EP0937791A2

EP0937791A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Spinnen eines multifilen Fadens

Info

Publication number: EP0937791A2
Application number: EP99102701A
Authority: EP
Inventors: Klaus Schäfer; Ernst Callhoff; Georg Stausberg
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 1998-02-21
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 1999-08-25
Anticipated expiration: 2019-02-17
Also published as: JPH11279826A; CN1226613A; EP0937791A3; CN1138879C; US6103158A; KR100568882B1; KR19990072751A; TW476818B; EP0937791B1; DE59911538D1

Abstract

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spinnen eines multifilen Fadens (5) aus einem thermoplastischen Material beschrieben. Hierbei wird das thermoplastische Material durch eine Spinndüse (3) zu einem Filamentbündel (4) mit einer Vielzahl von Filamenten ausgepreßt. Die Filamente (4) durchlaufen anschließend eine Kühleinrichtung mit zwei Kühlzonen. In der ersten Kühlzone (6) werden die Filamente durch einen Luftstrom, der im wesentlichen quer zur Fadenlaufrichtung gerichtet ist, gekühlt. In der zweiten Kühlzone (7) erfolgt die Kühlung durch einen Kühlstrom aus einem Luft-/Flüssigkeitsgemisch, wobei der Kühlstrom entgegen der Fadenlaufrichtung strömt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spinnen eines multifilen Fadens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Spinnvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind durch die US 4,277,430 bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird ein auf einer Spinndüse austretendes Filamentbündel durch eine Querstromanblasung gekühlt. Unterhalb der Querstromanblasung ist der Kühlschacht um ein zweites Teilstück verlängert. Im Eingangsbereich des unteren Kühlschachtes wird ein Luft-/Wassergemisch als nebelartiger Kühlstrom in den Kühlschacht eingeleitet, welcher mittels einer Absaugung in Fadenlaufrichtung zur Kühlung des Fadens bis zum Ende der Kühlstrecke strömt. Hierbei wird durch die Beimischung von Flüssigkeit ein höherer Kühleffekt an den Filamenten erreicht. Das bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß ein erheblicher Anteil von Luft aus der Querstromanblasung direkt in den unteren Kühlschacht eingeleitet wird. Dadurch bildet sich eine das Filament umgebende Luftströmung aus, die verhindert, daß Flüssigkeitspartikel an die Oberfläche des Filamentes gelangen.

Desweiteren sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei welchen bei höheren Fadengeschwindigkeiten die Kühlung der Filamente durch einen mit hoher Geschwindigkeit im Kühlschacht strömenden Luftstrom gekühlt werden, wie beispielsweise in der EP 0 244 217 oder der WO 95/1540 beschrieben ist. Derartige Verfahren besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, daß keine intensive Kühlung der Filamente stattfindet. Diese Verfahren sind insbesondere für Fäden mit relativ feinen Titern geeignet. Zudem führen die bekannten Verfahren zu einer ausgeprägten Heißverstreckung, was eine Orientierung der Moleküle innerhalb der Filamente zur Folge hat.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spinnen eines multifilen Fadens der eingangs gekannten Art derart weiterzubilden, daß der Faden ohne wesentliche Vororientierung abgekühlt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß. Anspruch 11 gelöst.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der im Gegenstrom in der zweiten Kühlzone eingeleiteten feuchte Kühlstrom zu einem hohen Grad an Benetzung der Filamente führt, so daß eine relativ große Wärmemenge in kurzer Zeit abgeführt werden kann. Hierbei hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß der entgegen der Fadenlaufrichtung strömende Kühlstrom nicht zu einer wesentlichen Erhöhung des Reibwiderstandes des Fadens führt. Im Gegenteil konnte der Gegenstrom derart eingestellt werden, daß sich kein Schutzmantel in Form einer Luftströmung um das Filament bilden konnte. Der vorzugsweise aus einem Luft-/Flüssigkeitsgemisch bestehende Kühlstrom verhinderte die Ausbildung eines derartigen Schutzmantels und führte zu einer intensiven Kühlung der Filamente.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Gleichmäßigkeit der Filamente dadurch gegeben ist, daß in der ersten Kühlzone direkt unterhalb der Spinndüse eine Vorkühlung durch einen Luftstrom erfolgt. Durch diese Vorkühlung erstarrt eine Randschicht der Filamente, die genügend Stabilität aufweist, um in der zweiten Kühlzone mit dem Luft-/Flüssigkeitsgemisch in Kontakt zu treten.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung sind besonders geeignet, um hochfeste Fäden aus Polypropylene herzustellen. Derartige Faden müssen mit einer möglichst geringen Orientierung abgekühlt werden, um eine möglichst hohe Verstreckung in der anschließenden Verstreckzone zu erhalten. Die Verstreckung erfolgt hierbei vorteilhaft über mehrere Galettenpaare. Durch die Erfindung wird erreicht, daß derartige Fäden mit einer Aufwickelgeschwindigkeit von bis zu 5.000 m/min erzeugt werden können.

