the spin-draw system is operated with a lower capacity, but this is more cost-effective overall, since it is operated without interruption.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines gezwirnten synthetischen Garns, bei dem aus einem flüssigen Kunststoff oder Granulat mittels mindestens einer Spinndüse (7) Endlosfilamente (E) hergestellt werden und nachfolgend aus mindestens zwei Endlosfilamenten (E) mindestens ein Garn (G) erzeugt wird, das aus einer Behandlungsvorrichtung (12) abgezogen wird und mittels einer Sammel- und Transportvorrichtung (14) ohne Unterbruch an eine Zwirn-/Kabliervorrichtung (15) übergeben wird.

Description

Titel: Verfahren und Anlage zur Herstellung eines gezwirnten synthetischen Garns
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines gezwirnten synthetischen Garns nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Bei der Herstellung eines synthetischen Garns ist das Zwirnen eines Multifilamentgarns fast obligatorisch. Dabei ist der Zwirnvorgang ein separater Prozess, der völlig losgelöst ist vom Spinnstreckverfahren des Multifilamentgarns.
Nach dem Stand der Technik wird eine Vielzahl von Endlosfilamenten mittels einer Spinndüse erzeugt, die zu einem oder mehreren Garnen verbunden werden und je nach Verfahrensablauf gefärbt und/oder texturiert werden, um nach weiteren Behandlungsschritten zur Verfestigung von einem Spuler aufgewickelt zu werden. Dabei werden die Filamente und die daraus erzeugten Garne in der Anlage mit unterschiedlichen hohen Geschwindigkeiten gefördert, um anschließend mit einer Geschwindigkeit zwischen 2.000 m/min bis 4.000m/min aufgewickelt zu werden. Für den anschließenden Zwirnvorgang müssen die Spulen mit den aufgewickelten Garnen zwischengelagert werden, was je nach Material und Anwendungsfall sogar in einem klimatisierten Bereich erfolgen muss. Diese Lagerzeit mit dem Handling der Spulen ist sehr kostenintensiv und allein dadurch begründet, dass der nachfolgende Zwirnvorgang mit einer Geschwindigkeit von üblicherweise 40 m/min bis 80m/min erfolgt. Die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Spinnstreckverfahren und dem Zwirnvorgang wurde bereits in ersten erfolglosen Ansätzen dahingehend reduziert, indem das Zwirnverfahren in der Geschwindigkeit erhöht wurde, was aber seine heutige technische Grenze bei rund 12.000 Umdrehungen pro Minute findet.
Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, mit dem das Spinnstreckverfahren und der Zwirnvorgang in einem kontinuierlichen Prozess möglich sind. Als kontinuierlicher Prozess wird ein Herstellverfahren verstanden, bei dem ein Aufspulen des Garnes auf eine Hülse und ein separates Zwischenlagern nicht mehr erfolgt, bevor der Zwirnvorgang erfolgt.
Die Erfindung wird durch die Merkmale von Anspruch 1 und Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines gezwirnten synthetischen Garns, bei dem aus einem flüssigen Kunststoff mittels mindestens einer Spinndüse Endlosfilamenten hergestellt werden und nachfolgend aus mindestens zwei Endlosfilamenten mindestens ein Garn erzeugt wird, das aus einer Behandlungsvorrichtung abgezogen wird und mittels einer Sammel- und Transportvorrichtung an eine Zwirnvorrichtung übergeben wird. Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Sammel- und Transportvorrichtung als Speicher ausgebildet sein kann. Die Sammel- und Transportvorrichtung dient dabei als Speicher, mit dem unterschiedliche Arbeitsgeschwindigkeiten der Spinnstreckanlage und der Zwirnvorrichtung kompensiert werden können. Beispielsweise bei einem Wechsel der Spulen der Zwirnvorrichtung oder bei einem gerissenen Endlosfilament oder Garn in der Spinnstreckanlage kann die Sammel- und Transportvorrichtung kurzzeitig einen möglichen Produktionsausfall kompensieren.
Alternativ oder ergänzend kann die Sammel- und Transportvorrichtung auch als räumliche Verbindung zwischen der Spinnstreckanlage und der Zwirnvorrichtung ausgebildet sein.
Alternativ oder ergänzend kann die Sammel- und Transportvorrichtung auch ausgebildet sein, das Garn nach der Behandlungsvorrichtung der Spinnstreckanlage weiter zu behandeln oder die aktuelle Ausrichtung der Molekülketten zueinander zu relaxieren bzw. einzufrieren, beispielsweise mittels temperierter Trommel, Zylinder oder Rollen, und/oder in einer Atmosphäre aus Gas oder heißem Dampf transportiert zu werden.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass mittels der Sammel- und Transportvorrichtung ein kontinuierlicher Prozess ohne Unterbrechung von der Herstellung der Endlosfilamente bis zum gezwirnten Garn möglich ist. Die Anlage kann unterbrechungsfrei in einer Linie vom flüssigen Kunststoff bzw. Granulat bis zum gezwirnten Garn betrieben werden, was Platz spart und Lagerkapazität und Handlingskosten reduziert. Im Vergleich zum Stand der Technik wird zwar die Spinnstreckanlage mit einer geringeren Kapazität betrieben, was aber in Summe kostengünstiger ist, da diese unterbrechungsfrei betrieben wird und mit einfachen Komponenten ausgestattet ist. Aufgrund der geringeren Geschwindigkeit der Spinnstreckanlage wird die Gefahr von Garnbruch reduziert, gleichzeitig kann das Garn mit einer höheren Qualität hergestellt werden, da die Moleküle mehr Zeit haben, sich auszurichten und die spezifische Temperatur der einzelnen Komponenten anzunehmen. Durch die langsamere Geschwindigkeit der Spinnstreckanlage können die Bauteile größer ausgeführt werden, so dass bis zu 20 Garne oder mehr auf einer Galette gleichzeitig geführt und verstreckt werden können.
