WO2012007333A1

WO2012007333A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines verbundfadens

Info

Publication number: WO2012007333A1
Application number: PCT/EP2011/061401
Authority: WO
Inventors: Klaus Schäfer; Markus Reichwein; Michael SCHRÖTER; Detlev Schulz; Suprit Pal Singh
Original assignee: Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2010-07-10
Filing date: 2011-07-06
Publication date: 2012-01-19
Also published as: JP2013534572A; KR20130094303A; CN102985602B; EP2591153B1; JP5822924B2; EP2591153A1; CN102985602A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundfadens aus zwei synthetischen Fäden. Die Fäden werden durch Schmelzspinnen zwei separater Scharen von Filamenten aus einer Polymerschmelze gebildet. Einer der Fäden wird nach einer Abkühlung und einer Bündelung der zugeordneten Filamente zu einem teilverstreckten Faden (POY) abgezogen und verstreckt und der zweite Faden nach einer Abkühlung und einer Bündelung der zugeordneten Filamente zu einem vollverstreckten Faden (FDY) abgezogen und verstreckt. Die beiden Fäden werden vor einem Aufwickeln zum Verbundfaden zusammengeführt. Um den Verbundfaden mit möglichst geringem maschinellen Einsatz herstellen zu können, wird erfindungsgemäß der teilverstreckte Faden nach dem Extrudieren und Abkühlen mit einer Abzugsgeschwindigkeit abgezogen, die gleich einer Streckgeschwindigkeit des vollverstreckten Fadens ist. So lässt sich eine der letzten Streckgaletten des Streckfeldes zum Verstrecken des vollverstreckten Fadens unmittelbar einer der Spinndüsen der benachbarten Spinneinrichtung zum Abzug des teilverstreckten Fadens zuordnen, wobei die Streckgalette einen ungestuften Galettenmantel zur gemeinsamen Führung der beiden Fäden aufweist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundfadens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundfadens aus zwei synthetischen Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Bei der Herstellung von synthetischen Fäden in einem Schmelz spinnpro- zess ist es allgemein bekannt, dass in Abhängigkeit von der Spinngeschwindigkeit und der Streckgeschwindigkeit die Filamente aus einem Polymermaterial beispielsweise einem Polyester unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen. So lassen sich je nach Einstellung der Geschwindigkeiten teilverstreckte Fäden oder vollverstreckte Fäden herstel- len. Die teilverstreckten Fäden, die in der Fachwelt auch als "pre oriented yarn" (POY) bekannt sind, weisen gegenüber den voUverstreckten Fäden eine geringere Kristallinität und damit eine höhere Dehnung auf. Die voUverstreckten Fäden, die auch als "füll drawn yarn" (FDY) bekannt sind, weisen im wesentlichen vollständige Orientierung der Molekülketten auf und zeigen dementsprechend geringere Dehnungswerte. Diese unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften schmelzgesponnener Fäden wird seit jüngster Zeit vermehrt genutzt, um Verbundfäden mit bestimmten Garneffekten für textile Anwendungen herzustellen. Hierbei wird insbesondere das unterschiedliche Schrumpfverhalten der Fäden aufgrund der unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften genutzt, um Struktureffekte wie eine Bauschigkeit in einem Verbundfaden zu erhalten. Derartige Verbundfäden sind auch als sogenannte "bishrinkage yarns" (BSY) bekannt. Hierzu werden im Schmelzspinnprozess zwei Fäden miteinander kombiniert, bei welchem die Fäden sehr unterschiedliche Schrumpfver- halten aufweisen. Der Verbundfaden, der durch intensive Verwirbelung der beiden Fäden erzeugt wird, führt bei einer thermischen Behandlung dazu, dass die wenig schrumpfenden Filamentstränge aus dem Faden- konstrukt durch Bögen und Schlaufen heraustreten gegenüber den sich zusammenziehenden Filament strängen mit hohem Schrumpf, so dass ein Struktureffekt ähnlich wie beim Texturieren auftritt.