Die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 2 ist besonders geeignet, um eine gleichmäßige Abkühlung der Filamente innerhalb des Filamentbündels zu erhalten. Damit können Fäden mit einem Titer bis zu 2.000 dtex vorgekühlt werden, um anschließend mit einer Intensivkühlung durch das Luft/Flüssigkeitsgemisch ohne wesentliche Vororientierung abzukühlen. Zudem besitzt die Absaugung des Luftstroms der ersten Kühlzone den Vorteil, daß der Kühlstrom der zweiten Kühlzone im wesentlichen unbeeinflußt ist und somit zu einer intensiven und gleichmäßigen Kühlung der Filamente führt. Außerdem wird verhindert, daß der Luftstrom aus der ersten Kühlzone in die zweite Kühlzone gelangt.

Es hat sich gezeigt, daß eine ausreichende Vorkühlung bereits bei einer Kühlstrecke von < 1m, vorzugsweise < 0,5 m, erreicht wird. Hierbei läßt sich der Luftstrom durch eine Anblasung oder durch eine Selbstansaugung je nach Fadentyp und Fadentiter erzeugen. Bei einer Selbstansaugung besteht der Vorteil, daß unmittelbar unter der Spinndüse sich ein sehr schwacher Luftstrom ausbildet, was zu einem sehr gleichmäßigen Fadentiter führt. Dagegen besitzt die Anblasung den Vorteil, daß die Filamente innerhalb des Filamentbündels relativ gleichmäßig gekühlt werden.

Als Kühlstrom wird vorzugsweise ein Luft/Flüssigkeitsgemisch eingesetzt. Dabei kann das Mischungsverhältnis derart gewählt werden, daß eine gesättigte oder eine ungesättigte feuchte Luft entsteht. Bei Verwendung einer gesättigten feuchten Luft besteht der Vorteil, daß ein hoher Flüssigkeitsanteil zu einer intensiven Kühlung der Filamente führt. Ein derartiges Gemisch wird insbesondere bei großen Fadentitern eingesetzt. Bei Fäden mit kleinen Titern verwendet man dagegen vorzugsweise ungesättigte feuchte Luft. Hierbei wird der Feuchtigkeitsgehalt der Luft regelmäßig überwacht, beispielsweise durch eine Taupunktkontrolle.

Bei einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante gemäß Anspruch 7 wird der Kühlstrom durch eine Anblasung am Ende der zweiten Kühlzone erzeugt, wobei dem Luftstrom der Anblasung die Flüssigkeit mittels einer Zerstäuberdüse beigemengt wird. Hierdurch wird insbesondere im unteren Abschnitt der zweiten Kühlzone eine sehr intensive Kühlung der Filamente bewirkt.

Die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 8 ist besonders gut zur Herstellung von technischen Garnen geeignet. Hierbei wird der Kühlstrom durch eine Ansaugung erzeugt, wobei einem durch die Ansaugung erzeugten Luftstrom die Flüssigkeit am Ende der Kühlzone mittels einer Zerstäuberdüse beigemengt wird.

Es ist jedoch auch möglich, die Anreicherung der Luft mit Feuchtigkeit in einer Klimakammer durchzuführen. Dabei kann der Feuchtigkeitsgehalt der Luft sehr präzise eingestellt und geregelt werden, so daß bei Einsatz mehrerer Spinnstellen an jeder Spinnstelle ein Luftstrom mit gleichem Feuchtigkeitsgehalt bereit steht.

Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit innerhalb des Kühlstroms zu erhalten, ist die Weiterbildung des Verfahrens gemäß Anspruch 9 besonders geeignet.

