WO2014026902A1 - Melt-spinning process and melt-spinning apparatus for producing a crimped yarn - Google Patents

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WO2014026902A1
WO2014026902A1 PCT/EP2013/066607 EP2013066607W WO2014026902A1 WO 2014026902 A1 WO2014026902 A1 WO 2014026902A1 EP 2013066607 W EP2013066607 W EP 2013066607W WO 2014026902 A1 WO2014026902 A1 WO 2014026902A1
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filament bundle
godet
treatment
thread
dtex
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PCT/EP2013/066607
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Mathias STÜNDL
Friedrich Lennemann
Kirsten PREHN
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Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a melt spinning method for producing a crimped thread according to the preamble of claim 1 and to a melt spinning device for producing a crimped thread according to the preamble of claim 9.
  • a generic method and a generic device are known from WO 2011/138 302 AI.
  • the individual treatment steps are carried out under the influence of heat, in particular to influence the crystal morphology of the thread material in the desired manner.
  • a high crimp resistance is desired speed of the thread.
  • Crimp resistance is the ability of the yarn to preserve the existing crimp under mechanical stress.
  • low crimp resistance means that after mechanical stress, a large part of the loops and arcs stored in the filaments regress.
  • the filament bundle is heated before stretching and after stretching, so that an oriented molecule structure can be formed within the thread material.
  • the post-hiding heat treatment of the filament bundle results in uncontrolled relaxation of the filaments, resulting in partial recovery to unoriented and amorphous portions of the polymeric material.
  • non-crystalline molecule structures in the thread material have the disadvantage of a very low crimp resistance.
  • DE 199 20 177 A1 discloses a method and a device for producing a crimped thread, in which a classical false twist zone with a heating device, a cooling device and a false twist aggregate is arranged between a plurality of godets.
  • DE 10 2008 051 738 A1 discloses a method for producing a crimped thread from a polytrimethylene terephthalate (PTT).
  • the filament bundle receives no heat treatment immediately before entering the crimping chamber.
  • the lack of heat treatment inevitably leads to the fact that the internal stresses created during stretching can only have an effect during crimping.
  • the PTT material occupies a special position with a special molecular structure.
  • This object is achieved according to the invention for the melt spinning process in that the filament bundle after stretching and before compression receives a relaxation treatment at a relaxation temperature in the range of 120 ° C to 245 ° C and a minimum yarn tension of> 0.05 cN / dtex.
  • the inventive melt spinning device offers the solution with the fact that the heated godets of the draw godet duo each have a step-shaped or conical godet shell, through which a relaxa- tion treatment on a guided with multiple wraps filament bundle with a minimum yarn tension of> 0.05 cN / dtex and a relaxation temperature in the range of 120 ° C to 245 ° C is executable.
  • Advantageous developments of the invention are defined by the features and feature combinations of the respective subclaims.
  • the invention is based on the finding that in the conventional melt spinning process of the generic type when the filament bundle passes from the draw godet duo to the curling means, a complete collapse of the yarn tension on the filament bundle occurs. Such stress dips on the filament bundle lead directly to the fact that the thread material restructures when relaxing in an energetically favorable state, so that more amorphous and semi-amorphous portions occur in the molecular structure. Such lack of crystallinity thus favors a lack of crimp resistance.
  • a relaxation treatment is performed on the filament bundle before entering the crimping, which ensures a minimum yarn tension of> 0.05 cN / dtex.
  • the relaxation temperatures are in the range between 120 ° C and 245 ° C.
  • the inventive melt spinning device offers the great advantage, in particular, that the relaxation treatment with a minimum yarn tension can be carried out directly on the draw godet duo.
  • the godet coats of the godet godets of the draw godet duo have a conical or step-like shape, so that with each turn of the filament bundle At the circumference of the godet coats a minimum yarn tension is maintained.
  • This heating of the thread material in the tensioned state of the filament bundle to the relaxation temperature in the range between 120 ° C to 245 ° C is possible.
  • the set surface temperature of the godet coats is slightly higher than the relaxation temperature. Usually, the temperatures on the godet surface are adjusted by about 5 ° C to 15 ° C above the desired yarn temperatures.
  • the process variant in which the yarn tension acting on the filament bundle in the range of 0.1 cN / dtex to 2.0 cN / dtex preferably in the range during the relaxation treatment is particularly advantageous from 0.2 cN / dtex to 0.7 cN / dtex.
  • the relaxation treatment of the filament bundle immediately before the compression can be carried out in the melt-spinning process according to the invention with all known devices for producing minimum yarn tensile forces and for heat-treating the yarn.
  • the method variant in which the filament bundle is guided for relaxation treatment in a plurality of wraps on a galette duo with heated godets and conical godet sheaths is particularly advantageous.
  • the conicity of the godet shells ensures that a defined yarn tension prevails during heating of the yarn material in the case of several turns of the filament bundle. It has proved to be particularly advantageous that the conversion of the molecular structure of the thread material during the relaxation can still be stabilized by a subsequent fixing treatment.
  • the method variant is preferably used, in which the filament bundle after the relaxation treatment while maintaining a discoursefadenzug- force of> 0.05 cN / detx receives a fixing treatment with a fixing temperature in the range of 60 ° C to 240 ° C.
  • This process is preferably achieved by guiding the filament bundle on cold godets of a godet duo.
  • the fixing temperature should be at least 5 ° C below the relaxation temperature.
  • the method variant is particularly suitable, in which the filament bundle receives a heat treatment at a treatment temperature below the relaxation temperature before compression while maintaining a minimum thread tension of> 0.05 cN / dtex.
  • the treatment temperature should be in the range between 5 and 100 ° C below the previously set relaxation temperature. This ensures that no undesired restructuring in the molecular structure of the thread material can form.
  • This process step is also preferably carried out by heated godets of a godet duo, on which the filament bundle is guided for the heat treatment in several wraps.
  • the filament bundle is preferably conveyed for compression by a hot air flow in the stuffer box.
  • a hot air flow in the stuffer box.
  • the flexibility for carrying out the melt spinning method according to the invention is increased by arranging one or more godet ducts between the drafting device and the crimping device according to an advantageous development.
  • a fixing treatment or a heat treatment can optionally be carried out on a filament bundle guided with several wraps.
  • the godet duel preferably has cold godets.
  • the heat treatment is carried out with a heated godet duo.
  • the development of the melt spinning device according to the invention in which a plurality of godets are arranged between the drawing device and the curling device.
  • the fixing treatment and the heat treatment can be carried out successively.
  • the crimping device is preferably designed with a delivery nozzle which interacts with a stuffer box on the outlet side.
  • a delivery nozzle which interacts with a stuffer box on the outlet side.
  • the yarn plug is preferably guided for cooling on the circumference of a cooling drum.
  • the melt spinning process of the present invention and the melt spinning apparatus of the present invention are suitable for producing crimped yarns in a single step process having a high crimp resistance which can otherwise be achieved only in a two-step process on yarns.
  • FIG. 1 shows schematically a view of a first exemplary embodiment of the inventive melt spinning device
  • Fig. 2 shows schematically a view of another embodiment of the invention erf indung according to S chmelz spinning device
  • Fig. 3 shows schematically a view of another embodiment of the invention melt spinning device
  • Fig. 4 shows schematically a view of another embodiment of the invention erf indung according to S chmelz spinning device
  • Fig. 1 is a schematic representation of a view of a first embodiment of the inventive melt spinning device for producing a crimped yarn is shown.
  • the embodiment of the inventive melt spinning device is shown using the example of a yarn path, whereby such melt spinning devices are also used for producing a plurality of threads parallel to each other.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 1 has a spinning device 1, a cooling device 5, a stretching device 11, a crimping device 15, an aftertreatment device 20 and a winding device 24, which are arranged one behind the other to form a yarn path.
  • the spinning device 1 is shown in this embodiment only by a spinning head 2.
  • the spinning head 2 has at least one spinning pump (not shown here) and a spinneret 3, which has at the bottom a nozzle plate with a plurality of nozzle bores.
  • the arranged within the heated spinning head 2 spinneret 3 is coupled to the spin pump, which is connected via a melt inlet 4 at the top of the spinner head 2 with a melt source, not shown here, for example, an extruder.
  • the spinning head 2 which is also referred to in the art as a spinning beam, a plurality of spinnerets side by side.
  • a cooling device 5 which forms a cooling shaft 6 for receiving freshly extruded filaments, wherein the cooling shaft 6 is associated with a blowing means 7 for generating a cooling air flow.
  • the cooling air can in this case be carried out from the outside to the inside by a transverse flow blowing or a radial blowing.
  • a transverse flow blowing or a radial blowing it is also possible to direct a cooling air flow radially from the inside to the outside through the filament bundle.
  • the filaments 8 produced by the spinnerets 3 are combined after cooling to form a filament bundle 10.
  • a preparation device 9 is provided below the cooling device 5.
  • the preparation device 9 usually has a Sammelf Adenixie and a wetting agent. As wetting agents preparation pens or preparation rollers can be used.
  • a drafting device 11 which is formed from a withdrawal sgalettenduo 12 with two heated godets 12.1 and 12.2 and a stretch godet duel 14 with the heated godets 14.1 and 14.2.
  • the heated godets 12.1 and 12.2 of the withdrawal godet duct 12 and the heated godets 14.1 and 14.2 of the draw godet duet 14 are each arranged in a godet box 13.
  • the heated godets 14.1 and 14.2 of the draw godet duet 14 are each provided with a conical godet casing.
  • the conicity of the godet shells on the heated godets 14.1 and 14.2 is chosen such that after hiding the filament bundle 10 in each turn a minimum yarn tension of above 0.05 cN / dtex, preferably 0.1 cN / dtex acts on the filament bundle.
  • the crimping device 15 is arranged in this embodiment by a delivery nozzle 16 and a 16 arranged on the outlet side of the delivery nozzle Stuffer box 17 formed, which cooperate with a downstream cooling drum 19.
  • the delivery nozzle 16 is coupled to a compressed air source to convey the filament bundle 10 by means of an air flow into the stuffer box 17 and to compress it into a yarn plug.
  • the yarn plug 18 is cooled at the periphery of the cooling drum 19 by a cooling air.
  • the crimping device 15 is arranged downstream of an aftertreatment device 20, which on the one hand dissolves the yarn plug 18 by subtracting a crimped yarn on the circumference of the cooling drum 19 and on the other hand, a swirling of the thread to increase the thread conclusion.
  • a swirl nozzle 22 is arranged between two guide godet units 23.1 and 23.2. Each of the guide godet units 23.1 and 23.2 has a godet and a pulley. At the end of the crimped thread 21 is wound by means of the winding device 24 to form a coil 25.
  • winding devices which has a winding turret 28 with two projecting winding spindles 29.1 and 29.2, which are successively guided in a winding area and thus lead to a continuous winding of the crimped yarn.
  • Such winding devices are well known, so that no further description takes place for this purpose.
  • a granulate of a polymer material for example a polyester is melted via an extruder and fed via the melt inlet 4 to the spinning head 2.
  • the melt is conveyed under pressure with a spinning pump to the spinneret 3, so that a plurality of filaments 8 are extruded on the underside of the spinneret 3.