Vorzugsweise wird eine vorbestimmte Länge des mindestens einen Garns von der Sammel- und Transportvorrichtung aufgenommen, um einen Produktionsunterschied zwischen der Spinnstreckanlage und der Zwirnvorrichtung zu kompensieren. Diese Länge kann mehrere hundert bis mehrere tausend Meter betragen, bei denen das Garn in Windungen oder Schleifen abgelegt, gewickelt oder geführt wird.
Vorzugsweise können mindestens zwei Garne mittels einer Sammel- und Transportvorrichtung von der Spinnstreckanlage an die Zwirnvorrichtung übergeben werden. Weist die bestehende Spinnstreckanlage eine oder mehrere Behandlungsvorrichtungen für mehrere Garne auf, kann beispielsweise eine Spinnstreckanlage mit mehreren Sammel- und Transportvorrichtungen mit mehreren separaten Zwirnvorrichtungen verbunden werden, wodurch die Produktivität steigt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das mindestens eine Garn während der Übergabe von der Spinnstreckanlage zur Zwirnvorrichtung in einer Atmosphäre aus heißem Dampf oder Gas behandelt. Die Sammel- und Transportvorrichtung kann in einer Atmosphäre aus heißem Dampf oder einem konditionierten Gas gehalten werden, was dementsprechend ein Gehäuse oder eine Abkapselung erforderlich macht.
Vorzugsweise wird das mindestens eine Garn mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min bis 300 m/min aus der Spinnstreckanlage herausgeführt wird, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min bis 150 m /min. Ein Geschwindigkeitsbereich von 200 m/min bis 300 m/min ist dann möglich, wenn die Zwirnvorrichtung mit einer entsprechend hohen Drehzahl über 12.000 U/rnin betrieben werden kann. Das setzt nach heutigem Stand die Verwendung von magnetischen Lagern für die Spindeln voraus.
Vorzugsweise wird dass das mindestens eine Garn (G) mit einer Geschwindigkeit von 10 m/min bis 300 m/min in die Zwirnvorrichtung eingeleitet wird, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 10 m/min bis 150 m/min.
Die Spinnstreckanlage muss auf die Produktionsgeschwindigkeit der Zwirnvorrichtung heruntergefahren werden, wobei geringe Unterschiede in der Produktionsgeschwindigkeit möglich und notwendig sind, um den Puffer bzw. Speicher der Sammel- und Transportvorrichtung nutzen zu können, und zwar zum Entleeren und zum Füllen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das mindestens eine Garn innerhalb der Sammel- und Transportvorrichtung mittels temperierter Trommel, Zylinder oder Reihen von Umlenkrollen geführt und kann dabei weiter behandelt werden.
In einer Ausführungsform, in der mindestens ein unverstrecktes und/oder verstrecktes und/oder relaxiertes und/oder texturiertes Garn, das aus mindestens zwei Einzelfilamente besteht, von der Abzugsvorrichtung abgezogen wird, und als ein Garn oder mehrere Garne auf die Sammel- und Transportvorrichtung an die Zwirn-/Kablier-vorrichtung übergeben werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird das mindestens eine Garn, das aus mindestens zwei Einzelfilamente besteht, mittels einer Abzugsvorrichtung, die als mindestens eine Transportrolle ausgebildet sein kann, konditioniert oder relaxiert, wobei vorzugsweise dieses Verfahren mittels Dampf oder konditioniertem Gas unterstützt wird. Die Abzugsvorrichtung kann damit als Erweiterung der Behandlungsvorrichtung dienen, beispielsweise als Ersatz für die Funktion des Spulers, mit dem ebenfalls eine Verstreckung oder Relaxierung zum letzten Walzenpaar erfolgt.
Mittels einer Steuerung wird die Spinnstreckanlage und die Zwirnvorrichtung in der jeweiligen Produktionsgeschwindigkeit an die aktuelle Speicherkapazität der Sammel- und Transportvorrichtung angepasst. Dabei wird von einer mittleren Produktionsgeschwindigkeit ausgegangen, die beide Komponenten übersteigen oder unterschreiten können, je nachdem, ob die Sammel- und Transportvorrichtung in der Speicherkapazität entleert oder aufgefüllt werden soll. Mittels der gleichen Steuerung kann auch die Geschwindigkeit der Sammel- und Transportvorrichtung an die aktuelle Geschwindigkeit der Spinnstreckanlage und der Zwirnvorrichtung angepasst.
