WO2016173828A1

WO2016173828A1 - Verfahren und vorrichtung zum schmelzspinnen und abkühlen von multifilen fäden

Info

Publication number: WO2016173828A1
Application number: PCT/EP2016/057881
Authority: WO
Inventors: Jörg Hegenbarth; Stefan Conrad; Marc-André HERRNDORF
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2015-04-25
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2017-10-25
Also published as: CN107532335B; US10801130B2; CN107532335A; DE112016001912A5; US20180112333A1

Abstract

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen von multifilen Fäden aus Polyamid beschrieben. Hierbei werden mehrere Filamentbündel nebeneinander gesponnen und separat durch radial von außen nach innen strömende Kühlluftströme abgekühlt. Die Kühlluftströme werden aus einer mit einer Druckquelle verbundenen Blaskammer heraus erzeugt. Die beim Spinnen auftretenden Abgase werden vor dem Abkühlen der Filamentbündel durch Abgasöffnungen abgeführt. Hierzu wird erfindungsgemäß innerhalb der Blaskammer ein derartiger Luftdruck eingestellt, dass die Abgase in der Umgebung der Filamentbündel von innen nach außen durch die Abgasöffnungen herausgeblasen werden. Dem Blaskasten ist hierzu ein Druckstellmittel zur Einstellung eines Luftdruckes innerhalb der Blaskammer zugeordnet, durch welchen ein Luftdruck zum Ausblasen der Abgase an den Abgasöffnungen des Anschlussadapters einstellbar ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen von multifilen Fäden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzspinnen und Abkühlen von multifilen Fäden aus einem Polyamid gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen multifiler Fäden aus einem Polyamid gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7. Bei der Herstellung von synthetischen Fäden ist es allgemein bekannt, dass eine Vielzahl von Filamenten nach dem Extrudieren durch eine Spinndüse in einer nachgelagerten Kühlzone abgekühlt werden, damit das thermoplastische Material der Filamente sich verfestigt und somit die Filamente zu dem multifilen Faden zusammengeführt werden können. Zur Abkühlung der frisch extrudierten Filamente wird ein Kühlluftstrom erzeugt und auf die Filamente geleitet. Um hierbei eine intensive Abkühlung der einzelnen Filamentstränge innerhalb der Filamentbündel zu erhalten, haben sich Systeme bewährt, bei welcher der Kühlluftstrom der Filamente von außen nach innen zugeführt wird. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise aus der DE 10 2013 012 869 AI bekannt.

Bei einer bekannten Vorrichtung ist unterhalb von einem Spinnbalken, der mehrere Spinndüsen in einer reihenförmigen Anordnung hält, ein Blaskasten angeordnet. Der Blaskasten weist mehrere Kühlzylinder auf, die jeweils an einer Oberseite des Blaskastens mehrere Einlassöffnungen bilden und die eine gasdurchlässige Wandung aufweisen. So lassen sich die pro Faden durch die Spinndüsen extrudierten Filamente durch die Kühlzylinder hindurch führen, so dass eine in dem Blaskasten enthaltene Kühlluft durch die Wandungen der Kühlzylinder strömt und die Filamente abkühlt.

Um die beim Extrudieren von Polyamid auftretenden Abgase, die aus Monomere und Oligomere gebildet sind, abführen zu können, weist die bekannte Vorrichtung zwischen dem Blaskasten und dem Spinnbalken einen Anschlussadapter auf, der in einem Zwischenraum zwischen der Spinndüse und dem Blaskasten mehrere Abgasöffnungen aufweist. Die Abgasöffnungen sind mit einer Saugkammer verbunden, die mit einer Saugeinrichtung verbunden ist. Über die Saugeinrichtung wird in der Saugkammer ein Unterdruck erzeugt, so dass die Abgase über die Abgasöffnungen eingesaugt werden können.

Bei der Herstellung von feinen Filamenten wurde nun beobachtet, dass der zur Abfuhr der Abgase erzeugte Saugstrom sich negativ auf die Abkühlung der Filamente auswirkt. Da feine Filamenttiter mit relativ geringen Luftdrücken in der Blaskammer kühlbar sind, wird über den Saugstrom der Abgasabführung ein Großteil der Kühlluft entgegen der Fadenlaufrichtung angesaugt und mit abgeführt. Eine Verringerung des Unterdrucks in der Saugkammer im Anschlussadapter verringert zwar den Anteil der abgeführten Kühlluft, jedoch mit dem Nachteil, dass die Abgase unzureichend abgeführt werden und es im Bereich des Anschlussadapters zu ungewünschten Ablagerungen kommt. Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Schmelzspinnen und Abkühlen von multifilen Fäden aus Polyamid sowie eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen von multifilen Fäden aus Polyamid der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, mit welchem insbesondere Fäden mit feinen Filamenten gesponnen werden könnten. Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen von multifilen Fäden aus Polyamid derart weiterzubilden, dass eine hohe Gleichmäßigkeit bei der Herstellung einer Vielzahl von Fäden realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 7 gelöst.

