WO2012113668A1

WO2012113668A1 - Vorrichtung zum schmelzspinnen

Info

Publication number: WO2012113668A1
Application number: PCT/EP2012/052426
Authority: WO
Inventors: Martin Fischer; Jutta STEHR
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2013-08-24
Also published as: CN103403234B; CN103403234A; DE112012000995A5

Abstract

Es ist eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen eines aus mehreren Filamentbündeln gebildeten Verbundfadens beschrieben. Die Vorrichtung weist mehrere Spinnmittel zum Extrudieren mehrerer Filamentbündel und mehrere Abzugs- und Ver-streckmittel auf, durch welche die Filamentbündel als Teilfäden mit unterschiedlichen Verstreckungen herstellbar sind. Um innerhalb einer Spinnposition mit möglichst geringen apparativen Aufwand mehrere Filamentbündel extrudieren zu können, sind erfindungsgemäß die Spinnmittel durch eine Spinndüseneinrichtung mit mehreren Gruppen von Düsenbohrungen an einer Düsenplatte gebildet, wobei die Spinndüseneinrichtung zumindest ein Verteilermittel zur Erzeugung ungleicher Volumenströme aus einer Polymerschmelze aufweist, mit denen die Filamentbündel parallel extrudierbar sind.

Description

Vorrichtung zum Schmelz spinnen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelz spinnen eines aus mehreren Filamentbündeln gebildeten Verbundfadens.

Beim Schmelz spinnen von synthetischen Fäden werden üblicherweise multifile Fäden erzeugt, die aus einer Vielzahl von strangförmigen Filamenten gebildet sind. Die einzelnen Filamente werden als Faden gebündelt, während des Schmelzspinnprozesses verstreckt und zu Spulen auf- gewickelt. Derartige synthetische Fäden sind jedoch für die textile Anwendung aufgrund ihrer glatten Struktur nicht geeignet und werden daher zur Erzeugung bestimmter Oberflächenstrukturen wie beispielsweise eine Kräuselung in Weiterverarbeitungsprozessen nachbehandelt. Um bereits mit einer thermischen Nachbehandlung der synthetischen Fäden eine Struktur zu erhalten, werden zunehmend in einem Schmelzspinn- prozess Verbundfäden hergestellt, die aus zumindest zwei unterschiedlich verstreckten Filamentbündeln gebildet sind. So ist bekannt, dass das Schrumpfverhalten der synthetischen Fäden vom Grad der Verstreckung abhängt. Der Verbundfaden weist somit eine Gruppe von Filamenten auf, die gegenüber eine zweiten Gruppe von Filamenten ein höheres Schrumpfverhalten zeigen. Bei einer thermischen Nachbehandlung des derart gebildeten Verbundfadens treten somit Schlaufen an den Filamenten auf, die eine geringe Schrumpfneigung besitzen. Derartig Garne werden in der Fachwelt als sogenannte BSY (Bi Shrinkage Yarn) bezeichnet.

Aus der WO 2006/094538 AI ist eine Vorrichtung zum Schmelz spinnen eines derartigen Verbundfadens bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung werden zwei Filamentbündel parallel nebeneinander erzeugt. Hierzu sind mehrere Spinnmittel in Form von Spinndüsen vorgesehen, die über sepa- rate Spinnpumpen mit jeweils einer Polymerschmelze versorgt werden. Jede der Spinndüsen erzeugt ein Filamentbündel. Die Filamentbündel werden nach dem Extrudieren durch Abzugsmittel zu Teilfäden abgezogen und unterschiedliche verstreckt. Die gewünschten Unterschiede in den physikalischen Eigenschaften der Filamentbündel werden hierbei noch durch unterschiedliche Abkühlverfahren verstärkt, so dass am Ende des Prozesses die beiden Filamentbündel zu dem Verbundfaden zusammengeführt und als eine Spule aufgewickelt werden können.

