WO2004067816A1 - Vorrichtung und verfahren zum spinnen farbiger fasern - Google Patents

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Diethard Hübner
Jörn ZÜHLKE
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Saurer Gmbh & Co. Kg
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    • B29C48/365—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using pumps, e.g. piston pumps

Definitions

  • the invention relates to a device for spinning colored fibers from a colored polymer melt according to the preamble of claim 1 and a method for spinning colored fibers from a colored polymer melt according to the preamble of claim 9.
  • Such a device and such a method are known for example from DE 199 56 251 AI.
  • the base polymers In order to be able to produce colored fibers as endless carpet yarns, for example, the base polymers must be colored by adding colorants before spinning.
  • various device and method variants are known in the prior art.
  • the colorant is fed together with a granulate of the base polymer into a melt generator, so that the melt generator mixes and blends in one operation.
  • Such systems are known for example from US 5,756,020 and US 6,182,685.
  • the known devices generally have the disadvantage that when changing colors, the device must be rinsed completely from the melt generator to the individual spinnerets, so that long downtimes occur.
  • the short reaction time leads to color irregularities in the spun fibers.
  • the liquid color is also only mixed in the area between a spinning pump and a spinneret by a static or a dynamic mixer.
  • the particularly short dwell times of the liquid color in the polymer melt make it difficult to evenly color all parts of the melt.
  • the device according to the invention has a Mixer combination consisting of at least one static mixer and at least one dynamic mixer, so that the liquid paint and the polymer melt can be mixed by several successive mixing processes.
  • the combination between static mixing and dynamic mixing has had an effect in particular on a uniform distribution of the liquid color within the polymer melt.
  • Another advantage of the invention is that the location of the feed between the melt generator and the spinneret is freely selectable, so that there is a high degree of flexibility in the production of colored fibers.
  • the invention can be used for spinning single-colored threads, multi-colored threads or colored staple fibers and spunbonded fabrics.
  • the mixing processes can be carried out in certain predetermined sequences.
  • the static mixer can be arranged upstream or downstream of the dynamic mixer within the mixer combination in the flow direction.
  • the development of the invention is preferably used, in which the polymer melt is colored after it has been produced and before it is divided into a plurality of partial melt streams.
  • the mixing device and the ink metering device are arranged upstream of a melt distributor, which is arranged to distribute the polymer melt between the melt generator and the spinning device. This also minimizes the amount of work involved in coloring the polymer melt.
  • the development of the invention is particularly advantageous, in which the polymer melt is colored after division into several partial melt streams.
  • a feed device and a mixing device are assigned to each partial melt flow, so that each of the partial flows goes through several mixing processes.
  • melt distributors are assigned to the melt generator, and wherein the melt distributor is assigned a separate mixing device with a dye metering device, is used in particular for spinning so-called tricolor threads.
  • a mixed thread is made from three differently colored individual threads.
  • the color metering devices assigned to the melt distributors are used to feed different liquid colors.
  • it can also advantageously be used to produce multicolored yarns which are formed from 4, 5 or even more colors.
  • the method according to the invention and the device according to the invention are also particularly suitable for temperature-insensitive additives which, like the ink, must be added to the melt spinning process as late as possible.
  • the invention is not only limited to the spinning of colored fibers, but also includes those methods and devices in which an additive is used exclusively instead of the liquid color.
  • FIG. 1 shows schematically a first embodiment of the device according to the invention for spinning monochrome fibers
  • Fig. 2 schematically shows another embodiment of the device according to the invention for spinning colored fibers
  • Fig. 3 schematically shows another embodiment of the device according to the invention for spinning multicolored fibers
  • Fig. 4 schematically shows a further embodiment of the device according to the invention for spinning monochrome fibers
  • the device has a melt generator 1.
  • the melt generator 1 is shown as an extruder with an extruder screw 2 and an extruder drive 3.
  • the melt generator 1 has an inlet funnel 4 for receiving a granulate 21.
  • the melt generator 1 is connected to a melt line 22.
  • the ink metering device 5 consists of a metering pump 6 and a tank 8 connected to the metering pump 6.
  • the metering pump 6 is driven by a metering drive 7.
  • a liquid paint 9 is contained in the tank 8.
  • a mixing device 10 is connected to the melt line 22.
  • the mixing device 10 consists of a static mixer 11 and a dynamic mixer 12 which is driven by a mixer drive 13.
  • the static mixer 11 and the dynamic mixer 12 are connected to form a structural unit.
  • the static mixer 11 is arranged upstream of the dynamic mixer 12.
  • the mixing device 10 is followed in the flow direction by a melt distributor 14, to which a spinning device 15 is connected.
  • the spinning device 15 has two spinning pumps 16.1 and 16.2, which are each driven by a pump drive 18.1 and 1.8.2.
  • Each of the spinning pumps 16.1 and 16.2 is connected to the melt distributor 14 via a separate distributor line 24.1 and 24.2.
  • the melt discharged from the mixing device 10 is divided into the distributor lines 24.1 and 24.2.
  • a total of three spinnerets 17.1, 17.2 and 17.3 are assigned to the spinning pump 16.1.
  • the spinning pumps 16.2 are assigned the spinnerets 17.4, 17.5 and 17.6.
  • granules 21 of a base polymer for example a polypropylene or a polyamide
  • the granulate 21 is melted by the melt generator 1 to form an undyed polymer melt and is discharged via the melt line 22 as a melt flow under pressure.
  • a liquid color 9 is metered into the melt flow of the undyed polymer melt within the melt line 22 by the color metering device 5.
  • the metering pump 6 is driven via the metering drive 7 at a certain speed, so that a certain amount of liquid paint 9 is fed from the tank 8 via the feed line 23 into the melt line 22.
  • the polymer melt and the liquid paint are then passed together into the mixing device 10.
  • the static mixer could, for example, have a plurality of chambers with a plurality of stationary mixing elements, which brings about an intensive deflection of the continuous polymer melt and liquid color. Then both components are led directly from the static mixer 11 into the dynamic mixer 12. In the dynamic mixer 12, further mixing is carried out by at least one by the Mixer drive 13 driven mixing element mixed. As a result, the premixing preset by the static mixer is intensified, so that a uniform distribution of the particles of the liquid color within the polymer melt is achieved. The polymer melt colored in this way is then distributed to the individual spinning pumps 16.1 and 16.2 via the melt distributor 14.
  • the spinning pumps 16.1 and 16.2 are designed as single or multiple pumps, in which several partial flows are generated.
  • the spinning pump 16.1 requests a partial flow to the spinnerets 17.1, 17.2 and 17.3.