Um möglichst große Differenzen im Schrumpfverhalten bei der Herstel- lung der synthetischen Fäden zu erhalten, ist beispielsweise aus der US 5,858,290 ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundfadens bekannt. Bei dem bekannten Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung werden zwei Fäden nebeneinander gesponnen und unabhängig voneinander durch zu- geordnete Galettensysteme abgezogen und verstreckt. Nach dem Verstecken der beiden Fäden werden diese zu dem Verbundfaden zusammengeführt. Die parallel betriebenen Galettensysteme sind derart ausgebildet, dass ein teilverstreckter Faden und ein vollverstreckten Faden erzeugt werden, die nach dem Verstrecken zu dem Verbundfaden kombiniert werden. Die separat betriebenen Galettensysteme erfordern hierbei jedoch einen hohen maschinentechnischen Aufwand.

Grundsätzlich sind im Stand der Technik jedoch auch andere Verfahren bekannt, wie beispielsweise in der WO 2006/094538 beschrieben. Hierbei werden beide Fäden nach dem Schnellspinnen durch eine gemeinsame Abzugsgaletteneinheit abgezogen. Bei diesem Verfahren und bei dieser Vorrichtung werden die wesentlichen Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften der Fäden durch unterschiedliche Abkühlsysteme realisiert. Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung sind jedoch nicht geeignet, um einen vollverstreckten Faden (FDY) herzustellen. Insoweit sind die durch die Molekülorientierung bedingten physikalischen Unterschiede in den Fäden nur begrenzt ausschöpfbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundfadens aus zwei synthetischen Fäden der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass ein vollverstreckter Faden und ein teilverstreckter Faden mit möglichst geringem maschinentechnischen Aufwand herstellbar sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundfadens zu schaffen, bei welchem wahlweise ein Verbundfaden aus einem teil ver streckten und einem vollverstreckten Faden oder ein Einzelfaden aus einem vollverstreckten Faden herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 6 gelöst.

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

Die Erfindung beruht darauf, dass zur Herstellung eines vollverstreckten Fadens die Orientierung der Molekülketten im Wesentlichen durch eine Geschwindigkeitsdifferenz bestimmt ist. Insoweit besteht auch die Möglichkeit, einen vollverstreckten Faden mit identischen Geschwindigkeitsdifferenzen bei unterschiedlichen Geschwindigkeitsniveaus herzustellen. So lässt sich erfindungsgemäß die Streckgeschwindigkeit des vollvers- treckten Fadens an eine Abzugsgeschwindigkeit des teilverstreckten Fadens anpassen.

Bei identischer Abzugsgeschwindigkeit des teilverstreckten Fadens und der Streckgeschwindigkeit des vollverstreckten Fadens ist es besonders vorteilhaft, wenn beide Fäden gemeinsam am Umfang einer Streckgalette geführt werden. So lässt sich die Spinnposition zur Herstellung des POY- Fadens unmittelbar dem Streckfeld der benachbarten Spinnposition zur Herstellung des FDY-Fadens zuordnen. Es werden keinerlei separate Ga- letten und Umlenkrollen benötigt, um den PO Y-Faden in seiner Spinnposi- tion zu führen. Damit ist die Verfahrensvariante besonders geeignet, um wahlweise einen Verbundfaden oder einen Einzelfaden herzustellen.

Um eine intensive nicht lösbare Verbindung zwischen den Filamenten des teilverstreckten Fadens und den Filamenten des vollverstreckten Fadens zu erhalten, ist die Verfahrensvariante bevorzugt verwendet, bei welcher der teilverstreckte Faden nach dem Abkühlen und Abziehen unmittelbar durch eine Verwirbelung mit dem vollverstreckten Faden zu dem Verbundfaden verbunden wird. Damit lassen sich mechanische Verflechtun- gen erzeugen, die einen nicht lösbaren Verbund ergeben. Insoweit ist der Verbundfaden nach dem Schmelzspinnen unmittelbar zur Weiterverarbeitung oder Weiterbehandlung geeignet.

