WO2017148994A1 - Verfahren und vorrichtung zum schmelzenspinnen eines synthetischen fadens für technische anwendungszwecke - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum schmelzenspinnen eines synthetischen fadens für technische anwendungszwecke Download PDF

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duo
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Jürgen Eichel
Thomas Miernik
Marco Müller
Milan Ivanovic
Ralf Wilkehl
Angela Hutter
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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    • D01D10/04Supporting filaments or the like during their treatment
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    • DTEXTILES; PAPER
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    • D02JFINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
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    • DTEXTILES; PAPER
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    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D10/00Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
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    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/12Stretch-spinning methods
    • D01D5/16Stretch-spinning methods using rollers, or like mechanical devices, e.g. snubbing pins

Definitions

  • the invention relates to a method for melt spinning a synthetic see thread for technical applications according to the preamble of claim 1 and an apparatus for melt spinning a synthetic thread for technical applications according to the preamble of claim 4.
  • a generic device and a generic method for producing a synthetic Thread for technical applications are known from DE 102010048219A1. Here are three spinnerets shown, from each of which a thread is extruded. After cooling and preparation of the threads, they are stretched and relaxed by means of a treatment device.
  • the treatment facility consists of several Galettenduos. Each thread is looped several times around two godets of a godet duo. For this purpose, two axes of the two godets of a godet godet are arranged inclined to each other.
  • the sense of rotation of the two godets of a godet duo is the same.
  • a thread When a thread is passed over the surface of a godet, it has a godet facing the bottom of the thread and a godet facing away from the top of the thread.
  • each thread is guided on both godets with the same thread side, namely the lower side of the thread. Since the godets for the heat treatment of the threads are designed to be heated, it is precisely this heating of the threads always taking place from the same side within a godet dome. This circumstance leads to an uneven heating of the threads and thus also to an uneven stretching or relaxation. The maximum achievable thread quality therefore knows an upper limit.
  • the godet duos are numbered in the direction of the threadline.
  • the first and second stretched godet duo are operated in opposite directions of rotation.
  • the threads are heated by means of the second draw godet duo from the opposite side of the thread, as is the case with the first draw godet duo.
  • the directions of rotation of the other godets up to the last godet no longer differ from the direction of rotation of the godets of the second draw godet duo, so that the yarn from the second draw godet duo is always heated from the same side.
  • a thread entwines the two godets of a godet godet mutually and wherein these two godets rotate with different directions of rotation.
  • the thread is wound several times around the two godets of a godet by means of a cross-stroke.
  • the thread is constantly changing from two opposite sides of the godets thus contacted also tempered.
  • One galette of a goddess leads the thread from one side, the other godet leads the thread from the opposite side. This creates a particularly large wrap angle of the thread around the godets.
  • the thread can be brought very quickly to the desired temperature by means of the thread guide described.
  • the mutual heat treatment on the other hand also due to the long contact time between the thread and the godet surfaces, which results from the large wrap angles.
  • a heat treatment is advantageously carried out with heated godets, in the case of cooling, for example in a relaxation treatment but also unheated godets are conceivable.
  • the thread is formed from a plurality of filaments. These are extruded from a spinneret. For this purpose, a multiplicity of nozzle bores is introduced into the spinneret, which are connected via melt lines to a melt source.
  • Such threads for technical applications can be used in many areas, for example in airbags, seat belts, tire cords or belts. Such threads for technical applications are often referred to in practice as IDY (Industrial Yarn) or as technical yarn.
  • the thread is withdrawn from the spinneret by means of a withdrawal godet duo.
  • the thread is stretched by means of at least two stretch godet duo and relaxed by means of at least one relaxation godet duo.
  • the thread is wound on a winding head to form a bobbin. So it is possible to achieve the high quality requirements, which are necessary if the IDY is to be used for example in airbags or seat belts. In this case, a technical yarn with particularly high strength and low shrinkage or with a particularly high modulus of elasticity and low shrinkage can be produced.
  • the object is also achieved by a generic device in which a drive device of a godet duo is so pronounced that the two godets of this godet can each be driven with different direction of rotation.
  • the thread can be guided by mutual wrapping around the two godets of the godet duo. Due to the mutual wrap, a large wrap angle is created around the two godets, which is significantly larger than 180 °. This large wrap angle causes large draw forces to be applied to the thread without the thread slipping over the surfaces of the godets. Such slippage should be avoided in any case, as it would lead to uncontrollable process conditions and thus also to poor yarn quality.
  • the thread is contacted by the godets from both sides, not just from one side. This improves the heat transfer between thread and godets and the thread can be adjusted very quickly and particularly evenly to the temperatures necessary for the treatment.
  • the drive device preferably consists of two motors.