Als Flüssigkeit wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise Wasser verwendet.
Die erfindungsgemäße Spinnvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die Kühleinrichtung zwei Kühlzonen aufweist, deren Kühlwirkung unabhängig voneinander einstellbar und steuerbar ist.

Um das Luft-/Flüssigkeitsgemisch in dem Kühlstrom des unteren Kühlschachtes zu erzeugen, ist die Ausbildung der Spinnvorrichtung gemäß Anspruch 12 besonders von Vorteil. Hierbei wird einem bereits im Kühlschacht erzeugten Luftstrom die Flüssigkeit in feinsten Tropfen beigemengt. So wird die Flüssigkeit mittels einer Dosierpumpe mit hohem Druck durch eine Zerstäuberdüse gefördert. Auf diese Weise entsteht ein nebelartiger Kühlstrom, der gegen Fadenlaufrichtung strömt.

Um eine hohe Gleichmäßigkeit der Verteilung der Flüssigkeit innerhalb des Kühlstroms zu erreichen, ist die Ausbildung der Zerstäuberdüse gemäß Anspruch 13 besonders günstig.

Es ist jedoch auch möglich, um eine günstige Verteilung der zerstäubten Flüssigkeit zu erhalten, mehrere Zerstäuberdüsen im Kühlschacht der zweiten Kühlzone anzuordnen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Spinnvorrichtung gemäß Anspruch 15 ist insbesondere bei ringförmigen Spinndüsen von Vorteil. Dadurch wird das Filamentbündel sowohl in dem oberen Kühlschacht als auch in dem unteren Kühlschacht gleichmäßig gekühlt. Insbesondere kann durch das geschlossene Rohr im unteren Bereich der Kühleinrichtung der Kühlluftstrom möglichst nahe an das Filamentbündel herangeführt werden.

Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung gemäß Anspruch 16 bietet den Vorteil, daß die Filamente innerhalb des Filamentbündels gleichmäßig gekühlt werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 wird der abgesaugte Kühlstrom derart aufbereitet, daß die Flüssigkeit aus dem Luftstrom getrennt wird und zu einem Behälter abgeführt wird. Hierzu ist die Absaugeinrichtung mit einem Wasserabscheider verbunden. Aus dem Behälter läßt sich sodann die Dosierpumpe versorgen, so daß ein Flüssigkeitskreislauf entsteht.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Spinnvorrichtung gemaß Anspruch 19 ist besonders geeignet, um im oberen Kühlschacht eine selbstansaugende Kühlung der Filamente vorzunehmen. Der zur Kühlung der Filamente erzeugte Luftstrom wird hierbei im wesentlichen durch die unterhalb des Kühlschachtes angeordneten Absaugeinrichtung eingestellt.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Spinnvorrichtung sowie vorteilhafte Auswirkungen des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1: schematisch eine erfindungsgemäße Spinnvorrichtung zum Spinnen eines multifilen Fadens;
Fig. 2 und 3: weitere Ausführungsbeispiele einer Kühleinrichtung einer Spinnvorrichtung aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Spinnvorrichtung zur Herstellung eines multifilen Fadens gezeigt. Hierbei wird ein thermoplastisches Material über eine Schmelzezuführung 1 einem Spinnbalken 2 zugeführt. Das thermoplastische Material könnte hierbei direkt von einem vorgeschalteten Extruder oder aber von einer Pumpe zugeführt werden.
Auf der Unterseite des Spinnbalkens 2 ist eine Spinndüse 3 angeordnet. Der Spinnbalken 2 trägt üblicherweise mehrere vorzugsweise in Reihe angeordnete Spinndüsen. Jede der Spinndüsen stellt eine Spinnstelle der Spinnvorrichtung dar. Da in jeder Spinnstelle ein Faden hergestellt wird, ist in Fig. 1 nur eine Spinnstelle dargestellt.