Die insbesondere bei der Herstellung des Verbundfadens reduzierte Spinngeschwindigkeit zur Herstellung des vollverstreckten Fadens lässt eine Fadenführung mit einfachen Umschlingungen an den Streckgaletten zu. Insoweit ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher der vollverstreckte Faden zum Abziehen und/oder zum Verstrecken durch mehrere einfach umschlungene Galetten in einer S-förmigen oder Z-förmigen Fadenlaufrichtung geführt wird. So lässt sich der maschinentechnische Aufwand durch kompakte und kurze Galetten selbst bei paralleler Führung mehrere Fäden nebeneinander reduzieren.

Um eine intensive Wärmebehandlung zum Verstrecken des Fadens trotz reduzierter Kontaktlänge aufgrund der einfach umschlungenen Galetten zu ermöglichen, wird der vollverstreckte Faden bevorzugt in einem trockenen Zustand oder in einem benetzten Zustand mit einem Wassergehalt <10% abgezogen. Somit können Wärmeverluste durch ein sogenanntes Auskochen der Präparation vermieden werden. Die durch die Galettenmäntel zur Verfügung gestellte Wärmeenergie läßt sich unmittelbar zur Erwärmung des Polymermaterials der Filamente nutzen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die Aufgabe dadurch, dass eine der letzten Streckgaletten des Streckfeldes unmittelbar einer der Spinn- düsen der benachbarten Spinneinrichtung zum Abzug des teilverstreck- ten Fadens zugeordnet ist, wobei die Streckgalette einen ungestuften Galettenmäntel zur gemeinsamen Führung der beiden Fäden aufweist. Somit wird zur Herstellung des Verbundfadens nur ein Streckfeld benötigt, das im Wesentlichen die Verstreckung des vollverstreckten Fadens ausführt. Der teilverstreckte Faden wird unmittelbar über eine Streckgalette des Streckfeldes abgezogen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiberbildung der erfindungsgemäßen Vor- richtung ist der den Fäden zugeordnete Streckgalette unmittelbar im Fadenlauf ein Verbundmittel nachgeordnet, das als eine Verwirbelungs- einrichtung ausgebildet ist. Insoweit lassen sich die Fäden durch Verflechtungsknoten miteinander verbinden, die den Zusammenhalt der Filamentstränge auch nach Auslösung des Schrumpfes gewährleisten.

Da beim Schmelz spinnen von synthetischen Fäden diese üblicherweise in Gruppen hergestellt werden, so dass gleichzeitig parallel mehrere Verbundfäden zu Spulen gewickelt werden müssen, werden dies bevorzugt über eine Umlenkgalette geführt, deren Achse im wesentlichen quer zu einer Spulspindel der Aufwickeleinrichtung ausgerichtet ist. Damit ist eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Verteilung der Verbundfäden auf die einzelnen Wickelstellen einer Aufwickeleinrichtung möglich. Insoweit lässt sich das Streckfeld direkt oberhalb der Aufwickeleinrichtung anordnen.

Die Streckgaletten des Streckfeldes werden dabei bevorzugt zu einem S- förmigen oder Z-förmigen Fadenlauf angeordnet, wobei im Fadenlauf benachbarter Streckgaletten gegensinnig antreibbar ausgebildet sind. Damit ist eine einfache Fadenführung bei sehr kompakter Anordnung der Galet- ten möglich.