  • the drive device serves to set the two godets of a godet in rotation. Due to the very low purchase cost of electric motors nowadays, such an arrangement has economic advantages over a combination of a single motor and associated gear. Furthermore, when using two motors, in each case a compact assembly of galette and associated motor, which is very flexible. Such a compact unit can be easily exchanged between different positions in the system. This also saves time and costs in the design.
  • two axes of the two godets of a godet duo are arranged inclined to one another such that these two axes intersect in their virtual extension. This ensures that the thread does not get in the way of the multiple wrapping around the two godets. After each wrap, the yarn is in fact guided on each godet at an axially offset position. The thread wanders so each wrap around to a projecting end of the godet.
  • the arrangement shown here is based on cylindrical godets. Alternatively, parallel godet axes and conical godets could be used.
  • the two axes of two godets of a godet duo are usually arranged skewed relative to one another in order to achieve the so-called yarn offset described above. Such a skewed arrangement would but lead to a collision of the thread with itself in the here implemented cross-wrap.
  • An angle formed between these two axes is preferably between 4 ° and 20 °.
  • the optimum compromise lies between the certainty that the thread will not touch itself and the requirement for the smallest possible godet in terms of its axial length. The longer a godet is, the more expensive is its production and the greater are the mechanical loads on the godet in the operation of the system.
  • a distance between the two godets of a godet to each other is advantageously 400 mm to 1,000 mm. This distance is measured between the two axes of the godets on a support wall. On this carrier wall, which is connected to a machine frame, the two godets are stored. This ensures that there is enough space between the two godets to guide the thread during the threading process to start the process by means of a suction gun. Furthermore, the temperature of the thread can be even if this is in the space between the two godets.
  • the above-mentioned distance in combination with usual godet diameters of 200mm - 280mm and usual rotation speeds leads to an optimal equalization of the temperature.
  • the godets of at least one godet duct are designed to be heated.
  • the guided on the godets thread can be brought to the temperature necessary for the treatment.
  • it is expediently heated or cooled by means of the godet duo which precedes the yarn path.
  • the two godets of at least one godet duo are arranged within a heating box.
  • Such heating boxes have insulated walls and completely surround a pair of godets. This reduces heat transfer from the godets to the environment through radiation and convention to a minimum.
  • Fig.l schematically a front view of an embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 1 shows schematically a front view of an embodiment of the device according to the invention.
  • a spinneret 3 a plurality of filaments is extruded during operation of the plant.
  • the spinneret 3 is supplied with a synthetic polymer in liquid form and under pressure.
  • an extruder and a spin pump are used.
  • synthetic polymers many different materials are conceivable, in particular, here are polyethylene terephthalate and polyamide.
  • the filaments are first cooled, which is not shown here for the sake of clarity. Subsequently, the filaments are treated by means of a preparation fluid. This purpose is served by a first preparation roller 4.1, a hold-down device 5 and a second preparation roller 4.2.
  • a collection thread guide 6 is arranged, by means of which the plurality of filaments is combined to form a thread 1.
  • the deduction godet duo 8.1 is used to withdraw the thread 1 from the spinneret 3, whereby a so-called spinning delay occurs.
  • the withdrawal godet duo 8.1 is in addition to a first stretching godet duo 8.2, a second draw godet duo 8.3, a first elaxiergalettenduo 8.4 and a second Relaxiergalettenduo 8.5 part of a treatment device 7, in which the thread 1 withdrawn, stretched and relaxed.
  • Each of these galette duos consists of two godets 9.1 and 9.2, 9.3 and 9.4, 9.5 and 9.6, 9.7 and 9.8 and 9.9 and 9.10, which are each driven by a rear-mounted motor.
  • the two godets of a godet godet each rotate with different directions of rotation, as symbolized by the arrows on the front sides of the godets 9.1 - 9.10.
  • the godets 9.3 - 9.10 are heated. To reduce the heat loss these godets 9.3 - 9.10 are positioned in heaters 17.1 - 17.4. In each case a pair of godets 8.1, 8.2, 8.3 or 8.4 is arranged within a heating box 17.1, 17.2, 17.3 or 17.4. All previously named units for forming a yarn path are held on a machine frame 2. Below the treatment device 7, a winding head 18 is arranged, by means of which the thread 1 is wound into a coil. In order to draw the thread 1 during operation of the system, the two godets 9.3 and 9.4 of the first stretching godet duo 8.2 rotate at a higher speed than the two godets 9.1 and 9.2 of the withdrawal godet duct 8.1.
  • the two godets 9.4 and 9.5 of the second draw godet tube 8.3 rotate at a higher speed than the two godets 9.3 and 9.4 of the first draw godet nozzle 8.2 in order to subject the yarn 1 to a second drawing treatment.
  • the following godets 9.7 - 9.10 of the two ellipse godet duos 8.4 and 8.5 have a speed that is the same or even slightly reduced in contrast to the last draw godet duo 8.3, so that the yarn 1 has the opportunity to relax.