  • the freshly extruded filaments 8 are within the cooling device 5 cooled with a cooling air flow and merged at the end to form a filament bundle 10.
  • the filaments 8 receive a wetting, which is preferably an oil-water emulsion.
  • the filament bundle 10 is pulled out of the spinning device 1 by the withdrawal godet duo 12.
  • the godets 12.1 and 12.2 of the withdrawal godet duct 12 have a surface temperature on the godet sheaths to heat the yarn material to a desired yarn temperature in the range of 80 ° C to 120 ° C.
  • the filament bundle is guided with 10 to 15 loops on the withdrawal godet duo 12.
  • the stretch godet duo 14 is driven at a speed difference, so that the filament bundle 10 is stretched in the yarn path between the withdrawal godet duo 12 and the draw duo 13.
  • the godets 14.1 and 14.2 of the draw godet tube 14 are heated in such a way that a filament temperature at the filament bundle in the range from 120 to 245 ° C. is preferably reached 170 to 230 ° C.
  • the two godet sheaths of the godets 14.1 and 14.2 can be made slightly conical.
  • the change in the guide diameter of the godet shrouds of godets 14.1 and 14.2 is selected as a function of the 8 to 12 wraps of the filament bundle such that at least one yarn tensile force of 0.05 cN / dtex, preferably 0.1 cN / dtex, acts in each wrap ,
  • the diameter change of the godet coats in the godets 14.1 and 14.2 is such that a maximum yarn tension of 2.0 cN / detex is not exceeded. It has been found that in a range of 0.2 to 0.7 cN / detx an advantageous relaxation treatment is possible.
  • the relaxation temperature of the thread treatment which is determined by the surface temperature of the godet coats of the godets 14.1 and 14.2, is set to a temperature between 120 ° C to 245 ° C.
  • the relaxation treatment on the filament bundle 10 results in a uniform restructuring of the molecular structure without major portions of amorphous or semiamorphic regions.
  • the high crystallinity of the thread material ensures a stable crimping behavior with correspondingly high crimp resistance in the crimped thread.
  • the filament bundle 10 is conveyed through the delivery nozzle 16 into the stuffer box 17 and compressed to a yarn plug. Depending on the temperature of the relaxation treatment, the conveyance of the filament bundle can take place with a hot air stream or with a cold air stream.
  • the crimped filaments of the filament bundle 10 are conveyed out of the stuffer box 17 as a thread stopper 18 and cooled at the circumference of the cooling drum 19.
  • the dissolution of the thread stopper 18 to the crimped thread 21 takes place through the aftertreatment device 20, which has a first guide godet unit 23.1. In the course of the crimped thread 21 is swirled in the Verwirbelungsdüse 22 and then guided over the second guide godet unit 23.2 to the winding device 24. In the winding device 24, the crimped yarn 21 is wound to the spool 25.
  • the embodiment of the melt spinning device according to the invention shown in FIG. 1 thus makes it possible to carry out the invention.
  • Melt-spinning process according to the invention wherein the filament bundle enters the crimping device in the temperature predetermined by the relaxation treatment.
  • the yarn plug is preferably heated within the stuffer box.
  • the delivery nozzle 16 is operated with a hot air stream.
  • only limited temperature changes of the thread material can be achieved.
  • the embodiment of the inventive melt spinning apparatus of FIG. 2 is particularly suitable.
  • the exemplary embodiment of the inventive melt spinning apparatus illustrated in FIG. 2 is essentially identical in construction to the aforementioned exemplary embodiment according to FIG. 1, so that only the differences are explained in order to avoid repetitions at this point.
  • the spinning device 1, the stretching device 11, the crimping device 15, the aftertreatment device 20 and the winding device 24 are identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1 formed. In that regard, reference is made to the above description.
  • the Temperiergalettenduo 27 has two heated godets 27.1 and 27.2 with cylindrical Galettenmänteln.
  • the godets 27.1 and 27.2 are arranged in a godet box 13.
  • this is also performed with several loopings, preferably 10 to 15 wraps on the circumference of the godet coats of the godets 27.1 and 27.2.
  • a variant of the method according to the invention can be operated in which, after the relaxation of the filament bundle, an additional heat treatment takes place before the filament bundle is compressed.
  • the godets 27.1 and 27.2 of Temperiergalettenduo s 27 are set to a treatment temperature that is below the relaxation temperature. The difference should be selected between 5 ° C and 100 ° C, depending on the polymer type. It is essential here that the relaxation temperature set during the relaxation is not exceeded. Exceeding the relaxation temperature in the subsequent heat treatment, there is a risk that a renewed restructuring of the molecular structure of the thread material begins.
  • the heat treatment of the filament bundle immediately prior to the compression allows the production of the crimping to be carried out independently of the relaxation treatment. Thus, with the heat treatment targeted tempering on the thread material of the filament bundle be carried out in order to obtain a uniform and intensive looping of the filaments.
  • the embodiment of the inventive melt spinning device according to FIG. 3 has proven particularly useful.
  • two Galettenduos are provided between the drawing device 11 and the crimping device.
  • a first pair of godets directly on the outlet side of the drawing device 11 is designated as a fixing godet duo 26.
  • the Fixiergalettenduo 26 has the godets 26.1 and 26.2, the Galettenmäntel are unheated.
  • the following pair of godets in this embodiment is also a Temperiergalettenduo 27 with the heated godets 27.1 and 27.2.
  • a further process step is provided between the relaxation and the compression of the filament bundle.
  • the Fixiergalettenduo 26 is used with the cold godets 26.1 and 26.2 to cool the filament of the filament bundle 10.
  • the surface temperatures of the godet shells of godets 26.1 and 26.2 are set to a yarn temperature between 60 and 240 ° C. This allows the material structure of the thread material to be fixed advantageously before compression. It is essential in the case of the additional process steps of fixing and tempering described in FIG. 2 that a minimum yarn tension of> 0.05 cN / dtex, preferably> 0.1 cN / dtex, be maintained throughout the treatment , This ensures that the occurring in the stress-free state and unwanted reprecipitations of the molecular structure can be avoided.
  • the changes in diameter of the godet sheaths of the godets 14.1 and 14.2 of the draw godet duvet 14 can also be achieved by other shaping of the godet shells.
  • a stepped shaping of the gallette coats of the godets 14.1 and 14.2 could advantageously be used to ensure a minimum tensile force.
  • zones of conical skirt sections on the godet sheaths and cylindrical sheath sections can be alternately used to avoid stress relief on the filaments of the filament bundle. Since stage and conical godets Galette for godets for guiding threads are well known, will be omitted at this point for further explanation.
  • the melt spinning process according to the invention as well as the melt spinning device according to the invention is illustrated by the example of a crimped yarn, which consists of a Filament bundle is generated.
  • crimped threads are preferably produced as monochrome threads.
  • multicolored threads which are preferably used for the production of carpets, preferably several filament bundles of differently colored polymer melt or different cross-sectional shapes, filament numbers or filament titers are produced and combined before winding into a crimped composite thread.
  • Such an embodiment of the inventive melt spinning apparatus is shown schematically in Fig. 4. In the embodiment of the inventive melt spinning apparatus shown in FIG.
  • the spinning device 1 has a spinning head 2, on the underside of which three spinnerets are held side by side.
  • Each of the spinnerets 3 is connected to a spinning pump, not shown here, which is coupled via a separate melt inlet 4, each with a separate extruder.
  • the extruded through the spinnerets 3 filaments 8 are passed together through a cooling duct 6 of the cooling device 5 and cooled by means of a cooling air flow.
  • a preparation device 9 which combines the extruded filaments into a separate filament bundle 10 for each spinneret 3.
  • the filament bundles 10 are subsequently removed from the spinning device 1 by a spinning godet unit 30 provided per spinneret 3 and fed to a drawing device.
  • the filament bundles 10 produced by the three spinnerets 3 are guided parallel to one another and stretched together.
  • the drawing device 11 has a deduction godet duo 12 and a stretch godet duo 14.
  • the withdrawal godet duo 12 is formed in this case by a heated galette 12.1 and a Beilaufrolle 12.3.
  • the stretch godet duo 14 has the heated godets 14.1 and 14.2, each having a conical godet shell.
  • the stretch godet duo 14 is identical to the aforementioned embodiments and arranged within a godet box 13.
  • a Temperiergalettenduo 27 is provided, which is also identical to the aforementioned embodiment of FIG. 2 is formed.
  • the filament bundles 10 are compressed together by means of the delivery nozzle 16 to form a thread stopper 18.
  • the yarn plug 18 is produced from differently colored filament bundles and dissolved after cooling to the crimped thread.
  • the filament bundles could also have different individual titers and different filament cross sections and, in addition, may also be formed from different polymer materials.
  • the method according to the invention and the device according to the invention thus extend to crimped monocolor threads as well as to curled multicolor threads. It is essential here that the filaments of the filament bundle after stretching and before compression receive a relaxation treatment at a minimum yarn tension.
  • the process according to the invention and the device according to the invention are fundamentally suitable for all thermoplastic polymers used for fiber production. However, particularly good results of the crimp resistance can be achieved, in particular in the production of crimped polyester filaments.

Abstract

The invention relates to a melt-spinning process and apparatus for producing a crimped yarn. A spinneret means is used to spin a thermoplastic polymer into a filament bundle which is cooled down, drawn and, in a stuffer box, compressed into a yarn plug. The yarn plug is resolved into a crimped yarn, which is wound up to form a package. To maximize the crimp stability of the yarn, amorphous portions in the molecular structure of the post-drawing yarn material are avoided. This is achieved according to the invention by a relaxation treatment after the drawing step and before the compressing step by maintaining a minimum yarn pull force of > 0.05 cN/dtex at a relaxation temperature in the range from 120°C to 245°C.

Description

Schmelzspinnverfahren und Schmelz spinn Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens  Melt spinning process and melt spinning apparatus for making a crimped yarn
Die Erfindung betrifft ein Schmelz spinn verfahren zur Herstellung eines ge- kräuselten Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9. The invention relates to a melt spinning method for producing a crimped thread according to the preamble of claim 1 and to a melt spinning device for producing a crimped thread according to the preamble of claim 9.
Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung sind aus der WO 2011/138 302 AI bekannt. A generic method and a generic device are known from WO 2011/138 302 AI.
