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WO2005116309A1 - Verfahren zum herstellen von endlosformkörpern und spinnkopf - Google Patents

Verfahren zum herstellen von endlosformkörpern und spinnkopf Download PDF

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Publication number
WO2005116309A1
WO2005116309A1 PCT/EP2005/002087 EP2005002087W WO2005116309A1 WO 2005116309 A1 WO2005116309 A1 WO 2005116309A1 EP 2005002087 W EP2005002087 W EP 2005002087W WO 2005116309 A1 WO2005116309 A1 WO 2005116309A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spinning
spinning head
extrusion
shielding means
continuous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2005/002087
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2005116309A8 (de
Inventor
Stefan Zikeli
Friedrich Ecker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LL Plant Engineering AG
Original Assignee
ZiAG Plant Engineering GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZiAG Plant Engineering GmbH filed Critical ZiAG Plant Engineering GmbH
Publication of WO2005116309A1 publication Critical patent/WO2005116309A1/de
Publication of WO2005116309A8 publication Critical patent/WO2005116309A8/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/06—Wet spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00—Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof

Definitions

  • the invention relates to a process for producing continuous moldings from a spinning solution containing water, cellulose and tertiary amine oxide, in which the spinning solution is first extruded to form continuous moldings, then the continuous moldings are passed through an air gap in a spinning zone, stretched and then passed through a precipitation bath ,
  • the invention also relates to a spinning head for spinning continuous moldings from a spinning solution flowing through the spinning head containing water, cellulose and tertiary amine oxide, with extrusion openings which adjoin a spinning zone in the direction of extrusion.
  • continuous moldings such as lyocell threads or fibers
  • a spinning solution containing cellulose, water and tertiary amine oxide, preferably N-methylmorpholine-N-oxide (NMMNO) are described in US Pat. No. 4,246,221. Accordingly, the production of continuous moldings essentially takes place in three steps: First, the spinning solution is extruded through a large number of extrusion openings to form continuous moldings. Then the continuous molded articles are stretched in an air gap, whereby the desired fiber strength is set, and then passed through a precipitation bath, where they coagulate.
  • lyocell threads or fibers lies on the one hand in the particularly environmentally friendly manufacturing process, which enables the amine oxide to be almost completely recovered, and on the other hand in the excellent textile properties of the lyocell fibers.
  • Lyocell fibers mainly staple fibers and filaments
  • the cost-effectiveness of producing Lyocell fibers can be improved if the distance between the extrusion openings is reduced. A smaller distance, however, increases the risk of sticking in the air gap due to accidental contact with the continuous moldings.
  • the air gap is as large as possible, since with a large air gap the stretching of the threads is distributed over a longer length and tensions in the continuous moldings are more easily reduced after their extrusion can.
  • the larger the air gap the lower the spinning security or the greater the risk that the continuous moldings will touch, stick and that the manufacturing process will have to be interrupted due to spunbond gluing.
  • WO 95/01470 A further development of WO 93/19230 is described in WO 95/01470.
  • an annular nozzle is used in the device of WO 95/01470, in which the extrusion openings are distributed over a substantially circular surface.
  • the blowing with a cooling air flow takes place horizontally outwards in the radial direction through the center of the ring nozzle and the circular ring of the continuous moldings.
  • the air flow is kept laminar at its outlet from the blowing device.
  • WO 95/04173 relates to a design development of the ring nozzle and the blowing device, which is essentially based on the device of WO 95/01470.
  • segmented rectangular nozzle arrangements have also been developed, ie nozzles in which the extrusion openings are arranged essentially in a row on a substantially rectangular base area.
  • a segmented rectangular nozzle arrangement is shown in WO 94/28218.
  • blowing with a cooling air flow takes place parallel to the liquid level of the precipitation bath, the cooling air flow extending along the longer side of the rectangular nozzle arrangement.
  • the cooling air flow is sucked off again in the device of WO 94/28218. The extraction is necessary so that the air flow can be directed through the entire cross section of the air gap.
  • WO 98/18983 the concept of rectangular nozzles with extrusion openings arranged in rows has been further developed.
  • WO 98/18983 is based on the fact that the extrusion openings in a row are spaced differently than the rows of the extrusion openings among themselves.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus by means of which large air gap lengths with a high spinning density can be combined with a low level of design complexity and at the same time high spinning reliability and spinning quality.
  • This object is achieved according to the invention for the method mentioned at the outset by blocking at least one gas stream flowing from outside the spinning zone in the outlet region immediately adjacent to the extrusion openings.
  • the spinning head comprises at least one shielding means by which a gas stream flowing from outside the spinning zone into the outlet area immediately adjacent to the extrusion openings is blocked.
  • the continuous molded articles are prevented from being exposed to a gas stream immediately after the extrusion.
  • the continuous molded bodies expand in the exit area immediately after the extrusion.
  • the widening of the continuous moldings which is referred to as the barus effect, results from a relaxation of the continuous moldings after extrusion.
  • the chain molecules in the continuous form bodies have none Orientation on and are largely anisotropic. If, as in WO-A-93 19280, the continuous moldings are exposed to a gas stream and cooled in this sensitive area, this anisotropic orientation state is frozen and the textile-physical properties of the spun threads deteriorate.
  • Such flows are blocked by the method according to the invention and the spinning head according to the invention, the continuous shaped bodies are only exposed to the gas flow when the molecules in the continuous shaped bodies have aligned. A cooling in front is prevented by the shielding agent.
  • the spinning speed in the lyocell process used industrially is so high that the air surrounding the exit area of the continuous molded articles is swirled and carried away by the rapidly passed continuous molded articles. This also creates a flow into the outlet area.
  • This flow is intensified by the fact that large quantities of water evaporate when the continuous molded articles, which have a temperature of over 100 ° C., exit the spinning head.
  • the water vapor emerging from the endless mold bodies flows at the extrusion speed in the direction of extrusion, is swirled and additionally entrains air with the endless mold bodies. In this way, currents are formed which can run into the outlet area of the continuous molded bodies.
  • this compensating flow is blocked in the area immediately after the endless molded bodies have emerged from the spinning head.
  • the gas stream is actively generated and directed onto the continuous molded articles, so that they are cooled immediately after the extrusion.
  • the gas flow of a blowing device or the shielding agent can be blocked in a particularly advantageous development of the method according to the invention be arranged in the region of the gas flow from the blowing device. Due to the advantageous development of the method according to the invention, flows caused directly by the blowing device, such as the cooling gas stream of WO 93/19230, in the area immediately after extrusion, in the area of the barus effect, blocked.
  • a spinning head which comprises a blowing device, which is generated by the operation of a flow directed towards the endless mold
  • at least one flow caused by the blowing device can be blocked in the shielding area.
  • the easiest way to achieve this is to arrange the shielding means at least between a flow opening of the blowing device and the spinning zone.
  • the shielding means can be arranged in the gas stream from the blowing device.
  • the flow extending from the outside of the spinning zone into the outlet area can be blocked in at least the expansion area of the continuous moldings, in which the continuous moldings expand in the extrusion direction after extrusion due to the Barus effect.
  • This has the advantage that the widening area, which is particularly sensitive to the extrusion process of the continuous moldings, is completely protected from the gas flow, and the spinning quality of the continuous moldings is thereby further improved compared to the known methods.
  • the shielding area can also include the expansion area of the continuous moldings.
  • the at least one shielding means can be arranged on the side of the spinning head facing the air gap and can extend in the extrusion direction away from the spinning head.
  • the shielding means can be arranged at a short distance from the continuous moldings without the risk that the continuous moldings will touch the shielding means during operation and the spinning process will thereby be negatively influenced.
  • the shielding means can be repeatedly detachably attached to the spinning head with fastening means such as screws.
  • the position of the shielding means in relation to the spinning zone is preferably adjustable in order to enable adaptation to different spinning conditions.
  • adjustment means such as elongated holes for screws and / or guides can be used, which prevent the shielding means from moving allow the extrusion openings to be provided.
  • it can also be attached to the spinning head by welding, soldering or gluing.
  • the at least one shielding means is designed in the form of a fence, flow guide plate or spoiler that at least partially delimits the outlet area.
  • the shielding agent can e.g. be designed as a flat material web, for example as a plastic or sheet metal strip or as a doctor-like plastic plate.
  • the shielding means can be designed such that the shielding means is not guided parallel to the spun threads, but can be directed outwards or inwards. The angle can be in the range - 30 ° or + 30 °.
  • the shielding means can also be embodied in a correspondingly "bulbous" manner.
  • the shielding means can also be provided with trace heating on the outside. The heating can expediently be designed as a soldered-on electric heating.
  • the shielding means can extend from the spinning head in the extrusion direction at least to the expansion area of the endless molded body.
  • the height of the shielding means can be, for example, between 10 mm and 20 mm, preferably 15 mm. This has the advantage that the shielding agent protects the sensitive area of the endless body immediately after extrusion. Subsequent to this area, cooling by the gas flow remains possible.
  • the height of the shielding means can be dimensioned such that the widening region of the endless molded body is in the slipstream of the shielding region with respect to the gas flow.
  • the present invention also comprises a spinning installation or lyocell installation for producing continuous moldings from a spinning solution, with a mixing device in which water, cellulose and tertiary amine oxide are mixed to form the spinning solution during operation, with a spinning head , an air gap and a precipitation bath.