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

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Abfuhr der in der Umgebung der Filamente auftretenden Abgase ohne eine zusätzliche Unterdruckquelle erfolgt. Überraschenderweise erzeugt der mit den Filamenten in Fadenrichtung fließende Kühlluftstrom im Bereich der Abgasöffnungen keine Unterdruckeffekte. Im Gegenteil konnte durch die Einstellung des Luftdrucks in der Blaskammer ein leichter Überdruck in der Zwischenzone zwischen Spinndüse und Blaskasten erzeugt werden, der zu einem Ausblasen der Abgase durch die Abgasöffnungen führt. Damit lässt sich vorteilhaft die Kühlluft dazu nutzen, um die Abgase abzuführen und parallel die Filamente abzukühlen. Hierzu ist dem Blaskasten ein Druckstellmittel zur Einstellung eines Luftdruckes zugeordnet, durch welchen ein Luftdruck zum Ausblasen der Abgase an den Abgasöffnungen einstellbar ist. Die Abgase müssen somit nur noch außerhalb der Schmelzspinnvorrichtung aufgefangen und entsorgt werden. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Abkühlung und Abfuhr der Abgase gleichmäßig an jeder Spinndüse ausführbar ist. So werden alle in einer Spinnposition erzeugten Fäden durch Kühlzylinder eines Blaskastens geführt und gekühlt. Der in der Blaskammer eingestellte Luftdruck wirkt somit in jeder Spinnstelle der Spinnposition.

Um insbesondere in Abhängigkeit vom jeweiligen Filamenttiter ein sicheres Ausblasen der Abgase sowie eine ausreichende Kühlung zu erhalten, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher der Luftdruck der Kühlluft innerhalb der Blaskammer vor Prozessbeginn gemessen wird und bei welchem der Luftdruck auf einen Sollwert zum Ausblasen der Abgase und zur Kühlung der Filamente eingestellt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist hierzu einen Messanschluss an der Blaskammer auf, so dass der Luftdruck innerhalb der Blaskammer messbar ist. Der Messanschluss an dem Blaskasten kann sowohl für eine stationäre kontinuierliche Druckmessung oder eine durch eine kurzzeitige nur zu Prozessbeginn eingeschlossene Druckmessung genutzt werden.

Da in Praxis eine Mehrzahl von Spinnpositionen parallel nebeneinander betrieben wird, ist die Verfahrensvariante bevorzugt ausgeführt, bei welcher der Überdruck der Kühlluft innerhalb der Blaskammer durch eine verstellbare Drosselklappe innerhalb eines Zulaufes eingestellt wird. So besteht die Möglichkeit, eine Mehrzahl von Blaskästen an eine zentrale Druckquelle anzuschließen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit der Weiterbildung dafür vorgesehen, bei welcher das Druckstellmittel durch eine verstellbare Drosselklappe in einem in dem Blaskasten mündenden Zuführkanal gebildet ist. So kann der Operator unmittelbar bei Prozessbeginn den jeweiligen Luftdruck in der Blaskammer variieren und auf einen für das Ausblasen der Abgase und der Kühlung der Filamente erforderlichen Sollwert einstellen.

Damit während der Extrusion der Filamentbündel keine gegenseitige Beeinflussung insbesondere in der Übergangszone zwischen der Spinndüse und dem Kühlzylinder eintritt, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher die Abgase an den extmdierten Filamenten pro Filamentbündel in separaten Abgaskammern gesammelt und durch separate Abgasauslässe ausgeblasen werden. So ist keine rückwirkende Beeinflussung der Abgasströme benachbarter Spinnstellen möglich. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist hierzu derart weitergebildet, dass die Abgasöffnungen in dem Anschlussadapter pro Spinndüse zumindest einen von mehreren Abgasstutzen zum Ausblasen der Abgase zugeordnet sind, wobei die Abgasöffnungen in eine von mehreren Abgaskammern münden. So lässt sich über den Anschlussadapter jeder Spinndüse ein separater Abgasstutzen zuordnen.

Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Abgase an den extmdierten Filamenten aller Filamentbündel in einer gemeinsamen Abgaskammer zu sammeln und über einen zentralen Abgasauslass auszublasen. Diese Verfahrensvariante wird bevorzugt bei einer großen Anzahl von Spinndüsen pro Spinnposition beispielsweise bei einer doppelseitigen Anordnung der Spinndüsen genutzt. Die erfmdungsgemäße Vorrichtung ist dazu derart weitergebildet, dass den Abgasöffnungen innerhalb des Anschlussadapters eine gemeinsame Abgaskammer zugeordnet ist, die mit einem zentralen Abgasstutzen zum Ausblasen der Abgase verbunden ist. Der Abgasstutzen kann sich dabei über die gesamte Breite der Abgaskammer erstrecken.

Da die Abgase gesundheitsgefährdende Stoffe wie Monomere und Oligomere enthalten, ist die Verfahrensvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders bedeutend, bei welcher die Abgase nach dem Ausblasen in einem Abgasspeicher aufgefangen und entsorgt werden. Somit bleibt die Umgebung innerhalb einer Maschinenhalle, in welcher die Schmelzspinnvorrichtungen aufgestellt sind, frei von Belastungen der Abgase. Zur Entsorgung können die Abgase beispielsweise kondensiert werden, so dass sich die Monomere kristallisieren. Bevorzugt sind die Entsorgungseinrichtungen vom Abgasspeicher getrennt, so dass die Abgase beispielsweise durch ein Druckgefälle zwischen dem Arbeitsspeicher und der Entsorgungsstation abtransportiert werden können. Das Druckgefälle kann dabei durch eine Saugeinrichtung oder eine Blaseinrichtung erzeugt werden.