Um innerhalb des Verbundfadens ein bestimmtes Massenverhältnis zwischen den Filamentbündeln zu erhalten, lässt sich die Extrusion jeder der Filamentbündel unabhängig voneinander steuern. So sind den beiden Spinnmittel separate Spinnpumpen zugeordnet, die die Schmelzeströme zum Extrudieren der Filamentbündel unabhängig voneinander erzeugen. Eine derartige Vorrichtung bietet somit eine hohe Flexibilität bei der Erzeugung von Verbundfäden, jedoch mit dem Nachteil, dass ein hoher ap- parativer Aufwand erforderlich ist, um die Filamentbündel parallel zu spinnen.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Schmelz spinnen eines aus mehreren Filamentbündeln gebildeten Verbundfadens derart weiterzubilden, dass die Filamentbündel parallel mit möglichst geringem apparativem Aufwand extrudiert werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Schmelz spinnen eines Verbundfadens bereitzustellen, die be- sonders kompakt ist und sich zur Herstellung mehrerer Verbundfäden mit enger Spinnteilung eignet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Spinnmittel durch eine Spinndüseneinrichtung mit mehreren Gruppen von Düsen- bohrungen an einer Düsenplatte gebildet sind und dass die Spinndüseneinrichtung zumindest ein Verteilmittel zur Erzeugung ungleicher Volu- menströme aus einer Polymer schmelze aufweist, aus denen die Filamentbündel parallel extrudierbar sind.

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

Die Erfindung war auch nicht durch die aus der WO 2005/098098 AI bekannte Vorrichtung zum Schmelz spinnen mehrere multifiler Fäden nahegelegt. Bei der bekannten Vorrichtung werden mehreren Filamentbündel parallel nebeneinander mittels einer Spinndüseneinrichtung extrudiert, wobei den Gruppen von Düsenbohrungen jeweils separate Schmelzeführungseinrichtungen zugeordnet sind, um zwei parallele Teilschmelzeströme, die durch zwei Spinnpumpen erzeugt werden, jeweils zu einer Mehrzahl von Filamentsträngen zu extrudieren. Jeder der Filamentbündel wird zu einem multifilen Faden mit gleichen Eigenschaften abgezogen und verstreckt. Insoweit ist die bekannte Vorrichtung nur zur Herstellung einer Vielzahl von multifilen Fäden gleichen Eigenschaften geeignet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung basiert dagegen auf eine Spinndüsen- einrichtung, bei welcher die den Gruppen von Düsenbohrungen zugeordneten Teilschmelzeströme innerhalb der Spinndüseneinrichtung mit ungleich großen Volumenströmen erzeugt werden. Hierzu weist die Spinndüseneinrichtung zumindest ein Verteilermittel auf, durch welches die den Gruppen von Düsenbohrungen zugeführte Volumenströme aus einer Polymerschmelze erzeugt werden. Somit lässt sich der Verbundfaden vorteilhaft aus mehreren Gruppen von Filamentbündeln erzeugen, die sich in der Größe der Titer unterscheiden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Verteilermittel mit der Spinndüseneinrichtung eine Baueinheit darstellt, die in einer Spinnposition integrierbar ist. So lässt sich die Halterung zur Aufnahme der Spinndüseneinrichtung sowie die Isolier- und Heizmittel vorteilhaft durch einen Spinnbalken ausführen, der zur Herstellung mehrerer Verbundfäden mehrere Spinndüseneinrichtungen mit Verteilermitteln nebeneinander hält. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die durch das Verteilmittel in der Spinndüseneinrichtung bestimmte Volumenteilung der Polymerschmelze ohne eine zusätzliche Antriebsenergie erzeugbar ist und im Wesentlichen über die gesamte Betriebsdauer der Spinndüseneinrichtung ein durch das Verteilermittel festgelegte Massenverhältnis erzeugt. Das in der Spinndüseneinrichtung integrierte Verteilermittel ist vorzugsweise passiv ausgeführt. Hierbei lassen sich grundsätzlich alle die in einer Spinndüseneinrichtung enthaltenen Führungsmittel zur Führung der Polymerschmelze nutzen, um ungleiche oder gleiche Volumenströme zur Speisung der Gruppen von Düsenbohrungen in der Düsenplatte zu erzeu- gen. Dabei können auch mehrere Führungsmittel gemeinschaftlich genutzt werden, um eine für den Herstellungsprozess des Verbundfadens gewünschte Masseverteilung in den extrudierten Filamentbündeln zu erhalten. So lässt sich das Verteilermittel gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch mehrere Schmelzekanäle bilden, welche jeweils eine der Gruppen der Düsenbohrungen mit einem Schmelzeanschluss verbinden und welche mit ungleich großen Strömungsquerschnitten ausgeführt sind. Damit ist eine durch die Strömungsquerschnitte der Schmelzekanäle fest eingestellte Mengenteilung der Polymerschmelze zum Extrudieren der Filamentbündel gewährleistet.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Strömungsquerschnitte der Schmelzekanäle mit gleichgroßen Strömungsquerschnitten auszubilden, wenn beispielsweise die Fließwiderstände der Schmelzekanäle durch unterschiedlich lange Schmelzekanäle ungleich groß sind. Da üblicherweise die in den Düsenbohrungen zugeführte Polymerschmelze vor der Extrusion gefiltert wird, bietet die Variante der Erfindung eine weitere Möglichkeit, um ungleiche Volumenströme der Polymer schmelze zu erzeugen. Bei dieser Variante ist das Verteilermittel durch mehrere Filterelemente gebildet, die innerhalb separater Filterkammern angeordnet sind und ungleichgroße Fließwiderstände aufweisen, wobei die Filterkammern mit den Gruppen von Düsenbohrungen verbunden sind. Insoweit wird die Durchflusscharakteristik der Filterelemente genutzt, um den Massendurchsatz beim Extrudieren der Filamente zu beeinflussen.