  • Each of the spinnerets 17.1 to 17.3 have a plurality of nozzle bores on their undersides, so that the colored polymer melt is spun into strand-like fibers due to the pump pressure.
  • further colored fibers are spun via the spinning pump 16.2 and the spinnerets 17.4 to 17.7.
  • the polymer melt is colored before being distributed by the melt distributor 14. This arrangement is used in particular when spinning monochrome fibers.
  • the tank 8 would be filled with the additive, which would be supplied to the main melt stream by the metering pump 6. The subsequent blending would then take place as previously described.
  • the embodiment shown in FIG. 2 of the device according to the invention is preferably used.
  • the melt generator 1, the melt distributor 14 and the spinning device 15 are identical to the previous embodiment according to FIG. 1, so that reference is made to the preceding description at this point.
  • each in this exemplary embodiment two color dosing devices 5.1 and 5.2 and two mixing devices 10.1 and 10.2 are provided.
  • the ink metering device 5.1 and the mixing device 10.1 are arranged between the melt distributor 14 and the spinning pump 16.1.
  • the second ink metering device 15.2 and the second mixing device 10.2 are assigned to the distributor line 24.2 and placed between the melt distributor 14 and the spinning pump 16.2.
  • the structure of the color metering devices 5.1 and 5.2 and the mixing device 10.1 and 10.2 are identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1, so that reference can also be made to the preceding description at this point.
  • each of the partial melt streams formed in the distributor lines 24.1 and 24.2 is separately and independently embittered.
  • the undyed polymer melt is fed from a melt generator 1 to the melt distributor 14.
  • the undyed polymer melt is divided by the melt distributor 14 into the connected distributor lines 24.1 and 24.2.
  • a certain amount of liquid paint is added to the partial melt streams, which are then mixed by the mixing device 10.1 and 10.2.
  • the colored polymer melt is passed in several mixing processes from the spinning pumps 16.1 and 16.2 to the spinnerets 17.1 to 17.6, so that the colored fibers can be spun. It is possible here that different liquid colors or identical colors are added to the partial melt flows via the color metering devices 5.1 and 5.2.
  • the mixer drive 13.1 can thus be adjusted as a function of the metered quantity.
  • the mixer drive 13.1 and the metering drive 7.1 are coupled to the control unit 19.
  • a possible solution is shown in the right half of FIG. 2, in which the extruder drive 3, the metering drive 7.2, the mixer drive 13.2 and the pump drive 18.2 are connected in a control unit 20.
  • This allows, for example, the metering quantity to be changed as a function of the throughput quantity.
  • the exemplary embodiment has a melt generator 1 which is constructed identically to the previous exemplary embodiments.
  • the melt generator 1 is connected to a melt line 22.
  • a plurality of branch lines 25.1, 25.2 and 25.3 branch off from the melt line 22.
  • Each of the branch lines 25.1, 25.2 and 25.3 opens into a melt distributor 14.1, 14.2 and 14.3.
  • the melt distributors 14.1, 14.2 and 14.3 are each preceded by an ink metering device 5.1, 5.2 and 5.3 and a mixing device 10.1, 10.2 and 10.3.
  • the color metering devices 5.1, 5.2 and 5.3 are identical to the previous exemplary embodiments, so that no further description is given here.
  • the mixing devices 10.1, 10.2 and 10.3 are identical. Each of the mixing devices consists of a mixer combination - as explained using the example of the mixing device 10.1 - of a static mixer 11.1, a dynamic mixer 12 and a second static mixer 11.2.
  • the dynamic mixer 12 is driven by the mixer drive 13.
  • melt distributors 14.1, 14.2 and 14.3 are each followed by melt distributors 14.1, 14.2 and 14.3 in order to achieve a melt distribution
  • the spinning device 15 has a structure to produce four colored mixed threads in parallel. Each of the mixed threads is combined from three individual partial threads, each of the partial threads of a mixed thread being colored differently. Such mixed threads are also referred to as so-called tricolor threads, which are crimped in further treatment steps and are used as carpet yarns.
  • each melt distributor 14.1, 14.2 and 14.3 is assigned two spinning pumps to the total of six spinning pumps 16.1 to 16.6.
  • Each of the spinning pumps 16.1 to 16.6 supply two spinnerets of a total of twelve spinnerets 17.1 to 17.12 in order to spin a colored partial thread from a multitude of strand-shaped fibers.
  • the liquid metering devices 5.1, 5.2 and 5.3 each supply different liquid colors to the polymer melts flowing in the branch lines 25.1, 25.2 and 25.3.
  • the subsequent mixing of the respective liquid color with the polymer melt is carried out by the mixing devices 10.1, 10.2 and 10.3.
  • Each partial flow is mixed by a sequence of three mixing processes. A first static mixing is followed by a dynamic mixing and a further static mixing.
  • the three differently colored polymer melts are then fed to the spinning pumps 16.1 to 16.6 and the spinnerets 17.1 to 17.12 via the melt distributors 14.1 to 14.3.
  • the distribution to the spinnerets 17.1 to 17.12 takes place in such a way that three adjacent spinnerets spin three different colored fiber strands which are brought together to form a mixing thread.
  • This embodiment has the particular advantage that only one melt generator is required in the production of such tricolor thread.
  • the polymer melt is colored with three different liquid colors regardless of the melt production. Devices of this type can thus also be used without major changes in the melt distribution for the production of uncolored, monochrome or multicolor threads.
  • the number of colors as well the color metering device is exemplary. In principle, more than three dyed fiber strands can also be spun at the same time.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a device according to the invention for spinning colored fibers.
  • the exemplary embodiment is essentially identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1, so that reference is made to the preceding description at this point and only the differences are shown at this point.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 4 is used for spinning fiber strands which are cut directly into staple fibers in the spinning process or in a downstream process.
  • the strand-like fibers are spun from ring-shaped spinnerets 17.1 to 17.4 of the spinning device 15.
  • Each spinneret 17.1 to 17.4 is assigned a separate spinning pump 16.1 to 16.4.
  • the spinning pumps 16.1 to 16.4 are connected by a melt distributor 14 to the main stream of a melt generator 1, the melt distributor 14 is preceded by a dye metering device 5 and a mixing device 10.
  • the color metering device 5 is identical to the previous exemplary embodiments.
  • the mixing device 10 is formed by a mixer combination in which a dynamic mixer 12 is arranged upstream of a static mixer 11.
  • the mixing of the liquid paint supplied by the ink metering device 5 with the polymer melt takes place through the successive mixing processes of dynamic mixing by the dynamic mixer 12 and static mixing by the static mixer 11.