  • a spinning installation or lyocell installation for producing continuous moldings from a spinning solution, with a mixing device in which water, cellulose and tertiary amine oxide are mixed to form the spinning solution during operation, with a spinning head , an air gap and a precipitation bath.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a spinning installation according to the invention for producing continuous moldings according to the Lyocell process in a schematic representation, the inventive method being executable by the embodiment;
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an embodiment of a spinning head according to the invention
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of an endless molded body immediately after extrusion
  • Fig. 4 is a schematic representation of a further embodiment of a spinning head according to the invention.
  • a spinning plant 1 for the production of continuous moldings 2, for example spun threads, from a spinnable cellulose solution containing water, cellulose and tertiary amine oxide.
  • cellulose in the form of sheets or plates 3 and / or rolls 4 is fed to a pulper 5 in batches.
  • the cellulose 3, 4 is broken up with water, symbolically represented by the arrow 6, and a cellulose suspension, preferably still without a solvent or amine oxide, is formed.
  • Enzymes can be added to homogenize and stabilize the cellulose suspension.
  • the amount of water 6 added is determined depending on the water content of the cellulose.
  • the water content of the cellulose used is typically between 5 and 15 percent by mass. This fluctuation range is equal change in the addition of water compensated so that the water content of the cellulose suspension or the liquor ratio solid / liquid remains approximately constant or reaches a freely selected value.
  • the cellulose suspension is passed through a thick matter pump 7 via a line system 8 to a pressing device 9, the cellulose suspension of water and cellulose preferably being kept in a temperature range from 60 to 100 ° C.
  • the cellulose suspension produced by the pulper 5 is pressed, for example, by rotating rollers 10.
  • the squeezed water or press water 11 is collected by a collecting element 11 'and returned to the pulper 5 at least in part as water 6 by a conveying means 12, by an optional filter device 13 and by a mixing device 14.
  • the pressing device 9 can also be provided with a suction device (not shown) with which excess water is sucked out of the cellulose suspension.
  • the extracted water like the press water, is at least partially returned to the pulper 5.
  • the filter 13 may include one or more surface filters, depth filters, membrane filters, plate filters, gap filters, separators, centrifuges, hydrocyclones, belt filters and vacuum belt filters, candle filters, filter presses, rotary filters, backwash filters and multilayer filters.
  • the press water 11 can be treated osmotically in the filter 13; alternatively or additionally, metal ions and particles can be filtered out of the press water 11 or metal-binding additives can be supplied to the press water 11.
  • the respective proportions of the recycled treatment medium 11 and the freshly supplied treatment medium 15, for example fresh water, in the water 6 supplied to the pulper 5 are set via the mixing device 14.
  • the proportion of the treatment medium 11 is set by the mixing device 14, which is guided or discharged from the system 1 through a waste water line 16.
  • the mixing device 14 can comprise, for example, a reusable valve or several valves.
  • the mixing device 14 is controlled by a control device 17 so that, based on an output signal from the control device via at least one control line 18, the proportions of the press water 11 and the fresh water 15 in the water 6 supplied to the pulper 5 can be set to variably predeterminable values.
  • the cellulose suspension is transported further through the line system 8 into a stirring or conveying means 19, in which a shear stress acting on the cellulose suspension is generated via a stirring or conveying tool 20, such as screws, paddles or blades.
  • a stirring or conveying tool 20 such as screws, paddles or blades.
  • No annular layer mixers can be used for the stirring and conveying means 19, such as those that come from DRAIS Misch- und Reaction Systems and are sold under the name CoriMix®.
  • the annular layer mixers are only used to moisten or impregnate dry cellulosic materials that are not used in the process described here.
  • a treatment medium such as tertiary amine oxide, in particular N-methylmorpholine-N-oxide, in aqueous form of the cellulose suspension with a molar ratio NMMNO / H 2 O between a line 21 1: 1 and 1: 2.5 supplied as a solvent for the cellulose.
  • additives such as stabilizers and enzymes, organic additives, matting agents, alkalis, solid or liquid alkaline earths, zeolites, finely powdered metals such as zinc, silver, gold, platinum can be used in the shear zone for the production of antimicrobial and / or electro- or thermally conductive fibers during and after the spinning process, and / or dyes are added to the cellulose suspension.
  • concentration of the additives can be controlled in the range from 100 to 100,000 ppm based on the fiber product.
  • the concentration of the NMMNO supplied depends on the water content of the cellulose 3, 4 currently in the cellulose suspension.
  • the stirring or conveying means 19 acts as a mixer in which the tertiary amine oxide is mixed with the cellulose suspension and the cellulose solution is prepared. Then the cellulose solution mixed with NMMNO is fed via the line system 8 to a second stirring or. Funding 22 funded.
  • An evaporation stage can be included in the stirring or conveying means 22.
  • the line system can be be heated. In contrast to the unheated line system 8, the heated line system is provided with the reference symbol 8 'in FIG. 1.
  • a line system can be used, as described in WO 01/88232 A1, WO 01/88419 A1 and WO 03/69200 A1.
  • the control device 17 compares the metal content measured by the sensors 23, 23 ′ with predetermined limit values and outputs a signal to the mixing device 14 as a function of this metal content.
  • the control signal to the mixing device 14 adjusts the composition of the water 6 fed to the pulper 5 as a function of the metal content of the cellulose solution and regulates the dissolved metal content or the content of individual dissolved metal ions in the cellulose solution mixed with tertiary amine oxide to a predetermined value. Since the concentration of reactions in the cellulose solution increases after the evaporation stage, a sensor is preferably provided which monitors the dissolved metal content of the cellulose solution after addition of all components and after all evaporation stages.
  • the proportion of fresh water in the water 6 fed to the pulper 5 is increased.
  • the dissolved metal content is set by the control device 17 such that it remains below 20 mg / kg, preferably below 10 mg / kg and most preferably below 5 mg / kg.
  • the dissolved metal content can also be determined before the formation of the cellulose solution, that is to say still in the cellulose suspension, this measurement being more appropriate than the measurement of the metal content directly in the cellulose solution.
  • the control device 17 takes into account the previously determined dissolved metal content of the cellulose 3, 4 fed to the pulper 5.
  • This presetting is taken into account when determining the proportions of the press water and the fresh water in the water supplied to the pulper 5. For example, cellulose with a high metal content has a higher proportion of fresh water from the outset 15 fed to the pulper 5 or certain metal-binding additives are added to the cellulose suspension.
  • the dissolved metal content as detected by the sensors 23, 23 'in the cellulose solution to which tertiary amine oxide is added, drops below a predetermined limit value, which is considered sufficient for safety against exothermic reactions, for example 10 mg / kg, so the proportion of the press water 11 in the water supplied to the pulper 5 is increased. With sufficient security against exothermic reactions, less fresh water is used and less press water is released into the environment.
  • a predetermined limit value which is considered sufficient for safety against exothermic reactions
  • the now extrudable cellulose solution is passed to a spinning head 25, which is provided with a large number of extrusion openings (not shown in FIG. 1), which are arranged in the spinning head on a rectangular or circular surface.
  • the highly viscous cellulose solution is extruded through each of these extrusion openings to form an endless molded body 2 in an air gap 26.
  • the cellulose molecules are oriented by stretching the cellulose solution, which is still viscous after extrusion.
  • the extruded cellulose solution is drawn away from the extrusion openings via a take-off mechanism 27 at a speed which is greater than the extrusion speed.
  • a precipitation bath 28 containing a non-solvent such as water After the air gap 26 pass through the endless molded body 2 a precipitation bath 28 containing a non-solvent such as water, whereby the cellulose in the continuous molded bodies 2 is precipitated.
  • the spinning head 25 comprises a blowing device 29, by means of which a gas stream 30 directed towards the continuous molded bodies 2 is generated during operation. Furthermore, the spinning head 25 comprises shielding means 31, which surround the extrusion openings on the side facing the air gap 26 and protrude into the air gap 26. The area which the continuous molded bodies 2 occupy in the air gap 26 is referred to as the spinning or thread zone 32.
  • the shielding means 31 is designed as a fence, flow baffle and / or spoiler. The gas flow 30 is blocked by the shielding means 31 of the spinning head 25.
  • a shielding area 33 is formed, in which flows from outside the spinning zone 32 into the exit area, ie the area of the spinning zone 32 which immediately adjoins the extrusion openings, are blocked. This is explained in more detail below with reference to FIGS. 2 and 4.
  • the continuous molded bodies 2 are treated further, for example washed, finished, chemically treated in a device 34 in order to influence the crosslinking properties, and / or dried and further pressed in a device 35.
  • the endless molded bodies 2 can optionally be fed to a second post-stretching means 36, by means of which the through-coagulated continuous molded bodies 2 are post-stretched and obtain greater strength.
  • the second post-stretching means 36 can also be provided immediately after the take-off mechanism 27, that is to say between the device 34 and the precipitation bath 28, so that only the post-stretched endless body is subjected to further treatment steps.
  • the post-stretching means 36 can have a heating device 37 in the entry region of the continuous molded body, which brings the continuous molded body 2 to a predetermined temperature and at the same time dries the continuous molded body 2 at least superficially.
  • the endless molded bodies are guided over two godets 38, 39 which are driven in such a way that a predetermined post-stretching tensile stress is applied between them.