Die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung eines gezwirnten synthetischen Garns, umfasst zumindest eine Spinnstreckanlage die ausgebildet ist, aus einem flüssigen Kunststoff oder Granulat mittels mindestens einer Spinndüse Endlosfilamente herzustellen und nachfolgend aus mindestens zwei Endlosfilamenten mindestens ein Garn zu erzeugen, mit einer nachfolgenden Behandlungsvorrichtung zur Behandlung des mindestens einen Garns. Sie umfasst weiter eine Sammel- und Transportvorrichtung, sowie eine nachfolgende Zwirnvorrichtung. Dabei ist die Anlage ausgebildet, dass mindestens eine Garn unterbrechungsfrei von der Spinnstreckanlage zur Zwirnvorrichtung zu übergeben oder mindestens zwei Garne zur Kabliervorrichtung zu übergeben
Erfindungsgemäß ist damit ein kontinuierlicher Prozess ohne Unterbrechung von der Herstellung der Endlosfilamente bis zum gezwirnten Garn möglich. Die Anlage kann unterbrechungsfrei in einer Linie vom flüssigen Kunststoff bzw. Granulat bis zum gezwirnten Garn betrieben werden, was Platz spart und Lagerkapazität und Handlingskosten reduziert. Im Vergleich zum Stand der Technik wird zwar die Spinnstreckanlage mit einer geringeren Kapazität betrieben, was aber in Summe kostengünstiger ist, da diese unterbrechungsfrei betrieben wird und mit einfachen Komponenten ausgestattet ist. Aufgrund der geringeren Geschwindigkeit der Spinnstreckanlage wird die Gefahr von Garnbruch reduziert, gleichzeitig kann das Garn mit einer höheren Qualität hergestellt werden, da die Moleküle mehr Zeit haben, sich auszurichten und die spezifische Temperatur der einzelnen Komponenten anzunehmen.
Vorzugsweise ist die Sammel- und Transportvorrichtung ausgebildet, einen Unterschied in der Produktionsgeschwindigkeit zwischen der Spinnstreckanlage und der Zwirnvorrichtung zu kompensieren. Damit ist ein Wechsel von Spulen in der Zwirnvorrichtung, aber auch die Beseitigung eines Bruches des Garns oder Endlosfilamentes möglich, ohne dass ein vollständiger Stopp der Anlage erforderlich ist. Vorzugsweise wird das mindestens eine Garn mittels einer Abzugsvorrichtung aus der Behandlungsvorrichtung abgezogen. Die Abzugsvorrichtung kann aus mindestens einer Transportrolle bestehen, und weitere Aufgaben zur Behandlung des Garnes übernehmen. So kann das Garn in der Abzugsvorrichtung relaxiert oder verstreckt werden, gleichzeitig oder separat mit heißem Dampf oder einem konditionierten Gas behandelt werden,
Die Sammel- und Transportvorrichtung kann nach mehreren Prinzipien zum Speichern des mindestens einen Garnes aufgebaut sein. Sie kann als umlaufendes Band, als Trommel mit einem Fadenführer, als im Abstand zueinander einstellbare Zylinder, oder als Speicher mit zwei im Abstand zueinander einstellbaren Reihen von Umlenkrollen ausgebildet sein. Jede Ausführungsform hat hinsichtlich der Speicherkapazität und der Möglichkeit zur Behandlung des Garnes unterschiedliche Vor- und Nachteile.
Insbesondere kann die Sammel- und Transportvorrichtung innerhalb eines Gehäuses angeordnet sein, das ausgebildet ist, mit heißem Dampf oder konditioniertem Gas gefüllt zu werden. Damit kann das Garn vor der Zwirnvorrichtung noch einmal behandelt werden, um beispielsweise die Molekülketten zu stabilisieren oder beispielsweise das Garn zu Imprägnieren.
Vorzugsweise weist die Anlage eine Steuerung auf, die ausgebildet ist, die jeweilige Produktionsgeschwindigkeit der Spinnstreckanlage und der Zwirnvorrichtung an die aktuelle Speicherkapazität der Sammel- und Transportvorrichtung anzupassen und umgekehrt. Damit wird ein Hoch- und Runterfahren der Anlagenkomponenten verstanden, um den Speicher langsam zu entleeren oder wieder aufzufüllen.
Die Steuerung ist aber auch ausgebildet, einen Abgleich an den jeweiligen Unterschied zwischen der Produktionsgeschwindigkeit der Spinnstreckanlage und der Zwirnvorrichtung herzustellen. Dabei wird die Speicherkapazität der Sammel- und Transportvorrichtung überwacht, um bei einem längeren Stopp beispielsweise der Spinnstreckanlage die Zwirnvorrichtung so herunterzufahren, dass diese bei Überschreitung der Speicherkapazität langsam in den Stillstand überführt wird.
Vorzugsweise ist die Steuerung Bestandteil der Spinnstreckanlage, da hier die meisten technischen Schwierigkeiten auftreten können und die Zwirnvorrichtung sich diesen Betriebszuständen anpassen muss. Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figur näher dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anlage zur Herstellung eines synthetischen Garns bis zur Weiterverarbeitung in einer Zwirnvorrichtung / Kabliervorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Sammel- und Transportvorrichtung als umlaufendes Band;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Sammel- und Transportvorrichtung als Trommel;
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Sammel- und Transportvorrichtung als Speicher mit zwei Trommeln;
Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Sammel- und Transportvorrichtung als Speicher mit einer Vielzahl von Umlenkungen.
Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 die erfindungsgemäße Anlage und das Verfahren erläutert. Gleiche Merkmale in der Zeichnung sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen. An dieser Stelle versteht sich, dass die Zeichnungen lediglich vereinfacht und insbesondere ohne Maßstab dargestellt ist.
In einer ersten Ausführungsform ist ein Mischer 1 ausgebildet, einen Schmelzebehälter 2 zu durchmischen, der mit festen Kunststoffpartikeln gefüllt wird. Die Kunststoffpartikel werden üblicherweise als Chips angeliefert und alleine oder mit Chips einer anderen Kunststoffart in den Schmelzebehälter 2 gegeben und dort mittels Energieeintrag zu flüssigem Kunststoff geschmolzen. Der Mischer 1 sorgt für eine kontinuierliche Durchmischung des Kunststoffes, der im Aggregatzustand zwischen fest und flüssig in diesem Verfahrensschritt variiert (Granulat und Lösung). Von dem Schmelzenbehälter 2 wird der flüssige Kunststoff über eine Rohrleitung zu einem Spinnbalken 5 geführt.
Alternativ können aus Silos die Kunststoffpartikel über eine Zuführeinrichtung 3 zu einem Extruder 4 geführt werden, der mittels Energieeintrag und Druck die festen Kunststoffpartikel zu einem flüssigen Kunststoff umwandelt und diesen mittels Rohrleitung zu dem Spinnbalken 5 einer Spinnstreckanlage führt. Als Kunststoff kann Polypropylen, PA6, PA6.6, PET, PTT oder andere Materialien verwendet werden. Die Materialien können mit einem Wärmestabilisator, Farben, Titandioxid, einem UV-Stabilisator oder anderen Additiven in den gewünschten Eigenschaften verbessert werden. Die Additive können kontinuierlich zugegeben werden oder den Rohmaterialien untergemischt werden.
Beide Verfahren können alternativ verwendet werden. Sie haben unterschiedliche Vor- und Nachteile, die aber nicht erfindungsrelevant sind.
Innerhalb des Spinnbalkens 5 ist mindestens eine Spinnpumpe 6 angeordnet, mit der der flüssige Kunststoff in und durch die Spinndüse 7 gedrückt wird, die eine Vielzahl von kleinen Öffnungen aufweist. Je nach Ausbildung der Spinndüse 7 kann diese wenige Öffnungen, vorzugsweise mindestens zwei oder auch beispielsweise 50 bis 60 aufweisen, oder eine Vielzahl bis über 1000 Öffnungen. Die Spinndüse 7 ist mit einem Erhitzer 8 verbunden, um das Einfrieren des Kunststoffes zu vermeiden. Durch jede Öffnung der Spinndüse strömt ein Endlosfilament E, die alle durch den schachtartigen Blasschacht 9 unterhalb der Spinndüse 7 mit dem Erhitzer 8 durchlaufen und dabei die teigige Molekularstruktur des Kunststoffes zum ersten Mal verfestigt wird. Unterhalb des Blasschachtes 9 wird über einen Fallrohr 10 zusätzliche Kühlluft in den Blasschacht 9 eingeleitet. Im Blasschacht 9 wird über die Menge der Kühlluft, der Temperatur und der relativen Feuchtigkeit die abkühlende Molekularstruktur der Endlosfilamente E beeinflusst.
Nachfolgend werden aus mindestens zwei, vorzugsweise aber aus einer Vielzahl von Endlosfilamenten E mindestens ein Garn G erzeugt, das über eine erste Galette 11 zu einer Behandlungsvorrichtung 12 geführt wird. Vorzugsweise besteht jedes Garn G aus mindestens zwei Endlosfilamenten E.
Die Behandlungsvorrichtung 12 kann eine Vielzahl von erwärmten oder gekühlten Galetten aufweisen, mit denen das Garn G gestreckt wird. Die Galetten können als Mono- oder Duorollen ausgebildet sein, die in Stufen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten das Garn G strecken oder stauchen bzw. relaxieren. Dazwischen können weitere Vorrichtungen zum Behandeln des Garnes G angeordnet sein, mit denen beispielsweise das Garn G getangelt und/oder texturiert und/oder mit einer Application versehen und/oder einer weiteren Behandlung unterzogen wird. Nach dem Stand der Technik wird abschließend nach der Behandlungsvorrichtung 12 das Garn G durch einen Spuler aufgewickelt. Erfindungsgemäß wird nach der Behandlungsvorrichtung 12 das Garn G direkt an eine Sammel- und Transportvorrichtung 14 übergeben, die das Garn G zwischenspeichert und nachfolgend an eine Zwirnvorrichtung 15 übergibt. Dabei handelt es sich um einen kontinuierlichen Prozess, bei dem das Garn G nicht separat aufgespult und zwischengelagert wird, sondern ohne Unterbrechung an einem Stück von der Spinnstreckanlage S an die Zwirnvorrichtung 15 übergeben wird.
Vorzugsweise wird das Garn G über eine Transportrolle 13 abgezogen und an eine Sammel- und Transportvorrichtung 14 übergeben. Die Transportrolle 13 kann der Spinnstreckanlage S zugeordnet sein oder als separates Bauteil zwischen der Spinnstreckanlage S und der Sammel- und Transportvorrichtung 14angeordnet sein. Mit der Transportrolle 13 kann das Garn G weiter verstreckt oder relaxiert werden. Dabei kann die Transportrolle 13 sowohl gekühlt oder erhitzt werden, und/oder in einem eigenen Gehäuse angeordnet sein, das mittels Dampf oder konditioniertem Gas gefüllt ist.