Aus der Spinndüse 3 tritt die Schmelze in Form von feinen Filamentsträngen aus, die ein Filamentbündel 4 bilden. Das Filamentbündel 4 durchläuft einen unterhalb der Spinndüse 3 angeordneten Kühlschacht 6. Der Kühlschacht 6 wird durch ein luftdurchlässiges Rohr 9 gebildet. Hierzu weist das Rohr eine Vielzahl von quergerichteten Bohrungen auf. Es könnte jedoch aus einem luftdurchlässigen porösen Mantel hergestellt sein. Das Rohr 9 ist in einem Blasschacht 11 einer Anblasvorrichtung 10 angeordnet. In dem Blasschacht 11 wird ein Luftstrom durch ein Gebläse 12 erzeugt. Hierzu ist das Gebläse 12 mit einem Einlaß 16 verbunden. Über den Einlaß 16 kann klimatisierte Luft einer Klimaanlage oder aber auch die Umgebungsluft eingesogen werden.

Unterhalb des oberen Kühlschachtes 6 ist ein weiterer Kühlschacht 7 durch ein Rohr 13 gebildet, der von dem Filamentbündel 4 durchlaufen wird. Zwischen dem Rohr 9 und dem Rohr 13 ist eine Absaugeinrichtung 8 angeordnet. Die Absaugeinrichtung 8 wird hierbei durch eine ringförmige, das Filamentbündel umschließende Ansaugkammer 15 und ein mit der Saugkammer 15 verbundenes Gebläse 14 gebildet. Die Innenwand der Ansaugkammer 15 ist ebenfalls luftdurchlässig, so daß ein Luftstrom aus dem Kühlschacht 6 und 7 abgeführt werden kann. Hierzu weist die Absaugeinrichtung 8 einen Auslaß 17 auf.

Das Rohr 13 weist einen geschlossenen Mantel auf. Im Bereich vom freien Ende des Rohres 13 ist eine Zerstäuberdüse 18 am Umfang des Rohres 13 befestigt. Die Zerstäuberdüse 18 weist eine Düsenöffnung 21 auf die in das Innere des Rohres 13 gerichtet ist. Die Zerstäuberdüse 18 ist an der Druckleitung einer Dosierpumpe 19 angeschlossen, die über eine Saugleitung mit einem Behälter 20 verbunden ist. Am Ende des Kühlschachtes 7 wird das Filamentbündel 4 außerhalb des Kühlschachtes 7 durch eine Präparationseinrichtung 22 zu einem Faden 5 zusammengefaßt und mit einer Präparationsflüssigkeit versehen. Der Faden 5 tritt sodann in eine Verstreckzone ein. Hierbei wird der Faden 5 aus dem Kühlschacht 6 und 7 und von der Spinndüse 3 durch eine Abzugsgalette 23 abgezogen. Der Faden umschlingt die Abzugsgalette 23 mehrfach. Dazu dient eine verschränkt zu der Galette 23 angeordnete Überlaufrolle 24. Die Überlaufrolle 24 ist frei drehbar. Die Galette 23 wird über einen Antrieb (hier nicht gezeigt) angetrieben und mit einer voreinstellbaren Geschwindigkeit betrieben. Diese Abzugsgeschwindigkeit ist um ein Vielfaches höher als die natürliche Austrittsgeschwindigkeit der Filamente aus der Spinndüse 3. Der Abzugsgalette folgt ein Streckfeld mit mehreren Galetten. Hierbei sind beispielsweise zwei Galettenduos mit den Galetten 25.1 und 26.2 sowie ein Galettenduo mit 25.2 und 26.2 gezeigt.