  • the continuous molded bodies 2 subjected to this tensile stress are kept at a predetermined high temperature and can be impregnated during the post-stretching, in particular by a hot inert gas, such as air, or also by steam, for example dry steam, and with swelling agents or other agents for chemical fiber treatment, such as the arrows 40 is indicated.
  • a hot inert gas such as air
  • steam for example dry steam
  • swelling agents or other agents for chemical fiber treatment such as the arrows 40 is indicated.
  • the godets 38, 39 can also be heated.
  • the continuous moldings Due to the post-stretching, the continuous moldings have a reduced crimp compared to conventional fibers, so that they are crimped by a stuffer box 41. Then the endless mold body 2 can be cut by a cutting device 42. If a continuous fiber is to be produced, crimping and / or cutting can of course also be dispensed with.
  • the crimped continuous moldings can be used for further process steps such as Opening, pressing, being transported.
  • the line system 8 ' is equipped with a heating system (not shown) in order to keep the cellulose solution at a temperature during the conveying, in which the viscosity is sufficiently low for an economical conveying without decomposition of the tertiary amine oxide.
  • the temperature of the cellulose solution in the line area is 8 " between 75 and 110 ° C.
  • the residence time of the cellulose suspension or solution in the line system 8, 8 'from the thick matter pump 7 to the spinning head 25 is between 5 minutes and 2 hours, preferably between 30 and 60 minutes.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a spinning head 25 according to the invention from FIG. 1.
  • continuous molded bodies 2 are extruded from the extrusion openings 43 during operation and passed through the air gap 26 into a precipitation bath 28.
  • the endless molded bodies 2 form a spinning or thread zone 32 in the air gap 26.
  • the spinning speed of the endless molded bodies can be modern Spinning lines up to 500 m / min. Due to the high speed of the endless molded bodies 2, the air surrounding the spinning zone 32 is entrained and swirled in the air gap 26 by the endless molded bodies 2. This creates air flows 44, which can also run into the spinning zone 32 from the outside.
  • the effect of the shielding means 31 is to prevent the continuous molded bodies 2 from being exposed to a gas flow in the exit region 32 ′ of the spinning zone 32 immediately following the extrusion openings 43. This is briefly explained below with reference to FIG. 3.
  • the continuous molded body 2 expands in an expansion region 45 immediately after the extrusion and forms a thickening 45 ′ before its diameter decreases again under the action of the tensile force.
  • the delay in the air gap can be controlled in the ratio of the exit speed of the polymer solution to the take-off speed in m / min to 1:40.
  • the diameter of the continuous molded body 2 transversely to the extrusion direction E can be up to three times the diameter of the extrusion opening 43.
  • the continuous molded body In the widening area 45, in particular in the thickening 45 ′, the continuous molded body still has a relatively strong anisotropy, which gradually decreases in the direction of extrusion E under the action of the tensile force on the continuous molded body 2, since the chain molecules in the continuous molded bodies 2 increasingly align in the direction of extrusion.
  • a gas stream which strikes the cooling body in the expansion area 45 and cools it, can have a negative impact on the spinning quality of the continuous molding 2.
  • Such a gas flow in the expansion area 45 which corresponds approximately to the exit area 32 ′ of the spinning zone 32, is blocked by the shielding means 31.
  • the shielding means 31 are, as shown in FIG.
  • the shielding means 31 are specially designed as metal angles or as mentioned above.
  • the shielding center! 31 can also be configured, for example, from a suitable plastic and / or in strip form like a doctor blade.
  • the fastening means 31 can furthermore also be attached to the spinning head 25 in a cohesive manner, for example by welding, soldering or gluing, but then do not allow their position to be adapted to the respective spinning conditions.
  • the shielding means 31 is attached to the spinning head 25 in such a way that it at least partially delimits the exit region 32 ′ of the endless molded body 2, preferably in the form of a fence or flow guide plate.
  • the two fastening means 31 delimit the outlet area 32 'on two opposite sides.
  • the exit area 32 ' e.g. also be bordered on all four sides or only on one side.
  • an annular shielding means can also be used.
  • a shielding means 31 ′ can also be arranged in the middle of the spinning zone 32, between the continuous mold bodies, in order to more effectively block the gas flow immediately after the continuous molded bodies 2 have emerged.
  • the shielding means 31 form a shielding area 33 directly below the spinning head 25, in which flows that are generated due to the thread movement in the extrusion direction are suppressed. In the shielding area 33, in particular flows 36 that run from the outside into the spinning zone 32 are blocked.
  • the shielding means 31 is designed in such a way that the shielding region 33 includes the widening region 37 (FIG. 3) of the endless molded body 2.
  • the shielding means 31 in the extrusion direction E should not be too long. It has been found that a particularly suitable height H of the shielding means 31 extends into the region of the Cover 45 ', preferably in the extrusion direction E beyond.
  • the height H can in particular be between 10 mm and 20 mm, preferably about 15 mm.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of a spinning head 25 according to the invention, which, in contrast to the spinning head of FIG. 2, is additionally provided with a blowing device 29.
  • a spinning head 25 according to the invention, which, in contrast to the spinning head of FIG. 2, is additionally provided with a blowing device 29.
  • FIG. 4 the reference numerals of FIGS. 1 and 2 are used below for the same or similar elements. For the sake of clarity, only the differences from the embodiment in FIG. 2 are discussed.
  • the blowing device 29 of the spinning head 25 generates a gas stream 30 during operation, which is directed onto the continuous molded body 2.
  • the shielding means 31 prevent the continuous molded bodies 2 in the shielding area 33 from being exposed to the gas flow 30, which has a negative influence on the extrusion process and causes unfavorable fiber properties.
  • the shielding means 31 is arranged between the flow outlet 50 of the blowing device 29 and the outlet region 32 'such that the outlet region 32' and thus the region of the continuous molded bodies 2 remains in the slipstream 51 of the shielding agent or body immediately after the outlet from the extrusion openings.
  • the shielding means 31 on the side of the spinning or thread zone 32 facing away from the blowing device 29 prevents a release vortex from being able to supply gas from the rear into the exit region 32 ′.
  • the shielding means 31 does not have to be completely impermeable to air in order to develop its effect. Close-meshed filter or mesh materials or other bodies with high flow resistance are also suitable.
  • the shielding means can be inclined towards the extrusion direction E, for example between ⁇ 30 ° and + 30 °, or curved in the extrusion direction E in order to deflect the gas flow without swirling.
  • the shielding means 31 in the plane of the extrusion openings are inclined or curved to better deflect the gas flow to the sides.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Spinnkopf zum Herstellen von Endlosformkörpern aus einer Spinnlösung enthaltend Wasser, Cellulose und tertiäres Aminoxid, bei dem zunächst die Spinnlösung zu Endlosformkörpern (2) extrudiert wird, dann die Endlosformkörper (2) in einer Spinnzone (32) durch einen Luftspalt (26) geleitet, dabei verstreckt und anschließend durch ein Fällbad (28) geleitet werden. Um groß Luft-spaltlängen mit hoher Spinndichte bei gleichzeitig hoher Spinnsicherheit zu kombinieren ist erfindungsgemäß für das Verfahren und den Spinnkopf vorgesehen, dass wenigstens ein von außerhalb der Spinnzone (32) in den unmittelbar an die Extrusionsöffnungen (43) angrenzenden Austrittsbereich (32') strömender Gasstrom (30, 44) blockiert wird.

Description

Verfahren zum Herstellen von Endlosformkorpern und Spinnkopf
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Endlosformkorpern aus einer Spinnlösung enthaltend Wasser, Cellulose und tertiäres Aminoxid, bei dem zunächst die Spinnlösung zu Endlosformkorpern extrudiert wird, dann die Endlosformkörper in einer Spinnzone durch einen Luftspalt geleitet, dabei verstreckt und anschließend durch ein Fällbad geleitet werden.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Spinnkopf zum Spinnen von Endlosformkorpern aus einer durch den Spinnkopf strömenden Spinnlösung enthaltend Wasser, Cellulose und tertiäres Aminoxid, mit Extrusionsoffnungen, die in Extrusionsrichtung an eine Spinnzone grenzen.
Die Grundlagen der Herstellung von Endlosformkorpern, wie Lyocellfäden oder -fasern, aus einer Spinnlösung enthaltend Cellulose, Wasser und tertiäres Aminoxid, vorzugsweise N-Methylmorpholin-N-oxid (NMMNO), sind in der US 4,246,221 beschrieben. Demnach findet die Herstellung von Endlosformkorpern im Wesentlichen in drei Schritten statt: Zunächst wird die Spinnlösung durch eine Vielzahl von Extrusionsoffnungen zu Endlosformkorpern extrudiert. Dann werden die Endlosformkörper in einem Luftspalt verstreckt, wodurch die gewünschte Faserstärke eingestellt wird, und anschließend durch ein Fällbad geleitet, wo sie koagulieren.
Der Vorteil von Lyocellfäden oder -fasern liegt einerseits in dem besonders umweltfreundlichen Herstellverfahren, das eine nahezu vollständige Rückgewinnung des Amin- oxids ermöglicht, andererseits an den hervorragenden textilen Eigenschaften der Lyo- cellfasem.