Die zuvor beschriebenen Anlagenkomponenten vom Mischer 1 oder der Zuführeinrichtung 3 bis hin zur Behandlungsvorrichtung 12 wird in Summe als Spinnstreckanlage S bezeichnet.
Die Sammel- und Transportvorrichtung 14 kann nach Figur 1 und 2 als endlos umlaufendes Band 20 ausgebildet sein, auf dem das Garn G in Windungen oder Schleifen abgelegt wird und einer Zwirnvorrichtung 15 zugeführt wird. KVDabei kann das umlaufende Band 20 eine Längen- und Breitenausdehnung aufweisen, so dass ein oder mehrere Garne G nebeneinander über eine Länge von mehreren hundert Metern in Windungen oder Schleifen darauf ablegbar ist. Das umlaufende Band 20 kann in einer Atmosphäre aus heißem Dampf oder einem Gas gehalten werden, was dementsprechend ein Gehäuse 16 oder eine Abkapselung ggfs. erforderlich machen kann. Die Sammel- und Transportvorrichtung 14 dient dabei als Speicher, mit dem unterschiedliche Arbeitsgeschwindigkeiten der Spinnstreckanlage S und der Zwirnvorrichtung 15 kurzzeitig kompensiert werden können. Beispielsweise kann bei einem Wechsel der Spulen der Zwirnvorrichtung 15 oder bei einem gerissenen Endlosfilament E oder Garn G in der Spinnstreckanlage S die Sammel- und Transportvorrichtung 14 kurzzeitig einen möglichen Produktionsausfall kompensieren. Als Sammel- und Transportvorrichtung dient das umlaufende Band 20, um vor eine bestehende Spinnstreckanlage S die Verbindung zu einer nachinstallierten Zwirnvorrichtung 15 zu schaffen. Die Zwirnvorrichtung 15 kann dabei auch in einem anderen Gebäudeteil der Anlage angeordnet sein. Mit dem umgebenden Gehäuse 16 kann die Sammel- und Transportvorrichtung 14 ausgebildet sein, das Garn G in einer besonderen Atmosphäre, beispielsweise mit Inertgas oder Heißdampf, oder dem Einfrieren der aktuellen Molekularstruktur des Garnes G, zu behandeln. In diesem Ausführungsbeispiel werden zwei Garne G von der Behandlungsvorrichtung 12 abgeführt und über die Transportrolle 13 nebeneinander auf dem Band 20 abgelegt, die beide in eine gemeinsame (kablieren) oder getrennte (twisten) Zwirnvorrichtung 15 eingeleitet werden. Grundsätzlich kann ein Garn G oder mehrere Garne G parallel über die Sammel- und Transportvorrichtung 14 der Zwirnvorrichtung 15 zugeführt werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Spinnstreckanlage S in der Produktionsgeschwindigkeit an die Zwirnvorrichtung 15 anzupassen. Vorzugsweise wird das Garn G nach der Behandlungsvorrichtung 12 mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min bis 150 m/min abgezogen und der Sammel- und Transportvorrichtung 14 zugeführt. Die nachfolgende Zwirnanlage 15 wird mit einer Geschwindigkeit von 10 m/min bis 150 m/min betrieben. Das Funktionsprinzip der Spinnstreckanlage S bleibt gleich. Sie wird nur mit einer um den Faktor 30 geringeren Geschwindigkeit betrieben, wodurch die zu verwendenden Komponenten viel einfacher und günstiger in der Herstellung sind. Während des normalen Betriebes werden die Spinnstreckanlage S und die Zwirnvorrichtung 15 vorzugsweise mit der gleichen Geschwindigkeit betrieben, die beispielsweise 100 m/min bis 120 m/min betragen kann. Die Sammel- und Transportvorrichtung 14 ist ausgebildet, beispielsweise eine Speicherkapazität für die Produktionszeit von einer Stunde des Garn G aufzunehmen, also bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 100 m/min 6000 m Garn aufzunehmen. Dieser Puffer ist ausreichend, um beispielsweise den Bruch eines Garnes G oder eines Endlosfilamentes E zu beheben, ohne dass die Zwirnvorrichtung 15 gestoppt werden muss. Dieser Puffer ist ebenso ausreichend, um einen Wechsel der Spulen der Zwirnvorrichtung 15 ohne einen Produktionsstopp der Spinnstreckanlage S zu ermöglichen. Wird der Speicher mit produziertem Garn G beispielsweise durch den Bruch eines Endlosfilamentes und einem nachfolgenden Stopp der Spinnstreckanlage S heruntergefahren, kann gleichzeitig die Produktionsgeschwindigkeit der Zwirnvorrichtung heruntergefahren werden, beispielsweise auf 50 m/min. Dies kann solange erfolgen, bis der Speicher an Garn G in der Sammel- und Transportvorrichtung 14 auf einen vorgegebenen Sollwert wieder hochgefahren wurde. Dazu wird die Spinnstreckanlage S mit einer erhöhten Geschwindigkeit von bis zu 150 m/min betrieben. Eine Steuerung der Gesamtanlage ist dabei ausgebildet, die Produktionsgeschwindigkeit der Spinnstreckanlage S und der Zwirnvorrichtung 15 so anzupassen, dass immer ein ausreichender Vorrat an Garn G auf der Sammel- und Transportvorrichtung 14 zur Kompensation von Produktionsstörungen oder Produktionsunregelmäßigkeiten vorhanden ist.