Von der letzten Streckgalette 25.2 läuft der Faden 5 in eine Aufwickeleinrichtung 27. Die Aufwickeleinrichtung 27 weist einen Kopffadenführer 28 auf, der den Anfang eines sogenannten Changierdreiecks bildet. Der Faden 5 läuft sodann in eine Changiereinrichtung 32, wobei der Faden mittels Führungselementen entlang einem Changierhub hin- und hergeführt wird. Die Changiereinrichtung 32 ist dabei als Kehrgewindewalze mit einem daran geführten Changierfadenführer oder als Flügelchangiereinrichtung ausführbar. Von der Changiereinrichtung 32 läuft der Faden über eine Kontaktwalze 41 zu der zu wickelnden Spule 29. Die Kontaktwalze 41 liegt auf der Oberfläche der Spule 29 an. Sie dient zur Messung der Oberflächengeschwindigkeit der Spule 29. Die Spule 29 ist auf einer Spulspindel 30 aufgespannt. Die Spulspindel 30 ist drehbar an einem Gestell 31 gelagert. Die Spulspindel 30 wird durch einen Spindelmotor (hier nicht gezeigt) derart angetrieben, daß die Oberflächengeschwindigkeit der Spule 29 konstant bleibt. Hierzu wird als Regelgröße die Drehzahl der frei drehbaren Kontaktwalze 41 abgetastet und über den Spindelmotor ausgeregelt.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Spinnvorrichtung werden die Filamente 4 nach dem Austreten aus der Spinndüse 3 durch einen Luftstrom gekühlt, der mittels der Anblasvorrichtung 10 radial umlaufend auf das Filamentbündel 4 gerichtet ist. Hierdurch tritt zunächst eine Vorkühlung der Filamente ein, die zum Erstarren einer Randschicht der Filamente führt. Der Luftstrom wird durch die laufenden Filamente im wesentlichen mitgerissen und unterhalb des Kühlschachtes 6 durch die Absaugeinrichtung 8 abgesaugt und abgeführt. Die Filamente 4 durchlaufen anschließend den unteren Kühlschacht 7. In dem unteren Kühlschacht 7 strömt ein Kühlstrom entgegen der Fadenlaufrichtung bis zur Absaugeinrichtung 8. Dieser Kühlstrom wird durch die Absaugeinrichtung 8 erzeugt, die die Umgebungsluft in den Kühlschacht am unteren Ende des Rohres 13 einsaugt. Der im unteren Bereich des Rohres 13 eintretende Luftstrom wird mittels der Zerstäuberdüse 18 mit einer Flüssigkeit in Form von feinsten Tröpfchen vermengt. Dieses Luft/Flüssigkeitsgemisch wird nun aufgrund der Saugwirkung der Absaugeinrichtung 8 entgegen der Fadenlaufrichtung strömen. Dabei erfolgt eine intensive Kühlung der Filamente 4. Durch die Beimengung der Flüssigkeit wird ein relativ großer Wärmeübergang erzeugt, so daß die Filamente, ohne daß eine wesentliche Orientierung eintritt, abgekühlt. Der Kühlstrom kann hierbei derart eingestellt werden, daß überraschenderweise keine wesentlichen Reibkräfte an den Faden angreifen bzw. die Reibkräfte haben aufgrund der schnellen Abkühlung keinen negativen Effekt. Der Faden 5 tritt somit im wesentlichen unorientiert in das anschließende Streckfeld. Durch die Galetten 25 und 26 erfolgt eine vollständige Verstreckung des Fadens, der daran anschließend zu einer Spule aufgewickelt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dabei Aufwickelgeschwindigkeiten von bis zu 5.000 m/min. Durch diese hohen Wickelgeschwindigkeiten konnte beispielsweise bei der Herstellung von Polypropylene-Fäden die Produktionsleistung wesentlich gesteigert werden.

Bei der Kühleinrichtung hat sich gezeigt, daß die erste Kühlzone mit dem Kühlschacht 6 bereits bei einer Länge von 0,1 bis 0,5 m zu einer Verfestigung der Randzone führt, die eine anschließende Flüssigkeitskühlung der Filamente zuläßt ohne Verschlechterung der Gleichmäßigkeit der Filamente. Die erste Kühlzone sollte jedoch möglichst im Bereich von einer Länge von 0,1 bis 1 m ausgebildet sein. In der zweiten Kühlzone ist die Kühlwirkung im wesentlichen von dem Anteil der Flüssigkeit in dem Kühlstrom abhängig. Der Anteil der Flüssigkeit ist jedoch in erster Linie von der Feinheit des Flüssigkeitsnebels abhängig.