Der Abgasspeicher ist hierzu direkt mit einer Entsorgungsstation gekoppelt. Alternative besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Abgase direkt in eine Außenumgebung geblasen werden. In diesem Fall müssen die Abgase aus der Außenumgebung aufgenommen und abgeführt werde. Hierzu hat sich insbesondere die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bewährt, bei welchem die Abgasstutzen mit ihren freien Enden in einer Außenumgebung münden und bei welcher ein mit einer Absaugeinrichtung verbundener Saugstutzen mit einer Saugöffnung in einem Abstand den freien Enden der Abgasstutzen zugeordnet ist. Wesentlich ist hierbei, dass der Abstand zwischen dem Saugstutzen und den Abgasstutzen so groß gewählt ist, dass ein Saugstrom des Saugstutzens die Blasströme an den Abgasstutzen nicht beeinflusst. Bei Verwendung eines zentralen Abgasstutzens kann diesem analog ein Saugstutzen im Abstand zugeordnet sein, um die Abgase aus der Außenumgebung aufzunehmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung basiert darauf, dass die an der Unterseite des Spinnbalkens angeordneten Spinndüsen bevorzugt eine runde Düsenplatte aufweisen, so dass der Anschlussadapter bevorzugt koaxial ausgerichtete Durchlässe unterhalb der Spinndüsen aufweist. Um über den gesamten Umfang der Filamentbündel eine gleichmäßige Abfuhr der Abgase zu ermöglichen, sind die Abgasöffnungen in dem Anschlussadapter schlitzförmig, rund oder oval ausgebildet, wobei sie sich einzeln beispielsweise als umlaufender Schlitz oder zu mehreren an den Durchlässen koaxial zu den Kühlzylindern erstrecken. Damit können die Abgase direkt radial von außen nach innen geführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen bei der Herstellung von Polyamidfäden eine einfache Prozessführung. Sowohl die Abfuhr der Abgase als auch die Abkühlung der Filamente können erfindungsgemäß über ein einziges Druckstellmittel justiert werden. Eine gegenseitige Beeinflussung des Abgasstromes und des Kühlstromes sind ausgeschlossen. Der Luftdruck innerhalb der Blaskammer kann auf die Anzahl der vorhandenen Spinnstellen, auf den Filamenttiter, auf die Anzahl der Filamente pro Filamentbündel und auf den Schmelzdurchsatz, der insbesondere die Erzeugung der Abgase beeinflusst, abgestimmt und justiert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Es stellen dar: Fig. 1 schematisch eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 2 schematisch eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1

Fig. 3 schematisch eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 Fig. 4 schematisch eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels des

Anschlussadapters gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 Fig. 5 schematisch eine Schnittansicht eines Durchlasses an dem

Anschlussadapter gemäß Fig. 4

Fig. 6 schematisch eine Schnittansicht eines Durchlasses eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Anschlussadapters

Fig. 7 schematisch eine Längsschnittansicht eines weiteren

Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 8 schematisch eine Querschnittansicht des Ausführungsbeispiels aus

Fig. 7

Fig. 9 schematisch eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Anschlussadapters des Ausführungsbeispiels aus Fig. 7

Fig. 10 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen von multifilen Fäden in mehreren Ansichten dargestellt. Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittansicht mit der Darstellung eines Fadenlaufs, in Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht ohne Fadenlauf und in Fig. 3 eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren. Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen multifiler Fäden aus Polyamid weist einen Spinnbalken 1 auf, der an seiner Unterseite 12 mehrere Spinndüsen 2 in einer reihenförmigen Anordnung nebeneinander hält. Die Spinndüsen 2 sind innerhalb des Spinnbalkens 1 durch mehrere Schmelzeleitungen 6 mit einer Spinnpumpe 3 verbunden. Die Spinnpumpe 3 ist über einen Pumpenantrieb angetrieben, wobei die Spinnpumpe 3 zu jeder Spinndüse 2 ein separates Fördermittel aufweist. Die Spinnpumpe 3 ist über einen Schmelzezulauf 5 mit einer hier nicht dargestellten Schmelzequelle verbunden. Der Spinnbalken 1 ist beheizt ausgeführt, so dass die Spinndüsen 2, die Schmelzeleitung 6 und die Spinnpumpe 3 beheizt werden.

Dem Spinnbalken 1 ist an der Unterseite 12 ein Anschlussadapter 13 zugeordnet. Der Anschlussadapter 13 weist zu jeder Spinndüse 2 jeweils einen Durchlass 16 auf, der sich an der Unterseite 12 des Spinnbalkens 1 anschließt.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, bildet der Durchlass 16 in dem Anschlussadapter 13 einen Ausspinnraum 21, der sich unterhalb der Spinndüse 2 erstreckt. Die Fig. 2 zeigt nur eine Spinnstelle der Spinnposition, wobei die Spinnstellen innerhalb der Spinnposition - in diesem Fall vier Spinnstellen - identisch ausgebildet sind. Insoweit gilt die Beschreibung zu der Fig. 2 zu jeder der dargestellten Spinnstellen.

An dem Durchlass 16 sind mehrere Abgasöffnungen 19 ausgebildet, die auf einem Teilkreis gleichmäßig verteilt am Umfang des Durchlasses 16 ausgebildet sind. Die Abgasöffnungen 19 sind in diesem Ausführungsbeispiel durch Bohrungen gebildet. Grundsätzlich können die Abgasöffnungen 19 auch durch ovale oder schlitzförmige Ausschnitte gebildet sein.