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Geschwindigkeit der Spinnstreckanlage S und die Geschwindigkeit der Zwirnvorrichtung 15 näher zusammengeführt werden. Das setzt aber eine besonders aufwändige, beispielsweise magnetische Lagerung für die Spindeln der Zwirnvorrichtung 15 voraus, so dass die Zwirnvorrichtung 15 mit einer Drehzahl weit über 12.000 U/rnin arbeiten kann und im Dauerbetrieb mit einer Geschwindigkeit von 10 m/min bis 300 m/min betrieben wird. Auch hier ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Spinnstreckanlage S in der Produktionsgeschwindigkeit an die Zwirnvorrichtung 15 anzupassen. In dieser Ausführungsform wird das Garn G nach der Behandlungsvorrichtung 12 mit einer Geschwindigkeit von 200 m/min bis 300 m/min abgezogen und der Sammel- und Transportvorrichtung 14 zugeführt. Die nachfolgende Zwirnvorrichtung 15 wird mit einer Geschwindigkeit von 10 m/min bis 300 m/min betrieben. Das Funktionsprinzip der Spinnstreckanlage S bleibt gleich. Sie wird nur mit einer um den Faktor 15 geringeren Geschwindigkeit betrieben, wodurch die zu verwendenden Komponenten viel einfacher und günstiger in der Herstellung sind. Während des normalen Betriebes werden die Spinnstreckanlage S und die Zwirnvorrichtung 15 vorzugsweise mit der gleichen Geschwindigkeit betrieben, die beispielsweise 200 m/min bis 240 m/min betragen kann. Die Sammel- und Transportvorrichtung 14 ist ausgebildet, beispielsweise eine Speicherkapazität für die Produktionszeit von einer halben Stunde des Garns G aufzunehmen, also bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 200 m/min 6.000 m Garn aufzunehmen. Dieser Puffer ist in jedem Fall ausreichend, um einen Wechsel der Spulen der Zwirnvorrichtung 15 ohne einen Produktionsstopp der Spinnstreckanlage S zu ermöglichen. Je nach Größe der Störung in der Spinnstreckanlage S kann dieser Puffer ausreichend sein, um beispielsweise den Bruch eines Garnes G oder eines Endlosfilamentes E zu beheben, ohne dass die Zwirnvorrichtung 15 gestoppt werden muss. Wird der Speicher mit produziertem Garn G beispielsweise durch den Bruch eines Endlosfilamentes und einem nachfolgenden Stopp der Spinnstreckanlage S heruntergefahren, kann gleichzeitig die Produktionsgeschwindigkeit der Zwirnvorrichtung heruntergefahren werden, beispielsweise auf 50 m/min. Dies kann solange erfolgen, bis der Speicher an Garn G in der Sammel- und Transportvorrichtung 14 auf einen vorgegebenen Sollwert wieder hochgefahren wurde. Dazu wird die Spinnstreckanlage S mit einer erhöhten Geschwindigkeit von bis zu 300 m/min betrieben. Eine Steuerung der Gesamtanlage ist dabei ausgebildet, die Produktionsgeschwindigkeit der Spinnstreckanlage S und der Zwirnvorrichtung 15 so anzupassen, dass immer ein ausreichender Vorrat an Garn G auf der Sammel- und Transportvorrichtung 14 zur Kompensation von Produktionsstörungen oder Produktionsunregelmäßigkeiten vorhanden ist. Je nach Fahrweise der Spinnstreckanlage und des zur Verfügung stehenden Platzes für die Sammel- und Transportvorrichtung 14 kann auch ein Speicher bzw. Puffer für 10 bis 15 Minuten Produktionsausfall ausreichend sein, um kleinere Störungen bzw. den Wechsel der Spulen an der Zwirnvorrichtung 15 zu kompensieren.
Figur 3 zeigt eine Sammel- und Transportvorrichtung 14, die als rotierende Trommel 21 ausgebildet ist und über die Anzahl der Windungen das Garn G auf der Trommel 21 kurzzeitig speichern kann. Die Trommel 21 passt sich in ihrer Drehzahl der Austrittsgeschwindigkeit des Garnes G aus der Behandlungsvorrichtung 12 an. Eine vergrößerte oder verringerte Einlaufgeschwindigkeit des Garnes G in die Zwirnvorrichtung 15 kann über einen Fadenführer 22 realisiert werden, der parallel zur Achse der Trommel 21 angeordnet ist. Über den Fadenführer 21 wird die Anzahl der Windungen des Garnes G auf der Trommel 21 gesteuert. Auch diese Ausführungsform einer Sammel- und Transportvorrichtung 14 dient zur Speicherung des Garnes G, um unterschiedliche Geschwindigkeiten zwischen der Spinnstreckanlage S und der Zwirnvorrichtung 15 zu kompensieren. Die Trommel 21 kann aber auch beheizt oder gekühlt sein, oder alternativ in einem Gehäuse 16 angeordnet sein, das mit einer besonderen Atmosphäre gefüllt ist.