  • FIGS. 1 to 4 are exemplary in their arrangement and construction of the individual units.
  • the coloring of the polymer melt can also be supplemented by further subsequent mixing processes.
  • additional static and / or dynamic mixers can be used directly in front of the spinnerets and / or the spinning pumps.
  • the invention also extends to such devices and methods in which, instead of a liquid paint, another additive is added to the melt flow.
  • another additive is added to the melt flow.
  • the particles of the additives are present in a fixed distribution after a very short time.
  • melt-carrying components are heated in practice.
  • the spinnerets and spinning pumps of the spinning device 15 are arranged in a heated spinning beam.
  • the melt distributors 14 can be arranged either separately outside the spinning beam or directly inside the spinning beam. Accordingly, the liquid ink can be fed in outside or inside the spinning beam.
  • heated dosing devices can be used in order to be able to add the paint or the additive already preheated.

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Abstract

Es ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spinnen farbiger Fasern aus einer gefärbten Polymerschmelze beschrieben. Dabei wird eine ungefärbte Polymerschmelze durch einen Schmelzeerzeuger erzeugt. Durch eine Farbdosiereinrichtung wird der ungefärbten Polymerschmelze eine flüssige Farbe beigemengt. Zum Vermengen der flüssigen Farbe und Einfärben der Polymerschmelze ist eine Mischeinrichtung vorgesehen. Die gefärbte Polymerschmelze wird sodann mittels einer Spinneinrichtung zu Fasern versponnen. Um trotz der kurzen Verweilzeiten der flüssigen Farbe in der Polymerschmelze vor dem Ausspinnen eine hohe Gleichmäßigkeit der Einfärbung der Polymerschmelze zu erhalten, wird die Flüssigfarbe und die Polymerschmelze durch mehrere nacheinander erfolgende Mischvorgänge vermischt. Dabei ist die Mischeinrichtung aus einer Mischkombination bestehend aus zumindest einem statischen Mischer und zumindest einem dynamischen Mischer gebildet.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Spinnen farbiger Fasern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spinnen farbiger Fasern aus einer gefärbten Polymerschmelze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Spinnen farbiger Fasern aus einer gefärbten Polymerschmelze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind beispielsweise aus der DE 199 56 251 AI bekannt.
Um farbige Fasern beispielsweise als endlose Teppichgarne herstellen zu können, müssen die Grundpolymere durch Beimengen von Farbmitteln vor dem Verspinnen eingefarbt werden. Hierzu sind verschiedene Vorrichtungs- und Verfahrensvarianten im Stand der Technik bekannt. Bei einer ersten Variante wird das Farbmittel gemeinsam mit einem Granulat des Grundpolymers in einen Schmelzeerzeuger geführt, so daß das Aufschmelzen und Vermengen in einem Arbeitsgang durch den Schmelzeerzeuger erfolgt. Derartige Systeme sind beispielsweise aus der US 5,756,020 und US 6,182,685 bekannt. Die bekannten Vorrichtungen besitzen jedoch generell den Nachteil, daß bei einem Farbenwechsel die Vorrichtung komplett vom Schmelzeerzeuger bis hin zu den einzelnen Spinndüsen durchspült werden muß, so daß hohe Ausfallzeiten entstehen.
So haben sich insbesondere für fle∑dble Vorrichtungen zum Spinnen von farbigen Fasern Verfahren und Vorrichtungen entwickelt, bei welchen die Färbemittel nach dem Aufschmelzen des Grundpolymers unmittelbar der Polymerschmelze zugeführt wird. Wie beispielsweise aus der EP 0 837 161 AI oder der EP 1 054 083 AI bekannt ist, erfolgt nach dem Zusammenführen des Farbmittels mit der Polymerschmelze eine intensive Durchmischung, um die gewünschte Einfarbung der Polymerschmelze zu erhalten. Der Ort der Einspeisung des Farbmittels läßt sich somit von dem Schmelzeerzeuger hin zu den Spinndüsen verlagern, so daß bei einem Farbwechsel kürzere Ausfallzeiten durch den geringeren Spülungsaufwand erreicht werden können. Die Eiήspeisung des Farbmittels nach der Schmelzeerzeugung führt jedoch zu kürzeren Verweilzeiten und Reaktionszeiten zwischen dem Farbmittel und der Polymerschmelze, um eine intensive und gleichmäßige Einfärbung der Polymerschmelze zu erhalten.
Insbesondere bei der Verwendung von Flüssigfarben wie aus der DE 199 56 251 AI bekannt ist, führt die kurze Reaktionszeit zu Farbungleichmäßigkeiten bei den gesponnenen Fasern. Bei der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren wird die Flüssigfarbe zudem erst im Bereich zwischen einer Spinnpumpe und einer Spinndüse durch einen statischen oder einen dynamischen Mischer vermischt. Die dabei besonders kurzen Verweilzeiten der Flüssigfarbe in der Polymerschmelze erschweren eine gleichmäßige Einfärbung aller Schmelzeteile.
Es ist demnach Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine vor dem Spinnen sehr gleichmäßige Einfärbung der Polymerschmelze durch eine der Polymerschmelze dosiert beigemengten Flüssigfarbe erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß bereits in sehr kurzer Zeit nach
Einspeisung der flüssigen Farbe eine Verteilung aller Farbpartikel innerhalb der Polymerschmelze vorliegt und somit zu einer gleichmäßigen Einfärbung der
Polymerschmelze führt. Hierzu weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Mischerkombination bestehend aus zumindest einem statischen Mischer und zumindest einem dynamischen Mischer auf, so daß die flüssige Farbe und die Polymerschmelze durch mehrere nacheinander erfolgende Mischvorgänge vermischt werden kann. Die Kombination zwischen einer statischen Durchmischung und einer dynamischen Durchmischung hat sich insbesondere auf eine gleichmäßige Verteilung der flüssigen Farbe innerhalb der Polymerschmelze ausgewirkt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Ort der Einspeisung zwischen dem Schmelzeerzeuger und der Spinndüse frei wählbar ist, so daß sich eine hohe Flexibilität bei der Herstellung von farbigen Fasern ergibt. So läßt sich die Erfindung zum Spinnen von einfarbigen Fäden, mehrfarbigen Fäden oder farbigen Stapelfasern sowie Spinnvliesen anwenden.