Die Abgasöffnungen 19 in dem Durchlass 16 münden in eine Abgaskammer 14 innerhalb des Anschlussadapters 13. Die Abgaskammer 14 erstreckt sich zwischen einer geschlossenen Oberseite 17 des Anschlussadapters 13 und einer geschlossenen Unterseite 18 des Anschlussadapters 13. Die Abgaskammer 14 ist innerhalb des Anschlussadapters ringförmig ausgebildet und umschließt den Durchlass 16. An einer Längsseite des Anschlussadapters 13 ist ein Abgasauslass 37 ausgebildet, an welchem ein Abgasstutzen 25 angeschlossen ist. Der Abgasauslass 37 verbindet die Abgaskammer 14 mit dem Abgasstutzen 25. Ein freies Ende des Abgasstutzens 25 mündet in einem Abgasspeicher 36.

Zur weiteren Erläuterung des Abgassystems wird insbesondere neben der Fig. 3 auch Bezug genommen zu der Fig. 4. In der Fig. 4 ist eine schematische Ansicht des Anschlussadapters dargestellt.

Der Anschlussadapter 13 weist insgesamt vier Durchlässe 16 und vier innenliegende Abgaskammern 14 auf. Jede der Abgaskammern 14 ist mit einem separaten Abgasstutzen 25 verbunden. Die Abgasstutzen 25 sind an einer Längsseite des Anschlussadapters 13 angeordnet. Die Abgasstutzen 25 weisen jeweils einen Abgaskanal auf, durch welchen ein Abgasstrom aus den jeweiligen Abgaskammern 14 nach außen geleitet wird.

Wie aus der Darstellung in Fig. 2 und 3 hervorgeht, münden die Abgasstutzen 25 mit einem freien Ende innerhalb des Abgasspeichers 36. Der Abgasspeicher 36 erstreckt sich parallel zum Anschlussadapter 13. Der Abgasspeicher 36 ist im Abgaskanal 38 mit einer hier nicht näher dargestellten Entsorgungsstation 39 verbunden. Innerhalb der Entsorgungsstation 39 erfolgt eine Aufbereitung und Trennung der Abgase, so dass beispielsweise die Monomere und Oligomere entsorgt werden können. Wie aus den Darstellungen in Fig. 1 und 2 hervorgeht, stützt sich der Anschlussadapter 13 an einer Druckplatte 20 ab, die an der Unterseite 12 des Spinnbalkens 1 angeordnet ist. Somit wird in diesem Ausführungsbeispiel der Anschlussadapter 13 über eine sich unmittelbar anschließende Abkühlvorrichtung 4 gehalten. Die an der Unterseite 12 des Spinnbalkens 1 angeordnete Druckplatte 20 könnte auch noch durch ein hier nicht dargestelltes Isoliermaterial gegenüber dem beheizten Spinnbalken 1 abgeschirmt sein.

Die Abkühleinrichtung 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Blaskasten 8 gebildet, der in seiner Oberseite 1 1 den Anschlussadapter 13 trägt. In dem Blaskasten 8 bildet eine obere Blaskammer 9 und eine untere Verteilkammer 10, wobei die obere Blaskammer 9 und die untere Verteilkammer 10 durch eine Lochplatte 26 voneinander getrennt sind. Innerhalb der Blaskammer 9 weist der Blaskasten 8 koaxial zu den Durchlässen 16 des Anschlussadapters 13 mehrere Kühlzylinder 23 auf. Die Kühlzylinder 23 bilden an der Oberseite 1 1 des Blaskastens mehrere Einlassöffnungen 15, die koaxial zu den Durchlässen 16 des Anschlussadapters 13 ausgerichtet sind. Die Kühlzylinder 23 sind innerhalb der Blaskammer 9 alle identisch ausgebildet und weisen eine gasdurchlässige Zylinderwand auf, die beispielsweise doppelwandig mit einem inneren Lochblech und einem äußeren Drahtgeflecht oder mit Metallgewebe gebildet sein kann.

In vertikaler Richtung sind den Kühlzylindern 23 mehrere zu beiden Enden hin offene Durchlasszylinder 27 zugeordnet, die jeweils geschlossene Zylinderwände aufweisen und die untere Verteilkammer 10 durchdringen. Der Blaskasten 8 wird somit von der Oberseite bis zu einer Auslassseite vollständig durch die Kühlzylinder 23 und die Durchlasszylinder 27 durchdrungen.

Der Blaskasten 8 weist an einer Längsseite einen Luftkanal 24 auf, der in die untere Verteilkammer 10 mündet. Der Luftkanal 24 ist über einen Luftzuführkanal 29 mit einer hier nicht näher dargestellten Druckluftquelle verbunden. Innerhalb des Luftzuführkanales 29 ist ein Druckstellmittel 30 ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Druckstellmittel 30 durch eine verstellbare Drosselklappe 31 gebildet. Wie insbesondere aus der Darstellung in Fig. 1 hervorgeht, weist der Blaskasten 8 im Bereich der Blaskammer 9 einen Messanschluss 32 auf, um einen Luftdruck innerhalb der Blaskammer 9 zu messen. An dem Messanschluss 32 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein stationäres Druckmessgerät 33 angeordnet, um den innerhalb der Blaskammer 9 vorherrschenden Luftdruck anzuzeigen.