Problematisch ist bei dem Verfahren allerdings, dass die frisch extrudierten Endlosformkörper eine starke Oberflächenklebrigkeit aufweisen, die sich erst bei Kontakt mit einem Fällungsmittel verringert. Bei der Durchleitung der Endlosformkörper durch den Luftspalt besteht aufgrund der Oberflächenklebrigkeit die Gefahr, dass die Endlosformkörper sich gegenseitig berühren, aneinander haften bleiben und verklumpen. Die Gefahr von Verklebungen kann zwar durch Anpassung der Betriebs- und Verfahrensparameter wie Zugspannung im Luftspalt, Luftspalthöhe, Fadendichte, Viskosität, Temperatur und Spinngeschwindigkeit reduziert werden. Treten solche Verklebungen jedoch auf, beein- flusst das den Herstellprozess und die Faserqualität negativ, da Verklebungen zu Abrissen und zu Dickstellen in den Endlosformkorpern führen können. Im ungünstigsten Fall muss das Herstellverfahren unterbrochen und der Spinnprozess erneut angefangen werden, was hohe Kosten verursacht.
Heutzutage wird von den Herstellern von Endlosformkorpern, wie beispielsweise den Garnherstellern als Teil der textilen Weiterverarbeitungskette, Verklebungsfreiheit gefordert, d.h. die einzelnen Filamentstapel dürfen nicht zusammengeklebt sein, da es sonst zu Unregelmäßigkeiten bei beispielsweise der Garndicke kommt.
Die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung von Lyocellfasern, hauptsächlich Stapelfasern und Filamente, lässt sich verbessern, wenn der Abstand zwischen den Extrusionsoffnungen verringert wird. Ein geringerer Abstand erhöht jedoch die Gefahr von Verklebungen im Luftspalt aufgrund von zufälliger Berührung der Endlosformkörper.
Zur Verbesserung der mechanischen sowie textilen Eigenschaften von Lyocellfasern ist es wiederum von Vorteil, wenn der Luftspalt so groß wie möglich ist, da sich bei einem großen Luftspalt die Verstreckung der Fäden über eine größere Lauflänge verteilt und Spannungen in den Endlosformkorpern nach deren Extrusion leichter abgebaut werden können. Je größer jedoch der Luftspalt ist, um so geringer wird auch hier die Spinnsicherheit bzw. um so größer wird die Gefahr, dass die Endlosformkörper sich berühren, verkleben und dass das Herstellverfahren aufgrund von Spinnfadenverklebungen unterbrochen werden muss.
Ausgehend von den in der US 4,246,221 beschriebenen Grundlagen gibt es im Stand der Technik einige Lösungen, mit denen versucht wird, sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die Spinnsicherheit bei der Herstellung von Endlosformkorpern aus einer Spinnlösung enthaltend Cellulose und tertiären Aminoxid zu verbessern.
So ist in der US 4,261 ,941 und in der US 4,416,698 ein Verfahren beschrieben, bei dem die Endlosform körper unmittelbar nach der Extrusion mit einem Nichtlösungsmittel in Kontakt gebracht werden, um die Oberflächenklebrigkeit herabzusetzen. Anschließend werden die Endlosformkörper durch ein Fällbad geleitet. Die zusätzliche Benetzung der Endlosformkörper durch das Nichtlösungsmittel vor der Durchleitung durch das Fällbad verringert zwar die Gefahr von Verklebungen, ist für den kommerziellen Einsatz jedoch zu aufwändig und zu teuer.
Ein weiterer Weg zur Erhöhung der Spinndichte, d.h. der Anzahl von Extrusionsoffnungen pro Flächeneinheit, wird in der WO 93/19230 beschrieben: Demgemäß sollten die Endlosformkörper unmittelbar nach der Extrusion durch horizontales Anblasen quer zur Extrusionsrichtung mit einem Kühlgasstrom gekühlt werden. Durch diese Maßnahme soll die Oberflächenklebrigkeit der Endlosformkörper verringert und der Luftspalt verlängert werden. Für den in der WO-A-9319230 geschilderten Effekt ist es wesentlich, dass die Endlosformkörper dem Gasstrom unmittelbar nach der Extrusion ausgesetzt und durch den Gasstrom an dieser Stelle gekühlt werden.
Eine Weiterentwicklung der WO 93/19230 ist in der WO 95/01470 beschrieben. Um eine gleichmäßige Beblasung der Endlosformkörper unmittelbar nach dem Austritt aus den Extrusionsoffnungen zu ermöglichen, wird bei der Vorrichtung der WO 95/01470 eine Ringdüse verwendet, bei der die Extrusionsoffnungen auf einer im Wesentlichen kreisringförmigen Fläche verteilt sind. Die Beblasung mit einem Kühlluftstrom findet dabei durch die Mitte der Ringdüse und den Kreisring der Endlosformkörper hindurch in radialer Richtung horizontal nach außen statt. Die Luftströmung wird dabei an ihrem Austritt aus der Beblasungseinrichtung laminar gehalten. Die WO 95/04173 betrifft eine konstruktive Weiterbildung der Ringdüse und der Beblasungseinrichtung, die im Wesentlichen auf der Vorrichtung der WO 95/01470 beruht.
Als eine Alternative zu den Ringdüsenanordnungen sind auch segmentierte Rechteckdüsenanordnungen entwickelt worden, d.h. Düsen, bei denen die Extrusionsoffnungen auf einer im Wesentlichen rechteckigen Grundfläche im Wesentlichen reihenförmig angeordnet sind. Eine solche segmentierte Rechteckdüsenanordnung ist in der WO 94/28218 gezeigt. Bei dieser Vorrichtung findet eine Beblasung mit einem Kühlluftstrom parallel zum Flüssigkeitsspiegel des Fällbades statt, wobei sich der Kühlluftstrom entlang der längeren Seite der Rechteckdüsenanordnung erstreckt. Nach der Passage durch die Endlosformkörper wird bei der Vorrichtung der WO 94/28218 der Kühlluftstrom wieder abgesaugt. Die Absaugung ist notwendig, damit der Luftstrom durch den gesamten Querschnitt des Luftspalts geleitet werden kann. In der WO 98/18983 ist das Konzept der Rechteckdüsen mit in Reihen angeordneten Extrusionsoffnungen weiter entwickelt. Dabei stellt die WO 98/18983 darauf ab, dass die Extrusionsoffnungen in einer Reihe anders beabstandet sind als die Reihen der Extrusionsoffnungen untereinander.
Problematisch ist bei allen oben genannten Verfahren und Vorrichtungen, dass die er- sponnenen Fäden keine gleichmäßige Spinnqualität aufweisen und die Wirtschaftlichkeit des Lyocell-Verfahrens weiter verbesserungsbedürftig ist.
In Anbetracht dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, durch die sich bei geringem konstruktiven Aufwand große Luftspaltlängen mit hoher Spinndichte bei gleichzeitig hoher Spinnsicherheit und Spinnqualität kombinieren lassen.
Diese Aufgabe wird für das eingangs genannte Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens ein von außerhalb der Spinnzone in den unmittelbar an die Extrusionsoffnungen angrenzenden Austrittsbereich strömender Gasstrom blockiert wird.
Für den eingangs genannten Spinnkopf wird diese Aufgabe erfindungsgemaß dadurch gelöst, dass der Spinnkopf wenigstens ein Abschirmmittel umfasst, durch das ein von außerhalb der Spinnzone in den unmittelbar an die Extrusionsoffnungen angrenzenden Austrittsbereich strömender Gasstrom blockiert ist.
Diese Lösungen führen überraschenderweise zu einer hohen Spinndichte und einem langen Luftspalt bei gleichzeitig hoher Spinnsicherheit und Spinnqualität. Erfindungsgemäß wird verhindert, dass die Endlosformkörper unmittelbar nach der Extrusion einem Gasstrom ausgesetzt werden.
Ein Grund für die überraschende Wirkung der erfindungsgemäßen Lösung könnte darin liegen, dass sich die Endlosformkörper in dem Austrittsbereich unmittelbar nach der Extrusion aufweiten. Die Aufweitung der Endlosformkörper, die als Barus-Effekt bezeichnet wird, entsteht durch eine Relaxation der Endlosformkörper nach dem Extrudieren. Im Aufweitungsbereich weisen die Kettenmoleküle in den Endlosformkorpern keine Orientierung auf und sind weitgehend anisotrop. Wenn, wie bei der WO-A-93 19280, in diesem empfindlichen Bereich die Endlosformkörper einem Gasstrom ausgesetzt und gekühlt werden, wird dieser anisotrope Orientierungszustand eingefroren und die textil- physikalischen Eigenschaften der ersponnenen Fäden verschlechtert sich. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und den erfindungsgemäßen Spinnkopf werden solche Strömungen blockiert, die Endlosformkörper werden erst dem Gasstrom ausgesetzt, wenn sich die Moleküle in den Endlosformkorpern ausgerichtet haben. Eine Kühlung davor wird durch das Abschirmmittel verhindert.
Eine Ursache für Strömungen, die von außen in den Austrittsbereich hinein verlaufen, liegt im herkömmlichen Spinnprozess selbst: Die Spinngeschwindigkeit beim industriell angewendeten Lyocellverfahren ist so hoch, dass die den Austrittsbereich der Endlosformkörper umgebende Luft durch die schnell vorbeigeleiteten Endlosformkörper verwirbelt und mitgerissen wird. Auf diese Weise entsteht auch eine Strömung in den Austrittsbereich hinein. Diese Strömung wird dadurch verstärkt, dass beim Austritt der über 100°C heißen Endlosformkörper aus dem Spinnkopf große Mengen von Wasser verdampfen. Der aus den Endlosformkorpern austretende Wasserdampf strömt mit der Extrusionsgeschwindigkeit in Extrusionsrichtung , wird verwirbelt und reißt zusätzlich Luft mit den Endlosformkorpern mit. Auf diese Weise bilden sich Strömungen, die in den Austrittsbereich der Endlosformkörper hinein verlaufen können. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen Spinnkopf wird diese Ausgleichsströmung im Bereich unmittelbar nach dem Austritt der Endlosformkörper aus dem Spinnkopf blockiert.