  • the winding head 18 is operated in such a way that no substantial difference in speed of the thread 1 is established between the relaxation belt pair 8.5 and the winding head 18.
  • the treatment device 7 shown here could also be designed differently in the sense of the invention.
  • FIG. 2 In order to illustrate the funnelschlummmschlmgitch the thread 1 to the two godets of a godet, is shown in Figure 2 by way of example and schematically a view of the first stretched godet duel 8.2 from below.
  • the other Galettenduos are constructed analogously.
  • the same reference numerals are used as in Fig.1.
  • the two godets 9.3 and 9.4 are held on a support wall 16 and are driven by two motors 15.1 and 15.2 in opposite directions, as symbolized by the two arrows on the right of the godets 9.3 and 9.4.
  • These two motors 15.1 and 15.2 form a drive device 14 of the draw godet 8.2.
  • An axis 10.1 of the godet 9.3 intersects an axis 10.2 of the godet 9.4 at an intersection point 1.
  • An angle 12, which forms between these two axes 10.1 and 10.2 has values between 4 ° and 20 °.
  • a distance 13 between the two axes 10.1 and 10.2 is at the support wall 16 400mm - 1,000mm, the diameter of the godets 9.3 and 9.4 are at values between 200mm and 280mm.
  • the thread 1 wraps around the godet 9.4 from a lower circumference to an upper circumference.
  • the wrap angle of the thread 1 to the galette 9.4 is significantly greater than 180 °.
  • such a group of threads can also be applied to the godets 9.1 - 9.10 of the treatment device 7 by means of a single suction gun.
  • the winding head 18 is at the parallel Production of several threads so pronounced that this plurality of threads can be wound in parallel on a cantilevered winding spindle of the winding head 18 to a plurality of coils. Under certain circumstances, the threads of the yarn sheet are divided into two adjacent winding heads.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

Die hier dargestellte Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines synthetischen Fadens für technische Anwen- dungszwecke. Bei bekannten Galettenanordnungen, d.h. bei der Verwen- dung von mehrfachumschlungenen Galettenduos mit gleichsinnig rotieren- den Galetten, wird der Faden ungleichmäßig temperiert. Dadurch ist den maximal erreichbaren Fadenqualitäten eine obere Grenze gesetzt. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung und bei dem erfindungsgemäßen Verfah- ren wird der Faden wechselseitig um zwei gegensinnig rotierende Galetten eines Galettenduos geschlungen, so dass er alternierend von zwei gegen- überliegenden Seiten her kontaktiert wird. So wird eine sehr gleichmäßige Wärmebehandlung des Fadens erreicht, so dass technische Fäden besonders hoher Qualität produziert werden können.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines synthetischen Fadens für technische Anwendungszwecke
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzspinnen eines syntheti- sehen Fadens für technische Anwendungszwecke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines synthetischen Fadens für technische Anwendungszwecke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4. Eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines synthetischen Fadens für technische Anwendungszwecke sind aus der DE 102010048219A1 bekannt. Hier sind drei Spinndüsen dargestellt, aus welchen jeweils ein Faden extrudiert wird. Nach einer Abkühlung und einer Präparation der Fäden werden diese mittels einer Behand- lungseinrichtung verstreckt und relaxiert. Die Behandlungseinrichtung besteht dazu aus mehreren Galettenduos. Ein jeder Faden wird mehrmals um zwei Galetten eines Galettenduos geschlungen. Dazu sind zwei Achsen der beiden Galetten eines Galettenduos geneigt zueinander angeordnet. Der Drehsinn der zwei Galetten eines Galettenduos ist gleich. Wenn ein Faden über die Oberfläche einer Galette geführt wird, so weist er eine der Galette zugewandte Fadenunterseite und eine der Galette abgewandte Fadenoberseite auf. Bei der hier dargestellten Mehrfachumschlingung um die beiden Galetten eines Galettenduos wird ein jeder Faden auf beiden Galetten mit dergleichen Fadenseite, nämlich der Fadenunterseite, geführt. Da die Galet- ten zur Wärmebehandlung der Fäden beheizt ausgeführt sind, erfolgt eben diese Erwärmung der Fäden immer von derselben Seite innerhalb eines Galettenduos. Dieser Umstand führt zu einer ungleichmäßigen Erwärmung der Fäden und somit auch zu einer ungleichmäßigen Verstreckung beziehungsweise Relaxierung. Die maximal erreichbare Fadenqualität weißt deswegen eine obere Grenze auf. In der Vorrichtung aus der DE 102010048219A1 sind vier Streckgalettenduos und ein