Für den Fall, dass der vollverstreckte Faden im Wesentlichen im trockenen Zustand dem Streckfeld zugeführt wird, ist die Vorrichtungsvariante bevorzugt verwendet, bei welcher dem Streckfeld in einem Ablaufbereich eine Präparationseinrichtung zum Präparieren des vollständig verstreckten Fadens zugeordnet ist. Damit können die zur Weiterbehandlung erforderlichen Benetzungen des Fadens vor dem Zusammenführen des Verbundfadens aufgebracht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungs gemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundfadens wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug zu den Figuren näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 3 schematisch noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Das Ausführungsbeispiel weist zwei Spinneinrichtungen 1.1 und 1.2 auf, die nebeneinander angeordnet sind. Die Spinneinrichtungen 1.1 und 1.2 sind in diesem Ausführungsbeispiel identisch ausgebildet. An einem länglichen Spinnbalken 3.1 und 3.2 sind mehrere in Reihe angeordnete Spinndüsen 4.1 und 4.2 gehalten. Der Spinnbalken 3.1 und 3.2 erstreckt sich orthogonal zur Zeichnungsebene, so dass in Fig. 1 jeweils nur eine Spinnstelle mit den benachbarten Spinndüsen 4.1 und 4.2 der beiden Spinneinrichtungen 1.1 und 1.2 gezeigt ist. An der Oberseite des Spinnbalkens 3.1 und 3.2 ist jeweils eine Spinnpumpe 2.1 und 2.2 angeordnet, die gemeinsam über einen Schmelzezulauf 29 mit einem hier nicht dargestellten Extruder oder einer anderen Schmelzequelle verbun- den sind. Die Spinnpumpen 2.1 und 2.2 sind jeweils als Mehrfachpumpe ausgebildet und über jeweils eine im Spinnbalken 3.1 und 3.2 angeordnete Verteilersysteme mit den Spinndüsen 4.1 und 4.2 verbunden. Die Spinnpumpen 2.1 und 2.2 sind unabhängig voneinander angetrieben und können so mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben werden. Unterhalb der Spinnbalken 3.1 und 3.2 sind zwei separate Abkühleinrichtungen 6.1 und 6.2 vorgesehen, durch welche die aus den Spinndüsen 4.1 und 4.2 extrudierten Filamentscharen 5.1 und 5.2 unabhängig voneinan- der gekühlt werden. Die Abkühleinrichtung 6.1 und 6.2 weist in diesem Ausführungsbeispiel pro Spinndüse 4.1 und 4.2 jeweils einen Kühlzylinder 7.1und 7.2 auf, der in einer Blaskammer 8.1 und 8.2 gehalten ist. In den Blaskammern 8.1 und 8.2 wird jeweils eine Klimaluft eingeleitet, die über die gasdurchlässigen Wandungen der Kühlzylinder 7.1 und 7.2 auf die frisch extrudierten Filamente der Filamentscharen 5.1 und 5.2 gelenkt wird.

An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass die dargestellte Abkühleinrichtung 6.1 und 6.2 nur beispielhaft ist. Grundsätzlich lassen sich Konstruktionsvarianten mit geteilten Blaskammern oder mit einer Reihenquerstromanblasung zur Abkühlung der Filamente nutzen. Zudem können die Abkühleinrichtungen 6.1 und 6.2 auch unterschiedlich ausgebildet sein. Auf der Auslassseite der Abkühleinrichtung 6.1 und 6.2 ist jeweils ein Kühlschacht 9.1 und 9.2 gebildet. In den Kühlschächten 6.1 und 6.2 ist jeweils ein Sammelfadenführer 28.1 und 28.2 angeordnet, der einen Konvergenzpunkt für die extrudierten Filamente 5.1 bzw. 5.2 bildet. Unterhalb der Abkühleinrichtungen 6.1 und 6.2 ist ein Streckfeld 10 mit einem Galettensystem zum Abziehen und Verstrecken eines der Fäden angeordnet. Das Streckfeld 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel der Spinneinrichtung 1.1 zugeordnet, wobei eine erste Abzugsgalette 12 unmittelbar der Spinndüse 4.1 zugeordnet ist, um die Filamentschar 5.1 von der Spinndüse 4.1 abzuziehen. Der Abzugsgalette 12 sind mehrere Streckgaletten nachgeordnet, wobei in diesem Ausführungsbeispiel insgesamt fünf Streckgaletten 11.1 bis 11.5 gezeigt sind. Die Streckgaletten 11.1 und 11.2 sowie die Streckgaletten 11.2 und 11.3 werden vorzugsweise als Galettenduo mit gegensinnig angetriebenen Galetten betrieben, um die Filamentschar zwischen den Streckgaletten 11.2 und 11.3 in einer Stufe vollständig zu verstrecken. Die Streckgaletten 11.1 und 11.2 sind in dem Duo gegensinnig angetrieben und werden von dem Faden S-förmig umschlungen. Insoweit werden die Streckgaletten 11.1 und 11.2 mit im Wesentlichen identischen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben. Dementsprechend sind die Streckgaletten 11.3 und 11.4 ebenfalls gegensinnig angetrieben, um einen S-förmigen Fadenlauf zu ermöglichen.