In der WO 93/19230 wird der Gasstrom aktiv erzeugt und auf die Endlosformkörper gerichtet, so dass sie unmittelbar nach dem Extrudieren gekühlt werden. Um auch die Spinnqualität von Endlosformkorpern, die, wie bei der WO 93/19230, im Luftspalt einer durch eine Beblasungseinrichtung erzeugten Strömung ausgesetzt sind, zu verbessern, kann in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Gasstrom einer Beblasungseinrichtung blockiert werden bzw. das Abschirmmittel im Bereich des Gasstroms aus der Beblasungseinrichtung angeordnet sein. Durch die vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden direkt von der Beblasungseinrichtung verursachte Strömungen, wie z.B. der Kühlgasstrom der WO 93/19230, im Bereich unmittelbar nach der Extrusion, im Bereich des Barus-Effekts, blockiert.
Um diesen Vorteil auch für einen erfindungsgemäßen Spinnkopf, der eine Beblasungseinrichtung umfasst, durch den Betrieb einer auf die Endlosform körper gerichtete Strömung erzeugt wird, zu erzielen, kann im Abschirmbereich in einer vorteilhaften Ausgestaltung wenigstens eine durch die Beblasungseinrichtung verursachte Strömung blockiert sein. Dies kann am einfachsten dadurch erreicht werden, dass das Abschirmmittel wenigstens zwischen einer Strömungsöffnung der Beblasungseinrichtung und der Spinnzone angeordnet ist. Ferner kann das Abschirmmittel im Gasstrom aus der Beblasungseinrichtung angeordnet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die von außerhalb der Spinnzone in den Austrittsbereich verlaufende Strömung in zumindest dem Aufweitungsbereich der Endlosformkörper, in dem sich die Endlosformkörper in Extrusionsrichtung nach dem Extrudieren aufgrund des Barus-Effekts aufweiten, blockiert werden. Dies hat den Vorteil, dass der für den Extrusionsprozess der Endlosformkörper besonders empfindliche Aufweitungsbereich komplett vor dem Gasstrom geschützt wird und sich dadurch die Spinnqualität der Endlosformkörper gegenüber den bekannten Verfahren weiter verbessert. Um bei dem erfindungsgemäßen Spinnkopf einen Strömungsschutz im Aufweitungsbereich zu gewährleisten, kann der Abschirmbereich in einer vorteilhaften Ausgestaltung den Aufweitungsbereich der Endlosformkörper mit umfassen.
Weiterhin kann das wenigstens eine Abschirmmittel an der dem Luftspalt zugewandten Seite des Spinnkopfes angeordnet sein und sich in Extrusionsrichtung weg vom Spinnkopf erstrecken. Hierdurch kann das Abschirmmittel in geringem Abstand zu den Endlosformkorpern angeordnet werden ohne die Gefahr, dass die Endlosformkörper im Betrieb das Abschirmmittel berühren und dadurch der Spinnprozess negativ beeinflusst wird. Dabei kann das Abschirmmittel wiederholt lösbar mit Befestigungsmitteln, wie z.B. Schrauben, an dem Spinnkopf angebracht sein. Vorzugsweise ist die Position des Abschirmmittels gegenüber der Spinnzone einstellbar, um eine Anpassung an verschiedene Spinnbedingungen zu ermöglichen. Hierzu können Einstellmittel wie Langlöcher für Schrauben und/oder Führungen, die ein Verschieben des Abschirmmittels gegenüber den Extrusionsoffnungen ermöglichen, vorgesehen sein. Alternativ kann es aber auch stoffschlüssig durch Schweißen, Löten oder Kleben am Spinnkopf befestigt sein.
Eine überraschend wirksame Blockade des Gasstroms bei einfachem konstruktivem Aufbau lässt sich erreichen, wenn das wenigstens eine Abschirmmittel in Form eines den Austrittsbereich wenigstens teilweise umgrenzenden Zaunes, Strömungsleitbleches oder Spoilers ausgestaltet ist. Das Abschirmmittel kann hierbei z.B. als eine flache Materialbahn, beispielsweise als Kunststoff- oder Metallblechstreifen oder als rakelartige Kunststoff platte ausgebildet sein. Die Ausgestaltung des Abschirmmittels kann so ausgeführt sein, dass das Abschirmmittel nicht parallel zu den Spinnfäden geführt wird, sondern nach außen oder nach innen gerichtet sein können. Der Winkel kann im Bereich - 30° bzw. + 30° betragen. Das Abschirmmittel kann auch entsprechend „bauchig" ausgeführt sein. Das Abschirmmittel kann auch auf der Außenseite mit einer Begleitheizung versehen sein. Zweckmäßigerweise kann die Beheizung als aufgelötete Elektroheizung ausgeführt sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann sich das Abschirmmittel vom Spinnkopf in Extrusionsrichtung wenigstens bis zum Aufweitbereich der Endlosform körper erstrecken. Die Höhe des Abschirmmittels kann beispielsweise zwischen 10 mm und 20 mm, vorzugsweise 15 mm, sein. Dies hat den Vorteil, dass das Abschirmmittel den empfindlichen Bereich der Endlosform körper unmittelbar nach dem Extrudieren schützt. Im Anschluss an diesen Bereich bleibt eine Kühlung durch den Gasstrom weiter möglich. Insbesondere kann die Höhe des Abschirmmittels so bemessen sein, dass sich der Aufweitbereich der Endlosform körper bezüglich des Gasstroms im Windschatten des Abschirmbereichs befindet.
Neben dem beschriebenen Verfahren und dem beschriebenen Spinnkopf umfasst die vorliegende Erfindung auch eine Spinnanlage bzw. Lyocell-Anlage zum Herstellen von Endlosformkorpern aus einer Spinnlösung, mit einer Mischeinrichtung, in der im Betrieb Wasser, Cellulose und tertiäres Aminoxid zur Spinnlösung vermischt werden, mit einem Spinnkopf, einem Luftspalt und einem Fällbad. Um eine große Luftspaltlänge mit hoher Spinndichte bei gleichzeitiger hoher Spinnsicherheit zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Spinnkopf nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet ist. Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Dabei können die Merkmale, wie sie gemäß den obigen einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung zuzurechnen sind, beliebig miteinander kombiniert und auch weggelassen werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfmdungsgemäßen Spinnanlage zum Herstellen von Endlosformkorpern gemäß dem Lyocell-Verfahren in einer schematischen Darstellung, wobei durch die Ausführungsform das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spinnkopfes;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Endlosformkörpers unmittelbar nach dem Extrudieren;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spinnkopfes.
Fig. 1 zeigt eine Spinnanlage 1 zur Herstellung von Endlosformkorpern 2, beispielsweise Spinnfäden, aus einer spinnbaren Celluloselösung enthaltend Wasser, Cellulose und tertiäres Aminoxid.
Zunächst wird Cellulose in Form von Blättern bzw. Platten 3 und/oder Rollen 4 einem Pulper 5 batchweise zugeführt. Im Pulper 5 wird die Cellulose 3, 4 mit Wasser, symbolisch dargestellt durch den Pfeil 6, aufgeschlagen und eine Cellulosesuspension, vorzugsweise noch ohne Lösungsmittel bzw. Aminoxid, gebildet. Zur Homogenisierung und Stabilisierung der Cellulosesuspension können Enzyme zugesetzt werden.
Die Menge des zugeschlagenen Wassers 6 wird in Abhängigkeit vom Wassergehalt der Cellulose bestimmt. Typischerweise beträgt der Wassergehalt der eingesetzten Cellulose zwischen 5 und 15 Masseprozent. Diese Schwankungsbreite wird durch entspre- chende Änderung der Zugabe von Wasser ausgeglichen, so dass der Wassergehalt der Cellulosesuspension bzw. das Flottenverhältnis Feststoff/Flüssigkeit in etwa konstant bleibt bzw. einen frei gewählten Wert erreicht.
Aus dem Pulper 5 wird die Cellulosesuspension durch eine Dickstoffpumpe 7 über ein Leitungssystem 8 zu einer Presseinrichtung 9 geleitet, wobei die Cellulosesuspension aus Wasser und Cellulose bevorzugt in einem Temperaturbereich von 60 bis 100°C gehalten wird.
In der Presseinrichtung 9 wird die vom Pulper 5 erzeugte Cellulosesuspension beispielsweise durch rotierende Walzen 10 abgepresst. Das abgepresste Wasser bzw. Presswasser 11 wird durch ein Auffangorgan 11' aufgefangen und durch ein Fördermittel 12, durch eine optionale Filtereinrichtung 13 und durch eine Mischeinrichtung 14 zumindest zum Teil als Wasser 6 wieder dem Pulper 5 zurückgeführt. Die Presseinrichtung 9 kann auch mit einer Absaugeinrichtung (nicht gezeigt) versehen sein, mit der überschüssiges Wasser aus der Cellulosesuspension abgesaugt wird. Das abgesaugte Wasser wird bei dieser Ausgestaltung wie das Presswasser zumindest zum Teil wieder dem Pulper 5 zurückgeführt.