Bei der Herstellung von gekräuselten Fäden in einem Schmelzspinnprozess, die vorzugsweise für die Herstellung von Teppichen verwendet werden, erfolgen alle Behandlungs schritte zur Ausbildung der gewünschten physikali- sehen Eigenschaften des Garnes üblicherweise nacheinander. Somit wird zunächst aus einer Schmelze eines Polymeres eine Vielzahl von Filamenten extrudiert, die als ein Filamentbündel nach einer Abkühlung zusammengeführt, präpariert und verstreckt werden. Nach der Verstreckung des Filamentbündels erfolgt eine Komprimierung des Filamentbündels innerhalb einer Stauchkammer, so dass sich die einzelnen Filamente zu Bögen und Schlingen innerhalb eines Fadenstopfens ablegen. Anschließend wird der Fadenstopfen zu einem Faden aufgelöst, wobei sich die Schlingen und Bögen der Filamente nicht vollständig zurückbilden und dem Faden eine gekräuselte Struktur verleihen. In Abhängigkeit von dem jeweiligen Polymer werden die einzelnen Behandlungs schritte unter Einfluss von Wärme vorgenommen, um insbesondere die Kristallmorphologie des Fadenmaterials in gewünschter Weise zu beeinflussen. So wird beispielsweise eine hohe Kräuselbeständig- keit des Faden gewünscht. Die Kräuselbeständigkeit ist die Fähigkeit des Garnes, die vorhandene Kräuselung bei einer mechanischen Belastung zu konservieren. So führt eine geringe Kräuselbeständigkeit dazu, dass nach einer mechanischen Belastung sich ein Großteil der in den Filamenten kon- servierten Schlingen und Bögen zurückbilden. In the production of crimped yarns in a melt-spinning process, which are preferably used for the production of carpets, all the treatment steps to form the desired physical properties of the yarn usually take place successively. Thus, first of all, a plurality of filaments are extruded from a melt of a polymer, which are combined as a bundle of filaments after cooling, prepared and drawn. After the filament bundle has been stretched, the filament bundle is compressed within a stuffer box, so that the individual filaments deposit themselves into sheets and loops within a thread stopper. Subsequently, the thread plug is dissolved into a thread, wherein the loops and bows of the filaments do not completely regress and impart a curled structure to the thread. Depending on the particular polymer, the individual treatment steps are carried out under the influence of heat, in particular to influence the crystal morphology of the thread material in the desired manner. For example, a high crimp resistance is desired speed of the thread. Crimp resistance is the ability of the yarn to preserve the existing crimp under mechanical stress. For example, low crimp resistance means that after mechanical stress, a large part of the loops and arcs stored in the filaments regress.
Bei dem bekannten Schmelzspinnverfahren und der bekannten Schmelzspinnvorrichtung wird das Filamentbündel vor dem VerStrecken und nach dem VerStrecken erwärmt, so dass sich eine orientierte Molekül struktur in- nerhalb des Fadenmaterials ausbilden kann. Die nach dem Verstecken durchgeführte Wärmebehandlung des Filamentbündels führt jedoch dazu, dass ein unkontrollierte Entspannung an den Filamenten wirkt, die zu einer teilweisen Rückbildung zu nicht orientierten und amorphen Anteilen des Polymermaterials führen. Derartige nicht kristalline Molekül strukturen im Fadenmaterial besitzen jedoch den Nachteil einer sehr geringen Kräuselbeständigkeit. In the known melt spinning method and the known melt spinning apparatus, the filament bundle is heated before stretching and after stretching, so that an oriented molecule structure can be formed within the thread material. However, the post-hiding heat treatment of the filament bundle results in uncontrolled relaxation of the filaments, resulting in partial recovery to unoriented and amorphous portions of the polymeric material. However, such non-crystalline molecule structures in the thread material have the disadvantage of a very low crimp resistance.
Grundsätzlich ist aus dem Zweistufenprozess zur Herstellung von texturier- ten und gekräuselten Garnen bekannt, dass diese Garne eine hohe Kräuselbe- ständigkeit aufweisen. Hierbei erfolgen die Kräuselung und die Verstreckung des Fadens in einem überlagerten Behandlungsschritt, so dass man auch versucht hat, diese Technik auf den einstufige Schmelz spinn verfahren anzuwenden. So ist beispielsweise aus der DE 199 20 177 AI ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens bekannt, bei welcher eine klassische Falschdrallzone mit einer Heiz Vorrichtung, einer Kühlvorrichtung und einem Falschdrallaggregat zwischen mehreren Galettenduos angeordnet ist. Damit lassen sich zwar ähnlich Effekte wie bei einem Zweistufenprozess nachbilden, jedoch mit dem Nachteil, dass bei höheren Pro- zessgeschwindigkeiten die Drallerzeugung an dem Filamentbündel zu erheblichen Problemen führt. Daher hat sich das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung in der Herstellung von Teppichgarnen nicht bewährt. Desweiteren ist aus der DE 10 2008 051 738 AI ein Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten Fadens aus einem Polytrimethylenterephthalat (PTT) bekannt. Hierbei erhält das Filamentbündel unmittelbar vor Eintritt in die Kräuselkammer keine Wärmebehandlung. Bei herkömmlichen Polyestermaterialien führt die fehlende Wärmebehandlung jedoch unweigerlich dazu, dass sich die beim Verstrecken entstandenen inneren Spannungen erst beim Kräuseln auswirken können. Insoweit nimmt das PTT-Material eine Sonderstellung mit einer besonderen Molekülstruktur ein. In principle, it is known from the two-stage process for the production of textured and crimped yarns that these yarns have a high crimping resistance. Here, the crimping and the drawing of the thread take place in a superimposed treatment step, so that it has also tried to apply this technique to the single-stage melt spinning process. Thus, for example, DE 199 20 177 A1 discloses a method and a device for producing a crimped thread, in which a classical false twist zone with a heating device, a cooling device and a false twist aggregate is arranged between a plurality of godets. Although similar effects can be mimicked as in a two-stage process, this has the disadvantage that at higher pro- Zessgeschwindigkeiten the swirl generation at the filament bundle leads to significant problems. Therefore, the known method and the known device in the production of carpet yarns has not been proven. Furthermore, DE 10 2008 051 738 A1 discloses a method for producing a crimped thread from a polytrimethylene terephthalate (PTT). In this case, the filament bundle receives no heat treatment immediately before entering the crimping chamber. In the case of conventional polyester materials, however, the lack of heat treatment inevitably leads to the fact that the internal stresses created during stretching can only have an effect during crimping. In that regard, the PTT material occupies a special position with a special molecular structure.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Schmelz spinn verfahren sowie eine Schmelzspinnvorrichtung der gattungsgemäßen Art zur Herstellung eines gekräuselten Fadens derart weiterzubilden, dass gekräuselte Fäden aus herkömmlichen Polymermaterialien wie beispielsweise PET mit verbesserter Kräuselbeständigkeit herstellbar sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Schmelzspinnverfahren dadurch gelöst, dass das Filamentbündel nach dem Verstrecken und vor dem Komprimieren eine Relaxationsbehandlung bei einer Relaxationstemperatur im Bereich von 120°C bis 245°C und einer Mindestfadenzugkraft von >0,05 cN/dtex erhält. It is therefore an object of the invention to develop a melt spinning method and a melt spinning device of the generic type for producing a crimped yarn such that curled threads of conventional polymer materials such as PET with improved crimp resistance can be produced. This object is achieved according to the invention for the melt spinning process in that the filament bundle after stretching and before compression receives a relaxation treatment at a relaxation temperature in the range of 120 ° C to 245 ° C and a minimum yarn tension of> 0.05 cN / dtex.
Die erfindungsgemäße Schmelz spinn Vorrichtung bietet die Lösung damit, dass die beheizten Galetten des Streckgalettenduos jeweils einen stufenförmigen oder konischen Galettenmantel aufweisen, durch welche eine Relaxa- tionsbehandlung an einem mit mehreren Umschlingungen geführten Filamentbündel mit einer Mindestfadenspannung von >0,05 cN/dtex und einer Relaxationstemperatur im Bereich von 120°C bis 245 °C ausführbar ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert. The inventive melt spinning device offers the solution with the fact that the heated godets of the draw godet duo each have a step-shaped or conical godet shell, through which a relaxa- tion treatment on a guided with multiple wraps filament bundle with a minimum yarn tension of> 0.05 cN / dtex and a relaxation temperature in the range of 120 ° C to 245 ° C is executable. Advantageous developments of the invention are defined by the features and feature combinations of the respective subclaims.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei den herkömmlichen Schmelzspinnverfahren der gattungsgemäßen Art beim Übergang des Filamentbündels von dem Streckgalettenduo zu der Kräuseleinrichtung ein völliger Zusammenbruch der Fadenspannung an dem Filamentbündel eintritt. Derartige Spannungseinbrüche an dem Filamentbündel führen unmittelbar dazu, dass sich das Fadenmaterial beim Entspannen in einen energetisch günstigen Zustand umstrukturiert, so dass vermehrt amorphe und semi- amorphe Anteile in der Molekülstruktur auftreten. Derartige fehlende Kristallinität begünstigt somit eine mangelnde Kräuselbeständigkeit. Bei dem erfindungsgemäßen Schmelz spinn verfahren und der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung wird an dem Filamentbündel vor Eintritt in die Kräuseleinrichtung eine Relaxationsbehandlung vorgenommen, die eine Mindestfadenzugkraft von >0,05 cN/dtex gewährleistet. Hierbei liegen die Relaxationstemperaturen je nach Polymertyp im Bereich zwischen 120°C bis 245°C. The invention is based on the finding that in the conventional melt spinning process of the generic type when the filament bundle passes from the draw godet duo to the curling means, a complete collapse of the yarn tension on the filament bundle occurs. Such stress dips on the filament bundle lead directly to the fact that the thread material restructures when relaxing in an energetically favorable state, so that more amorphous and semi-amorphous portions occur in the molecular structure. Such lack of crystallinity thus favors a lack of crimp resistance. In the melt spinning method according to the invention and the melt spinning device according to the invention, a relaxation treatment is performed on the filament bundle before entering the crimping, which ensures a minimum yarn tension of> 0.05 cN / dtex. Depending on the polymer type, the relaxation temperatures are in the range between 120 ° C and 245 ° C.
Die erfindungsgemäße Schmelz spinn Vorrichtung bietet insbesondere den großen Vorteil, dass die Relaxationsbehandlung mit einer Mindestfadenzugkraft unmittelbar an dem Streckgalettenduo ausführbar ist. Hierzu weisen die Galettenmäntel der Galetten des Streckgalettenduos eine konische oder eine stufenförmige Form auf, so dass mit jeder Umwindung des Filamentbündels am Umfang der Galettenmäntel eine Mindestfadenzugkraft erhalten bleibt. Damit ist eine Aufheizung des Fadenmaterials im gespannten Zustand des Filamentbündels auf die Relaxationstemperatur im Bereich zwischen 120°C bis 245 °C möglich. Je nach Anzahl der Umschlingungen an den Galettenmäntel, Fadengeschwindigkeit und Gesamtfadentiter des Filamentbündels liegt die eingestellte Oberflächentemperatur der Galettenmäntel etwas höher als die Relaxationstemperatur. Üblicherweise sind die Temperaturen an der Galettenoberfläche um ca. 5°C bis 15°C über den gewünschten Fadentemperaturen eingestellt. The inventive melt spinning device offers the great advantage, in particular, that the relaxation treatment with a minimum yarn tension can be carried out directly on the draw godet duo. For this purpose, the godet coats of the godet godets of the draw godet duo have a conical or step-like shape, so that with each turn of the filament bundle At the circumference of the godet coats a minimum yarn tension is maintained. This heating of the thread material in the tensioned state of the filament bundle to the relaxation temperature in the range between 120 ° C to 245 ° C is possible. Depending on the number of wraps on the godet coats, yarn speed and total yarn denier of the filament bundle, the set surface temperature of the godet coats is slightly higher than the relaxation temperature. Usually, the temperatures on the godet surface are adjusted by about 5 ° C to 15 ° C above the desired yarn temperatures.