Alternativ oder zusätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit als Verteilermittel die Anzahl der Düsenbohrungen und / oder ein Öffnungsquerschnitt der Düsenbohrungen zu nutzen, um die gewünschten Filament- querschnitte und Schmelzedurchsätze beim Extrudieren der Filament- bündel zu erhalten. Die Gruppen der Düsenbohrungen werden hierzu in ihrer Anzahl der Düsenbohrungen und / oder in den Öffnungsquerschnitten der Düsenbohrungen gleich oder ungleich ausgebildet. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich der erforderliche Schmelzedruck zum Extrudieren der Filamentbündel vorteilhaft durch eine gemeinsame Spinnpumpe erzeugen. Insoweit ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt verwendet, bei welcher eine Spinnpumpe vorgesehen ist, die einlassseitig mit einer Schmelzequelle und auslassseitig mit dem der Spinndüseneinrichtung zugeordneten Schmelzeanschluss verbunden ist.

Da der Bedarf an derartigen Verbundfäden den Einsatz von Großanlagen nicht rechtfertigt und somit vorzugsweise innerhalb einer Großanlage nur einige Spinnpositionen zur Herstellung von Verbundfäden genutzt werden, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher die Spinndüseneinrichtung austauschbar und lösbar an einem Dü- senträger gehalten ist. Hierzu weist die Spinndüseneinrichtung zur Aufnahme der Düsenplatte ein zylindrisches oder rechteckiges Gehäuse auf, das lösbar mit dem Düsenträger verbunden ist. Somit besteht die Möglichkeit, die Spinndüseneirichtung an einem Spinnbalken zu integrieren, welcher herkömmliche Düsenpakete zur Herstellung eines einzigen Filamentbündels trägt. So können in einer Großanlage nachträglich einige Spinnpositionen, die bisher zur Herstellung eines multifilen Fadens genutzt wurden, in einfacher Art und Weise umgerüstet werden, um innerhalb der Spinnposition beispielsweis zwei Filamentbündel zu extrudieren, die als Teilfäden verstreckt und anschließend zu dem Verbundfaden zusammengeführt werden.