Der Filter 13 kann einen oder mehrere Oberflächenfilter, Tiefenfilter, Membranfilter, Plattenfilter, Spaltfilter, Separatoren, Zentrifugen, Hydrozyklone, Bandfilter und Vakuumbandfilter, Kerzenfilter, Filterpressen, Rotationsfilter, Rückspülfilter und Mehrschichtfilter umfassen. Außerdem kann im Filter 13 das Presswasser 11 osmotisch behandelt werden; alternativ oder zusätzlich können Metallionen sowie Teilchen aus dem Presswasser 11 herausgefiltert werden bzw. metallbindende Zusätze dem Presswasser 11 zugeführt werden.
Über die Mischeinrichtung 14 werden die jeweiligen Anteile des rückgeführten Behandlungsmediums 11 und des frisch zugeführten Behandlungsmediums 15, beispielsweise Frischwasser, in dem dem Pulper 5 zugeführten Wasser 6 eingestellt. Außerdem wird durch die Mischeinrichtung 14 der Anteil des Behandlungsmediums 11 eingestellt, der durch eine Abwasserleitung 16 aus der Anlage 1 geleitet bzw. ausgeschleust wird. Die Mischeinrichtung 14 kann beispielsweise ein Mehrwegventil oder mehrere Ventile umfassen. Die Mischeinrichtung 14 wird durch eine Steuereinrichtung 17 gesteuert, so dass auf ein Ausgangssignal der Steuereinrichtung über wenigstens eine Steuerleitung 18 die Anteile des Presswassers 1 1 und des Frischwassers 15 in dem dem Pulper 5 zugeführten Wasser 6 auf variabel vorgebbare Werte eingestellt werden können. Nach dem Abpressen wird die Cellulosesuspension weiter durch das Leitungssystem 8 in ein Rühr- oder Fördermittel 19 transportiert, in dem über ein Rühr- oder Förderwerkzeug 20, wie Schnecken, Paddel oder Schaufeln, eine auf die Cellulosesuspension wirkende Scherspannung erzeugt wird. Für das Rühr- und Fördermittel 19 können keine Ringschichtmischer eingesetzt werden, wie sie beispielsweise von der Fa. DRAIS Misch- und Reaktionssysteme stammen und unter der Bezeichnung CoriMix® vertrieben werden. Die Ringschichtmischer dienen nämlich lediglich der Befeuchtung bzw. Imprägnierung von trockenen cellulosischen Materialien, die im hier beschriebenen Prozess nicht eingesetzt werden.
Im Bereich der Scherspannungen des Rühr- und Fördermittels 19, in der sogenannten Scherzone, wird über eine Leitung 21 ein Behandlungsmedium wie tertiäres Aminoxid, insbesondere N-Methylmorpholin-N-oxid, in wässriger Form der Cellulosesuspension mit einem Molverhältnis NMMNO/H2O zwischen 1 :1 und 1 :2,5 als Lösungsmittel für die Cellulose zugeführt. Außerdem können in der Scherzone Zusatzstoffe wie Stabilisatoren und Enzyme, organische Additive, Mattierungsstoffe, Alkalien, feste oder flüssige Erdalkalien, Zeolithe, feinpulverisierte Metalle wie z.B. Zink, Silber, Gold, Platin zur Herstellung von antimikrobiellen und/oder elektro- bzw. wärmeleitfähigen Fasern während und nach dem Spinnprozess, und/oder Farbstoffe der Cellulosesuspension beigemengt werden. Die Konzentration der Zusatzstoffe kann im Bereich von 100 bis 100.000 ppm bezogen auf das Faserprodukt gesteuert werden.
Die Konzentration des zugeführten NMMNO hängt von der Wasserhaltigkeit der sich gerade in der Cellulosesuspension befindlichen Cellulose 3, 4 ab. Das Rühr- oder Fördermittel 19 wirkt als ein Mischer, in dem das tertiäre Aminoxid mit der Cellulosesuspension vermischt und die Celluloselösung hergestellt wird. Anschließend wird die mit NMMNO versetzte Celluloselösung über das Leitungssystem 8 zu einem zweiten Rührbzw. Fördermittel 22 gefördert. Im Rühr- bzw. Fördermittel 22 kann eine Verdampfungsstufe umfasst sein. Ab dem Rühr- bzw. Fördermittel 22 kann das Leitungssystem be- heizt sein. Das beheizte Leitungssystem ist in Fig. 1 im Gegensatz zu dem unbeheizten Leitungssystem 8 mit dem Bezugszeichen 8' versehen. Insbesondere kann ein Leitungssystem verwendet werden, wie es in der WO 01/88232 A1 , der WO 01/88419 A1 und der WO 03/69200 A1 beschrieben ist.
Die Steuereinrichtung 17 vergleicht den von den Sensoren 23, 23' gemessenen Metallgehalt mit vorbestimmten Grenzwerten und gibt in Abhängigkeit von diesem Metallgehalt ein Signal an die Mischeinrichtung 14 aus. Durch das Steuerungssignal an die Mischeinrichtung 14 wird in Abhängigkeit vom Metallgehalt der Celluloselösung die Zusammensetzung des an den Pulper 5 geführten Wassers 6 eingestellt und der gelöste Metallgehalt bzw. der Gehalt an einzelnen gelösten Metallionen in der mit tertiärem Aminoxid versetzten Celluloselösung auf einen vorbestimmten Wert geregelt. Da sich die Konzentration an Reaktionen in der Celluloselösung nach der Verdampfungsstufe erhöht, ist bevorzugt ein Sensor vorgesehen, der den gelösten Metallgehalt der Celluloselösung nach Zugabe aller Bestandteile und nach sämtlichen Verdampfungsstufen überwacht.
Ist beispielsweise der gelöste Metallgehalt der Celluloselösung, wie er durch die Sensoren 23, 23' oder auf nasschemischem Wege erfasst wird, zu hoch, so wird der Anteil von Frischwasser in dem dem Pulper 5 zugeführten Wasser 6 erhöht. Der gelöste Metallgehalt wird dabei durch die Steuereinrichtung 17 so eingestellt, dass er unterhalb von 20 mg/kg, bevorzugt unter 10 mg/kg und am meisten bevorzugt unterhalb von 5 mg/kg bleibt. Der gelöste Metallgehalt kann auch vor der Bildung der Celluloselösung, also noch in der Cellulosesuspension, festgestellt werden, wobei diese Messung angemessener ist als die Messung des Metallgehalts direkt in der Celluloselösung.
Die Steuereinrichtung 17 berücksichtigt bei der Steuerung der Zusammensetzung des Wassers 6 den im Vorab bestimmten gelöste Metallgehalt der dem Pulper 5 zugeführten Cellulose 3, 4. Hierzu kann über ein Eingabegerät 24 der anhand einzelner gelöste Metallionen oder des Gesamtmetallgehaltes analysierte gelöste Metallgehalt der gerade verwendeten Cellulose 3, 4 in die Steuereinrichtung 17 eingegeben werden. Diese Voreinstellung wird bei der Bestimmung der Anteile des Presswassers und des Frischwassers in dem dem Pulper 5 zugeführten Wasser berücksichtigt. Beispielsweise wird bei Cellulosen mit hohem Metallgehalt von Vornherein ein höherer Anteil von Frischwasser 15 dem Pulper 5 zugeführt oder es werden bestimmte metallbindende Zusätze der Cellulosesuspension beigemischt.
Sinkt der gelöste Metallgehalt, wie er von den Sensoren 23, 23' in der mit tertiären A- minoxid versetzten Celluloselösung erfasst wird, unter einen vorbestimmten Grenzwert, der als ausreichend für die Sicherheit gegen exotherme Reaktionen betrachtet wird, beispielsweise 10 mg/kg, so wird der Anteil des Presswassers 11 in dem dem Pulper 5 zugeführten Wasser erhöht. Dadurch wird bei ausreichender Sicherheit gegen exotherme Reaktionen weniger Frischwasser verbraucht und weniger Presswasser an die Umwelt abgegeben.
Nach dem Rühr- bzw. Fördermittel 22 wird die nunmehr extrudierbare Celluloselösung zu einem Spinnkopf 25 geleitet, der mit einer Vielzahl von Extrusionsoffnungen (in Fig. 1 nicht gezeigt) versehen ist, die im Spinnkopf auf einer Rechteckfläche oder Kreisfläche angeordnet sind. Durch jede dieser Extrusionsoffnungen wird die hochviskose Celluloselösung zu jeweils einem Endlosformkörper 2 in einen Luftspalt 26 extrudiert. Eine Orientierung der Cellulosemoleküle findet durch eine Verstreckung der nach der Extrusion noch viskosen Celluloselösung statt. Hierzu wird die extrudierte Celluloselösung über ein Abzugswerk 27 mit einer Geschwindigkeit von den Extrusionsoffnungen weggezogen, die größer als die Extrusionsgeschwindigkeit ist.
Nach dem Luftspalt 26 durchqueren die Endlosform körper 2 ein Fällbad 28 enthaltend ein Nichtlösungsmittel wie Wasser, wodurch die Cellulose in den Endlosformkorpern 2 ausgefällt wird.