In Abhängigkeit von dem verwendeten Grundpolymer, wobei grundsätzlich alle spinnbaren und färbbaren Grundpolymere geeignet sind, lassen sich die Mischvorgänge in bestimmten vorgegebenen Reihenfolgen durchführen. Hierzu kann der statische Mischer innerhalb der Mischerkombination in Fließrichtung dem dynamischen Mischer vorgeordnet oder nachgeordnet sein.
Ebenso können neben dem dynamischen Mischer mehrere statische Mischer abwechselnd oder in einer Reihenschaltung verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, neben einem oder mehreren statischen Mischern mehrere dynamische Mischer vorzusehen.
Zum Spinnen von einfarbigen Fasern wird bevorzugt die Weiterbildung der Erfindung angewendet, bei welcher die Polymerschmelze nach der Erzeugung und vor einer Aufteilung zu mehreren Teilschmelzeströmen gefärbt wird. Dabei ist die Mischeinrichtung und die Farbdosiereinrichtung in Fließrichtung einem Schmelzeverteiler vorgeordnet, der zur Verteilung der Polymerschmelze zwischen dem Schmelzeerzeuger und der Spinneinrichtung angeordnet ist. Damit wird zudem der Aggregateaufwand zur Einfärbung der Polymerschmelze gering gehalten. Für den Fall, daß beim Verspinnen von mehrfarbigen Fasern eine hohe Flexibilität in der Farbgestaltung und Farbwechsel gefordert ist, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher die Polymerschmelze nach Aufteilung in mehreren Teilschmelzeströmen eingefärbt wird. Dabei ist jedem Teilschmelzestrom eine Einspeiseeinrichtung und eine Mischeinrichtung zugeordnet, so daß jeder der Teilströme mehrere Mischvorgänge durchläuft.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausbildung der Erfindung, bei welcher dem Schmelzeerzeuger mehrere Schmelzeverteiler zugeordnet sind, und wobei der Schmelzeverteiler eine separate Mischeinrichtung mit einer Farbdosiereinrichtung zugeordnet ist, wird insbesondere zum Spinnen von sogenannten Tricolorfäden eingesetzt. Hierbei wird ein Mischfaden aus drei unterschiedlich gefärbten Einzelfaden hergestellt. So werden die den Schmelzeverteilern zugeordneten Farbdosiereinrichtungen genutzt, um jeweils unterschiedliche Flüssigfarben einzuspeisen. Es können damit jedoch auch vorteilhaft vielfarbige Garne hergestellt werden, die aus 4, 5 oder noch mehr Farben gebildet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere auch für temperaturunempfindliche Additive geeignet, die ebenfalls wie die Farbe möglichst spät dem Schmelzspinnprozeß zugeführt werden müssen. Insoweit ist die Erfindung nicht nur auf das Spinnen von farbigen Fasern beschränkt, sonder schließt auch diejenige Verfahren und Vorrichtungen ein, bei welchen ausschließlich anstatt der flüssigen Farbe ein Additiv verwendet wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren sind nachfolgend anhand einiger Ausfiihrungsbeispiele unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es stellen dar: Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spinnen einfarbiger Fasern
Fig. 2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spinnen farbiger Fasern
Fig. 3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spinnen mehrfarbiger Fasern
Fig. 4 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spinnen einfarbiger Fasern
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spinnen von einfarbigen Fasern gezeigt, um aus den Fasern beispielsweise gekräuselte Teppichgarne herzustellen. Die Vorrichtung weist hierzu einen Schmelzeerzeuger 1 auf. Der Schmelzeerzeuger 1 ist als Extruder dargestellt mit einer Extruderschnecke 2 und einem Extruderantrieb 3. Der Schmelzeerzeuger 1 weist einen Einlauftrichter 4 zur Aufnahme eines Granulats 21 auf. Der Schmelzeerzeuger 1 ist mit einer Schmelzeleitung 22 verbunden.
In die Schmelzeleitung 22 mündet eine Einspeiseleitung 23, die an einer Farbdosiereinrichtung 5 angeschlossen ist. Die Farbdosiereinrichtung 5 besteht aus einer Dosierpumpe 6 und einem mit der Dosierpumpe 6 verbundenen Tank 8. Die Dosierpumpe 6 wird über einen Dosierantrieb 7 angetrieben. In dem Tank 8 ist eine flüssige Farbe 9 enthalten. In Fließrichtung hinter der Einmündung der Einspeiseleitung 23 ist an der Schmelzeleitung 22 eine Mischeinrichtung 10 angeschlossen. Die Mischeinrichtung 10 besteht aus einem statischen Mischer 11 und einem dynamischen Mischer 12, welcher durch einen Mischerantrieb 13 angetrieben wird. Der statische Mischer 11 und der dynamische Mischer 12 sind zu einer Baueinheit verbunden. Der statische Mischer 11 ist dem dynamischen Mischer 12 vorgeordnet. Der Mischeinrichtung 10 folgt in Fließrichtung ein Schmelzeverteiler 14, an welchem eine Spinneinrichtung 15 angeschlossen ist. Die Spinneinrichtung 15 weist hierzu zwei Spinnpumpen 16.1 und 16.2 auf, die jeweils durch einen Pumpenantrieb 18.1 und 1.8.2 angetrieben werden. Jeder der Spinnpumpen 16.1 und 16.2 ist über eine separate Verteilerleitung 24.1 und 24.2 mit dem Schmelzeverteiler 14 verbunden. Innerhalb des Schmelzeverteilers 14 wird die von der Mischeinrichtung 10 abgegebene Schmelze in die Verteilerleitungen 24.1 und 24.2 aufgeteilt. Der Spinnpumpe 16.1 sind insgesamt drei Spinndüsen 17.1, 17.2 und 17.3 zugeordnet. Der Spinnpumpe 16.2 sind die Spinndüsen 17.4, 17.5 und 17.6 zugeordnet.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Granulat 21 eines Grundpolymers beispielsweise einem Polypropylen oder einem Polyamid über den Einlauftrichter 4 der Extruderschnecke 2 zugeführt. Das Granulat 21 wird durch den Schmelzeerzeuger 1 zu einer ungefärbten Polymerschmelze aufgeschmolzen und über die Schmelzeleitung 22 als druckbelasteter Schmelzestrom abgeführt. Dem Schmelzestrom der ungefärbten Polymerschmelze wird innerhalb der Schmelzeleitung 22 eine flüssige Farbe 9 durch die Farbdosiereinrichtung 5 zudosiert. Hierzu wird die Dosierpumpe 6 über den Dosierantrieb 7 mit bestimmter Drehzahl angetrieben, so daß eine bestimmte Menge Flüssigfarbe 9 aus dem Tank 8 über die Einspeiseleitung 23 in die Schmelzeleitung 22 geführt wird. Anschließend werden die Polymerschmelze und die Flüssigfarbe gemeinsam in die Mischeinrichtung 10 geleitet. Hierbei erfolgt zunächst in dem statischen Mischer 11 eine statische Durchmischung beider Komponenten. Hierzu könnte der statische Mischer beispielsweise mehrere Kammern mit mehreren stationären