Das erfindungsgemäße Verfahren beschränkt sich jedoch nicht auf die Herstellung von Fäden aus Polypropylene. Es können nach diesem Verfahren ebenso Fäden aus Polyamid oder Polyester hergestellt werden. Ebenso ist die in Fig. 1 dargestellte Streckzone nur ein Beispiel einer Behandlung eines Fadens. In Abhängigkeit vom Fadentyp kann die Behandlung nach dem Abziehen des Fadens von der Spinndüse durch Verstrecken, Erwärmen, Relaxieren oder Verwirbeln ergänzt oder ersetzt werden. Ebenso ist es möglich, die Spinnvorrichtung galettenlos zu betreiben. Hierbei wird der Faden mittels einer Aufwickeleinrichtung direkt von der Spinndüse abgezogen.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Abkühlung der Filamente, wie sie beispielsweise in der Spinnvorrichtung der Fig. 1 einsetzbar wäre, gezeigt. Hierbei wird wiederum die erste Kühlzone durch das Rohr 9 und die zweite Kühlzone durch das Rohr 13 gebildet. Das Rohr 9 ist an einer Seite mit einer Blaskammer 33, einer Anblasvorrichtung 32 verbunden. Die Anblasvorrichtung 32 ist als sogenannte Querstromanblasung ausgeführt. Hierbei wird durch ein Gebläse 34 ein Kühlluftstrom über einen Einlaß 35 in die Blaskammer 33 geführt. Im Bereich der Blaskammer 33 tritt der Luftstrom durch die luftdurchlässige Rohrwand einseitig innerhalb des Kühlschachtes 6 ein. Die Filamente werden dadurch vorgekühlt. Wie bereits in Fig. 1 gezeigt, ist die Absaugeinrichtung 8 zwischen dem Rohr 9 und dem Rohr 13 angeordnet.

Gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Absaugeinrichtung weist die Absaugeinrichtung aus Fig. 2 eine Verbindung zu einem Wasserabscheider 36 auf Hierbei wird der abgesaugte Kühlstrom aus dem unteren Kühlschacht 7 vom Gebläse 14 zum Wasserabscheider geführt. Im Wasserabscheider erfolgt eine Trennung zwischen den gasförmigen und dem flüssigen Bestandteilen des Kühlstroms. Die gasförmigen Bestandteile des Kühlstroms werden aus dem Auslaß 17 abgeführt. Die flüssigen Bestandteile werden zu einem Behälter 20 geführt. Der Behälter 20 dient gleichzeitig der Versorgung der Dosierpumpe 19, die die Zerstäuberdüse 18 im unteren Bereich des Kühlschachtes 7 speist. Diese Anordnung besitzt den Vorteil, daß die im Kühlstrom eingebrachte Flüssigkeit laufend regeneriert und wieder dem Kühlstrom zugeführt wird.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Kühleinrichtung ist im Austrittsbereich des Kühlschachtes 7 die Zerstäuberdüse 18 derart ausgebildet, daß mehrere Düsenöffnungen radial umlaufend am Umfang des Rohres 13 angeordnet sind. Hiermit wird erreicht, daß die zerstäubte Flüssigkeit sich sehr gleichmäßig in dem Luftstrom verteilt. Der Luftstrom wird hierbei durch eine am Ausgang des unteren Kühlschachtes 7 angeordnete Anblasvorrichtung 37 erzeugt. Hierzu weist die Anblasvorrichtung 37 einen Lufteinlaß 40, ein Gebläse 39 und eine Blaskammer 38 auf Die Blaskammer 38 ist mit dem Kühlschacht 7 luftdurchlässig verbunden. Die Blaskammer 38 ist hierbei ringförmig ausgebildet, so daß ein Luftstrom radial in den Kühlschacht 7 einströmt. Durch diese Ausbildung der Kühleinrichtung läßt sich die Kühlung der Filamente noch weiter intensivieren.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kühleinrichtung ist durch Modifikation der in Fig. 2 dargestellten Spinnvorrichtung gegeben. Hierbei wird die am Ende des Kühlrohres 13 angeordnete Anblasvorrichtung 37 mit dem Lufteinlaß 40 an einer Kammer angeschlossen. In dieser Kammer wird ein Luft/Flüssigkeitsgemisch mit einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt der Luft hergestellt. Die feuchte Luft wird durch das Gebläse 39 aus der Kammer gesogen und in die Blaskammer 38 geblasen. Von der Blaskammer 38 gelangt die feuchte Luft durch den im Rohr 13 erzeugten Unterdruck als Gegenstrom auf die Filamente. Ein direktes Einbringen von Flüssigkeit durch die Zerstäuberdüsen 18 ist in diesem Fall nicht erforderlich. Die Zerstäuberdüsen könnten beispielsweise in der Kammer angeordnet sein, um eine gesättigte oder eine ungesättigte feuchte Luft zu erzeugen.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kühleinrichtung gezeigt, wie sie beispielsweise in einer Spinnvorrichtung gemäß Fig. 1 eingesetzt werden könnte. Bei der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung wird die Absaugeinrichtung zwischen dem oberen Kühlschacht 6 und dem unteren Kühlschacht 7 durch zwei Baueinheiten 8.1 und 8.2 gebildet. Die Baueinheit 8.1 ist mit dem Rohr 9 der ersten Kühlzone verbunden. Das Rohr 9 ist auf dem gesamten Umfang luftdurchlässig ausgebildet. Somit wird durch die Absaugeinrichtung 8.1 ein Luftstrom erzeugt, der von außen radial in den Kühlschacht 6 eintritt und über das Gebläse 14.1 und den Auslaß 17.1 abgeführt wird. Bei dieser Anordnung besteht der Vorteil, daß direkt unterhalb der Spinndüse sich ein relativ schwacher Luftstrom ausbildet. Dieser schwache Luftstrom begünstigt die Abkühlung der Filamente derart, daß sich eine gleichmäßige verfestigte Mantelzone an den Filamenten ausbildet. Direkt unterhalb der Spinndüse 3 sind die austretenden Filamente 4 noch schmelzflüssig, so daß ein starker Luftstrom einen Einfluß auf die Gleichmäßigkeit der Filamentstränge hat. Diese Anordnung ist somit besonders für derartige Polymertypen geeignet, bei welchen eine langsame Vorkühlung der Filamente in der ersten Kühlzone gewünscht ist. Unterhalb der ersten Kühlzone ist die zweite Kühlzone mit dem Rohr 13 ausgebildet. Das Rohr 13 ist hierbei mit seinem oberen Ende an der Absaugeinrichtung 8.2 angeordnet. Wie bereits bei der Kühleinrichtung in Fig. 2 gezeigt, ist die Absaugeinrichtung 8.2 aus Fig. 3 mit dem Wasserabscheider 36 gekoppelt. Insoweit wird auf die Beschreibung zu Fig. 2 Bezug genommen.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung wird jedoch der Kühlstrom im Kühlschacht 7 ausschließlich durch die Absaugeinrichtung 8.2 erzeugt. Am Ende des Rohres 13 ist eine Platte 43 angeordnet. Die Platte 43 besitzt eine Öffnung 42, durch welche das Filamentbündel austritt. Diese Ausgestaltung besitzt den Vorteil, daß ein im Zentrum des Kühlschachtes 7 ausgerichteter Luftstrom erzeugt wird.