Das Gehäuse der Düseneinrichtung lässt sich dabei derart ausbilden, dass oberhalb der Düsenplatte eine Filterplatte angeordnet ist, die oberhalb der Gruppe von Düsenbohrungen die Filterkammern mit den Filterelementen hält.

Darüber hinaus ist es möglich, dass das Gehäuse gegenüber dem Düsenträger eine Adapterplatte aufweist, die an den oberen Schmelzeeinlass und die in die Filterkammern der Filterplatte mündenden Schmelzekanäle aufweist, wobei der Schmelzeeinlass mit dem Schmelzeanschluss zusammenwirkt.

Je nach konstruktiver Ausgestaltung des Düsenträgers besteht dabei die Möglichkeit, dass das Gehäuse oder die Adapterplatte ein Befestigungsgewinde aufweist, das mit einem Gegengewinde an dem Düsenträger zusammenwirkt. So lässt sich beispielsweise die vormontierte Spinndüseneinrichtung unmittelbar über das Gehäuse an dem Düsenträger befestigen.

Zum Abziehen und separaten Verstrecken der Filamentbündel sind die Abzugs- und Verstreckmittel vorzugsweise durch mehrere angetriebene Galetten gebildet, wobei zumindest eine Abzugsgalette vorgesehen ist, um die Filamentbündel gemeinsam abzuziehen. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass jeder Gruppe von Düsenbohrungen jeweils eine separate Abzugsgalette zugeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schmelz spinnen eines Verbundfadens ist somit besonders geeignet, um eine Vielzahl von Fäden bei minimaler Spinnteilung herstellen zu können. So lassen sich beispielsweise zwei Filamentbündel zu Teilfäden mit unterschiedlichen Fadentitern vor- teilhaft in einer Spinnposition unmittelbar parallel nebeneinander herstellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläu- tert.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 2 schematisch eine Querschnittansicht der Spinndüseneinrichtung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1

Fig. 3 schematisch eine Querschnittansicht einer Spinndüseneinrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Fig. 4 schematisch eine Draufsicht einer Düsenplatte eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Spinndüseneinrichtung

In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungs- gemäßen Vorrichtung zum Schmelz spinnen eines aus mehreren Filament- bündeln gebildeten Verbundfadens gezeigt. Das Ausführungsbeispiel ist in einem Betriebszustand dargestellt, bei welchem innerhalb einer Spinn- Position zwei parallel geführte Filamentbündel extrudiert, zu Teilfäden verstreckt und anschließend zu einem Verbundfaden zusammengeführt werden. Hierzu ist in einer Spinnposition ein beheizter Düsenträger 1 vorgesehen, der die in Form einer Spinndüseneinrichtung 2 ausgebildeten Spinnmittel zum Extrudieren mehrerer Filamentbündel an einer Unterseite trägt. Die Spinndüseneinrichtung 2 weist an einer Unterseite zwei Gruppen von Düsenbohrungen 4.1 und 4.2 auf, denen über ein Verteilermittel 3 jeweils ein Volumenstrom einer Polymerschmelze zugeführt wird. Die Spinndüseneinrichtung 2 ist hierzu über einen Schmelzean- schluss 29 mit einer Spinnpumpe 6 verbunden. Die Spinnpumpe 6 ist ein- lassseitig über einen Schmelzezulauf 45 mit einer hier nicht dargestellten Schmelzequelle beispielsweise einem Extruder oder einer Austragspumpe gekoppelt. Die Spinnpumpe 6 ist an einer Oberseite des Düsenträgers 1 gehalten und wird über einen Pumpenantrieb 7 angetrieben.