Exemplarisch auch für alle anderen Ausführungsformen ist in dieser Figur dargestellt, dass zwei Garne G aus der Behandlungsvorrichtung 12 auslaufen können und mittels einer Abzugsvorrichtung, die als mindestens eine Transportrolle 13 ausgebildet ist, relaxieret werden Dabei kann dieser Vorgang in der Abzugsvorrichtung mittels heißen Dampfs oder konditioniertem Gas unterstützt werden. Figur 4 zeigt eine weitere Sammel- und Transportvorrichtung 14, die zumindest zwei zueinander beabstandete Zylinder 23, 24 umfasst, die das Garn G weitertransportieren und Zwischenspeichern können. Das Garn G umläuft dabei in Windungen immer beide Zylinder 23, 24, die im Abstand zueinander und in der Drehzahl zueinander steuerbar sind. Auch diese Ausführungsform einer Sammel- und Transportvorrichtung 14 dient zur Speicherung des Garnes G, um unterschiedliche Geschwindigkeiten zwischen der Spinnstreckanlage S und der Zwirnvorrichtung 15 zu kompensieren. Die Zylinder 23, 24 können aber auch beheizt oder gekühlt sein, oder alternativ in einem Gehäuse 16 angeordnet sein, das mit einer besonderen Atmosphäre gefüllt ist. Selbstverständlich kann diese Sammel- und Transportvorrichtung 14 weitere Zylinder, also mehr als zwei Zylinder 23, 24 aufweisen, die im Abstand zueinander und in der Drehzahl zueinander steuerbar sind.
In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sammel- und Transportvorrichtung 14 dargestellt, die als Speicher 25 mit einer ersten Reihe von Umlenkrollen 26a und einer zweiten Reihe von Umlenkrollen 26b ausgebildet sind, wobei das Garn G abwechselnd jeweils eine Umlenkrolle der ersten Reihe 26a und dann eine Umlenkrolle der zweiten Reihe 26b umschlingt. Durch den variierbaren Abstand der Reihen der Umlenkrollen 26a, 26b zueinander kann das Garn G gespeichert und an die Zwirnvorrichtung 15 weitergeleitet werden und damit ein Geschwindigkeitsunterschied des Garnes G vom Austritt aus der Behandlungsvorrichtung 12 zum Eintritt in die Zwirnvorrichtung 15 kompensiert werden. Auch dieser Speicher 25 kann in einem Gehäuse 16 angeordnet sein, das mit einer besonderen Atmosphäre gefüllt ist. Die Umlenkrollen 26a, 26b können ebenfalls beheizt oder gekühlt ausgebildet sein.
Die Spinnstreckanlage S wird erfindungsgemäß mit einer geringeren Abzugsgeschwindigkeit betrieben als nach dem Stand der Technik. Dabei ist die Produktionsgeschwindigkeit der Spinnstreckanlage gleich oder leicht höher als die der Zwirnvorrichtung 15. Die Produktion der Spinnstreckanlage S wird um etwa den Faktor 15 bis 30 verlangsamt, was die Fachwelt im Hinblick auf die Investition einer Spinnstreckanlage davon abgehalten hat, dies in Betracht zu ziehen, da der Preis pro Tonne Garn um den fast gleichen Faktor gestiegen wäre. Aufgrund der geringeren Produktivität bzw. Produktionsgeschwindigkeit kann die Spinnstreckanlage aber einfacher ausgelegt werden, wodurch die Investitionskosten sinken. Entscheidend ist aber, dass das gesamte Handling und Zwischenlagern zwischen der Spinnstreckanlage S und der Zwirnvorrichtung 15 entfällt, wodurch sich das erfindungsgemäße Verfahren hinsichtlich der Betriebskosten wieder rechnet.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass mittels der Sammel- und Transportvorrichtung 14 ein kontinuierlicher Prozess ohne Unterbrechung von der Herstellung der Endlosfilamente E bis zum gezwirnten Garn möglich ist. Die Sammel- und Transportvorrichtung 14 kann ausgebildet sein, einen Produktionsunterschied zwischen der Spinnstreckanlage S und der Zwirnvorrichtung 15 zu kompensieren. Darüber hinaus kann die Sammel- und Transportvorrichtung 14 ausgebildet sein, das Garn mittels Gas oder heißem Dampf oder mittels temperierter Trommel, Zylinder oder Umlenkrollen weiter zu behandeln. Die Anlage kann unterbrechungsfrei in einer Linie vom flüssigen Kunststoff bis zum gezwirnten Garn betrieben werden, was Platz spart und Lagerkapazität und Handlingskosten reduziert. Im Vergleich zum Stand der Technik wird zwar die Spinnstreckanlage mit einer geringeren Kapazität betrieben, was aber in Summe kostengünstiger ist, da diese unterbrechungsfrei betrieben wird.