Um trotz der an dem Filamentbündel wirkenden Fadenzugkraft eine ausreichende Entspannung zu erhalten, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher während der Relaxationsbehandlung die an den Filamentbündel wirkende Fadenzugkraft im Bereich von 0,1 cN/dtex bis 2,0 cN/dtex vorzugsweise im Bereich von 0,2 cN/dtex bis 0,7 cN/dtex liegt. Damit können die gewünschten Entspannungseffekte zum Abbau innerer Spannungen an den Filamenten des Filamentbündels realisiert werden. In order to obtain sufficient relaxation in spite of the thread tension acting on the filament bundle, the process variant in which the yarn tension acting on the filament bundle in the range of 0.1 cN / dtex to 2.0 cN / dtex preferably in the range during the relaxation treatment is particularly advantageous from 0.2 cN / dtex to 0.7 cN / dtex. Thus, the desired relaxation effects for reducing internal stresses on the filaments of the filament bundle can be realized.
Die Relaxationsbehandlung des Filamentbündels unmittelbar vor der Komp- rimierung lässt sich bei dem erfindungsgemäßen Schmelzspinnverfahren mit allen bekannten Einrichtungen zur Erzeugung von Mindestfadenzugkräften und zur Wärmebehandlung des Fadens ausführen. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Verfahrensvariante, bei welcher das Filamentbündel zur Relaxationsbehandlung in mehreren Umschlingungen an einem Galettenduo mit be- heizten Galetten und konischen Galettenmänteln geführt wird. Durch die Konizität der Galettenmäntel ist gewährleistet, dass bei mehreren Umwindungen des Filamentbündels eine definierte Fadenzugkraft während des Aufheizens des Fadenmaterials vorherrscht. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass die Umwandlung der Molekülstruktur des Fadenmaterials während der Relaxation noch durch eine anschließende Fixierbehandlung stabilisiert werden kann. Insoweit ist die Verfahrensvariante bevorzugt eingesetzt, bei welcher das Filamentbündel nach der Relaxationsbehandlung unter Beibehaltung einer Mindestfadenzug- kraft von >0,05 cN/detx eine Fixierbehandlung mit einer Fixiertemperatur im Bereich von 60°C bis 240 °C erhält. Dieser Vorgang wird bevorzugt durch Führung des Filamentbündels an kalten Galetten eines Galettenduos erreicht. Grundsätzlich sollte die Fixiertemperatur mindestens um 5°C unter der Rela- xationstemperatur liegen. The relaxation treatment of the filament bundle immediately before the compression can be carried out in the melt-spinning process according to the invention with all known devices for producing minimum yarn tensile forces and for heat-treating the yarn. However, the method variant in which the filament bundle is guided for relaxation treatment in a plurality of wraps on a galette duo with heated godets and conical godet sheaths is particularly advantageous. The conicity of the godet shells ensures that a defined yarn tension prevails during heating of the yarn material in the case of several turns of the filament bundle. It has proved to be particularly advantageous that the conversion of the molecular structure of the thread material during the relaxation can still be stabilized by a subsequent fixing treatment. In that regard, the method variant is preferably used, in which the filament bundle after the relaxation treatment while maintaining a Mindestfadenzug- force of> 0.05 cN / detx receives a fixing treatment with a fixing temperature in the range of 60 ° C to 240 ° C. This process is preferably achieved by guiding the filament bundle on cold godets of a godet duo. In principle, the fixing temperature should be at least 5 ° C below the relaxation temperature.
Je nach Polymertyp des Fadenmaterials wird alternativ oder zusätzlich eine weitere Wärmebehandlung an den Filamentbündel unmittelbar vor dem Komprimieren ausgeführt. So ist es erforderlich, dass die Filamente mög- liehst eine Duktilität aufweisen, um in Bögen und Schlingen gelegt zu werden. Hierzu ist die Verfahrensvariante besonders geeignet, bei welcher das Filamentbündel vor dem Komprimieren unter Beibehaltung einer Mindestfa- denzugkraft von >0,05 cN/dtex eine Wärmebehandlung bei einem unterhalb der Relaxionstemperatur liegenden Behandlungstemperatur erhält. Die Be- handlungstemperatur sollte im Bereich zwischen 5 und 100 °C unterhalb der jeweils zuvor eingestellten Relaxationstemperatur liegen. Damit ist sichergestellt, dass sich keine ungewünschten Umstrukturierungen in der Molekülstruktur des Fadenmaterials ausbilden können. Auch dieser Verfahrensschritt wird vorzugsweise durch beheizte Galetten eines Galettenduos ausgeführt, an dem das Filamentbündel zur Wärmebehandlung in mehreren Umschlingungen geführt ist. Um den Vorgang der Temperierung bei der Kräuselung des Filamentbündels zu unterstützen, wird das Filamentbündel bevorzugt zum Komprimieren durch einen heißen Luftstrom in die Stauchkammer gefördert. Je nach Fadenmaterial besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Filamentbündel mit einem kalten Luftstrom zu führen. Depending on the type of polymer of the thread material, another or additional heat treatment is carried out on the filament bundle immediately before the compression. Thus, it is necessary that the filaments have as much ductility as possible to be laid in bows and loops. For this purpose, the method variant is particularly suitable, in which the filament bundle receives a heat treatment at a treatment temperature below the relaxation temperature before compression while maintaining a minimum thread tension of> 0.05 cN / dtex. The treatment temperature should be in the range between 5 and 100 ° C below the previously set relaxation temperature. This ensures that no undesired restructuring in the molecular structure of the thread material can form. This process step is also preferably carried out by heated godets of a godet duo, on which the filament bundle is guided for the heat treatment in several wraps. In order to assist the process of tempering in the crimping of the filament bundle, the filament bundle is preferably conveyed for compression by a hot air flow in the stuffer box. Depending on the thread material, however, it is also possible to guide the filament bundle with a cold air flow.
Bei der erfindungsgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung wird die Flexibiltät zur Ausführung des erfindungsgemäßen Schmelzspinnverfahrens dadurch erhöht, dass gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung zwischen der Verstreck- einrichtung und der Kräuseleinrichtung ein oder mehrere Galettenduos angeordnet sind. So lässt sich bei einem zusätzlichen Galettenduo zwischen der Verstreckeinrichtung und der Kräuseleinrichtung wahlweise eine Fixierbehandlung oder eine Wärmebehandlung an einem mit mehreren Umschlingungen geführten Filamentbündel ausführen. Zur Fixierbehandlung weist das Galettenduo bevorzugt kalte Galetten auf. Dagegen wird die Wärmebehandlung mit einem beheizten Galettenduo ausgeführt. In the case of the melt spinning apparatus according to the invention, the flexibility for carrying out the melt spinning method according to the invention is increased by arranging one or more godet ducts between the drafting device and the crimping device according to an advantageous development. Thus, in the case of an additional godet duo, between the drawing device and the crimping device, a fixing treatment or a heat treatment can optionally be carried out on a filament bundle guided with several wraps. For fixation treatment, the godet duel preferably has cold godets. In contrast, the heat treatment is carried out with a heated godet duo.
Für den Fall, dass das jeweils verwendete Fadenmaterial eine Fixierbehandlung und eine Wärmebehandlung des Filamentbündels vor dem Komprimie- ren erfordert, ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung vorgesehen, bei welcher mehrere Galettenduos zwischen der Verstreckeinrichtung und der Kräuseleinrichtung angeordnet sind. So lassen sich die Fixierbehandlung und die Wärmebehandlung nacheinander ausführen. In the event that the thread material used in each case requires a fixing treatment and a heat treatment of the filament bundle prior to compression, the development of the melt spinning device according to the invention is provided, in which a plurality of godets are arranged between the drawing device and the curling device. Thus, the fixing treatment and the heat treatment can be carried out successively.
Zum Komprimieren des Filamentbündels wird die Kräuseleinrichtung bevorzugt mit einer Förderdüse ausgeführt, die auf der Auslassseite mit einer Stauchkammer zusammenwirkt. Derartige Kräuseleinrichtungen haben sich insbesondere bei hohen Prozessgeschwindigkeiten bewährt, um eine kontinuierliche und gleichmäßige Kräuselung des Filamentbündels zu erzeugen. For compressing the filament bundle, the crimping device is preferably designed with a delivery nozzle which interacts with a stuffer box on the outlet side. Such crimping devices have become proven especially at high process speeds to produce a continuous and uniform crimping of the filament bundle.
Um die unter Temperatureinfluss erzeugten Bögen und Schlingen der Fila- mente zu fixieren, wird der Fadenstopfen bevorzugt zur Abkühlung am Umfang einer Kühltrommel geführt. In order to fix the sheets and loops of the filaments produced under the influence of temperature, the yarn plug is preferably guided for cooling on the circumference of a cooling drum.
Das erfindungsgemäße Schmelzspinnverfahren und die erfindungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung sind geeignet, um gekräuselte Fäden in einem Einstufenprozess mit einer hohen Kräuselbeständigkeit herzustellen, die ansonsten nur bei einem zweistufigen Prozess an Fäden erreicht werden können. The melt spinning process of the present invention and the melt spinning apparatus of the present invention are suitable for producing crimped yarns in a single step process having a high crimp resistance which can otherwise be achieved only in a two-step process on yarns.
Das erfindungsgemäße Schmelz spinn verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung unter Bezug der beigefügten Figuren näher erläutert. The melt spinning method of the invention will be explained in more detail below with reference to some embodiments of the invention melt spinning device with reference to the accompanying figures.
Es stellen dar: Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der er- f indung sgemäßen S chmelz spinn Vorrichtung FIG. 1 shows schematically a view of a first exemplary embodiment of the inventive melt spinning device
Fig. 2 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erf indung sgemäßen S chmelz spinn Vorrichtung Fig. 2 shows schematically a view of another embodiment of the invention erf indung according to S chmelz spinning device
Fig. 3 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung Fig. 3 shows schematically a view of another embodiment of the invention melt spinning device
Fig. 4 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erf indung sgemäßen S chmelz spinn Vorrichtung In der Fig. 1 ist schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens dargestellt. Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung ist am Beispiel eines Fadenlaufs gezeigt, wo- bei derartige Schmelz spinn Vorrichtungen auch zur Herstellung mehrere Fäden parallel nebeneinander eingesetzt werden. Fig. 4 shows schematically a view of another embodiment of the invention erf indung according to S chmelz spinning device In Fig. 1 is a schematic representation of a view of a first embodiment of the inventive melt spinning device for producing a crimped yarn is shown. The embodiment of the inventive melt spinning device is shown using the example of a yarn path, whereby such melt spinning devices are also used for producing a plurality of threads parallel to each other.
Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel weist eine Spinneinrichtung 1, eine Abkühleinrichtung 5, eine Verstreckeinrichtung 11, eine Kräuseleinrich- tung 15, eine Nachbehandlungseinrichtung 20 sowie eine Aufwickelein- richtung 24 auf, die zu einem Fadenlauf hintereinander angeordnet sind. Die Spinneinrichtung 1 wird in diesem Ausführungsbeispiel nur durch einen Spinnkopf 2 dargestellt. Der Spinnkopf 2 weist zumindest eine Spinnpumpe (hier nicht dargestellt) und eine Spinndüse 3 auf, die an der Unterseite eine Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen aufweist. Die innerhalb des beheizten Spinnkopfes 2 angeordnete Spinndüse 3 ist mit der Spinnpumpe gekoppelt, die über einen Schmelzezulauf 4 an der Oberseite des Spinnkopfes 2 mit einer hier nicht dargestellten Schmelzequelle beispielsweise einem Extruder verbunden ist. The exemplary embodiment shown in FIG. 1 has a spinning device 1, a cooling device 5, a stretching device 11, a crimping device 15, an aftertreatment device 20 and a winding device 24, which are arranged one behind the other to form a yarn path. The spinning device 1 is shown in this embodiment only by a spinning head 2. The spinning head 2 has at least one spinning pump (not shown here) and a spinneret 3, which has at the bottom a nozzle plate with a plurality of nozzle bores. The arranged within the heated spinning head 2 spinneret 3 is coupled to the spin pump, which is connected via a melt inlet 4 at the top of the spinner head 2 with a melt source, not shown here, for example, an extruder.
Bei der Herstellung mehrerer Fäden parallel nebeneinander trägt der Spinnkopf 2, der auch in der Fachwelt als Spinnbalken bezeichnet wird, mehrere Spinndüsen nebeneinander. In the production of several threads parallel to each other carries the spinning head 2, which is also referred to in the art as a spinning beam, a plurality of spinnerets side by side.
Unterhalb der Spinneinrichtung 1 ist eine Abkühleinrichtung 5 vorgesehen, die einen Kühlschacht 6 zur Aufnahme frisch extrudierter Filamente bildet, wobei dem Kühlschacht 6 ein Blasmittel 7 zur Erzeugung eines Kühlluftstromes zugeordnet ist. Die Kühlluft kann hierbei von außen nach innen durch eine Querstromanblasung oder eine Radialanblasung erfolgen. Grund- sätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, einen Kühlluftstrom radial von innen nach außen durch das Filamentbündel zu leiten. Below the spinning device 1, a cooling device 5 is provided, which forms a cooling shaft 6 for receiving freshly extruded filaments, wherein the cooling shaft 6 is associated with a blowing means 7 for generating a cooling air flow. The cooling air can in this case be carried out from the outside to the inside by a transverse flow blowing or a radial blowing. Reason- However, it is also possible to direct a cooling air flow radially from the inside to the outside through the filament bundle.
Die durch die Spinndüsen 3 erzeugten Filamente 8 werden nach der Abküh- lung zu einem Filamentbündel 10 zusammengeführt. Hierzu ist unterhalb der Abkühleinrichtung 5 eine Präparationseinrichtung 9 vorgesehen. Die Präparationseinrichtung 9 weist üblicherweise einen Sammelf adenführer sowie ein Benetzungsmittel auf. Als Benetzungsmittel können Präparations stifte oder Präparationswalzen verwendet werden. The filaments 8 produced by the spinnerets 3 are combined after cooling to form a filament bundle 10. For this purpose, a preparation device 9 is provided below the cooling device 5. The preparation device 9 usually has a Sammelf Adenführer and a wetting agent. As wetting agents preparation pens or preparation rollers can be used.
Unterhalb der Präparationseinrichtung 9 ist eine Verstreckeinrichtung 11 vorgesehen, die aus einem Abzug sgalettenduo 12 mit zwei beheizten Galetten 12.1 und 12.2 sowie einem Streckgalettenduo 14 mit den beheizten Galetten 14.1 und 14.2 gebildet ist. Die beheizten Galetten 12.1 und 12.2 des Abzugsgalettenduos 12 sowie die beheizten Galetten 14.1 und 14.2 des Streckgalettenduos 14 sind jeweils in einer Galettenbox 13 angeordnet. Below the preparation device 9, a drafting device 11 is provided, which is formed from a withdrawal sgalettenduo 12 with two heated godets 12.1 and 12.2 and a stretch godet duel 14 with the heated godets 14.1 and 14.2. The heated godets 12.1 and 12.2 of the withdrawal godet duct 12 and the heated godets 14.1 and 14.2 of the draw godet duet 14 are each arranged in a godet box 13.
Im Gegensatz zu den beheizten Galetten 12.1 und 12.2 des Abzugsgalettenduos 12, die einen konventionellen zylindrischen Galettenmantel aufweisen, sind die beheizten Galetten 14.1 und 14.2 des Streckgalettenduos 14 mit jeweils einem konischen Galettenmantel ausgeführt. Die Konizität der Galettenmäntel an den beheizten Galetten 14.1 und 14.2 ist derart gewählt, dass nach dem Verstecken des Filamentbündels 10 in jeder Umwindung eine Mindestfadenzugkraft von oberhalb 0,05 cN/dtex, vorzugsweise 0,1 cN/dtex an dem Filamentbündel wirkt. In contrast to the heated godets 12.1 and 12.2 of the withdrawal godet tube 12, which have a conventional cylindrical godet casing, the heated godets 14.1 and 14.2 of the draw godet duet 14 are each provided with a conical godet casing. The conicity of the godet shells on the heated godets 14.1 and 14.2 is chosen such that after hiding the filament bundle 10 in each turn a minimum yarn tension of above 0.05 cN / dtex, preferably 0.1 cN / dtex acts on the filament bundle.
Die Kräuseleinrichtung 15 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Förderdüse 16 und eine auf der Auslassseite der Förderdüse 16 angeordnete Stauchkammer 17 gebildet, die mit einer nachgeordneten Kühltrommel 19 zusammenwirken. Die Förderdüse 16 ist mit einer Druckluftquelle gekoppelt, um das Filamentbündel 10 mittels eines Luftstromes in die Stauchkammer 17 zu fördern und zu einem Fadenstopfen zu komprimieren. Der Fadenstopfen 18 wird am Umfang der Kühltrommel 19 durch eine Kühlluft gekühlt. The crimping device 15 is arranged in this embodiment by a delivery nozzle 16 and a 16 arranged on the outlet side of the delivery nozzle Stuffer box 17 formed, which cooperate with a downstream cooling drum 19. The delivery nozzle 16 is coupled to a compressed air source to convey the filament bundle 10 by means of an air flow into the stuffer box 17 and to compress it into a yarn plug. The yarn plug 18 is cooled at the periphery of the cooling drum 19 by a cooling air.
Der Kräuseleinrichtung 15 ist eine Nachbehandlungseinrichtung 20 nachgeordnet, die einerseits den Fadenstopfen 18 durch Abzug eines gekräuselten Fadens am Umfang der Kühltrommel 19 auflöst und andererseits eine Verwirbelung des Fadens zur Erhöhung des Fadenschlusses vornimmt. Hierzu ist eine Verwirbelungsdüse 22 zwischen zwei Führungsgaletteneinheiten 23.1 und 23.2 angeordnet. Jede der Führungsgaletteneinheiten 23.1 und 23.2 weist eine Galette und eine Beilaufrolle auf. Am Ende wird der gekräuselte Faden 21 mittels der Aufwickeleinrichtung 24 zu einer Spule 25 aufgewickelt. Hierzu werden üblicherweise Aufwickeleinrichtungen eingesetzt, die einen Spulrevolver 28 mit zwei auskragenden Spulspindeln 29.1 und 29.2 aufweist, die nacheinander in einen Wickelbereich geführt werden und somit zu einem kontinuierlichen Aufwickeln des gekräuselten Fadens führen. Derartige Aufwickeleinrichtungen sind allgemein bekannt, so dass hierzu keine weitere Beschreibung erfolgt. The crimping device 15 is arranged downstream of an aftertreatment device 20, which on the one hand dissolves the yarn plug 18 by subtracting a crimped yarn on the circumference of the cooling drum 19 and on the other hand, a swirling of the thread to increase the thread conclusion. For this purpose, a swirl nozzle 22 is arranged between two guide godet units 23.1 and 23.2. Each of the guide godet units 23.1 and 23.2 has a godet and a pulley. At the end of the crimped thread 21 is wound by means of the winding device 24 to form a coil 25. For this purpose, usually winding devices are used, which has a winding turret 28 with two projecting winding spindles 29.1 and 29.2, which are successively guided in a winding area and thus lead to a continuous winding of the crimped yarn. Such winding devices are well known, so that no further description takes place for this purpose.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schmelz spinn Vorrichtung wird beispielsweise über einen Extruder ein Granulat eines Polymermaterials beispielsweise ein Polyester aufgeschmolzen und über den Schmelzezulauf 4 dem Spinnkopf 2 zugeführt. Innerhalb des Spinnkopfes 2 wird die Schmelze mit einer Spinnpumpe zur Spinndüse 3 unter Druck gefördert, so dass an der Unterseite der Spinndüse 3 eine Vielzahl von Filamenten 8 extrudiert werden. Die frisch extrudierten Filamente 8 werden innerhalb der Abkühleinrichtung 5 mit einem Kühlluftstrom gekühlt und am Ende zu einem Filamentbündel 10 zusammengeführt. Hierzu erhalten die Filamente 8 eine Benetzung, die vorzugsweise eine Öl- Wasser-Emulsion ist. Das Filamentbündel 10 wird durch das Abzugsgalettenduo 12 aus der Spinneinrichtung 1 gezogen. Die Galetten 12.1 und 12.2 des Abzugsgalettenduos 12 weisen eine Oberflächentemperatur an den Galettenmänteln auf, um das Fadenmaterial auf eine gewünschte Fadentemperatur im Bereich von 80°C bis 120°C zu erwärmen. Dabei wird das Filamentbündel mit 10 bis 15 Um- schlingungen an dem Abzugsgalettenduo 12 geführt. In the embodiment of the melt-spinning apparatus shown in Fig. 1, for example, a granulate of a polymer material, for example a polyester is melted via an extruder and fed via the melt inlet 4 to the spinning head 2. Within the spinning head 2, the melt is conveyed under pressure with a spinning pump to the spinneret 3, so that a plurality of filaments 8 are extruded on the underside of the spinneret 3. The freshly extruded filaments 8 are within the cooling device 5 cooled with a cooling air flow and merged at the end to form a filament bundle 10. For this purpose, the filaments 8 receive a wetting, which is preferably an oil-water emulsion. The filament bundle 10 is pulled out of the spinning device 1 by the withdrawal godet duo 12. The godets 12.1 and 12.2 of the withdrawal godet duct 12 have a surface temperature on the godet sheaths to heat the yarn material to a desired yarn temperature in the range of 80 ° C to 120 ° C. The filament bundle is guided with 10 to 15 loops on the withdrawal godet duo 12.
Zum Verstrecken des Filamentbündels 10 wird das Streckgalettenduo 14 mit einer Geschwindigkeitsdifferenz angetrieben, so dass das Filamentbündel 10 in der Fadenstrecke zwischen dem Abzugsgalettenduo 12 und dem Streck- galettenduo 13 ver streckt wird. To stretch the filament bundle 10, the stretch godet duo 14 is driven at a speed difference, so that the filament bundle 10 is stretched in the yarn path between the withdrawal godet duo 12 and the draw duo 13.