elaxiergalettenduo angeordnet. In der folgenden Beschreibung werden die Galettenduos in Richtung des Fadenlaufes durchnummeriert. Um eine bessere Erwärmung der Fäden zu errei- chen, werden das erste und das zweite Streckgalettenduo mit entgegengesetztem Drehsinn betrieben. So werden die Fäden mittels des zweiten Streckgalettenduos von der gegenüberliegenden Seite des Fadens her erwärmt, als das beim ersten Streckgalettenduo der Fall ist. Die Drehrichtungen der weiteren Galetten bis hin zur letzten Galette unterscheiden sich nicht mehr von der Drehrichtung der Galetten des zweiten Streckgalettenduos, so dass der Faden ab dem zweiten Streckgalettenduo immer von derselben Seite her beheizt wird. Des Weiteren liegt bei einer derartigen Mehrfachumschlingung der Fäden um die zwei Galetten eines Galettenduos der Umschlingungswinkel um eine jede Galette bei lediglich 180°. Eine kleine Kontaktlänge zwischen Faden und Galettenoberfläche wirkt sich negativ auf die maximal mögliche Streckkraft aus, welche mittels Galettenduos auf diesen Faden aufgebracht werden kann, ohne dass dieser über die Oberfläche der Galetten rutscht. Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung bereitzustellen, mittels welcher ein synthetischer Faden für technische Anwendungszwecke besonders gleichmäßig und schnell behandelt, das heißt verstreckt und relaxiert werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein gattungsgemäßes Verfahren gelöst, wobei ein Faden die beiden Galetten eines Galettenduos wechselseitig umschlingt und wobei diese beiden Galetten mit jeweils unterschiedlicher Drehrichtung rotieren. So wird der Faden mittels eines Kreuzschlages mehrfach um die zwei Galetten eines Galettenduos geschlungen. Dabei wird der Faden im ständigen Wechsel von zwei gegenüberliegenden Seiten von den Galetten kontaktiert somit auch temperiert. Die eine Galette eines Galettenduos führt den Faden von der einen Seite her, die andere Galette führt den Faden von der gegenüberliegenden Seite. So entsteht ein besonders großer Umschlin- gungswinkel des Fadens um die Galetten. Aufgrund dieses größeren Um- schlingungswinkels um die Galetten, entsteht eine größere Kontaktlänge zwischen der Oberfläche der Galetten im Gegensatz zu einer Mehrfachumschlmgung um zwei Galetten gleicher Größe, welche gleichsinnig rotieren. Aufgrund dieses größeren Umschlingungswinkels bzw. der größeren Kontaktlänge entsteht eine größere Reibkraft zwischen der Oberfläche der Ga- letten und dem Faden, so dass dieser Faden stärker verstreckt werden kann. Die wechselseitige Mehrfachumschlingung führt insbesondere im Falle von beheizten Galetten zu einer besonders gleichmäßigen Wärmebehandlung des Fadens, da der Faden von zwei gegenüberliegenden Seiten aus temperiert wird. Aufgrund dieser gleichmäßigen Wärmebehandlung können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders gleichmäßige Fadeneigenschaften und somit eine besonders hohe Qualität des Fadens erreicht werden. Des Weiteren kann der Faden mittels der beschriebenen Fadenführung sehr schnell auf die gewünschte Temperatur gebracht werden. Zum einen wegen der wechselseitigen Wärmebehandlung, zum anderen auch durch die lange Kontaktzeit zwischen dem Faden und den Galettenoberflächen, welche durch die großen Umschlingungswinkel entsteht. Eine Wärmebehandlung erfolgt dabei vorteilhafterweise mit beheizten Galetten, im Falle einer Abkühlung z.B. bei einer Relaxationsbehandlung sind aber auch unbeheizte Galetten denkbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Faden aus einer Vielzahl von Filamenten gebildet. Diese werden aus einer Spinndüse extrudiert. Dazu ist in der Spinndüse eine Vielzahl von Düsenbohrungen eingebracht, welche über Schmelzeleitungen mit einer Schmelzequelle in Verbindung stehen. Derartige Fäden für technische Anwendungszwecke können in vielen Bereichen zum Einsatz kommen, zum Beispiel in Airbags, Sicherheitsgurten, Reifen-Cords oder Riemen. Solche Fäden für technische Anwendungszwecke werden in der Praxis häufig als IDY (Industrial Yarn) oder als technisches Garn bezeichnet.
Vorzugsweise wird der Faden mittels eines Abzugsgalettenduos von der Spinndüse abgezogen. Im weiteren Verlauf wird der Faden mittels zumindest zweier Streckgalettenduos verstreckt und mittels zumindest eines Re- laxiergalettenduos relaxiert. Abschließend wird der Faden auf einem Spulkopf zu einer Spule aufgewickelt. So ist es möglich, die hohen Qualitätsanforderungen zu erreichen, welche von Nöten sind, wenn das IDY zum Beispiel in Airbags oder Sicherheitsgurten zum Einsatz kommen soll. Dabei kann ein technisches Garn mit besonders hoher Festigkeit und geringem Schrumpf oder mit besonders hohem E-Modul und geringem Schrumpf hergestellt werden.