Zur Abdichtung und Isolierung ist an der Oberseite 1 1 des Blaskastens 8 eine Isolierplatte 22 vorgesehen, die sich zwischen dem Anschlussadapter 13 und dem Blaskasten 8 erstreckt.

Zur Höhenverstellung des Blaskastens 8 sind zwei separate Kolbenzylindereinheiten 28.1 und 28.2 vorgesehen, die unmittelbar auf einer Auslassseite mit dem Blaskasten 8 gekoppelt sind. Im Betrieb wird der Blaskasten 8 mit dem Anschlussadapter 13 gegen die Unterseite 12 des Spinnbalkens 1 bzw. gegen die Druckplatte 20 gedrückt. Bei kompakten Ausführungen ist dem Blaskasten 8 üblicherweise nur eine der dargestellten Kolbenzylindereinheiten zugeordnet, die vorzugsweise im mittleren Bereich des Blaskastens 8 angreift.

Im Betrieb wird der Spinnpumpe 3 eine Schmelze aus einem Polyamid beispielsweise einem PA6 oder PA6.6 zugeführt und unter Druck an die Spinndüsen 2 weitergeleitet. Der Spinnbalken 1 mit den insgesamt vier dargestellten Spinndüsen 2 stellt eine Spinnposition dar, um in insgesamt vier Spinnstellen vier multifile Fäden zu erzeugen.

An dieser Stelle sei grundsätzlich erwähnt, dass die Spinnpositionen mehrere in einer oder doppelter Reihe angeordnete Spinndüsen aufweisen können. So ist die Anzahl der dargestellten Spinndüsen 2 beispielhaft.

Jede der Spinndüsen 2 extrudiert eine Vielzahl von Filamenten 7, die an der Unterseite der Spinndüse 2 durch eine hier nicht näher dargestellte Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen austreten. Die Filamente 7 bilden ein Filamentbündel. Beim Extrudieren der Filamente treten dabei in dem angrenzenden Ausspinnraum 21 flüchtige Bestandteile insbesondere Monomere und Oligomere auf, die als Abgas sich in dem Ausspinnraum 21 verteilen und über einen durch die Blaskammer 8 der Abkühleinrichtung 4 erzeugten Überdruck aus dem Ausspinnraum 21 durch die Abgasöffnungen 19 herausgeblasen werden. Die Abgase werden über die Abgasöffnungen 19 in die angrenzenden Abgaskammern 14 eingeleitet und von dort über die Abgasstutzen 25 in den Abgasspeicher 36 geführt. Zur Abkühlung der Filamentstränge wird durch die Blaskammer 9 und die Kühlzylinder 23 erzeugte Kühlluftstrom direkt auf die Filamente gerichtet. Die Filamente 7 durchlaufen anschließend die nachgeordneten Durchlasszylinder 27 und verlassen den Blaskasten an der Auslassseite. Um den austretenden Kühlluftstrom in dem zum Ausblasen der Abgase dem Auspinnraum 21 und zum Abkühlen der Filamente nutzen zu können, muss ein bestimmter Luftdruck innerhalb der Blaskammer 9 zu Prozessbeginn eingestellt werden. Hierzu lässt sich die Luftzufuhr der Druckluftquelle über die Drosselklappe 31 variieren und über den Messanschluss 32 an dem Blaskasten 8 und dem Druckmessgerät 33 direkt kontrollieren. Die Einstellung des Luftdruckes innerhalb der Blaskammer 9 wird derart gewählt, dass die Abgase sicher an den freien Enden der Abgasstutzen 25 austreten können. Damit ist das Auffangen der Abgase durch einen Abgasspeicher 36 und eine spätere Entsorgung der Abgase möglich. Parallel ist dabei jedoch zu berücksichtigen, dass der direkt auf die Filamente einwirkende Kühlluftstrom eine ausreichende Kühlwirkung bewirkt. Bei dem in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die unterhalb der Spinndüsen erzeugten Abgase für jede Spinnstelle separat abgeführt. Damit ist eine gegenseitige Beeinflussung der sich zwischen den Spinndüsen und den Kühlzylindern erstreckenden Ausspinnräume nicht möglich.

Um die Abfuhr der Abgase durch den erzeugten Blasstrom an den Durchlässen der Anschlussadapter zu verbessern, ist in Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Abgasführung an einer Spinnstelle schematisch durch eine Querschnittsansicht des Anschlussadapters im Bereich einer Spinnstelle gezeigt. Wie in Fig. 5 dargestellt, weist der Durchlass 16 einen runden Querschnitt auf, wobei die oberhalb des Anschlussadapters 13 angeordnete Spinndüse ebenfalls eine runde Düsenplatte zum extrudieren der Filamente enthält. Der Durchlass 16 umschließt einen Ausspinnraum 21, in welchem die Filamente geführt sind. Der Durchlass 16 ist geschlossen ausgebildet und weist eine Mehrzahl von Abgasöffnungen 19 auf, die gleichmäßig am Umfang des Durchlasses verteilt ausgebildet sind. Die Abgasöffnungen 19 sind in diesem Fall durch Bohrungen gebildet. Der Durchlass 16 wird von einer innerhalb des Anschlussadapters 13 ausgebildeten Abgaskammer 14 umgeben. Die Abgaskammer 14 weist an einer Längsseite des Anschlussadapters 13 einen Abgasauslass 37 auf. Dem Abgasauslass 37 ist ein Leitmittel 40 zugeordnet, um das in der Abgaskammer 14 eintretende Abgas über den Abgasauslass 37 in den Abgasstutzen 25 zu leiten. Somit lassen sich sehr kontinuierliche Blasströmungen zur Abfuhr des Abgases realisieren.

Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, an dem Anschlussadapter 13 pro Spinnstelle mehrere Abgasstutzen anzuordnen. So ist in Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines Anschlussadapters schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt, wobei nur eine Spinnstelle mit einem Durchlass 16 gezeigt ist. Der Durchlass 16 weist mehrere Abgasöffnungen 19 auf, die schlitzförmig ausgebildet sind und zu mehreren am Umfang des Durchlasses 16 verteilt ausgebildet sind. Die Abgasöffnungen 19 münden in eine Abgaskammer 14 innerhalb des Anschlussadapters 13, wobei die Abgaskammer 14 zu beiden Längsseiten des Anschlussadapters 13 mit jeweils einem Abgasauslass 37.1 und 37.2 verbunden ist. An den Abgasauslässen 37.1 und 37.2 schließen sich die gegenüberliegend angeordnete Abgasstutzen 25.1 und 25.2 an. Somit kann das Abgas aus dem Ausspinnraum 21 zu beiden Seiten des Anschlussadapters 13 ausgeblasen werden. Diese Ausführung ist insbesondere bei einem großen Anfall von Abgasen vorteilhaft einsetzbar. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Anschlussadapter an der Oberseite des Blaskastens integriert. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Anschlussadapter fest mit dem Spinnbalken 1 zu verbinden. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 7 bis 9 dargestellt. Fig. 7 zeigt schematisch eine Längsschnittansicht der gesamten Spinnstelle des Ausführungsbeispiels, Fig. 8 eine Querschnittsansicht einer der Spinnstellen und Fig. 9 schematisch eine Ansicht des Anschlussadapters. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 ist im Wesentlichen identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird. Bei dem in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist der Anschlussadapter 13 an der Unterseite 12 des Spinnbalkens 1 angeordnet. Der Anschlussadapter 13 ist in diesem Ausfuhrungsbeispiel mehrteilig ausgebildet und weist zu jedem Durchlass einen Innenring 34 auf, der in einer Grundplatte 35 des Anschlussadapters 13 integriert ist. Hierbei ist zwischen dem Innenring 34 und der Grundplatte 35 jeweils eine schlitzförmige Abgasöffnung 19 ausgebildet, die den Ausspinnraum 21 mit einer in der Grundplatte 35 integrierten Abgaskammer 14 verbindet. Der Innenring 34 bildet gemeinsam mit der Grundplatte 35 einen Durchlass 16 unterhalb der Spinndüse 2.

Zur weiteren Erläuterung des Anschlussadapters 13 wird zusätzlich zu der Fig. 9 Bezug genommen, die schematisch eine Ansicht des Anschlussadapters darstellt. Die Grundplatte 35 des Anschlussadapters 13 erstreckt sich über alle Spinndüsen und weist somit insgesamt vier Durchlässe 16 auf. Die innerhalb der Grundplatte 35 ausgebildete Abgaskammer 14 erstreckt sich über alle Durchlässe 16, so dass die über die Abgasöffnungen 19 aus den Spinnräumen 21 austretenden Abgase gemeinsam in die Abgaskammer 14 geblasen werden.

An einer Längsseite des Anschlussadapters 13 ist ein zentraler Abgasstutzen 25 vorgesehen, der über einen Abgasauslass 37 mit der Abgaskammer 14 verbunden ist.

Wie aus den Darstellungen in Fig. 7 und 8 hervorgeht, ist an der Unterseite 18 des Anschlussadapters 13 eine Druckplatte 20 angeordnet. Die Druckplatte 20 ist fest mit dem Anschlussadapter 13 gekoppelt, so dass der Blaskasten 8 mit einer Isolierplatte 22 direkt an der Druckplatte 20 anliegt. Somit lässt sich der Blaskasten 8 relativ zum Anschlussadapter 13 in eine Wartungsposition führen.

Bei den in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ebenfalls die durch die Blaskammer 9 bereitgestellte Kühlluft zum Ausblasen der Abgase aus dem Ausspinnraum 21 und zum Abkühlen der Filamente innerhalb der Kühlzylinder 23 nutzen. Die dazu erforderlichen Einstellungen des Luftdruckes innerhalb der Blaskammer 9 werden über das in dem Luftzuführkanal 29 angeordneten Druckstellmittel 30 vorgenommen. Das Druckstellmittel 30 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Drosselklappe 31 gebildet. Grundsätzlich sei jedoch erwähnt, dass auch eine verstellbare Druckquelle unmittelbar zur Einstellung des Luftdruckes genutzt werden könnte. Wesentlich hierbei ist, dass die dem Blaskasten zugeordneten Spinnstellen einheitlich betrieben werden können.