Der Spinnkopf 25 umfasst eine Beblasungseinrichtung 29, durch die im Betrieb ein auf die Endlosformkörper 2 gerichteter Gasstrom 30 erzeugt wird. Weiterhin umfasst der Spinnkopf 25 Abschirmmittel 31 , welche die Extrusionsoffnungen auf der dem Luftspalt 26 zugewandten Seite umgeben und in den Luftspalt 26 ragen. Der Bereich, den die Endlosformkörper 2 im Luftspalt 26 einnehmen, wird als Spinn- oder Fadenzone 32 bezeichnet. Das Abschirmmittel 31 ist als ein Zaun, Strömungsleitblech und/oder Spoiler ausgestaltet. Durch die Abschirmmittel 31 des Spinnkopfes 25 wird der Gasstrom 30 blockiert. Im Windschatten der Abschirmmittel 31 bildet sich so ein Abschirmbereich 33, in dem Strömungen von außerhalb der Spinnzone 32 in den Austrittsbereich, d. h. den Bereich der Spinnzone 32, der unmittelbar and die Extrusionsoffnungen angrenzt, blockiert. Dies ist unten mit Bezug auf die Fig. 2 und 4 genauer erläutert.
Anschließend werden die Endlosformkörper 2 weiter behandelt, beispielsweise in einer Vorrichtung 34 gewaschen, aviviert, chemisch behandelt, um die Vernetzungseigenschaften zu beeinflussen, und/oder getrocknet sowie in einer Vorrichtung 35 weiter ab- gepresst.
Die Endlosformkörper 2 können optional einem zweiten Nachverstreckungsmittel 36 zugeführt werden, durch das die durchkoagulierten Endlosformkörper 2 nachverstreckt werden und eine höhere Festigkeit erhalten. Das zweite Nachverstreckungsmittel 36 kann auch unmittelbar im Anschluss an das Abzugwerk 27 vorgesehen sein, also zwischen der Vorrichtung 34 und dem Fällbad 28, so dass erst die nachverstreckten Endlosform körper weiteren Behandlungsschritten unterworfen werden.
Um gleichzeitig während der Nachverstreckung eine Wärmebehandlung durchführen zu können, kann das Nachverstreckungsmittel 36 im Eintrittsbereich der Endlosformkörper eine Heizvorrichtung 37 aufweisen, welche die Endlosform körper 2 auf eine vorbestimmte Temperatur bringt und gleichzeitig die Endlosformkörper 2 zumindest oberflächlich trocknet.
Im Nachverstreckungsmittel werden die Endlosformkörper über zwei Galetten 38, 39 geführt, die so angetrieben sind, dass das Endlosformkörper 2 zwischen ihnen mit einer vorbestimmten Nachverstreckungs-Zugspannung beaufschlagt ist. Die mit dieser Zugspannung beaufschlagte Endlosformkörper 2 werden auf einer vorbestimmten hohen Temperatur gehalten und können während der Nachverstreckung insbesondere durch ein heißes Inertgas, wie Luft, oder auch durch Dampf, beispielsweise Trockendampf, und mit Quellmitteln oder anderen Mitteln zur chemischen Faserbehandlung imprägniert werden, wie durch die Pfeile 40 angedeutet ist. Um die Trocknungswirkung zu unterstützen, können die Galetten 38, 39 auch beheizt sein. Die Endlosformkörper weisen aufgrund der Nachverstreckung eine gegenüber herkömmlichen Fasern verringerte Kräuselung auf, so dass sie durch eine Stuffer Box 41 gecrimpt werden. Anschließend können die Endlosform körper 2 durch eine Schneidvorrichtung 42 geschnitten werden. Falls eine Endlosfaser erzeugt werden soll, kann natürlich auch auf das Crimpen und/oder Schneiden verzichtet werden.
Nach dem Crimpen und Schneiden können die gecrimpten Endlosformkörper zu weiteren Verfahrensschritten wie z.B. Öffnung, Verpressung, transportiert werden.
Die gesamte Förderung der Celluloselösung im Leitungssystem 8' erfolgt kontinuierlich, wobei im Leitungssystem 8' Pufferbehälter 8" vorgesehen sein können, um Schwankungen der Fördermenge und/oder des Förderdruckes aufzufangen und eine kontinuierliche Bearbeitung ohne die Entstehung von Totwassergebieten zu ermöglichen. Das Leitungssystem 8' ist mit einem Heizsystem (nicht dargestellt) ausgestattet, um die Celluloselösung während der Förderung auf einer Temperatur zu halten, in der ohne Zersetzung des tertiären Aminoxids die Viskosität für eine wirtschaftliche Förderung ausreichend niedrig ist. Die Temperatur der Celluloselösung in dem Leitungsbereich 8" beträgt dabei zwischen 75 und 110°C.
In diesem Temperaturbereich ist eine Homogenisierung und gleichmäßige Durchmischung der Celluloselösung begünstigt, die durch statische oder rotierende Mischer erhöht werden kann.
Die Verweilzeit der Cellulosesuspension oder -lösung im Leitungssystem 8, 8' von der Dickstoff pumpe 7 bis zum Spinnkopf 25 beträgt zwischen 5 Minuten und 2 Stunden, vorzugsweise zwischen 30 und 60 Minuten.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Spinnkopfes 25 aus Fig. 1.
Wie oben mit Bezug zu Fig. 1 beschrieben ist, werden im Betrieb Endlosformkörper 2 aus den Extrusionsoffnungen 43 extrudiert und durch den Luftspalt 26 in ein Fällbad 28 geleitet. Die Endlosformkörper 2 bilden dabei im Luftspalt 26 eine Spinn- oder Fadenzone 32. Die Spinngeschwindigkeit der Endlosformkörper kann dabei bei modernen Spinnanlagen bis zu 500 m/min betragen. Durch die hohe Geschwindigkeit der Endlosformkörper 2 wird die die Spinnzone 32 umgebende Luft im Luftspalt 26 von den Endlosformkorpern 2 mitgerissen und verwirbelt. Hierdurch entstehen Luftströmungen 44, die auch von außen in die Spinnzone 32 hinein verlaufen können.
Beim Austritt der heißen Endlosformkörper 2 aus den Extrusionsoffnungen 32 verdampft Wasser in der Spinnzone 32. Der Wasserdampf, der aus den Endlosformkorpern 2 tritt, hat dabei in etwa die Geschwindigkeit der Endlosformkörper 2 und verwirbelt mit der die Endlosformkörper 2 umgebenden Luft, so dass die Umgebungsluft verstärkt mitgerissen wird.
Die Wirkung des Abschirm mittels 31 besteht darin, in dem sich unmittelbar an die Extrusionsoffnungen 43 anschließenden Austrittsbereich 32' der Spinnzone 32 zu verhindern, dass die Endlosformkörper 2 einem Gasstrom ausgesetzt werden. Dies ist im Folgenden mit Bezug auf die Fig. 3 kurz erläutert.
Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, weitet sich der Endlosformkörper 2 unmittelbar nach der Extrusion in einem Aufweitungsbereich 45 auf und bildet eine Verdickung 45', bevor sich sein Durchmesser unter Einwirkung der Zugkraft wieder verringert. Der Verzug im Luftspalt kann im Verhältnis der Austrittsgeschwindigkeit der Polymerlösung zu der Abzugsgeschwindigkeit in m/min bis 1 :40 gesteuert werden.
Im Bereich der Verdickung 45' kann der Durchmesser des Endlosformkörpers 2 quer zur Extrusionsrichtung E das bis zu Dreifache des Durchmessers der Extrusionsöffnung 43 betragen.
Im Aufweitungsbereich 45, insbesondere in der Verdickung 45', weist der Endlosformkörper noch eine relativ starke Anisotropie auf, die sich in Extrusionsrichtung E allmählich unter Einwirkung der Zugkraft auf den Endlosformkörper 2 verringert, da sich die Kettenmoleküle in den Endlosformkorpern 2 zunehmend in Extrusionsrichtung ausrichten. Ein Gasstrom, der im Aufweitungsbereich 45 auf den Endlosform körper trifft und ihn kühlt, kann die Spinnqualität der Endlosformkörper 2 negativ beeinträchtigen. Ein derartiger Gasstrom im Aufweitungsbereich 45, der in etwa dem Austrittsbereich 32' der Spinnzone 32 entspricht, wird durch das Abschirmmittel 31 blockiert. Die Abschirmmittel 31 sind, wie in Fig. 2 dargestellt, an einer Extrusionsseite 46 am Spinnkopf 25 mit Befestigungsmitteln 47, wie z.B. Schrauben, angebracht und können in Führungen in ihrer Position relativ zur Spinnzone 32 vorzugsweise verschieblich eingestellt werden. Die Abschirmmittel 31 sind bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform als Metallwinkel bzw. wie oben angeführt speziell ausgestaltet. Alternativ können die Abschirmmitte! 31 beispielsweise auch aus einem geeigneten Kunststoff und/oder strei- fenförmig wie ein Rakel ausgestaltet sein. Die Befestigungsmittel 31 können weiterhin auch stoffschlüssig, z.B. durch Schweißen, Löten oder Kleben an dem Spinnkopf 25 angebracht sein, erlauben dann aber keine Anpassung ihrer Position an die jeweiligen Spinnbedingungen.