Mischelementen aufweisen, die eine intensive Umlenkung der durchlaufenden Polymerschmelze und Flüssigfarbe bewirkt. Anschließend werden beide Komponenten unmittelbar von dem statischen Mischer 11 in den dynamischen Mischer 12 geführt. In dem dynamischen Mischer 12 wird eine weitere Durchmischung durch zumindest ein durch den Mischerantrieb 13 angetriebenes Mischelement durchmischt. Dadurch wird die durch den statischen Mischer voreingestellte Vormischung intensiviert, so daß eine gleichmäßige Verteilung der Partikel der flüssigen Farbe innerhalb der Polymerschmelze erreicht wird. Die so eingefarbte Polymerschmelze wird anschließend über den Schmelzeverteiler 14 auf die einzelnen Spinnpumpen 16.1 und 16.2 verteilt. Die Spinnpumpen 16.1 und 16.2 sind als Einfach- oder Mehrfachpumpen ausgebildet, bei welchem mehrere Teilströme erzeugt werden. Die Spinnpumpe 16.1 fordert jeweils einen Teilstrom zu den Spinndüsen 17.1, 17.2 und 17.3. Jede der Spinndüsen 17.1 bis 17.3 besitzen eine Vielzahl von Düsenbohrungen auf ihren Unterseiten, so daß aufgrund des Pumpendrucks die gefärbte Polymerschmelze zu strangförmigen Fasern versponnen werden. Ebenso wird über die Spinnpumpe 16.2 und den Spinndüsen 17.4 bis 17.7 weitere farbige Fasern gesponnen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Polymerschmelze vor Verteilung durch den Schmelzeverteiler 14 eingefärbt. Diese Anordnung wird insbesondere beim Verspinnen von einfarbigen Fasern genutzt.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist auch geeignet, um anstatt der flüssigen Farbe ein Additiv dem Schmelzestrom beizumengen. Hierzu wäre der Tank 8 mit dem Additiv gefüllt, das durch die Dosierpumpe 6 dem Hauptschmelzestrom zugeführt würde. Die anschließende Vermengung würde dann wie zuvor beschrieben erfolgen.
Um Fasern unterschiedlicher Farbe herstellen zu können, wird das in Fig. 2 dargestellte Ausfiil rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt verwendet. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführangsbeispiel sind der Schmelzeerzeuger 1, der Schmelzeverteiler 14 und die Spinneinrichtung 15 identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ausgeführt, so daß an dieser Stelle Bezug zu der vorhergehenden Beschreibung genommen wird. Zur Einfärbung der Polymerschmelze sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils zwei Farbdosiereinrichtungen 5.1 und 5.2 sowie zwei Mischeinrichtungen 10.1 und 10.2 vorgesehen. Hierbei ist die Farbdosiereinrichtung 5.1 und die Mischeinrichtung 10.1 zwischen dem Schmelzeverteiler 14 und der Spinnpumpe 16.1 angeordnet. Die zweite Farbdosiereinrichtung 15.2 und die zweite Mischeinrichtung 10.2 sind der Verteilerleitung 24.2 zugeordnet und zwischen dem Schmelzeverteiler 14 und der Spinnpumpe 16.2 plaziert. Der Aufbau der Farbdosiereinrichtungen 5.1 und 5.2 sowie der Mischeinrichtung 10.1 und 10.2 sind identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so daß ebenfalls zu der vorhergehenden Beschreibung an dieser Stelle Bezug genommen werden kann.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird nach der Verteilung eines Hauptschmelzestromes durch den Schmelzeverteiler 14 jeder der gebildeten Teilschmelzeströme in den Verteilerleitungen 24.1 und 24.2 separat und unabhängig voneinander emgef rbt. Die ungefärbte Polymerschmelze wird dabei von einem Schmelzerzeuger 1 zu dem Schmelzeverteiler 14 geführt. Von dem Schmelzeverteiler 14 wird die ungefärbte Polymerschmelze in die angeschlossenen Verteilerleitungen 24.1 und 24.2 aufgeteilt. Über die Einspeiseleitungen 23.1 und 23.2 werden den Teilschmelzeströmen jeweils eine bestimmte Menge an Flüssigfarbe beigemengt, die anschließend durch die Mischeinrichtung 10.1 und 10.2 vermengt werden. Die gefärbte Polymerschmelze wird nach dem Durchmischen in mehreren Mischvorgängen von den Spinnpumpen 16.1 und 16.2 zu den Spinndüsen 17.1 bis 17.6 geführt, so daß die farbigen Fasern versponnen werden können. Hierbei besteht die Möglichkeit, daß über die Farbdosiereinrichtungen 5.1 und 5.2 jeweils unterschiedliche flüssige Farben oder identische Farben den Teilschmelzeströmen beigemengt werden.
In Fig. 2 sind unterschiedliche Steuerungsmöglichkeiten der Antriebe der Farbdosiereinrichtungen 5.1 und 5.2 dargestellt. So läßt sich der Mischerantrieb 13.1 in Abhängigkeit von der Dosiermenge verstellen. Hierzu ist der Mischerantrieb 13.1 und der Dosierantrieb 7.1 mit dem Steuergerät 19 gekoppelt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, alle Antriebe über eine gemeinsame Steuereinheit 20 anzusteuern. Hierzu ist in der rechten Bildhälfte der Fig. 2 eine Lösungsmöglichkeit aufgezeigt, bei welchem der Extruderantrieb 3, der Dosierantrieb 7.2, der Mischerantrieb 13.2 und der Pumpenantrieb 18.2 in einer Steuereinheit 20 verbunden sind. Damit läßt sich beispielsweise die Dosiermenge in Abhängigkeit von der Durchsatzmenge verändern. Ebenso besteht die Möglichkeit bei veränderter Durchsatzmenge oder veränderter Dosiermenge den Mischerantrieb 13 zu verstellen.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt, die zum Spinnen von mehrfarbigen Mischfäden verwendet wird. Das Ausführungsbeispiel weist einen Schmelzeerzeuger 1 auf, der identisch zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen aufgebaut ist. Der Schmelzeerzeuger 1 ist an eine Schmelzeleitung 22 angeschlossen. Von der Schmelzeleitung 22 zweigen mehrere Abzweigleitungen 25.1, 25.2 und 25.3 ab. Jeder der Abzweigleitungen 25.1, 25.2 und 25.3 mündet in einen Schmelzeverteiler 14.1, 14.2 und 14.3. Den Schmelzeverteilern 14.1, 14,2 und 14.3 sind jeweils eine Farbdosiereinrichtung 5.1, 5.2 und 5.3 sowie eine Mischeinrichtung 10.1, 10.2 und 10.3 vorgeordnet.' Die Farbdosiereinrichtungen 5.1, 5.2 und 5.3 sind identisch zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ausgeführt, so daß hierzu keine weitere Beschreibung erfolgt. Die Mischeinrichtungen 10.1, 10.2 und 10.3 sind identisch ausgebildet. Jede der Mischeinrichtungen besteht aus einer Mischerkombination - wie am Beispiel der Mischeinrichtung 10.1 erläutert - von einem statischen Mischer 11.1 einem dynamischen Mischer 12 und einem zweiten statischen Mischer 11.2. Der dynamische Mischer 12 wird durch den Mischerantrieb 13 angetrieben.