Eine weitere Alternative insbesondere zur Justierung des Überdruckes zum Ausblasen der Abgase könnte auch durch eine verstellbare Ablassdrossel gebildet sein. Die Ablassdrossel könnte in dem Abgasstutzen integriert sein, um den Blasstrom und letztendlich die Überdruckatmosphäre im Ausspinnraum zu beeinflussen. So könnte bei der in Figur 3 dargestellten Ausführung jedem der Abgasstutzen 25 eine separate Ablassdrossel oder bei der in Figur 9 dargestellten Ausführung eine zentrale Ablassdrossel zugeordnet sein. Die Ablassdrossel oder die Ablassdrosseln könnten alternativ oder zusätzlich zu der Drosselklappe als Druckstellmittel verwendet werden. Für den Fall, dass die Ablassdrossel als Druckstellmittel zur Einstellung des Luftdruckes innerhalb der Blaskammer dem Blaskasten zugeordnet ist, könnte die Drosselklappe in dem Zuführkanal der Ausführung nach Figur 1 entfallen. Bei dem in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Abgasspeicher nicht dargestellt. Grundsätzlich könnte dem freien Ende des Abgasstutzens eine Saughaube zugeordnet sein, die das ausgeblasene Abgas auffängt und über eine Saugströmung zu einer Entsorgungsstation abführt. Wesentlich ist, dass das freie Ende des Abgasstutzens 25 in eine drucklose Außenumgebung mündet. Hierzu ist in Fig. 10 eine mögliche Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt.

In der Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen hier nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.

Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Anschlussadapter 13 an einer Oberseite 1 1 eines Blaskastens 8 der Abkühlvorrichtung 4 befestigt. Zwischen dem Anschlussadapter 13 und der Oberseite 1 1 des Blaskastens 8 ist eine Isolierplatte 22 angeordnet. Der Blaskasten 8 ist mit dem Anschlussadapter 13 höhenverstellbar und wird im Betriebszustand an einer Druckplatte 20 eines Spinnbalkens 1 gehalten. Hierbei ist üblicherweise zwischen der Druckplatte 20 und dem Anschlussadapter 13 noch eine Dichtung angeordnet, die hier nicht dargestellt ist.

Der Anschlussadapter 13 weist einen Durchlass 16 auf, der einen im Wesentlichen konzentrisch zu einer Spinndüse 2 ausgebildeten Ausspinnraum 21 umschließt. Der Durchlass 16 weist eine Abgasöffnung 19 auf, die schlitzförmig ausgebildet ist und sich über einen Teilumfang des Durchlasses 16 erstreckt. Die Abgasöffnung 19 mündet in eine seitlich ausgebildete Abgaskammer 14. Der Abgaskammer 14 ist an dem Anschlussadapter 13 ein Abgasauslass 37 zugeordnet. Der Abgasauslass 37 mündet in einen Abgasstutzen 25, der an dem Anschlussadapter 13 befestigt ist. Ein freies gegenüberliegendes Ende 41 des Abgasstutzens 25 mündet unmittelbar in eine Außenumgebung, so dass ein aus dem Abgasstutzen 25 austretendes Abgas frei in die Außenumgebung treten kann. Zur Aufnahme und Abfuhr der Abgase ist ein Saugstutzen 42 vorgesehen, der mit einer Absaugeinrichtung 44 verbunden ist. Der Saugstutzen 42 ist mit einer Saugöffnung 43 in einem Abstand zu dem freien Ende des Abgasstutzens 41 angeordnet. Der zwischen dem Abgasstutzen 25 und dem Saugstutzen 42 vorgesehene Abstand ist in Fig. 10 mit dem Kennbuchstaben A gekennzeichnet. Der Abstand A ist in Abhängigkeit von der Saugkraft des Saugstutzens 42 so groß zu bemessen, dass der an dem Abgasstutzen 25 auftretende Blasstrom unbeeinflusst ist. Die Abgase müssen an dem Abgasstutzen 25 ohne Einwirkung einer Saugwirkung des Saugstutzens 42 in die Außenumgebung austreten können. Die durch den Saugstutzen 42 bewirkte Saugwirkung ist derart ausgelegt, dass nur die in der Außenumgebung frei umherschwebenden Abgase aufgenommen und abgeführt werden. Durch die Außenumgebung muss eine sichere Druckentkopplung zwischen einer Blaswirkung an dem Abgasstutzen 25 und einer Saugwirkung an dem Saugstutzen 42 erfolgen.

Bei dem in Fig. 10 dargestellten Anschlussadapter 13 ist die Abgaskammer 14 örtlich begrenzt seitlich zum Ausspinnraum 21 der Abgasöffnung 19 zugeordnet. Insoweit weist der Anschlussadapter 13 pro Spinndüse 2 jeweils eine Abgaskammer 14 und einen Abgasauslass 37 auf. Die den Abgasauslässen 37 zugeordneten Abgasstutzen 25 könnten somit mehrere Saugstutzen 42 oder ein zentraler Saugstutzen 42 mit schlitzförmiger Saugöffnung 43 zugeordnet sein. Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel könnte alternativ der Saugstutzen 42 direkt dem Abgasauslass 37 am Anschlussadapter 13 zugeordnet sein. Hierbei ist ebenfalls ein ausreichender Abstand einzuhalten, um die an dem Abgasauslass 37 erzeugte Blasströmung nicht zu beeinflussen. Daher könnte das in Fig. 10 dargestellte Ausführungsbeispiel auch ohne Abgasstutzen 25 eingesetzt werden.