Die Aufgabe wird ebenfalls durch eine gattungsgemäße Vorrichtung gelöst, in welcher eine Antriebseinrichtung eines Galettenduos derart ausgeprägt ist, dass die beiden Galetten dieses Galettenduos mit jeweils unterschiedli- eher Drehrichtung antreibbar sind. So ist der Faden mittels wechselseitiger Umschlingung um die beiden Galetten des Galettenduos führbar. Aufgrund der wechselseitigen Umschlingung entsteht ein großer Umschlingungswin- kel um die beiden Galetten, welcher deutlich größer als 180° ist. Dieser große Umschlingungswinkel bewirkt, dass große Verstreckkräfte auf den Faden aufgebracht werden können, ohne dass der Faden über die Oberflächen der Galetten rutscht. Ein solches Rutschen ist auf jeden Fall zu vermeiden, da es zu unkontrollierbaren Prozesszuständen und somit auch zu schlechter Garnqualität führen würde. Des Weiteren wird der Faden von den Galetten von beiden Seiten aus kontaktiert und nicht nur von einer Sei- te. So verbessert sich der Wärmeübergang zwischen Faden und Galetten und der Faden kann besonders schnell und besonders gleichmäßig auf die zur Behandlung notwendigen Temperaturen eingestellt werden.
Die Antriebseinrichtung besteht vorzugsweise aus zwei Motoren. Die An- triebseinrichtung dient dazu, die beiden Galetten eines Galettenduos in Rotation zu versetzen. Aufgrund der heutzutage sehr geringen Anschaffungskosten für Elektromotoren weist eine solche Anordnung wirtschaftliche Vorteile gegenüber einer Kombination aus einem einzelnen Motor und zugehörigen Getriebe auf. Weiterhin entsteht bei der Verwendung von zwei Motoren jeweils eine kompakte Baueinheit aus Galette und zugehörigem Motor, welche sehr flexibel einsetzbar ist. Solch eine kompakte Baueinheit kann sehr einfach zwischen verschiedenen Positionen in der Anlage ausgetauscht werden. So können auch Zeit und Kosten in der Konstruktion eingespart werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zwei Achsen der beiden Galetten eines Galettenduos derart geneigt zueinander angeordnet, dass sich diese beiden Achsen in ihrer virtuellen Verlängerung schneiden. So wird sichergestellt, dass sich der Faden bei der mehrfachen Umschlingung um die beiden Galetten nicht selbst in die Quere kommt. Nach einer jeden Umschlingung wird der Faden nämlich an einer jeden Galette an einer axial versetzten Position geführt. Der Faden wandert so bei jeder Umschlingung zu einem auskragenden Ende der Galette hin. Bei der hier dargestellten Anordnung wird von zylindrischen Galetten ausgegangen. Alternativ dazu könnten auch parallele Galettenachsen und konische Galetten verwendet werden. Die zwei Achsen von zwei Galetten eines Galettenduos wie es in der DE 102010048219A1 gezeigt ist, sind für gewöhnlich windschief zueinander angeordnet, um den oben beschriebenen sogenannten Fadenversatz zu erreichen. Eine solche windschiefe Anordnung würde aber bei der hier umgesetzten Kreuzschlagumschlingung zu einer Kollision des Fadens mit sich selbst führen.
Ein sich zwischen diesen beiden Achsen ausbildender Winkel beträgt vor- zugsweise einen Wert zwischen 4° und 20°. In diesem Bereich liegt der optimale Kompromiss zwischen der Sicherheit, dass sich der Faden nicht selbst touchiert und der Forderung nach einer möglichst kurzen Galette in Bezug auf deren axiale Länge. Je länger eine Galette ist, desto teurer ist ihre Herstellung und desto größer sind auch die mechanischen Belastungen auf die Galette im Betrieb der Anlage.
Ein Abstand der beiden Galetten eines Galettenduos zueinander beträgt vorteilhafterweise 400 mm bis 1.000 mm. Gemessen wird dieser Abstand zwischen den beiden Achsen der Galetten an einer Trägerwand. An dieser Trä- gerwand, welche mit einem Maschinengestell verbunden ist, sind die beiden Galetten gelagert. So ist sichergestellt, dass zwischen den beiden Galetten genügend Platz bleibt, um den Faden beim Fadenanlegen zu Prozessstart mittels einer Saugpistole zu führen. Des Weiteren kann sich die Temperatur des Fadens vergleichmäßigen, wenn sich dieser im Zwischenraum zwischen den beiden Galetten befindet. Der oben genannte Abstand in Kombination mit üblichen Galettendurchmessern von 200mm - 280mm und üblichen Rotationsgeschwindigkeiten führt zu einer optimalen Vergleichmäßigung der Temperatur. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Galetten zumindest eines Galettenduos beheizt ausgeführt. So kann der auf den Galetten geführte Faden auf die zur Behandlung notwendige Temperatur gebracht werden. Um den Faden zwischen zwei Galettenduos zu Verstrecken oder zu Relaxieren wird er sinnvollerweise mittels des im Fadenlauf vorgeordneten Galettenduos erwärmt oder gekühlt. Um den Wärmeverlust zu begrenzen, sind die beiden Galetten zumindest eines Galettenduos innerhalb eines Heizkastens angeordnet. Solche Heizkästen weisen isolierte Wände auf und umschließen ein Galettenduo kom- plett. So wird ein Wärmeübergang von den Galetten zur Umgebung durch Strahlung und Konvention auf ein Minimum reduziert.