Um nach der Verstreckung unmittelbar eine Relaxationsbehandlung an dem Filamentbündel 10 ausführen zu können, sind die Galetten 14.1 und 14.2 des Streckgalettenduos 14 derart beheizt, dass eine Fadentemperatur an dem Filamentbündel im Bereich von 120 bis 245°C vorzugsweise 170 bis 230°C erreicht wird. Um die bei der Aufheizung des Fadenmaterials entstehenden Längenänderungen zu kompensieren, können die beiden Galettenmäntel der Galetten 14.1 und 14.2 leicht konisch ausgebildet werden. Die Veränderung des Führungsdurchmessers der Galettenmäntel der Galetten 14.1 und 14.2 ist in der Abhängigkeit von den 8 bis 12 Umschlingungen des Filamentbündels derart gewählt, dass in jeder Umschlingung mindestens eine Fadenzugkraft von 0,05 cN/dtex, vorzugsweise von 0,1 cN/dtex wirkt. Die Durchmesserveränderung der Galettenmäntel bei den Galetten 14.1 und 14.2 ist derart bemessen, dass eine maximale Fadenzugkraft von 2,0 cN/detex nicht überschritten wird. Es hat sich gezeigt, dass in einem Bereich von 0,2 bis 0,7 cN/detx eine vorteilhafte Relaxationsbehandlung möglich ist. Die Relaxationstemperatur der Fadenbehandlung, die von der Oberflächentemperatur der Galettenmäntel der Galetten 14.1 und 14.2 bestimmt ist, wird auf eine Temperatur zwischen 120°C bis 245°C eingestellt. Die Relaxationsbehandlung an dem Filamentbündel 10 führt zu einer gleichmäßigen Umstrukturierung der Molekülstruktur ohne größere Anteile von amorphen oder semiamorphen Bereichen. Die hohe Kristallinität des Fadenmaterials gewährleistet ein stabi- les Kräuselungsverhalten mit entsprechend hoher Kräuselungsbeständigkeit in dem gekräuselten Faden. In order to be able to perform a relaxation treatment on the filament bundle 10 directly after drawing, the godets 14.1 and 14.2 of the draw godet tube 14 are heated in such a way that a filament temperature at the filament bundle in the range from 120 to 245 ° C. is preferably reached 170 to 230 ° C. In order to compensate for the changes in length resulting from the heating of the thread material, the two godet sheaths of the godets 14.1 and 14.2 can be made slightly conical. The change in the guide diameter of the godet shrouds of godets 14.1 and 14.2 is selected as a function of the 8 to 12 wraps of the filament bundle such that at least one yarn tensile force of 0.05 cN / dtex, preferably 0.1 cN / dtex, acts in each wrap , The diameter change of the godet coats in the godets 14.1 and 14.2 is such that a maximum yarn tension of 2.0 cN / detex is not exceeded. It has been found that in a range of 0.2 to 0.7 cN / detx an advantageous relaxation treatment is possible. The relaxation temperature of the thread treatment, which is determined by the surface temperature of the godet coats of the godets 14.1 and 14.2, is set to a temperature between 120 ° C to 245 ° C. The relaxation treatment on the filament bundle 10 results in a uniform restructuring of the molecular structure without major portions of amorphous or semiamorphic regions. The high crystallinity of the thread material ensures a stable crimping behavior with correspondingly high crimp resistance in the crimped thread.
Zum Kräuseln wird das Filamentbündel 10 durch die Förderdüse 16 in die Stauchkammer 17 gefördert und zu einem Fadenstopfen komprimiert. Je nach Temperatur der Relaxationsbehandlung kann die Förderung des Filamentbündels mit einem Heißluftstrom oder mit einem Kaltluftstrom erfolgen. Die gekräuselten Filamente des Filamentbündels 10 werden als Fadenstopfen 18 aus der Stauchkammer 17 gefördert und am Umfang der Kühltrommel 19 abgekühlt. Die Auflösung des Fadenstopfens 18 zu dem gekräu- selten Faden 21 erfolgt durch die Nachbehandlungseinrichtung 20, die eine erste Führungsgaletteneinheit 23.1 aufweist. Im weiteren Verlauf wird der gekräuselte Faden 21 in der Verwirbelungsdüse 22 verwirbelt und anschließend über die zweite Führungsgaletteneinheit 23.2 zur Aufwickeleinrichtung 24 geführt. In der Aufwickeleinrichtung 24 wird der gekräuselte Faden 21 zu der Spule 25 gewickelt. To crimp the filament bundle 10 is conveyed through the delivery nozzle 16 into the stuffer box 17 and compressed to a yarn plug. Depending on the temperature of the relaxation treatment, the conveyance of the filament bundle can take place with a hot air stream or with a cold air stream. The crimped filaments of the filament bundle 10 are conveyed out of the stuffer box 17 as a thread stopper 18 and cooled at the circumference of the cooling drum 19. The dissolution of the thread stopper 18 to the crimped thread 21 takes place through the aftertreatment device 20, which has a first guide godet unit 23.1. In the course of the crimped thread 21 is swirled in the Verwirbelungsdüse 22 and then guided over the second guide godet unit 23.2 to the winding device 24. In the winding device 24, the crimped yarn 21 is wound to the spool 25.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung ermöglicht somit die Durchführung des erfin- dungsgemäßen Schmelzspinnverfahrens, wobei das Filamentbündel in dem durch die Relaxationsbehandlung vorgegebene Temperierung in die Kräuseleinrichtung einläuft. Wie bereits zuvor erwähnt, besteht dabei die Möglichkeit, das Filamentbündel 10 mittels eines Kaltluftstromes in die Stauch- kammer 17 zu führen. Damit lassen sich insbesondere die Effekte der Relaxationsbehandlung in dem Fadenmaterial fixieren. Um dennoch eine ausgeprägte Kräuselung des Filamentbündels zu erhalten, wird bevorzugt der Fadenstopfen innerhalb der Stauchkammer beheizt. Um eine für den Kräuselungsvorgang besonders geeignete Temperierung des Filamentbündels zu erhalten, wird alternativ bei dem in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und Verfahren die Förderdüse 16 mit einem Heißluftstrom betrieben. Dabei lassen sich jedoch nur begrenzte Temperaturänderungen des Fadenmaterials erzielen. The embodiment of the melt spinning device according to the invention shown in FIG. 1 thus makes it possible to carry out the invention. Melt-spinning process according to the invention, wherein the filament bundle enters the crimping device in the temperature predetermined by the relaxation treatment. As already mentioned above, it is possible to guide the filament bundle 10 into the compression chamber 17 by means of a cold air flow. This makes it possible in particular to fix the effects of the relaxation treatment in the thread material. In order nevertheless to obtain a pronounced crimping of the filament bundle, the yarn plug is preferably heated within the stuffer box. In order to obtain a temperature control of the filament bundle which is particularly suitable for the crimping operation, alternatively in the apparatus and method illustrated in FIG. 1, the delivery nozzle 16 is operated with a hot air stream. However, only limited temperature changes of the thread material can be achieved.
Um die Relaxation des Filamentbündels und das Komprimieren des Filamentbündels unabhängig voneinander einstellen zu können, ist das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung nach Fig. 2 besonders geeignet. Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der er- findung sgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung ist vom Aufbau im Wesentlichen identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung sind die Spinneinrichtung 1, die Verstreckeinrichtung 11, die Kräuseleinrichtung 15, die Nachbehandlungseinrichtung 20 und die Aufwickeleinrichtung 24 identisch zu den Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ausgebildet. Insoweit wird zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen. In order to adjust the relaxation of the filament bundle and the compression of the filament bundle independently, the embodiment of the inventive melt spinning apparatus of FIG. 2 is particularly suitable. The exemplary embodiment of the inventive melt spinning apparatus illustrated in FIG. 2 is essentially identical in construction to the aforementioned exemplary embodiment according to FIG. 1, so that only the differences are explained in order to avoid repetitions at this point. In the embodiment of the inventive melt spinning apparatus shown in FIG. 2, the spinning device 1, the stretching device 11, the crimping device 15, the aftertreatment device 20 and the winding device 24 are identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1 formed. In that regard, reference is made to the above description.
Zwischen der Verstreckeinrichtung 11 und der Kräuseleinrichtung 15 ist ein weiteres Galettenduo vorgesehen, das in diesem Fall als Temperier- galettenduo 27 bezeichnet ist. Das Temperiergalettenduo 27 weist zwei beheizte Galetten 27.1 und 27.2 mit zylindrischen Galettenmänteln auf. Die Galetten 27.1 und 27.2 sind in einer Galettenbox 13 angeordnet. Zur Temperierung des Filamentbündels 10 wird dieses ebenfalls mit mehreren Um- schlingungen vorzugsweise 10 bis 15 Umschlingungen am Umfang der Galettenmäntel der Galetten 27.1 und 27.2 geführt. Between the drafting device 11 and the crimping device 15, a further pair of godets is provided, which in this case is referred to as the tempering coil duo 27. The Temperiergalettenduo 27 has two heated godets 27.1 and 27.2 with cylindrical Galettenmänteln. The godets 27.1 and 27.2 are arranged in a godet box 13. For the temperature control of the filament bundle 10, this is also performed with several loopings, preferably 10 to 15 wraps on the circumference of the godet coats of the godets 27.1 and 27.2.
Mit dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens be- treiben, bei welcher nach der Relaxation des Filamentbündels eine zusätzliche Wärmebehandlung vor dem Komprimieren des Filamentbündels erfolgt. Die Galetten 27.1 und 27.2 des Temperiergalettenduo s 27 sind auf eine Behandlung stemperatur eingestellt, die unterhalb der Relaxationstemperatur liegt. Die Differenz ist je nach Polymertyp zwischen 5°C und 100°C zu wäh- len. Wesentlich hierbei ist, dass die bei der Relaxation eingestellte Relaxationstemperatur nicht überschritten wird. Bei Überschreitung der Relaxationstemperatur bei der anschließenden Wärmebehandlung besteht die Gefahr, dass eine erneute Umstrukturierung der Molekularstruktur des Fadenmaterials einsetzt. Durch die Wärmebehandlung des Filamentbündels unmittelbar vor der Komprimierung lässt sich die Herstellung der Kräuselung unabhängig von der Relaxationsbehandlung durchführen. So können mit der Wärmbehandlung gezielte Temperierungen am Fadenmaterial des Filamentbündels ausgeführt werden, um eine gleichmäßige und intensive Schlingenbildung der Filamente zu erhalten. With the exemplary embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 2, a variant of the method according to the invention can be operated in which, after the relaxation of the filament bundle, an additional heat treatment takes place before the filament bundle is compressed. The godets 27.1 and 27.2 of Temperiergalettenduo s 27 are set to a treatment temperature that is below the relaxation temperature. The difference should be selected between 5 ° C and 100 ° C, depending on the polymer type. It is essential here that the relaxation temperature set during the relaxation is not exceeded. Exceeding the relaxation temperature in the subsequent heat treatment, there is a risk that a renewed restructuring of the molecular structure of the thread material begins. The heat treatment of the filament bundle immediately prior to the compression allows the production of the crimping to be carried out independently of the relaxation treatment. Thus, with the heat treatment targeted tempering on the thread material of the filament bundle be carried out in order to obtain a uniform and intensive looping of the filaments.