Die in Fig. 3 gezeigte Zerstäuberdüse ist ringförmig ausgebildet, so daß die Düsenöffnung radial umlaufend die Flüssigkeit gleichmäßig in den durch die Öffnung 42 eintretenden Luftstrom einspritzt.

Bezugszeichenliste

1: Schmelzezuführung
2: Spinnbalken
3: Spinndüse
4: Filamente, Filamentbündel
5: Faden
6: Kühlschacht
7: Kühlschacht
8: Absaugeinrichtung
9: Rohr
10: Anblasvorrichtung
11: Blasschacht
12: Gebläse
13: Rohr
14: Gebläse
15: Ansaugkammer
16: Einlaß
17: Auslaß
18: Zerstäuberdüse
19: Dosierpumpe
20: Behälter
21: Düsenöffnung
22: Präparationseinrichtung
23: Abzugsgalette
24: Überlaufrolle
25: Streckgalette
26: Überlaufrolle
27: Aufwickeleinrichtung
28: Kopffadenführer
29: Spule
30: Spulspindel
31: Gestell
32: Anblasvorrichtung
33: Blaskammer
34: Gebläse
35: Einlaß
36: Wasserabscheider
37: Anblasvorrichtung
38: Blaskammer
39: Gebläse
40: Einlaß
41: Kontaktwalze
42: Öffnung
43: Platte