Mittels der oben dargestellten Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale ist es möglich, insbesondere sehr hochwertiges IDY besonders wirtschaftlich her- zustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:
Fig.l schematisch eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig.2 schematisch eine Ansicht auf die beiden Galetten eines Galet- tenduos von unten
In Fig.1 ist schematisch eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Aus einer Spinndüse 3 wird bei Betrieb der Anlage eine Vielzahl von Filamenten extrudiert. Dazu wird der Spinndüse 3 ein synthetisches Polymer in flüssiger Form und unter Druck stehend zugeführt. Dazu werden für gewöhnlich ein Extruder und eine Spinnpumpe verwendet. Als synthetische Polymere sind viele verschiedene Materialien denkbar, insbesondere zu nennen sind hierbei Polyethylen- terephthalat und Polyamid. Nachdem die Filamente die Spinndüse 3 verlassen haben, werden sie zunächst abgekühlt, was hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist. Nachfolgend werden die Filamente mittels eines Präparationsfluids behandelt. Dazu dient eine erste Präparationswalze 4.1 , ein Niederhalter 5 und eine zweite Präparationswalze 4.2. Mittels des Nie- derhalters 5 wird sichergestellt, dass die Filamente mit ausreichendem Kontakt über die Oberflächen der beiden Präparationswalzen 4.1 und 4.2 geführt werden. Zwischen der zweiten Präparationswalze 4.2 und einem Ab- zugsgalettenduo 8.1 ist ein Sammelfadenführer 6 angeordnet, mittels welchem die Vielzahl der Filamente zu einem Faden 1 zusammengefasst wird. Das Abzugsgalettenduo 8.1 dient dazu, den Faden 1 aus der Spinndüse 3 abzuziehen, wobei ein sogenannter Spinnverzug entsteht. Das Abzugsgalettenduo 8.1 ist neben einem ersten Streckgalettenduo 8.2, einem zweiten Streckgalettenduo 8.3, einem ersten elaxiergalettenduo 8.4 und einem zweiten Relaxiergalettenduo 8.5 Teil einer Behandlungseinrichtung 7, in welcher der Faden 1 abgezogen, verstreckt und relaxiert wird. Ein jedes dieser Galettenduos besteht aus zwei Galetten 9.1 und 9.2, 9.3 und 9.4, 9.5 und 9.6, 9.7 und 9.8 und 9.9 und 9.10, welche jeweils mit einem rückseitig angeordneten Motor angetrieben werden. Dabei rotieren die beiden Galetten eines Galettenduos mit jeweils unterschiedlicher Drehrichtung, wie durch die Pfeile auf den Stirnseiten der Galetten 9.1 - 9.10 symbolisiert wird. Die Galetten 9.3 - 9.10 sind beheizt ausgeführt. Zur Verminderung des Wärmeverlustes sind diese Galetten 9.3 - 9.10 in Heizkästen 17.1 - 17.4 positioniert. Jeweils ein Galettenduo 8.1, 8.2, 8.3 oder 8.4 ist dabei innerhalb eines Heizkastens 17.1, 17.2, 17.3 oder 17.4 angeordnet. Alle bisher benannten Aggregate zur Bildung eines Fadenlaufes sind an einem Maschinengestell 2 gehalten. Unterhalb der Behandlungseinrichtung 7 ist ein Spulkopf 18 angeordnet, mittels welchem der Faden 1 zu einer Spule aufgewickelt wird. Um den Faden 1 bei Betrieb der Anlage zu verstrecken, rotieren die beiden Galetten 9.3 und 9.4 des ersten Streckgalettenduo 8.2 mit höherer Geschwindigkeit als die beiden Galetten 9.1 und 9.2 des Abzugsgalettenduos 8.1. Weiterhin rotieren die beiden Galetten 9.4 und 9.5 des zweiten Streckgalettenduos 8.3 mit höherer Geschwindigkeit als die beiden Galetten 9.3 und 9.4 des ersten Streckgalettenduos 8.2, um den Faden 1 einer zweiten Streckbehandlung zu unterziehen. Die nachfolgenden Galetten 9.7 - 9.10 der beiden elaxiergalettenduos 8.4 und 8.5 weisen eine im Gegensatz zum letzten Streckgalettenduo 8.3 gleich große oder sogar leicht reduzierte Geschwindigkeit auf, so dass der Faden 1 die Möglichkeit