Bezugszeichen
1 Mischer
2 Schmelzbehälter
3 Zuführeinrichtung
4 Extruder
5 Spinnbalken
6 Spinnpumpe
7 Spinndüse
8 Erhitzer
9 Blasschacht
10 Fallrohr
11 Galette
12 Behandlungsvorrichtung
13 Transportrolle
14 Sammel- und Transportvorrichtung
15 Zwirnvorrichtung
16 Gehäuse
17 Drallstopper
20 Band
21 Trommel
22 Fadenführer
23 Zylinder
24 Zylinder
25 Speicher
26a, 26b Reihen mit Umlenkrollen
E Endlosfilament
G Garn
S Spinnstreckanlage

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines gezwirnten synthetischen Garns, bei dem aus einem flüssigen Kunststoff oder Granulat mittels mindestens einer Spinndüse (7) Endlosfilamente (E) hergestellt werden und nachfolgend aus mindestens zwei Endlosfilamenten (E) mindestens ein Garn (G) erzeugt wird, das aus einer Behandlungsvorrichtung (12) abgezogen wird und mittels einer Sammel- und Transportvorrichtung (14) an eine Zwirn-/Kablier-vorrichtung (15) übergeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine vorbestimmte Länge des mindestens einen Garns (G) von der Sammel- und Transportvorrichtung (14) aufgenommen wird, um einen Produktionsunterschied zwischen der Spinnstreckanlage (S) und der Zwirnvorrichtung (15) zu kompensieren.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Garne (G) mittels der Sammel- und Transportvorrichtung (14) von der Spinnstreckanlage (S) an die Zwirnvorrichtung (15) übergeben werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei Garne (G) von der Behandlungsvorrichtung (12) abgezogen werden und mittels einer Abzugsvorrichtung relaxiert werden und als ein Garn (G) oder mehrere Garne auf die Sammel- und Transportvorrichtung (14) an die Zwirn-/Kabliervorrichtung (15) übergeben werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Garn (G) während der Übergabe von der Spinnstreckanlage (S) zur Zwirnvorrichtung (15) in einer Atmosphäre aus heißem Dampf oder konditioniertem Gas behandelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Garn (G) mit einer Geschwindigkeit von 10m/min bis 600 m/min aus der Spinnstreckanlage (S) herausgeführt wird, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 50 m/min bis 150 m /min.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Garn (G) mit einer Geschwindigkeit von 10 m/min bis 500 m/min in die Zwirnvorrichtung (14) eingeleitet wird, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 10 m/min bis 150 m/min.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Garn (G) innerhalb der Sammel- und Transportvorrichtung (14) mittels temperierter Trommel (21), Zylinder (23, 24) oder Reihen von Umlenkrollen (26a, 26b) geführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Garn (G) mittels einer Abzugsvorrichtung, die als mindestens eine Transportrolle (13) ausgebildet sein kann, relaxiert wird, wobei vorzugsweise dieses Verfahren mittels Dampf oder konditioniertem Gas unterstützt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuerung die Spinnstreckanlage (S) und die Zwirnvorrichtung (15) in der jeweiligen Produktionsgeschwindigkeit an die aktuelle Speicherkapazität der Sammel- und Transportvorrichtung (14) angepasst werden und umgekehrt.
11. Anlage zur Herstellung eines gezwirnten oder kablierten synthetischen Garns, umfassend eine Spinnstreckanlage (S) die ausgebildet ist, aus einem flüssigen Kunststoff oder Granulat mittels mindestens einer Spinndüse (7) Endlosfilamente (E) herzustellen und nachfolgend aus mindestens zwei Endlosfilamenten (E) mindestens ein Garn (G) zu erzeugen, mit einer nachfolgenden Behandlungsvorrichtung (12) zur Behandlung des mindestens einen Garns (G), mit einer Sammel- und Transportvorrichtung (14), sowie einer nachfolgenden Zwirnvorrichtung (15) , wobei die Anlage ausgebildet ist, das mindestens eine Garn (G) unterbrechungsfrei von der Spinnstreckanlage (S) zur Zwirn- /Kabliervorrichtung zu übergeben.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Garn (G) mittels einer Abzugsvorrichtung aus der Behandlungsvorrichtung (12) abgezogen wird.
13. Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sammel- und Transportvorrichtung (14) ausgebildet ist, einen Unterschied in der Produktionsgeschwindigkeit zwischen der Spinnstreckanlage (S) und der Zwirnvorrichtung (15) zu kompensieren.
14. Anlage nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammel- und Transportvorrichtung (14) als umlaufendes Band (20) ausgebildet ist.
15. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammel- und Transportvorrichtung (14) als Trommel (21) mit einem Fadenführer (22) ausgebildet ist.
16. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammel- und Transportvorrichtung (14) als im Abstand zueinander einstellbare Zylinder (23, 24) ausgebildet ist. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammel- und Transportvorrichtung (14) als Speicher (25) mit zwei im Abstand zueinander einstellbaren Reihen von Umlenkrollen (26a, 26b) ausgebildet ist. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammel- und Transportvorrichtung (14) innerhalb eines Gehäuses (16) angeordnet ist, das ausgebildet ist, mit heißem Dampf oder konditioniertem Gas gefüllt zu werden. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 19, aufweisend eine Steuerung, die ausgebildet ist, die jeweilige Produktionsgeschwindigkeit der Spinnstreckanlage (S) und der Zwirnvorrichtung (15) an die aktuelle Speicherkapazität der Sammel- und Transportvorrichtung (14) anzupassen, oder einen Abgleich an den jeweiligen
Unterschied zwischen der Produktionsgeschwindigkeit der Spinnstreckanlage (S) und der Zwirnvorrichtung (15) herzustellen. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung Bestandteil des gesamten Systems, vorzugsweise der Spinnstreckanlage (S) und der Transportvorrichtung (14) ist.
16
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