Eine letzte Streckgalette 11.5 des Streckfeldes 10 ist derart seitlich ver- setzt zu den Streckgaletten 11.1 bis 11.4 angeordnet, dass die Streckgalette 11.5 die Mittelsenkrechte der benachbarten Spinndüsen in diesem Fall der Spinndüse 4.2 tangiert. Durch die Streckgalette 11.5 lässt sich somit zusätzlich die Filamentschar 5.2 von der Spinndüse 4.2 abziehen. Die gemeinschaftlich durch die Streckgalette geführten Fäden 15 und 16 werden anschließend gemeinsam durch eine Verwirbelungseinrichtung 17 geführt, in welcher die beiden multifilen Fäden 15 und 16 durch eine Druckluft derart verwirbelt werden, dass sich in regelmäßigen Abständen Verflechtungsknoten bilden. Die Verwirbelungseinrichtung 17 ist hierzu zwischen der Streckgalette 11.5 sowie einer nachfolgenden Umlenkgalette 13 angeordnet. Die Umlenkgalette 13 ist an der Stirnseite einer Aufwickeleinrichtung 19 angeordnet. Die Achse der Umlenkgalette 13 ist im wesentlichen quer zu den in der Aufwickeleinrichtung 19 angeordneten Spulspindeln 21.1 und 21.2 angeordnet, so dass der Verbundfaden im Wesentlichen über eine horizontale Verteilung in die Wickelstelle geführt wird.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Spinneinrichtungen 1.1 und 1.2 insgesamt fünf nebeneinander angeordnete Spinndüsen auf, um gleichzeitig fünf Verbundfäden herzustellen. Inso- weit besitzt die Aufwickeleinrichtung 19 fünf Wickelstellen 20.1 bis 20.5, in denen die Verbundfäden 18 jeweils zu einer Spule 23 gewickelt werden. Die Wickelstellen 20.1 bis 20.5 sind identisch ausgebildet und weisen jeweils eine Umlenkrolle 24 und eine Changiereinheit 25 auf. Die Spulen 23 werden dabei gleichzeitig an einer Spulspindel 21.1 oder 21.2 gewi- ekelt, die auskragend an einem Spulrevolver 22 gehalten sind und abwechselnd in einen Betriebsbereich und einen Wechselbereich geführt werden. Zur Ablage der Verbundfäden auf die jeweiligen Spulen 23 ist eine Andrückwalze 26 vorgesehen, die am Umfang der Spulen 23 anliegt. Der Spulrevolver 22 sowie die Andrückwalze 26 sind beweglich in einem Maschinengestell 27 gehalten.

Um die extrudierten Filamentscharen 5.1 und 5.2 zu einem Faden zusammenzuführen, sind zwei separate Präparationseinrichtungen 14.1 und 14.2 vorgesehen. Die Präparationseinrichtung 14.1 ist in einem Fadenlauf zwischen den Streckgaletten 11.5 und 11.4 angeordnet. Demgegenüber ist die Präparationseinrichtung 14.2 unmittelbar dem Auslass des Kühlschachtes 9.2 zugeordnet. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird über die Spinneinrichtung 1.1 und dem nachfolgenden Streckfeld 10 ein vollverstreckter Faden (FDY) 16 erzeugt. Hierzu wird aus einer Polymerschmelze beispielsweise einem Polyester die Filamentschar 5.1 durch die Spinndüse 4.1 extrudiert. Die Spinngeschwindigkeit bzw. die Abzugsgeschwindigkeit der Abzugsgalette 12 könnte dabei in einem Bereich von 500 bis 1.000 m/min. liegen. Im weiteren Verlauf wird die Filamentschar 5.1 über die Streckgaletten 11.1 bis 11.5 geführt, die jeweils über einen beheizten Ga- lettenmantel verfügen. Dabei ist zwischen den Streckgaletten eine Geschwindigkeitsdifferenz eingestellt, so dass die letzte Streckgalette 11.5 mit einer Umfangsgeschwindigkeit betrieben wird, die im Bereich von 3.000 bis 4.000 m/min. liegen könnte. Vor Auflauf auf die letzte Streckgalette 11.5 wird die Filamentschar 5.1 zu dem vollverstreckten Faden 16 zusammengeführt. Die Streckgalette 11.5 weist einen nicht gestuften Ga- lettenmantel auf, so dass in jedem Umfangsbereich des Galettenmantels die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wirkt. Insoweit wird die Filamentschar 5.2 mit einer Abzugsgeschwindigkeit im Bereich von 3.000 bis 4.000 m/min. in der Spinndüse 4.2 abgezogen. Vor Auflauf auf die Streckgalette 11.5 wird die Filamentschar durch die Präparationseinrichtung 14.2 zu dem teilverstreckten Faden 15 zusammengeführt. Nach Ab- lauf von der Streckgalette 11.5 wird der vollver streckte Faden 16 und der teilverstreckte Faden 15 gemeinsam durch einen Verwirbelungskanal einer Verwirbelungseinrichtung 17 geführt und mittels Druckluft zu einem Verbundfaden 18 miteinander verbunden. Der Verbundfaden 18 wird an- schließend zur Spule 23 gewickelt.