Bei der Wahl der Behandlungstemperaturen ist jedoch darauf zu achten, dass die Differenzen zwischen der Behandlungstemperatur und der Relaxationstemperatur nicht zu gering ausfällt, so dass keine Fixiereffekte zur Stabilität der umstrukturierten Molekularstruktur des Fadenmaterials eintreten können. Um die nach dem VerStrecken und Relaxieren erzeugten Molekularstrukturen des Fadenmaterials zu fixieren, hat sich das Ausführungsbeispiel der er- findung sgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung nach Fig. 3 besonders bewährt. When choosing the treatment temperatures, however, care must be taken that the differences between the treatment temperature and the relaxation temperature are not too low, so that no fixing effects on the stability of the restructured molecular structure of the thread material can occur. In order to fix the molecular structures of the thread material produced after stretching and relaxing, the embodiment of the inventive melt spinning device according to FIG. 3 has proven particularly useful.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind zwischen der Verstreckeinrichtung 11 und der Kräuseleinrichtung 15 zwei Galettenduos vorgesehen. Ein erstes Galettenduo unmittelbar auf der Auslassseite der Verstreckeinrich- tung 11 ist als Fixiergalettenduo 26 bezeichnet. Das Fixiergalettenduo 26 weist die Galetten 26.1 und 26.2 auf, deren Galettenmäntel unbeheizt sind. Das nachfolgende Galettenduo ist in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls ein Temperiergalettenduo 27 mit den beheizten Galetten 27.1 und 27.2. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ein weiterer Verfahrens- schritt zwischen der Relaxation und der Komprimierung des Filamentbündels vorgesehen. So wird das Fixiergalettenduo 26 mit den kalten Galetten 26.1 und 26.2 dazu genutzt, um das Fadenmaterial des Filamentbündels 10 abzukühlen. Die Oberflächentemperaturen der Galettenmäntel der Galetten 26.1 und 26.2 sind hierzu auf eine Faden temperatur zwischen 60 und 240° C ein- gestellt. Damit lässt sich die Materialstruktur des Fadenmaterials vor dem Komprimieren vorteilhaft fixieren. Wesentlich bei dem in Fig. 2 und dem in Fig. 3 beschriebenen zusätzlichen Verfahrensschritten der Fixierung und Temperierung ist, dass eine Mindest- fadenzugkraft von >0,05 cN/dtex, vorzugsweise >0,1 cN/dtex während der gesamten Behandlung erhalten bleibt. Damit wird sichergestellt, dass die im spannungsfreien Zustand eintretenden und ungewünschten Rückbildungen der Molekular struktur vermieden werden. Für den Fall, dass bei großer Umschlingung szahl des Filamentbündels an dem Fixiergalettenduo 26 oder dem Temperiergalettenduo 27 ein Spannungsabbau stattfindet, besteht ebenfalls die Möglichkeit, die Galetten 26.1 und 26.2 des Fixiergalettenduos und die Galetten 27.1 und 27.2 des Temperiergalettenduos 27 mit einem konischen Galettenmantel auszuführen. In the embodiment of FIG. 3 15 two Galettenduos are provided between the drawing device 11 and the crimping device. A first pair of godets directly on the outlet side of the drawing device 11 is designated as a fixing godet duo 26. The Fixiergalettenduo 26 has the godets 26.1 and 26.2, the Galettenmäntel are unheated. The following pair of godets in this embodiment is also a Temperiergalettenduo 27 with the heated godets 27.1 and 27.2. Compared to the embodiment of FIG. 2, a further process step is provided between the relaxation and the compression of the filament bundle. Thus, the Fixiergalettenduo 26 is used with the cold godets 26.1 and 26.2 to cool the filament of the filament bundle 10. The surface temperatures of the godet shells of godets 26.1 and 26.2 are set to a yarn temperature between 60 and 240 ° C. This allows the material structure of the thread material to be fixed advantageously before compression. It is essential in the case of the additional process steps of fixing and tempering described in FIG. 2 that a minimum yarn tension of> 0.05 cN / dtex, preferably> 0.1 cN / dtex, be maintained throughout the treatment , This ensures that the occurring in the stress-free state and unwanted reprecipitations of the molecular structure can be avoided. In the event that at large wrap number of the filament bundle on the Fixiergalettenduo 26 or Temperiergalettenduo 27 takes place a voltage reduction, it is also possible to run the godets 26.1 and 26.2 of Fixiergalettenduos and the godets 27.1 and 27.2 of Temperiergalettenduos 27 with a conical godet shell.
An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass die Durchmesserveränderungen an den Galettenmänteln der Galetten 14.1 und 14.2 des Streckgalettenduos 14 auch durch andere Formgebung der Galettenmäntel erreicht werden kann. So könnte beispielsweise bei mehrfacher Umschlingung durch mehrere Fäden eine stufige Formgebung der Gallettenmäntel der Galetten 14.1 und 14.2 vorteilhaft zur Sicherstellung einer Mindestzugkraft genutzt werden. Ebenso können Zonen von konischen Mantelabschnitten an den Galettenmänteln und zylindrischen Mantelabschnitten wechselweise genutzt werden, um einen Spannungsabbau an den Filamenten des Filamentbündels zu vermeiden. Da stufige und konische Galettenmäntel bei Galetten zur Führung von Fäden hinlänglich bekannt sind, wird an dieser Stelle auf eine weitere Erläuterung verzichtet. It should be expressly mentioned at this point that the changes in diameter of the godet sheaths of the godets 14.1 and 14.2 of the draw godet duvet 14 can also be achieved by other shaping of the godet shells. Thus, for example, in the case of multiple wrapping through a plurality of threads, a stepped shaping of the gallette coats of the godets 14.1 and 14.2 could advantageously be used to ensure a minimum tensile force. Likewise, zones of conical skirt sections on the godet sheaths and cylindrical sheath sections can be alternately used to avoid stress relief on the filaments of the filament bundle. Since stage and conical godets Galette for godets for guiding threads are well known, will be omitted at this point for further explanation.
In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 3 ist das erfindungsgemäße Schmelzspinnverfahren sowie die erfindungsgemäße Schmelz spinn Vorrichtung am Beispiel eines gekräuselten Fadens dargestellt, der aus einem Filamentbündel erzeugt wird. Derartige gekräuselte Fäden werden bevorzugt als einfarbige Fäden hergestellt. Zur Erzeugung von mehrfarbigen Fäden, die bevorzugt für die Herstellung von Teppichen verwendet werden, werden bevorzugt mehrere Filamentbündel aus unterschiedlich eingefärbter Polymer- schmelze oder unterschiedlichen Querschnittsformen, Filamentzahlen oder Filamenttitern erzeugt und vor dem Aufwickeln zu einem gekräuselten Verbundfaden kombiniert. Ein derartiges Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelz spinn Vorrichtung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung weist die Spinneinrichtung 1 einen Spinnkopf 2 auf, an dessen Unterseite drei Spinndüsen nebeneinander gehalten sind. Jede der Spinndüsen 3 ist mit einer hier nicht dargestellten Spinnpumpe verbunden, die über einen separaten Schmelzezulauf 4 mit jeweils einem separaten Extruder gekoppelt ist. Die durch die Spinndüsen 3 extrudierten Filamente 8 werden gemeinsam durch einen Abkühlschacht 6 der Abkühleinrichtung 5 geführt und mittels eines Kühlluftstromes abgekühlt. In the embodiments according to FIGS. 1 to 3, the melt spinning process according to the invention as well as the melt spinning device according to the invention is illustrated by the example of a crimped yarn, which consists of a Filament bundle is generated. Such crimped threads are preferably produced as monochrome threads. For the production of multicolored threads, which are preferably used for the production of carpets, preferably several filament bundles of differently colored polymer melt or different cross-sectional shapes, filament numbers or filament titers are produced and combined before winding into a crimped composite thread. Such an embodiment of the inventive melt spinning apparatus is shown schematically in Fig. 4. In the embodiment of the inventive melt spinning apparatus shown in FIG. 4, the spinning device 1 has a spinning head 2, on the underside of which three spinnerets are held side by side. Each of the spinnerets 3 is connected to a spinning pump, not shown here, which is coupled via a separate melt inlet 4, each with a separate extruder. The extruded through the spinnerets 3 filaments 8 are passed together through a cooling duct 6 of the cooling device 5 and cooled by means of a cooling air flow.
Unterhalb der Abkühleinrichtung 5 ist eine Präparationseinrichtung 9 vorge- sehen, die zu jeder Spinndüse 3 jeweils die extrudierten Filamente zu einem separaten Filamentbündel 10 zusammenführt. Die Filamentbündel 10 werden anschließend durch eine pro Spinndüse 3 vorgesehene Spinngaletteneinheit 30 aus der Spinneinrichtung 1 abgezogen und einer Verstreckeinrichtung zugeführt. Below the cooling device 5, a preparation device 9 is provided, which combines the extruded filaments into a separate filament bundle 10 for each spinneret 3. The filament bundles 10 are subsequently removed from the spinning device 1 by a spinning godet unit 30 provided per spinneret 3 and fed to a drawing device.
In der Verstreckeinrichtung 11 werden die durch die drei Spinndüsen 3 erzeugten Filamentbündel 10 parallel nebeneinander geführt und gemeinsam verstreckt. Hierzu weist die Verstreckeinrichtung 11 ein Abzugsgalettenduo 12 und ein Streckgalettenduo 14 auf. Das Abzugsgalettenduo 12 ist in diesem Fall durch eine beheizte Galette 12.1 und eine Beilaufrolle 12.3 gebildet. Das Streckgalettenduo 14 weist die beheizten Galetten 14.1 und 14.2 auf, die jeweils einen konischen Galettenmantel besitzen. Insoweit ist das Streckgalettenduo 14 identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispielen ausgeführt und innerhalb einer Galettenbox 13 angeordnet. In the drawing device 11, the filament bundles 10 produced by the three spinnerets 3 are guided parallel to one another and stretched together. For this purpose, the drawing device 11 has a deduction godet duo 12 and a stretch godet duo 14. The withdrawal godet duo 12 is formed in this case by a heated galette 12.1 and a Beilaufrolle 12.3. The stretch godet duo 14 has the heated godets 14.1 and 14.2, each having a conical godet shell. In that regard, the stretch godet duo 14 is identical to the aforementioned embodiments and arranged within a godet box 13.
Unterhalb der Verstreckeinrichtung 11 ist ein Temperiergalettenduo 27 vorgesehen, das ebenfalls identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ausgebildet ist. Below the drawing device 11, a Temperiergalettenduo 27 is provided, which is also identical to the aforementioned embodiment of FIG. 2 is formed.