Unterhalb des Düsenträgers 1 ist eine Kühlvorrichtung 13 vorgesehen, um die frisch extrudierten Filamentstränge mittels eines Kühlluftstromes abzukühlen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kühlvorrichtung 13 durch einen Kühlzylinder 14 gebildet, der eine gasdurchlässige Wandung aufweist und innerhalb einer Druckkammer 15 angeordnet ist. Der Kühlzylinder 14 ist konzentrisch zu der Düseneinrichtung 2 angeordnet, so dass die frisch extrudierten Filamentstränge den Kühlzylinder 14 durchlaufen. Die Druckkammer 15 der Kühlvorrichtung 13 ist über einen Luftan- schluss 16 mit einer Klimaanlage verbunden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Kühlvorrichtung 13 ist die Druckkammer 15 zweiteilig ausgebildet, wobei in einer unteren Kammer der Luftanschluss 15 mündet. Die untere Kammer ist über eine Lochplatte von einer oberen Druckkammer getrennt, die den gasdurchlässigen Abschnitt des Kühlzylinders umfasst, so dass aus der oberen Druckkammer eine Kühlluft ins Innere der Kühlzylinder einströmt. Die hier dargestellte Kühlvorrichtung 13 ist beispielhaft und könnte ebenso durch eine seitlich angeordnete Druckkammer mit einer Blaswand gebildet sein, die einen quer gerichteten Kühlluftstrom erzeugt. Unterhalb der Kühlvorrichtung 13 sind mehrere Abzugsmittel und Streckmittel vorgesehen, um die Filamentbündel nach dem Extrudieren von der Spinndüseneinrichtung 2 abzuziehen. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein durch eine erste Gruppe von Düsenbohrungen 4.1 extru- dierte Filamentbündel 8.1 durch eine Abzugsgalette 11 und eine Streckga- lette 17 zu einem Teilfaden 9.1 abgezogen und verstreckt. Das durch eine zweite Gruppe von Düsenbohrungen 4.2 erzeugte Filamentbündel 8.2 werden über eine separate Abzugsgaletteneinheit 12 und eine separate Streckgaletteneinheit 18 zu einem zweiten Teilfaden 9.2 abgezogen und verstreckt.

Den Abzugs- und Streckmitteln 11, 12, 17 und 18 ist eine Verwirbelungs- einrichtung 19 nachgeordnet, durch welche die Teilfäden 9.1 und 9.2 zu einem Verbundfaden 10 zusammengeführt werden. Am Ende des Prozesses wird der Verbundfaden 10 zu einer Spule aufgewickelt. Hierzu ist eine Aufwickeleinrichtung 21 vorgesehen, die mehrere Wickelstellen nebeneinander trägt, um mehrere Verbundfäden gleichzeitig zu jeweils einer Spule aufzuwickeln. So ist es üblich, dass an dem Düsenträger 1 mehrere Spinndüseneinrichtungen 2 nebeneinander gehalten sind, um gleichzeitig mehrere Verbundfäden 10 herstellen zu können. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Aufwickeleinrichtung 21 insgesamt vier Wickelstellen 23.1 bis 23.4 auf, um insgesamt vier Verbundfäden 10 parallel zu den Spulen 25.1 bis 25.4 zu wickeln. Die Spulen 25.1 bis 25.4 werden an der ersten Spulspindel 22.1 gewickelt, die auskragend an einem Spulrevolver 24 gehalten ist. Der Spulenrevolver 24 trägt eine zweite Spulspindel 22.2, die zum kontinuierlichen Wickeln der Verbundfäden abwechselnd genutzt wird, um die Spulen zu erzeugen. Zum Aufwickeln der Spulen 25.1 bis 25.4 wirkt die jeweilige Spulspindel 22.1 oder 22.2 mit einer Andrückwalze 27 und einer Changiereinrichtung 26 zusammen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Zuführung der Verbundfäden über eine seitlich angeordnete Ablauf galette 20 und den Wickelstellen jeweils zugeordneten Umlenkrollen 28. Somit lässt sich eine im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Verteilung der Fäden reali- sieren.