Zur Herstellung des Verbundfadens wird über eine hier nicht dargestellte Schmelzequelle eine Polymerschmelze beispielsweise ein Polyester oder ein Polyamid bereitgestellt, die durch die Spinnpumpen 2.1 und 2.2 den Spinndüsen 4.1 und 4.2 geführt wird. Die Spinnpumpen 2.1 und 2.2 werden in ihren Förderleistungen dabei auf die jeweils gewählte Spinngeschwindigkeit bzw. Abzugsgeschwindigkeit abgestimmt. So lässt sich die Spinnstelle zur Herstellung des FDY-Fadens und die Spinnstelle des POY- Fadens jeweils mit individuellen Einstellungen der Förderleistungen an den Spinnpumpen ausführen.

Zudem besteht die Möglichkeit, die Anzahl und Querschnitte der Filamente der Filamentscharen 5.1 und 5.2 durch Ausgestaltung der Düsenplatten der Spinndüsen 4.1 und 4.2 gesondert zu wählen. So lassen sich auch bestimmte Massenverhältnisse zwischen dem teilverstreckten Faden und dem vollverstreckten Faden realisieren.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich mit besonderen geringen Maschineneinsatz insbe- sondere im Streckfeld realisieren. So ist durch die Fadenführung mit einfachen Umschlingungen erst möglich, sehr kurze Galettenmäntel auszuführen. Selbst bei größerer Anzahl gleichzeitig hergestellter Fäden können lang auskragende Galettenmäntel vermieden werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 liegt darin, dass das Ausführungsbeispiel derart betrieben werden kann, dass nur die Spinneinrichtung 1.1 aktiviert ist. In diesem Fall würde ein vollver streckter Faden er- zeugt und zu einer Spule aufgewickelt. Die Spinneinrichtung 1.2 ließe sich ohne weitere Umbauten abschalten.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch gezeigt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abkühleinrichtungen 6.1 und 6.2 unterschiedlich ausgebildet, um unterschiedliche Abkühleffekte zur Ausbildung der Molekularstruktur an den Filaments charen 5.1 und 5.2 zu erhalten. So weist die Abkühleinrichtung 6.2 auf der Auslassseite ein Kühlrohr 30 auf, das unmittelbar an der Unterseite des Kühlzylinders 7.2 anschließt. Das Kühlrohr 30 ist auf der Einlassseite trichterförmig mit einem engsten Querschnitt ausgebildet, um die Kühlluftströmung zu beschleunigen. Diese Art der Abkühlung ist besonders geeignet, um eine möglichst stressfreie Abkühlung der Filamentschar zur Ausbildung eines teilverstreckten Fadens zu erhalten. Dieser Effekt lässt insbesondere höhere Abzugsgeschwindigkeiten von oberhalb 4.000 m/min. zu, die ansonsten zur Ausbildung des teilverstreckten Fadens 15 unzulässig wären. So kann der teilver streckte Faden 15 beispielsweise mit einer Geschwindigkeit im Bereich von 4.500 m/min. abgezogen werden.