Ebenso wäre es möglich, dass in dem Anschlussadapter 13 die Abgasöffnung 19, die Abgaskammer 14 und der Abgasauslass 37 durch einen durchgehenden Abgaskanal seitlich zum Ausspinnraum 21 gebildet sind.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen des Anschlussadapters 13 sind nur einige der möglichen Ausbildungen der Abgasöffnung 19, der Abgaskammer 14 und des Abgasauslasses 37 gezeigt. Wesentlich für die Erfindung ist die Erzeugung eines Blasstroms aus dem Ausspinnraum 21 heraus in eine Außenumgebung.

Die Funktion zur Erzeugung eines Blasstromes an dem Abgasauslass 37 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 identisch zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen. So wird durch Einstellung des Luftdruckes innerhalb der Blaskammer 9 sowohl die Kühlung der Filamente als auch das Ausblasen der Abgase reguliert. Das erfmdungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung sind insbesondere geeignet, um synthetische Fäden mit feinen Filamenten zu erzeugen. Ein Mitführen der Abgase durch die Filamentschar wird vorteilhaft durch den durch die Blaskammer erzeugten Kühlluftstrom vermieden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Schmelzspinnen und Abkühlen von multifilen Fäden aus einem Polyamid, bei welchem mehrere Filamentbündel gesponnen und separat durch radiale von außen nach innen strömende Kühlluftströme abgekühlt werden, bei welchem die Kühlluftströme aus einer mit einer Druckquelle verbundene Blaskammer heraus erzeugt werden und bei welchem mehrere beim Spinnen auftretenden Abgase vor dem Abkühlen der Filamentbündel durch Abgasöffnungen abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Blaskammer ein derartiger Luftdruck eingestellt wird, dass die Abgase in der Umgebung der Filamentbündel von innen nach außen durch die Abgasöffnungen herausgeblasen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftdruck der Kühlluft innerhalb der Blaskammer vor Prozessbeginn gemessen und auf einen Sollwert zum Ausblasen der Abgase und zur Kühlung der Filamente eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck der Kühlluft innerhalb der Blaskammer durch eine verstellbare Drosselklappe innerhalb eines Zulaufes eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase an den extrudierten Filamenten pro Filamentbündel in separaten Abgaskammern gesammelt und durch separate Abgasauslässe ausgeblasen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase an den extrudierten Filamenten aller Filamentbündel in einer gemeinsamen Abgaskammer gesammelt und über einen zentralen Abgasauslass ausgeblasen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgase nach dem Ausblasen in einem Abgasspeicher aufgefangen oder von einem Saugstutzen aus einer Außenumgebung abgesaugt und entsorgt werden.

7. Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Abkühlen von multifilen Fäden aus einem Polyamid, mit mehreren Spinndüsen (2) an einer Unterseite (12) eines Spinnbalkens (1), mit einem Blaskasten (8), der mit einer Druckluftquelle verbunden ist und der innerhalb einer Blaskammer (9) mehrere Kühlzylindern (23) mit gasdurchlässigen Wandungen aufweist, die jeweils an einer Oberseite (1 1) des Blaskastens (8) mehrere Einlassöffnungen (15) bilden, und mit einem Anschlussadapter (13), der gegenüber dem Blaskasten (8) und gegenüber dem Spinnbalken (1) druckdicht gehalten ist und pro Spinndüse (2) an einem Durchlass (16) zumindest eine Abgasöffnung

(19) zum Abführen von Abgasen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Blaskasten (8) ein Druckstellmittel (30) zur Einstellung eines Luftdruckes innerhalb der Blaskammer (9) zugeordnet ist, durch welchen ein Luftdruck zum Ausblasen der Abgase an den Abgasöffnungen (19) des Anschlussadapters (13) einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Blaskasten (8) einen Messanschluss (32) zur Messung eines Luftdruckes innerhalb der Blaskammer (9) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstellmittel (30) durch eine verstellbare Drosselklappe (31) in einem in den Blaskasten (8) mündenden Zufuhrkanal (29) gebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasöffnungen (19) in dem Anschlussadapter (13) schlitzförmig, rund oder oval ausgebildet sind und sich einzeln oder zu mehreren an den Durchlässen (16) koaxial zu den Kühlzylindern (23) erstrecken.

1 1. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass den Abgasöffnungen (19) innerhalb des Anschlussadapters (13) pro Spinndüse (2) zumindest einer von mehreren Abgasstutzen (25) zum Ausblasen der Abgase zugeordnet sind, wobei die Abgasöffnungen (19) in eine von mehreren Abgaskammern (14) münden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass den Abgasöffnungen (19) innerhalb des Anschlussadapters (13) eine gemeinsame Abgaskammer (14) zugeordnet ist, die mit einem zentralen Abgasstutzen (25) zum Ausblasen der Abgase verbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abgasspeicher (36) zur Aufnahme der ausgeblasenen Abgase vorgesehen ist, wobei der Abgasspeicher (36) mit einer Entsorgungsstation (39) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstutzen (25) oder die Abgasstutzen (25) mit einem freien Ende (41) in eine Außenumgebung münden und dass ein mit einer Absaugeinrichtung (44) verbundener Saugstutzten (42) mit einer Saugöffnung (43) in einem Abstand (A) dem freien Ende (41) des Abgasstutzen (25) oder den freien Enden (41) der Abgasstutzen (25) zugeordnet ist.