Den Mischeinrichtungen 10.1, 10.2 und 10.3 sind jeweils den Schmelzeverteiler 14.1, 14.2 und 14.3 nachgeordnet, um eine Schmelzeverteilung zu einer
Spinneinrichtung 15 vorzunehmen. Die Spinneinrichtung 15 besitzt einen Aufbau, um parallel vier farbige Mischfäden herzustellen. Jeder der Mischfaden wird dabei aus jeweils drei einzelnen Teilfäden zusammengefaßt, wobei jeder der Teilfäden eines Mischfadens unterschiedlich gefärbt sind. Derartige Mischfaden werden auch als sogenannte Tricolorfaden bezeichnet, die in weiteren Behandlungsschritten eine Kräuselung erhalten und als Teppichgarne verwendet werden. Zur Verteilung der unterschiedlich eingefärbten Teilschmelzeströme sind jedem Schmelzeverteiler 14.1, 14.2 und 14.3 jeweils zwei Spinnpumpen den insgesamt sechs Spinnpumpen 16.1 bis 16.6 zugeordnet. Jede der Spinnpumpen 16.1 bis 16.6 versorgen zwei Spinndüsen der insgesamt zwölf Spinndüsen 17.1 bis 17.12 um jeweils einen gefärbten Teilfaden aus einer Vielzahl von strangformigen Fasern zu spinnen.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden durch die Farbdosiereinrichtungen 5.1, 5.2 und 5.3 jeweils unterschiedliche Flüssigfarben den in den Abzweigleitungen 25.1, 25.2 und 25.3 fließenden Polymerschmelzen zugeführt. Die anschließende Durchmischung der jeweiligen Flüssigfarbe mit der Polymerschmelze erfolgt durch die Mischeinrichtungen 10.1, 10.2 und 10.3. Dabei wird jeder Teilstrom durch eine Reihenfolge von drei Mischvorgängen durchmischt. Auf eine erste statische Durchmischung folgt eine dynamische Durchmischung sowie eine weitere statische Durchmischung. Die drei unterschiedlich farbigen Polymerschmelzen werden sodann über die Schmelzeverteiler 14.1 bis 14.3 den Spinnpumpen 16.1 bis 16.6 sowie den Spinndüsen 17.1 bis 17.12 zugeführt. Die Verteilung zu den Spinndüsen 17.1 bis 17.12 erfolgt derart, daß drei benachbarte Spinndüsen drei unterschiedlich farbige Faserstränge spinnen, die zu einem Mischfaden zusammengeführt werden. Dieses Ausführungsbeispiel besitzt den besonderen Vorteil, daß bei der Herstellung derartiger Tricolorfaden nur ein Schmelzeerzeuger erforderlich ist. Das Einfärben der Polymerschmelze mit drei unterschiedlichen Flüssigfarben erfolgt unabhängig von der Schmelzeerzeugung. Somit können derartige Vorrichtungen auch ohne größere Umstellung der Schmelzeverteilung zur Herstellung von ungefärbten, einfarbig oder mehrfarbigen Fäden genutzt werden. Die Anzahl der Farben sowie der Farbdosiereinrichtungen ist hierbei beispielhaft. Grundsätzlich können auch mehr als drei gefärbte Faserstränge gleichzeitig gesponnen werden.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Spinnen von farbigen Fasern gezeigt. Das Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so daß an dieser Stelle auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen wird und an dieser Stelle nur die Unterschiede aufgezeigt werden.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausfiihrungsbeispiel wird zum Spinnen von Fasersträngen verwendet, die unmittelbar in dem Spinnprozeß oder in einem nachgeordneten Prozeß zu Stapelfasern geschnitten werden. Hierzu werden die strangformigen Fasern aus ringförmigen Spinndüsen 17.1 bis 17.4 der Spinneinrichtung 15 gesponnen. Jede Spinndüse 17.1 bis 17.4 ist eine separate Spinnpumpe 16.1 bis 16.4 zugeordnet. Die Spinnpumpen 16.1 bis 16.4 sind durch einen Schmelzeverteiler 14 mit dem Hauptstrom eines Schmelzeerzeugers 1 verbunden, dem Schmelzeverteiler 14 ist eine Farbdosiereinrichtung 5 sowie eine Mischeinrichtung 10 vorgeordnet. Die Farbdosiereinrichtung 5 ist identisch zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Die Mischeinrichtung 10 ist durch eine Mischerkombination gebildet, bei welcher ein dynamischer Mischer 12 einem statischen Mischer 11 vorgeordnet ist. Somit erfolgt die Vermengung der durch die Farbdosiereinrichtung 5 zugeführte flüssige Farbe mit der Polymerschmelze die durch die nacheinander ablaufenden Mischvorgänge einer dynamischen Durchmischung durch den dynamischen Mischer 12 und einer statischen Durchmischung durch den statischen Mischer 11.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführangsbeispiele sind in ihrer Anordnung und Aufbau der Einzelaggregate beispielhaft. So kann das Einfärben der Polymerschmelze auch durch weitere folgende Mischvorgänge ergänzt werden. Zudem besteht auch die Möglichkeit, die die Antriebe des dynamischen Mischers und der Spinnpumpe miteinander kombiniert werden, so dass der dynamische Mischer und die Spinnpumpe gemeinsam durch einen Antrieb antreibbar sind. Insbesondere können zusätzliche statisch und / oder dynamische Mischer direkt vor den Spinndüsen und / oder den Spinnpumpen eingesetzt werden.