Die benachbarte Spinneinrichtung 1.1 zur Herstellung des FDY-Fadens ist identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispielen ausgeführt, wobei die Präparationseirichtung 14.1 in diesem Fall dem Streckfeld 10 vor- geordnet ist. Das Streckfeld 10 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch mehrere Streckgaletten 11.1 bis 11.5 gebildet, die zwei Galettenduos bilden, um eine Mehrfachumschlingung des Fadens 16 zu ermöglichen. Auf der Auslassseite des Streckfeldes 10 werden sodann die beiden Fäden 15 und 16 über die Streckgalette 11.5 gemeinschaftlich geführt und in die Verwirbelungseinrichtung 17 eingeleitet.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel wäre somit geeignet, um höhere Geschwindigkeiten beim Verstrecken des vollverstreckten Fadens 16 zu erhalten.

An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass die in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele auch derart betrieben werden können, dass jede Spinneinrichtung 1.1 und 1.2 unabhängig voneinander mit jeweils einer separaten Schmelzequelle verbunden ist. Damit können auch unterschiedliche Polymere oder Polymerzusammensetzungen genutzt werden, um einen teilverstreckten Faden und einen vollverstreckten Faden herzustellen.

In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch gezeigt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass an die- ser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das unterhalb der Spinneinrichtung 1.1 angeordnete Streckfeld 10 dazu genutzt, um beide Fäden 15 und 16 aus den nebeneinander angeordneten Spinneinrichtungen 1.1 und 1.2 abzuziehen.

Hierzu ist das Streckgalettenpaar 11.3 und 11.4 versetzt zu dem vorgeordneten Streckgalettenpaar 11.1 und 11.2 angeordnet, so dass die Streckgalette 11.3 gleichzeitig den aus der Spinneinrichtung 1.2 abgezogenen Faden 15 aufnimmt und parallel mit dem Faden 16 über die nachfolgenden Galetten 11.4 sowie 11.5 und 13 führt. Damit lässt sich insbesondere auch an dem teilverstreckten Faden 15 eine Wärmebehandlung an den Streckgaletten 11.3 und 11.4 ausführen. Der Faden 16 wird über die Galetten 13, 11.1 und 11.2 abgezogen und anschließend zwischen den Galetten 11.2 und 11.3 verstreckt. Nach dem Verstrecken werden beide Fäden 15 und 16 parallel zwischen der Streckgalette 11.4 und der Galette 11.5 durch eine Präparationseinrichtung 14.1 mit einem Fluid benetzt und anschließend in einem Fadenstück zwischen der Galette 11.5 und der Galette 13 zu einem Verbundfaden 18 verbunden. Die Fäden 15 und 16 werden hierzu in einer Verwirbelungseinrichtung 17 zusammengeführt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht auch die Möglichkeit, dass die Präparationseinrichtung 14.1 mehrere Behandlungsstationen aufweist, die unmittelbar unterhalb der Kühlschächte 9.1 oder 9.2 angeordnet sein könnten.

Zudem besteht die Möglichkeit, dass dem Streckfeld 10 weitere Verwirbelungseinrichtungen vorgeordnet sind, um eine Vorverwirbelung an den Fäden 15 und 16 durchzuführen.

Bezugszeichenliste

1.1, 1.2 Spinneinrichtung

2.1, 2.2 Spinnpumpe

3.1, 3.2 Spinnbalken

4.1, 4.2 Spinndüse

5.1, 5.2 Filaments char

6.1, 6.2 Abkühleinrichtung

7.1, 7.2 Kühlzylinder

8.1, 8.2 Blaskammer

9.1, 9.2 Kühlschacht

10 Streckfeld

11.1 ... 11.5 Streckgaletten

12 Abzugsgalette

13 Umlenkgalette

14.1, 14.2 Präparationseinrichtung

15 teilverstreckter Faden (POY)

16 vollverstreckter Faden (FDY)