hat zu relaxieren. Der Spulkopf 18 wird derart betrieben, dass sich zwischen dem Relaxierga- lettenduo 8.5 und dem Spulkopf 18 kein wesentlicher Geschwindigkeitsunterschied des Fadens 1 einstellt. Die hier dargestellte Behandlungseinrichtung 7 könnte im Sinne der Erfindung auch anders ausgeführt sein. So wäre es denkbar je nach gewünschten Fadeneigenschaften sowohl weniger, als auch mehr Galettenduos in die Behandlungseinrichtung 7 zu integrieren, als das hier der Fall ist. Üblicherweise werden bei der Produktion von IDY vier bis sechs Galettenduos verwendet, wobei auch das nicht einschränkend zu interpretieren ist. Des Weiteren wäre es denkbar, die Behandlungseinrichtung 7 aus einer Kombination aus Galettenduos mit einer erfindungsgemäßen Kreuzschlagumschlingung und konventionell umschlungenen Galet- tenduos, oder auch einfach umschlungenen Galetten zu bilden. Solch einfach umschlungene Galetten weisen den Vorteil auf, dass kein Fadenversatz auf den Galetten entsteht.
Um die Kreuzschlagumschlmgungen des Fadens 1 um die beiden Galetten eines Galettenduos zu veranschaulichen, ist in Fig.2 beispielhaft und schematisch eine Ansicht auf das erste Streckgalettenduo 8.2 von unten dargestellt. Die weiteren Galettenduos sind analog aufgebaut. Bei der folgenden Beschreibung von Fig. 2 werden die gleichen Bezugszeichen wie zu Fig.1 verwendet. Die beiden Galetten 9.3 und 9.4 sind an einer Trägerwand 16 gehalten und werden mittels zweier Motoren 15.1 und 15.2 gegensinnig angetrieben, wie durch die beiden Pfeile rechts der Galetten 9.3 und 9.4 symbolisiert wird. Diese beiden Motoren 15.1 und 15.2 bilden eine Antriebseinrichtung 14 des Streckgalettenduos 8.2. Eine Achse 10.1 der Galet- te 9.3 schneidet eine Achse 10.2 der Galette 9.4 in einem Schnittpunkt 1 1. Ein Winkel 12, welcher sich zwischen diesen beiden Achsen 10.1 und 10.2 ausbildet, weist Werte zwischen 4° und 20° auf. Ein Abstand 13 zwischen den beiden Achsen 10.1 und 10.2 beträgt an der Trägerwand 16 400mm - 1.000mm, wobei die Durchmesser der Galetten 9.3 und 9.4 bei Werten zwischen 200mm und 280mm liegen. In dieser Ansicht von unten ist besonders gut der Fadenversatz zu erkennen, mittels welchem bezeichnet wird, dass der Faden 1 nach einer jeden Umschlingung mit geringerem Abstand zur Stirnseite an der Galette 9.3 bzw. 9.4 geführt wird, als dies bei der vorherigen Umschlingung der Fall war. Die Richtung des Fadenlaufes wird durch die Pfeile am Faden 1 in der Mitte zwischen den beiden Galetten 9.3 und 9.4 dargestellt. Nachdem der Faden 1 in das Streckgalettenduo 8.2 eingelau- fen ist, wird er am oberen Umfang der Galette 9.3 geführt, wobei er in dieser Ansicht von unten von der Galette 9.3 verdeckt wird. Im Folgenden überwindet der Faden 1 den Zwischenraum zwischen den beiden Galetten 9.3 und 9.4. Nun umschlingt der Faden 1 die Galette 9.4 von einem unteren Umfang zu einem oberen Umfang hin. Der Umschlingungswinkel des Fadens 1 um die Galette 9.4 ist dabei deutlich größer als 180°. Analog umschlingt der Faden 1 nach einer erneuten Überwindung des Zwischenraumes zwischen den beiden Galetten 9.3 und 9.4 die Galette 9.3. Dieser Vorgang der Umschlingung der beiden Galetten 9.3 und 9.4 widerholt sich viermal, bevor der Faden 1 das Streckgalettenduo 8.2 nach oben hin ver- lässt. Deswegen wird hier von einer Vierfachumschlingung und ganz allgemein von einer Mehrfachumschlingung eines Faden 1 um ein Galet- tenduo gesprochen. Diese Vierfachumschlingung ist beispielhaft gewählt, sowohl kleinere wie auch größere Umschlingungszahlen wie z.B. eine Sechs- oder Achtfachumschlingung sind denkbar.