Ebenfalls ist die Möglichkeit gegeben die Kombination der Reihenfolge von statischen Mischern, dynamischen Mischern und Pumpen beliebig zu ändern, z.B. in eine Reihenfolge von einem statischen Mischer, einem dynamischen Mischer, einer Pumpe, einem statischen Mischer und einer Spinndüse.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf derartige Vorrichtungen und Verfahren, bei welchen anstatt einer flüssigen Farbe ein anderes Additiv dem Schmelzestrom beigemengt wird. Auch hierbei stellt sich die vorteilhafte Wirkung ein, dass die Partikel der Additive bereits nach sehr kurzer Zeit in einer festen Verteilung vorliegen.
Zudem werden in Praxis die schmelzeführenden Bauteile beheizt. So sind beispielsweise die Spinndüsen und Spinnpumpen der Spinneinrichtung 15 in einem beheizten Spinnbalken angeordnet. Dabei lassen sich die Schmelzeverteiler 14 sowohl separat außerhalb des Spinnbalkens oder unmittelbar innerhalb des Spinnbalkens anordnen. Dementsprechend kann die Einspeisung der flüssigen Farbe außerhalb oder innerhalb des Spinnbalkens erfolgen. Zudem können beheizte Dosiervorrichtungen verwendet werden, um die Farbe bzw. das Additiv bereits vorgewärmt beimengen zu können.
Bezugszeichenliste
1 Schmelzeerzeuger
2 Extruderschnecke
3 Extruderantrieb
4 Einlauftrichter
5, 5.1, 5.2, 5.3 Farbdosiereinrichtung
6 Dosierpumpe
7, 7.1, 7.2 Dosierantrieb
8 Tank
9 Flüssigfarbe
10, 10.1, 10.2, 10.3 Mischeinrichtung
11, 11.1, 11.2 Statischer Mischer
12 Dynamischer Mischer
13, 13.1, 13.2 Mischerantrieb
14, 14.1, 14.2, 14.3 Schmelzeverteiler
15 Spinneinrichtung
16.1, 16.2 ... 16.6 Spinnpumpe
17.1, 17.2 ... 17.12 Spinndüse
18.1, 18.2 ... 18.6 Pumpenantrieb
19 Steuergerät
20 Steuereinheit
21 Granulat
22 Schmelzeleitung
23, 23.1, 23.2 Einspeiseleitung
24.1, 24.2 Verteilerleitung
25.1, 25.2, 25.3 Abzweigleitung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Spinnen farbiger Fasern aus einer gefärbten Polymerschmelze mit einem Schmelzeerzeuger (1) zum Erzeugen einer ungefärbten Polymerschmelze, mit einer Dosiereinrichtung (5) zum Einspeisen einer Flüssigfarbe, mit einer Mischeinrichtung (10) zum Vermengen der Flüssigfarbe und Einfärben der Polymerschmelze und mit einer Spinneinrichtung (15), dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung (10) aus einer Mischerkombination bestehend aus zumindest einem statischen Mischer (11) und zumindest einem dynamischen Mischer (12) gebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Mischerkombination der statische Mischer (11) in Fließrichtung dem dynamischen Mischer (12) vorgeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Mischerkombination der dynamische Mischer (12) in Fließrichtung dem statischen Mischer (11) vorgeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem dynamischen Mischer (12) mehrere statische Mischer (11.1, 11.2) zugeordnet sind oder daß dem statischen Mischer mehrere dynamische Mischer zugeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmelzeverteiler (14) zur Bildung mehrerer Teilschmelzetröme zwischen dem Schmelzeerzeuger (1) und der Spinneinrichtung (15) angeordnet ist und daß die Mischeinrichtung (10) und die Farbdosiereinrichtung (5) in Fließrichtung dem Schmelzeverteiler (14) vorgeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schmelzeverteiler (14.1, 14.2) zur Bildung mehrerer Teilschmelzetröme zwischen dem Schmelzeerzeuger (1) und der Spinneinrichtung (15) angeordnet sind und daß jedem Schmelzeverteiler (14.1, 14.2) eine von mehreren Mischeinrichtungen (10.1, 10.2) und eine von mehreren Farbdosiereinrichtungen (5.1, 5.2) zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmelzeverteiler (14) zur Bildung mehrerer Teilschmelzeströme zwischen dem Schmelzeerzeuger (1) und der Spinneinrichtung (15) angeordnet ist und daß mehrere Mischeinrichtungen (10.1, 10.2) und mehrere Farbdosiereinheiten (5.1, 5.2) in Fließrichtung dem
Schmelzeverteiler (14) nachgeordnet sind, um die Teilschmelzeströme unabhängig voneinander einzufärben.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbdosiereinrichtung (5) zumindest eine Dosierpumpe (6) und einen mit der Dosierpumpe (6) verbundenen Tank (8) aufweist, welcher Tank (8) die Flüssigfarbe bevorratet.