17 Verwirbelungseinrichtung

18 Verbundfaden

19 Aufwickeleinrichtung

20.1 ... 20.5 Wickelstellen

21.1, 21.2 Spulspindel

22 Spulrevolver

23 Spule

24 Umlenkrolle

25 Changiereinheit

26 Andrückwalze

27 Maschinengestell

28.1, 28.2 Sammelfadenführer

29 Schmelzezulauf

30 Kühlrohr

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines Verbundfadens aus zwei synthetischen Fäden, bei welchem die Fäden durch Schmelzspinnen zwei separater Scharen von Filamenten aus einer Polymerschmelze gebildet werden, bei welchem einer der Fäden nach einer Abkühlung und einer Bündelung der zugeordneten Filamente zu einem teilverstreckten Faden (POY) abgezogen und verstreckt wird, bei welchem ein anderer Faden nach einer Abkühlung und einer Bündelung der zugeordneten Filamente zu einem vollverstreckten Faden (FDY) abgezogen und verstreckt wird, und bei welchem der teilverstreckte Faden und der voUverstreckte Faden vor einem Aufwickeln zum Verbundfaden zusammengeführt werden,

dadurch gekennzeichnet, dass

der teilverstreckte Faden nach dem Extrudieren und Abkühlen mit einer Abzugsgeschwindigkeit abgezogen wird, die gleich einer Streckgeschwindigkeit des vollverstreckten Fadens ist.

Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

der teilverstreckte Faden nach dem Abkühlen und der voUverstreckte Faden nach dem Verstrecken gemeinsam am Umfang einer Streckgalette geführt werden.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

der teilverstreckte Faden nach dem Abkühlen und Abziehen unmittelbar durch eine Verwirbelung mit dem vollverstreckten Faden zu dem Verbundfaden verbunden wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

der vollverstreckte Faden zum Abziehen und/oder zum Verstecken durch mehrere einfach umschlungene Galetten in einer S-förmigen oder Z-förmigen Fadenlauf geführt wird.

Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

der vollverstreckte Faden in einem trockenen Zustand oder in einem benetzten Zustand mit einem Wassergehalt < 10% abgezogen wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Verbundfadens aus zwei synthetischen Fäden nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit zwei nebeneinander ange- ordneten Spinneinrichtungen (1.1, 1.2) mit zumindest zwei separaten Spinndüsen (4.1, 4.2), mit zwei den Spinneinrichtungen (1.1, 1.2) zugeordneten Abkühleinrichtungen (6.1, 6.2), mit mehreren unterhalb der Abkühleinrichtung (6.1, 6.2) angeordneten Galetten (11.1 bis 11.5), die zumindest ein Streck- feld (10) zum Verstrecken eines der Fäden (16) bilden, mit einem Verbundmittel (17) und mit einer Aufwickeleinrichtung (19),

dadurch gekennzeichnet, dass

eine der letzten Streckgaletten (18.5) des Streckfeldes (10) unmittelbar einer der Spinndüsen (4.2) der benachbarten

Spinneinrichtung (1.2) zum Abzug des benachbarten Fadens (15) zugeordnet ist, wobei die Streckgalette (11.5) einen ungestuften Galettenmantel zur gemeinsamen Führung der beiden Fäden aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass der Streckgalette (11.5) im Fadenlauf das Verbundmittel (17) nachgeordnet ist und dass das Verbundmittel durch eine Verwirbelungseinrichtung (17) gebildet wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

zwischen der Aufwickeleinrichtung (19) und der Verwirbelungs-einrichtung (17) eine Umlenkgalette (13) angeordnet ist, deren Achse im Wesentlichen quer zu einer Spul- spindel (21.1, 21.2) der Aufwickeleinrichtung (19) ausgerichtet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Streckgaletten (11.1 - 11.5) des Streckfeldes (10) zu einem

S-förmigen oder Z-förmigen Fadenlauf angeordnet sind, wobei im Fadenlauf benachbarte Streckgaletten (11.1 - 11.4) gegensinnig antreibbar ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

dem Streckfeld (10) in einem Ablaufbereich eine Präparationseinrichtung (14.1) zum Präparieren des vollverstreckten Fadens (16) zugeordnet ist.