In den Figuren 1 und 2 ist lediglich die Herstellung eines einzelnen Fadens 1 für technische Anwendungszwecke gezeigt. In Produktionsanlagen sind für gewöhnlich mehrere Spinndüsen in einer Reihe in einem Spinnbalken gehalten, wobei sich diese Reihe in der Ansicht von Fig. 1 senkrecht zur Bildebene erstrecken könnte. Mittels dieser Vielzahl von Spinndüsen, 4-16 sind hier durchaus übliche Werte, werden mehrere Fäden entsprechend der Anzahl der Spinndüsen parallel zueinander extrudiert. Die Behandlungseinrichtung 7 ist derart ausgeführt, dass auch eine solche Fadenschar aus paral- lel zueinander geführten Fäden verstreckt und relaxiert werden kann. Die Fäden der Fadenschar werden dabei mit einem Abstand von zum Beispiel 2 - 6 mm an den Oberflächen der Galetten 9.1 - 9.10 geführt. Zu Prozessbeginn beim sogenannten Fadenanlegen kann auch eine solche Fadenschar mittels einer einzelnen Saugpistole an die Galetten 9.1 - 9.10 der Behand- lungseinrichtung 7 angelegt werden. Der Spulkopf 18 ist bei der parallelen Herstellung mehrerer Fäden derart ausgeprägt, dass diese Vielzahl von Fäden parallel auf einer auskragenden Spulspindel des Spulkopfes 18 zu mehreren Spulen aufgewickelt werden kann. Unter Umständen werden die Fäden der Fadenschar auf zwei nebeneinander stehende Spulköpfe aufgeteilt.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Schmelzspinnen eines synthetischen Fadens für technische Anwendungszwecke, wobei der Faden mittels Galettenduos behandelt wird, wobei der Faden mehrfach um zwei Galetten eines Galettenduos geschlungen wird, wobei der Faden nach jeder Umschlingung aufgrund einer Neigung von beiden Achsen der zwei Galetten zueinander an einer axial versetzten Position der Galette geführt wird dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Galetten zumindest eines Galettenduos mit jeweils unterschiedlicher Drehrichtung rotieren, so dass der Faden diese beiden Galetten wechselseitig umschlingt.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Faden aus einer Vielzahl von Filamenten gebildet wird, welche aus einer Spinndüse extrudiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Faden mittels eines Abzugsgalettenduos von der Spinndüse abgezogen wird, dass der Faden im Folgenden mittels zumindest zweier Streck- galettenduos verstreckt wird, dass der Faden im Folgenden mittels zumindest eines elaxiergalettenduos relaxiert wird und dass der Faden abschließend mittels eines Spulkopfes zu einer Spule aufgewickelt wird.
Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines synthetischen Fadens (1) für technische Anwendungszwecke, welche eine Behandlungseinrichtung (7) zur Behandlung des Fadens (1) aufweist, wobei mehrere Galettenduos (8.1 - 8.5) Teil der Behandlungseinrichtung (7) sind, wobei zwei Galetten (9.3, 9.4) eines jeden Galettenduos (8.2) mittels einer Antriebseinrichtung (14) in Rotation versetzbar sind, wobei zwei Achsen dieser zwei Galetten (9.3, 9.4) geneigt zueinander angeordnet sind, so dass der Faden (1) mehrfach um diese zwei Galetten (9.3, 9.4) führbar ist dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (14) derart ausgeprägt ist, dass die beiden Galetten (9.3, 9.4) zumindest eines Galettenduos (8.2) mit jeweils unterschiedlicher Drehrichtung antreibbar sind, so dass eine wechselseitige Umschlingung des Fadens (1) um die beiden Galetten (9.3, 9.4) eines Galettenduos (8.2) möglich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet. Dass die Antriebseinrichtung (14) zwei Motoren (15.1, 15.2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Achsen (10.1, 10.2) der beiden Galetten (9.3, 9.4) eines Galettenduos (8.2) derart zueinander angeordnet sind, dass Sie in ihrer virtuellen Verlängerung einen Schnittpunkt (1 1) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel (12) zwischen den zwei Achsen (10.1, 10.2) der beiden Galetten (9.3, 9.4) eines Galettenduos (8.2) einen Wert zwischen 4° und 20° beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 - 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (13) zwischen den zwei Achsen (10.1 , 10.2) der beiden Galetten (9.3, 9.4) eines Galettenduos (8.2) an einer Trägerwand (16) einen Wert zwischen 400mm und 1.000mm beträgt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 - 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Galetten (9.3, 9.4) zumindest eines Galettenduos (8.2) beheizt ausgeführt sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 - 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Galetten (9.3, 9.4) zumindest eines Galettenduos (8.2) innerhalb eines Heizkastens (17.1) angeordnet sind.
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