9. Verfahren zum Spinnen farbiger Fasern aus einer gefärbten Polymerschmelze, bei welchem eine ungefärbte Polymerschmelze erzeugt wird, bei welchem der ungefärbten Polymerschmelze eine Flüssigfarbe aufgegeben wird, bei welchem die beigemengte Flüssigfarbe zum Einfärben der Polymerschmelze mit der Polymerschmelze vermischt wird und bei welchem die gefärbte Polymerschmelze zu Fasern versponnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigfarbe und die Polymerschmelze durch mehrere nacheinander erfolgende Mischvorgänge vermischt werden, wobei zumindest bei einem Mischvorgang eine statische Durchmischung und bei einem weiteren Mischvorgang eine dynamische Durchmischung ausgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der abwechselnden Mischvorgänge mit einer statischen Durchmischung beginnen.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der abwechselnden Mischvorgänge mit einer dynamischen Durchmischung beginnen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerschmelze nach der Erzeugung und vor einer Aufteilung zu mehreren Teilschmelzeströmen gefärbt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerschmelze nach der Erzeugung und nach einer Aufteilung zu mehreren Teilschmelzeströmen durch Einf rben der Teilschmelzeströme gefärbt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103215656A (zh) * 2013-04-26 2013-07-24 大连合成纤维研究设计院股份有限公司 聚酯纤维的溶剂载体纺前原液着色工艺

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102312295A (zh) * 2010-07-02 2012-01-11 四川大学 一种湿法纺丝原液的纺前混合及输送装置
CN102134756B (zh) * 2011-03-23 2012-11-21 江苏华西村股份有限公司 荧光增白涤纶短纤产品均一性的控制方法
US10487422B2 (en) 2012-05-31 2019-11-26 Aladdin Manufacturing Corporation Methods for manufacturing bulked continuous filament from colored recycled pet
US8597553B1 (en) 2012-05-31 2013-12-03 Mohawk Industries, Inc. Systems and methods for manufacturing bulked continuous filament
US9630353B2 (en) 2012-05-31 2017-04-25 Mohawk Industries, Inc. Method of manufacturing bulked continuous filament
US10532495B2 (en) 2012-05-31 2020-01-14 Aladdin Manufacturing Corporation Methods for manufacturing bulked continuous filament from recycled PET
US10538016B2 (en) 2012-05-31 2020-01-21 Aladdin Manufacturing Corporation Methods for manufacturing bulked continuous carpet filament
US11045979B2 (en) 2012-05-31 2021-06-29 Aladdin Manufacturing Corporation Methods for manufacturing bulked continuous filament from recycled PET
US9636860B2 (en) 2012-05-31 2017-05-02 Mohawk Industries, Inc. Method of manufacturing bulked continuous filament
US10695953B2 (en) 2012-05-31 2020-06-30 Aladdin Manufacturing Corporation Methods for manufacturing bulked continuous carpet filament
CN102732979A (zh) * 2012-06-11 2012-10-17 江苏德赛化纤有限公司 用于差别化纤维领域的直接纺在线添加装置及其生产方法
WO2014001996A1 (en) * 2012-06-28 2014-01-03 Colormatrix Holdings, Inc Polymeric materials
CN103046144B (zh) * 2013-01-08 2016-02-24 浙江裕鑫聚磐实业有限公司 一种基于三基色原理的色纺纤维生产方法及设备
CN106676646A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 无锡索力得科技发展有限公司 一种单个箱体切片纺添加色浆原液的生产系统
CN106676659A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 无锡索力得科技发展有限公司 一种新型添加色浆原液的熔体直纺生产系统
CN106676647A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 无锡索力得科技发展有限公司 一种切片纺添加色浆原液的生产系统
CN106676644A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 无锡索力得科技发展有限公司 一种熔体直纺添加色浆原液的生产系统
CN106676645A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 无锡索力得科技发展有限公司 一种单个箱体熔体直纺添加色浆原液的生产系统
CN106676648A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 无锡索力得科技发展有限公司 一种添加色浆原液的熔体直纺生产系统
CN105801887B (zh) * 2016-04-11 2019-01-08 浙江纳美新材料股份有限公司 一种制备聚合物连续色卡的方法
BE1024237B9 (nl) * 2016-06-01 2018-01-23 Nv Michel Van De Wiele Inrichting voor het vervaardigen van garens, werkwijze voor het vervaardigen van garens en werkwijze voor het aanpassen van een inrichting voor het vervaardigen van garens
US20180127893A1 (en) * 2016-11-10 2018-05-10 Mohawk Industries, Inc. Polyethylene terephthalate coloring systems and related methods
US10751915B2 (en) * 2016-11-10 2020-08-25 Aladdin Manufacturing Corporation Polyethylene terephthalate coloring systems and methods
KR102457552B1 (ko) 2017-01-30 2022-10-21 알라딘 매뉴펙쳐링 코포레이션 착색된 재생 pet 로부터 벌크 연속 필라멘트를 제조하는 방법
WO2018161021A1 (en) 2017-03-03 2018-09-07 Mohawk Industries, Inc. Method of manufacturing bulked continuous carpet filament
MX2020002899A (es) * 2017-09-15 2020-07-22 Aladdin Mfg Corp Metodo y sistema para colorear tereftalato de polietileno para fabricar un filamento continuo suelto de alfombra.
US11242622B2 (en) 2018-07-20 2022-02-08 Aladdin Manufacturing Corporation Bulked continuous carpet filament manufacturing from polytrimethylene terephthalate
CN111793833A (zh) * 2020-06-30 2020-10-20 浙江海利环保科技股份有限公司 一种再生聚酯多组份混色长丝纤维的生产方法
CN114381811A (zh) * 2021-12-21 2022-04-22 北京同益中新材料科技股份有限公司 一种原液着色超高分子量聚乙烯纤维纺丝母液的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0132169A1 (de) * 1983-06-14 1985-01-23 Saint Gobain Vitrage International Verfahren und Vorrichtung zum Formgiessen einer optisch homogenen durchsichtigen Schicht aus einer Mischung von Bestandteilen
JPH0257742A (ja) * 1988-08-17 1990-02-27 Mitsubishi Atom Power Ind Inc 制振・免震用棒状ダンパ
JPH06101110A (ja) * 1992-09-14 1994-04-12 Mitsubishi Rayon Co Ltd 多錘溶融混合高速紡糸方法
US5902531A (en) * 1996-10-21 1999-05-11 Barmag Ag Apparatus and method for spinning polymeric yarns
EP0952173A1 (de) * 1997-11-10 1999-10-27 Teijin Limited Modifizierte thermoplastische harzzusammensetzung und verfahren zu ihrer herstellung
US6179458B1 (en) * 1996-11-01 2001-01-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Forming a solution of fluids having low miscibility and large-scale differences in viscosity

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10233468A1 (de) * 2002-07-24 2004-02-12 Barmag Ag Vorrichtung und Verfahren zum Einspeisen einer flüssigen Farbe in eine Polymerschmelze

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0132169A1 (de) * 1983-06-14 1985-01-23 Saint Gobain Vitrage International Verfahren und Vorrichtung zum Formgiessen einer optisch homogenen durchsichtigen Schicht aus einer Mischung von Bestandteilen
JPH0257742A (ja) * 1988-08-17 1990-02-27 Mitsubishi Atom Power Ind Inc 制振・免震用棒状ダンパ
JPH06101110A (ja) * 1992-09-14 1994-04-12 Mitsubishi Rayon Co Ltd 多錘溶融混合高速紡糸方法
US5902531A (en) * 1996-10-21 1999-05-11 Barmag Ag Apparatus and method for spinning polymeric yarns
US6179458B1 (en) * 1996-11-01 2001-01-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Forming a solution of fluids having low miscibility and large-scale differences in viscosity
EP0952173A1 (de) * 1997-11-10 1999-10-27 Teijin Limited Modifizierte thermoplastische harzzusammensetzung und verfahren zu ihrer herstellung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 0183, no. 77 (C - 1225) 15 July 1994 (1994-07-15) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 07 31 July 1997 (1997-07-31) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103215656A (zh) * 2013-04-26 2013-07-24 大连合成纤维研究设计院股份有限公司 聚酯纤维的溶剂载体纺前原液着色工艺

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