Das Abschirmmittel 31 ist am Spinnkopf 25 so angebracht, dass sie den Austrittsbereich 32' der Endlosform körper 2 vorzugsweise in Form eines Zaunes oder Strömungsleitbleches wenigstens teilweise umgrenzen. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform umgrenzen die zwei Befestigungsmittel 31 den Austrittsbereich 32' an zwei gegenüberliegenden Seiten. Alternativ kann der Austrittsbereich 32' z.B. auch an allen vier Seiten oder auch nur an einer Seite umgrenzt sein. Sind die Extrusionsoffnungen 43 auf einer Kreisfläche angeordnet, kann auch ein ringförmiges Abschirmmittel verwendet werden. Ferner kann auch mitten in der Spinnzone 32, zwischen den Endlosformkorpern ein Abschirmmittel 31 ' angeordnet sein, um den Gasstrom unmittelbar nach dem Austreten der Endlosformkörper 2 wirksamer zu blockieren.
Durch die Abschirmmittel 31 wird ein Abschirmbereich 33 direkt unterhalb des Spinnkopfes 25 ausgebildet, in dem Strömungen unterdrückt sind, die aufgrund der Fadenbewegung in Extrusionsrichtung erzeugt werden. In dem Abschirmbereich 33 werden insbesondere Strömungen 36, die von außen in die Spinnzone 32 verlaufen, blockiert. Das Abschirmmittel 31 ist so ausgestaltet, dass der Abschirmbereich 33 den Aufweitungsbereich 37 (Fig. 3) der Endlosformkörper 2 einschließt.
Um gleichzeitig den Aufweitungsbereich 45 zu schützen und dennoch eine ausreichende Kühlung der Endlosformkörper 2 zu gewährleisten, sollte das Abschirmmittel 31 in Extrusionsrichtung E nicht zu lang ausgebildet sein. Es hat sich herausgestellt, dass eine besonders geeignete Höhe H des Abschirmmittels 31 bis in den Bereich der Verdi- ckung 45', bevorzugt in Extrusionsrichtung E darüber hinausgeht. Die Höhe H kann insbesondere zwischen 10 mm und 20 mm, vorzugsweise etwa 15 mm betragen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spinnkopfes 25, der im Unterschied zum Spinnkopf der Fig. 2 zusätzlich mit einer Beblasungseinrichtung 29 versehen ist. Für Fig. 4 werden im Folgenden für gleiche oder ähnliche Elemente die Bezugszeichen der Fig. 1 und 2 verwendet. Der Übersicht halber wird lediglich auf die Unterschiede zur Ausführungsform der Fig. 2 eingegangen.
Die Beblasungseinrichtung 29 des Spinnkopfes 25 erzeugt im Betrieb einen Gasstrom 30, der auf die Endlosformkörper 2 gerichtet ist. Durch die Abschirmmittel 31 wird verhindert, dass die Endlosformkörper 2 im Abschirmbereich 33 dem Gasstrom 30 ausgesetzt sind, was den Extrusion sprozess negativ beeinflusst und ungünstige Fasereigenschaften verursacht.
Das Abschirmmittel 31 ist zwischen dem Strömungsaustritt 50 der Beblasungseinrichtung 29 und dem Austrittsbereich 32' angeordnet, dass der Austrittsbereich 32' und damit der Bereich der Endlosformkörper 2 unmittelbar nach dem Austritt aus den Extrusionsoffnungen im Windschatten 51 des Abschirmmittels bzw. -körpers bleibt. Durch das Abschirmmittel 31 an der von der Beblasungseinrichtung 29 abgewandten Seite der Spinn- bzw. Fadenzone 32 wird verhindert, dass ein Ablösewirbel von der Rückseite her in den Austrittsbereich 32' Gas zuführen kann.
In Fig. 4 ist zwar gezeigt, dass das eine Abschirmmittel direkt im Gasstrom 30 an der Beblasungseinrichtung angeordnet ist. Falls jedoch der Strömungsaustritt 50 weiter in Richtung des Fällbades 28 verschoben ist, kann das Abschirmmittel an Ort und Stelle verbleiben, ohne in den Gasstrom 30 zu ragen.
Das Abschirmmittel 31 muss nicht völlig luftundurchlässig ausgestaltet sein, um seine Wirkung zu entfalten. Auch engmaschige Filter- oder Maschenmaterialien oder andere Körper mit hohem Strömungswiderstand sind geeignet. Außerdem kann das Abschirmmittel gegen die Extrusionsrichtung E geneigt, beispielsweise zwischen - 30° und + 30°, oder in Extrusionsrichtung E gewölbt ausgestaltet sein, um den Gasstrom verwirbe- lungsfrei abzulenken. Ferner kann das Abschirmmittel 31 in der Ebene der Extrusion- söffnungen geneigt oder gewölbt verlaufen, um den Gasstrom besser zu den Seiten hin abzulenken.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Endlosformkorpern (2) aus einer Spinnlösung enthaltend Wasser, Cellulose und tertiäres Aminoxid, bei dem zunächst die Spinnlösung zu Extrusionskörpern (2) extrudiert wird, dann die Endlosformkörper (2) in einer Spinnzone (32) durch einen Luftspalt (26) geleitet, dabei verstreckt und anschließend durch ein Fällbad (28) geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein von außerhalb der Spinnzone (32) in den unmittelbar an die Extrusionsoffnungen (43) angrenzenden Austrittsbereich (32') strömender Gasstrom (30, 44) blockiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Austrittsbereich (32') der Endlosformkörper (2) ein Abschirmbereich (33) gebildet wird, in dem ein kühlender Gasstrom blockiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Endlosformkörper (2) im Luftspalt (26) einem durch eine Beblasungseinrichtung (29) erzeugten Gasstrom (30) ausgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der auf den Austrittsbereich (32') der Endlosformkörper (2) gerichtete Teil des Gasstroms (30) blockiert wird.
4. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom (30, 44) in einem Aufweitungsbereich (45) der Endlosform körper (2), in dem sich die Endlosformkörper (2) in Extrusionsrichtung (E) nach dem Extrudieren aufweiten, blockiert wird.
5. Spinnkopf (25) zum Spinnen von Endlosformkorpern (2) aus einer durch den Spinnkopf (25) strömenden Spinnlösung enthaltend Wasser, Cellulose und tertiäres Aminoxid, mit Extrusionsoffnungen (43), die in Extrusionsrichtung (E) an eine Spinnzone (32) grenzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Spinnkopf (25) wenigstens ein Abschirmmittel (31 ) umfasst, durch das ein von außerhalb der Spinnzone (32) in den unmittelbar an die Extrusionsoffnungen (35) angrenzenden Austrittsbereich (32') strömender Gasstrom (30, 44) blockiert ist.
6. Spinnkopf (25) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsbereich (32') einen Aufweitungsbereich (45) der Endlosformkörper (2), in dem sich die Endlosformkörper (2) in Extrusionsrichtung (E) nach dem Extrudieren aufweiten, umfasst.
7. Spinnkopf (25) nach Ansprüche 5 oder 6, mit einer Beblasungseinrichtung (29), durch die im Betrieb ein auf die Endlosformkörper (2) gerichteter Gasstrom (30, 44) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmmittel (31 ) in dem von der Beblasungseinrichtung (29) erzeugten Gasstrom (30, 44) angeordnet ist.
8. Spinnkopf (25) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmmittel (31 ) wenigstens zwischen einem Strömungsaustritt (50) der Beblasungseinrichtung (29) und der Spinnzone (32) angeordnet ist.
9. Spinnkopf (25) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abschirmmittel (31 ) an der dem Luftspalt (26) zugewandten Seite des Spinnkopfes (25) angeordnet ist und sich in Extrusionsrichtung (E) vom Spinnkopf (25) weg erstreckt.
10. Spinnkopf (25) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abschirmmittel (31 ) in Form eines die Spinnzone (32) wenigstens teilweise umgrenzenden Zaunes ausgestaltet ist.
11 . Spinnkopf (25) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich das wenigstens eine Abschirmmittel (31 ) vom Spinnkopf (25) in Extrusionsrichtung (E) bis wenigstens zu dem Bereich erstreckt, in dem sich die Endlosformkörper (2) im Betrieb nach der Extrusion aufweiten.
12. Spinnkopf (25) nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmmittel (31 ) den Bereich der Extrusionsoffnungen ausschließt.
13. Spinnkopf (25) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmmittel (31 ) beheizbar ausgestaltet ist.
14. Spinnkopf (25) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmmittel (31 ) eine Heizung umfasst.
15. Spinnkopf (25) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung an der der Spinnzone (32) abgewandten Seite des Abschirmmittels (31 ) angeordnet ist.
16. Spinnkopf (25) nach einem Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmmittel (31 ) in einen Winkel relativ zur Extrusionsrichtung (E) verläuft.
17. Spinnkopf (25) nach einem Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmmittel (31 ) bauchig ausgestaltet ist.
18. Spinnkopf (25) nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmmittel (31 ) in einem Winkel zwischen - 30° und + 30° relativ zu den Spinnfäden verläuft.
19. Spinnanlage (1 ) zum Herstellen von Endlosformkorpern (2) aus einer Spinnlösung, mit einer Mischeinrichtung (5, 19), in der im Betrieb Wasser, Cellulose und tertiäres Aminoxid zu der Spinnlösung vermischbar sind, mit einem Spinnkopf (25), einem Luftspalt (26) und einem Fällbad (28), dadurch gekennzeichnet, dass der Spinnkopf (25) nach einem der Ansprüche 5 bis 12 ausgestaltet ist.
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