Ebenso sind die nachfolgenden Einrichtungen 15, 20 und 24 identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, so dass an dieser Stelle auf die vorgenannte Beschreibung Bezug genommen wird. Likewise, the following devices 15, 20 and 24 are identical to the embodiment of FIG. 2, so that reference is made to the above description at this point.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung werden die Filamentbündel 10 gemeinsam mittels der Förderdüse 16 zu einem Fadenstopfen 18 komprimiert. Insoweit wird der Fadenstopfen 18 aus unterschiedlich farbigen Filamentbündeln erzeugt und nach der Abkühlung zu dem gekräuselten Faden aufgelöst. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die unterschiedlich farbigen Filamentbündel separat zu jeweils einem separaten Fadenstopfen zu komprimieren und zu mehreren gekräuselten Fäden aufzulösen, die anschließend in der Nachbehandlungseinrichtung 20 mit Hilfe der Verwirbelungsdüse 22 zu einem Verbundfaden kombiniert werden. Hierbei könnten die Filamentbündel auch unterschiedliche Einzeltiter und unterschiedliche Filamentquerschnitte aufweisen und zusätzlich auch noch aus unterschiedlichen Polymermaterialien gebildet sein. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung erstrecken sich somit auf gekräuselte Monocolorfäden als auch auf gekräuselte Multicolorfäden. Wesentlich hierbei ist, dass die Filamente des Filamentbündels nach dem Verstrecken und vor dem Komprimieren eine Relaxationsbehandlung bei einer Mindestfadenzugkraft erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung ist grundsätzlich für alle thermoplastischen Polymere geeignet, die zur Faserherstellung eingesetzt werden. Besonders gute Ergebnisse der Kräuselbeständigkeit lassen sich jedoch insbesondere bei der Herstellung von gekräuselten Polyes- terfäden erreichen. In the embodiment of the inventive melt spinning device shown in FIG. 4, the filament bundles 10 are compressed together by means of the delivery nozzle 16 to form a thread stopper 18. In that regard, the yarn plug 18 is produced from differently colored filament bundles and dissolved after cooling to the crimped thread. In principle, however, it is also possible to compress the differently colored filament bundles separately to a respective separate yarn plug and to dissolve into a plurality of crimped threads, which are subsequently combined in the aftertreatment device 20 with the aid of the swirling nozzle 22 to form a composite thread. In this case, the filament bundles could also have different individual titers and different filament cross sections and, in addition, may also be formed from different polymer materials. The method according to the invention and the device according to the invention thus extend to crimped monocolor threads as well as to curled multicolor threads. It is essential here that the filaments of the filament bundle after stretching and before compression receive a relaxation treatment at a minimum yarn tension. The process according to the invention and the device according to the invention are fundamentally suitable for all thermoplastic polymers used for fiber production. However, particularly good results of the crimp resistance can be achieved, in particular in the production of crimped polyester filaments.
B ezug szeichenliste Reference sign list
1 Spinneinrichtung 1 spinning device
2 Spinnkopf  2 spinning head
3 Spinndüse  3 spinneret
4 Schmelzezulauf  4 melt feed
5 Abkühleinrichtung  5 cooling device
6 Kühlschacht  6 cooling shaft
7 Blasmittel  7 blowing agent
8 Filament  8 filament
9 Präparationseinrichtung 9 preparation device
10 Filamentbündel 10 filament bundles
11 Verstreckeinrichtung 11 stretching device
12 Abzugsgalettenduo 12 deduction godet duo
12.1, 12.2 beheizte Galetten  12.1, 12.2 heated godets
12.3 Beilaufrolle  12.3 Leaflet
13 Galettenbox  13 galette box
14 Streckgalettenduo  14 draw godet duo
14.1, 14.2 beheizte Galetten  14.1, 14.2 heated godets
15 Kräuseleinrichtung  15 crimping device
16 Förderdüse  16 delivery nozzle
17 Stauchkammer  17 stuffer box
18 Fadenstopfen  18 thread plugs
19 Kühltrommel  19 cooling drum
20 Nachbehandlung seinrichtung 20 aftertreatment device
21 gekräuselter Faden 21 crimped thread
22 Verwirbelungsdüse  22 swirl nozzle
23.1, 23.2 Führungsgaletten Aufwickeleinrichtung23.1, 23.2 Guidance godets takeup
Spule Kitchen sink
Fixiergalettenduo Fixiergalettenduo
Galetten galettes
Temperiergalettenduo Temperiergalettenduo
Galetten galettes
Spulrevolver  spindle turret
Spulspindel  winding spindle
Spinngaletteneinheit  Spinngaletteneinheit

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Schmelzspinnverfahren zur Herstellung eines gekräuselten Fadens, bei welchem durch Spinnen mehrerer Filamente zumindest ein Filament- bündel aus einem thermoplastischen Polymer erzeugt wird, bei welchem das Filamentbündel nach einer Abkühlung verstreckt und in einer Stauchkammer zu einem Fadenstopfen komprimiert wird und bei welchem der Fadenstopfen zu einem gekräuselte Faden aufgelöst und zu einer Spule aufgewickelt wird, 1. Melt spinning process for producing a crimped thread, in which at least one filament bundle is produced from a thermoplastic polymer by spinning several filaments, in which the filament bundle is stretched after cooling and compressed into a thread plug in a stuffer box and in which the thread plug is closed a crimped thread is unraveled and wound into a spool,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Filamentbündel nach dem Verstrecken und vor dem Komprimieren eine Relaxationsbehandlung bei einer Relaxationstemperatur im Bereich von 120 °C bis 245 °C und einer Mindestfadenzugkraft von > 0,05 cN/dtex erhält. after stretching and before compression, the filament bundle receives a relaxation treatment at a relaxation temperature in the range from 120 ° C to 245 ° C and a minimum thread tension of > 0.05 cN / dtex.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. Method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
während der Relaxationsbehandlung die an dem Filamentbündel wirkende Fadenzugkraft im Bereich von 0,1 cN/dtex bis 2,0 cN/dtex, vorzugs- weise im Bereich von 0,2 cN/dtex bis 0,7 cN/dtex liegt. During the relaxation treatment, the thread tension acting on the filament bundle is in the range from 0.1 cN/dtex to 2.0 cN/dtex, preferably in the range from 0.2 cN/dtex to 0.7 cN/dtex.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. Method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Filamentbündel zur Relaxationsbehandlung in mehreren Umschlin- gungen an einem Galettenduo mit beheizten Galetten und konischen the filament bundle for relaxation treatment in several wraps on a godet duo with heated godets and conical ones
Galettenmänteln geführt wird. godet jackets.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that
das Filamentbündel nach der Relaxationsbehandlung unter Beibehaltung einer Mindestfadenzugkraft von > 0,05 cN/dtex eine Fixierbehandlung bei einer Fixiertemperatur im Bereich von 60 °C bis 240 °C erhält. After the relaxation treatment, the filament bundle receives a fixing treatment at a fixing temperature in the range from 60 ° C to 240 ° C while maintaining a minimum thread tension of > 0.05 cN / dtex.
Verfahren nach Anspruch 4, Method according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Filamentbündel zur Fixierbehandlung in mehreren Umschlingungen an einem Galettenduo mit kalten Galetten geführt wird. The filament bundle is guided in several wraps on a godet duo with cold godets for the fixing treatment.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Method according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Filamentbündel vor dem Komprimieren unter Beibehaltung einer Mindestfadenzugkraft von > 0,05 cN/dtex eine Wärmebehandlung bei einer unterhalb der Relaxationstemperatur liegenden Behandlungstemperatur erhält. the filament bundle receives a heat treatment at a treatment temperature below the relaxation temperature before compression while maintaining a minimum thread tension of > 0.05 cN/dtex.
Verfahren nach Anspruch 6, Method according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Filamentbündel zur Wärmebehandlung in mehreren Umschlingungen an einem Galettenduo mit beheizten Galetten geführt wird. the filament bundle for heat treatment is guided in several wraps on a godet duo with heated godets.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Filamentbündel zum Komprimieren durch einen Luftstrom aus heißer Luft oder kalter Luft in die Stauchkammer gefördert wird. the filament bundle is conveyed into the stuffer box for compression by an air stream of hot air or cold air.
9. Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens mit einer Schmelz spinneinrichtung (1), einer Abkühleinrichtung (5), einer Verstreckeinrichtung (11), einer Kräuseleinrichtung (15) und einer Aufwickeleinrichtung (24), wobei die Verstreckeinrichtung (15) ein Abzugsgalettenduo (12) mit zumindest einer beheizten Galette (12.1)und ein Streckgalettenduo (14) mit zwei beheizten Galetten (14.1, 14.2) aufweist, 9. Melt spinning device for producing a crimped thread with a melt spinning device (1), a cooling device (5), a drawing device (11), a crimping device (15) and a winding device (24), the drawing device (15) having a take-off godet duo (12 ) with at least one heated godet (12.1) and a stretching godet duo (14) with two heated godets (14.1, 14.2),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die beheizten Galetten (14.1, 14.2) des Streckgalettenduos (14) jeweils einen stufenförmigen oder konischen Galettenmantel aufweisen, durch welche eine Relaxationsbehandlung an einem mit mehreren Umschlingungen geführten Filamentbündel (10) mit einer Mindestfadenspannung von > 0,05 cN/dtex und einer Relaxationstemperatur im Bereich von 120°C bis 245 °C ausführbar ist. the heated godets (14.1, 14.2) of the stretching godet duo (14) each have a step-shaped or conical godet jacket, through which a relaxation treatment is carried out on a filament bundle (10) guided with several wraps with a minimum thread tension of > 0.05 cN / dtex and a relaxation temperature in Range from 120°C to 245°C can be carried out.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10. Device according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zwischen der Verstreckeinrichtung (11) und der Kräuseleinrichtung (15) zumindest ein weiteres Galettenduo (27) angeordnet ist, durch welches eine Fixierbehandlung oder eine Wärmebehandlung an einem mit mehreren Umschlingungen geführten Filamentbündel (10) ausführbar ist. At least one further godet duo (27) is arranged between the stretching device (11) and the crimping device (15), through which a fixing treatment or a heat treatment can be carried out on a filament bundle (10) guided with several wraps.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, 11. Device according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zwischen der Verstreckeinrichtung (11) und der Kräuseleinrichtung (15) mehrere Galettenduos (26, 27) angeordnet ist, durch welche eine Fixierbehandlung und eine Wärmebehandlung an einem mit mehreren Umschlingungen geführten Filamentbündel (10) ausführbar sind. A plurality of godet duos (26, 27) are arranged between the stretching device (11) and the crimping device (15), through which a fixing treatment and a heat treatment can be carried out on a filament bundle (10) guided with several wraps.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, 12. Device according to one of claims 9 to 11,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Kräuseleinrichtung (15) eine Förderdüse (16) und eine auf der Auslassseite der Förderdüse (16) angeordnete Stauchkammer (17) aufweist. the crimping device (15) has a conveying nozzle (16) and a stuffer chamber (17) arranged on the outlet side of the conveying nozzle (16).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13. Device according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Kräuseleinrichtung (15) eine Kühltrommel (19) zum Abkühlen eines aus der Stauchkammer (17) herausgeführten Fadenstopfens (18) aufweist. the crimping device (15) has a cooling drum (19) for cooling a thread plug (18) led out of the stuffer box (17).
14. Gekräuselter Faden aus einem thermoplastischen Polymer, welcher durch ein einstufiges Schmelz spinn verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist. 14. Crimped thread made of a thermoplastic polymer, which is produced by a single-stage melt spinning process according to one of claims 1 to 8.
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