Claims

Verfahren zum Spinnen eines multifilen Fadens aus einem thermoplastischen Material, bei welchem das thermoplastische Material durch eine Spinndüse zu einem Filamentbündel mit einer Vielzahl von Filamenten gepreßt wird, bei welchem das Filamentbündel vor der Zusammenfassung zu dem Faden abgekühlt wird und bei welchem die Abkühlung im wesentlichen in zwei Kühlzonen erfolgt, wobei in einer ersten Kühlzone die Filamente direkt unterhalb der Spinndüse durch einen Luftstrom quer zur Fadenlaufrichtung und in einer zweiten Kühlzone durch einen Kühlstrom aus feuchter Luft gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlstrom in der zweiten Kühlzone unabhängig von dem Luftstrom in der ersten Kühlzone erzeugt wird und daß der Kühlstrom innerhalb der zweiten Kühlzone zur Kühlung des Filamentbündels entgegen der Fadenlaufrichtung strömt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom in der ersten Kühlzone dem Filamentbündel auf seinem gesamten Umfang quer zur Fadenlaufrichtung zugeführt wird und daß der Luftstrom am Ende der ersten Kühlzone abgesaugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom dem Filamentbündel über eine Kühlstrecke von < 1m, vorzugsweise < 0,5m im wesentlichen gleichmäßig zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom durch eine Anblasung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom durch eine Selbstansaugung erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlstrom aus gesättigter feuchter Luft (Nebel) oder ungesättigter feuchter Luft besteht und daß die feuchte Luft an einer oder mehreren Stellen der Kühlzone gleichmäßig zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlstrom durch eine Anblasung am Ende der zweiten Kühlzone erzeugt wird, wobei einem durch die Anblasung erzeugten Luftstrom die Flüssigkeit mittels einer Zerstäuberdüse beigemengt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlstrom durch eine Ansaugung erzeugt wird, wobei einem durch die Ansaugung erzeugten Luftstrom die Flüssigkeit am Ende der Kühlzone mittels einer Zerstäuberdüse beigemengt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kühlzone in zwei Abschnitte unterteilt ist und daß zwischen den beiden Abschnitten die zerstäubte Flüssigkeit in die Kühlzone eingebracht wird, so daß in einem Abschnitt am Ende der Kühlzone der Kühlstrom keine Flüssigkeit enthält.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vorzugsweise aus Wasser besteht.
Spinnvorrichtung zum Herstellen eines Fadens (5) aus einem thermoplastischen Material mit einer Spinndüse (3) und einer Aufwickeleinrichtung (27) sowie mit einer unterhalb der Spinndüse (3) angeordneten Kühleinrichtung, welche einen oberen der Spinndüse (3) zugewandten Kühlschacht (6) und einen unteren Kühlschacht (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung eine zwischen dem oberen Kühlschacht (6) und dem unterem Kühlschacht (7) angeordnete Absaugeinrichtung (8) aufweist, welche einen Luftstrom aus dem oberen Kühlschacht (6) und einen Luftstrom aus dem unteren Kühlschacht (7) absaugt.
Spinnvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Austrittsbereich des unteren Kühlschachtes (7) eine Zerstäuberdüse (18) mit einer Düsenöffnung (21 )innerhalb des Kühlschachtes (7) angeordnet ist und daß die Zerstäuberdüse (18) mit einer an einem Behälter (20) angeschlossenen Dosierpumpe (19) verbunden ist.
Spinnvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenöffnung (21) ringförmig ausgebildet ist und das durch den Kühlschacht (7) laufendes Filamentbündel (4) umschließt.
Spinnvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Zerstäuberdüsen (18.1;18.2) gleichmäßig am Umfang des Kühlschachtes (7) verteilt sind und das durch den Kühlschacht (7) laufende Filamentbündel (4) umschließt.
Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Kühlschacht (6) durch ein am Umfang luftdurchlässiges Rohr (9) gebildet ist, daß der untere Kühlschacht (7) durch ein am Umfang geschlossenes Rohr (13) gebildet ist und daß die Rohre (9, 13) mit der Absaugeinrichtung (8) verbunden sind.
Spinnvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (9) des oberen Kühlschachtes (6) im wesentlichen auf der gesamten Länge innerhalb eines Blasschachtes (11) einer Anblasvorrichtung (10) angeordnet ist.
Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung (8) mit einem Wasserabscheider (36) verbunden ist, welcher eine aus dem Ansaugstrom ausgeschiedene Flüssigkeit zu einem Behälter (20) führt.
Spinnvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Austritt des unteren Kühlschachtes (7) eine Anblasvorrichtung (37) angeordnet ist, welche einen Luftstrom entgegen der Fadenlaufrichtung innerhalb des unteren Kühlschachtes (7) erzeugt.
Spinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugeinrichtung durch zwei unabhängig voneinander steuerbare Baueinheiten (8.1, 8.2) gebildet ist, welche Baueinheiten (8.1, 8.2) jeweils an einem Kühlschacht (6, 7) angeschlossen sind.