Um nun die durch unterschiedliche Verstreckung erfolgten physikalischen Eigenschaften der Teilfäden 9.1 und 9.2 durch vorbestimmte Massenverhältnisse zu beeinflussen, könnte das Verteilermittel 3 der Spinn- düseneinrichtung 2 beispielsweise durch unterschiedliche Schmelzekanäle gebildet sein. Eine derartige Spinndüseneinrichtung 2 ist in einer Querschnittdarstellung in Fig. 2 dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Spinndüseneinrichtung 2 sind die Spinnmittel zum Extrudieren mehrerer Filament- bündel an einer Düsenplatte 40 ausgebildet. Die Düsenplatte 40 ist innerhalb eines zylindrischen Gehäuses 30 gehalten. Die Düsenplatte 40 weist zwei Gruppen von Düsenbohrungen 4.1 und 4.2 auf. Die Düsenbohrungen 5.1 der ersten Gruppe von Düsenbohrungen 4.1 sind in ihren Öffnungsquerschnitten und in ihrer Anzahl identisch zu den Düsenbohrungen 5.2 der zweiten Gruppe von Düsenbohrungen 4.2. Die Düsenbohrungen 5.1 und 5.2 sind hierzu an einer hier nicht näher dargestellten halbmondförmigen Austrittsfläche der Düsenplatte 40 gleichmäßig verteilt.

Innerhalb des Gehäuses 30 stützt sich an der Düsenplatte 40 eine Filterplatte 36 ab, die gemeinsam mit der Düsenplatte 40 zwei sich unmittelbar oberhalb der Düsenbohrungen 5.1 und 5.2 erstreckenden Sammelkam- mern 41.1 und 41.2 bilden. Die Sammelkammern 41.1 und 41.2 sind jeweils über mehrere Verteilerbohrungen 39 mit einer korrespondierenden Filterkammer 37.1 und 37.2 verbunden. Innerhalb der Filterkammer 37.1 und 37.2 ist jeweils ein Filterelement 38.1 und 38.2 gehalten. Die Filterkammern 37.1 und 37.2 erstrecken sich bis zu einer Oberseite der Filterplatte 36. An der Oberseite der Filterplatte 36 schließt sich eine Adapterplatte 31 an. Die Adapterplatte 31 ist über einen Fixierring 42 in dem Gehäuse 30 gehalten. Der Fixierring 42 wirkt dabei mit einem am Ende des Gehäuses 30 ausgebildeten Fixiergewinde 43 zusammen. Im mittleren Bereich weist die Adapterplatte 31 einen Anschlussstutzen 46 auf, der über ein Befestigungsgewinde 32 lösbar mit dem Düsenträger 1 verbunden ist. Der Anschlussstutzen 46 weist einen mittleren Schmelzeeinlass 34 auf, der mit dem Schmelzeanschluss 29 des Düsenträgers 1 zusammenwirkt. Hierbei ist zwischen dem Düsenträger 1 und der Adapterplatte 31 eine Dichthülse 33 vorgesehen. Innerhalb der Adapterplatte 31 mündet der Schmelzeeinlass 34 in zwei Schmelzekanäle 35.1 und 35.2, die in den Fil- terkammern 37.1 und 37.2 einmünden. Der Schmelzekanal 35.1 verbindet somit den Schmelzeeinlass 34 mit der Filterkammer 37.1. Der Schmelzeeinlass 34 ist über den Schmelzekanal 35.2 mit der Filterkammer 37.2 verbunden. Die Schmelzekanäle 35.1 und 35.2 bilden in diesem Ausführungsbeispiel das Verteilermittel 3, durch welches die zugeführte Polymer schmelze in zwei ungleich große Volumenströmen aufgeteilt wird. Um ein bestimmtes Verhältnis zwischen den Volumenströmen zu erzeugen, weist der Schmelzekanal 35.1 einen freien Öffnungsquerschnitt auf, der kleiner ist als der Öffnungsquerschnitt des Schmelzekanals 35.2. somit werden durch die Schmelzekanäle 35.1 und 35.2 ungleichgroße Vo- lumenströme der Polymerschmelze erzeugt und unmittelbar den Filterkammern 37.1 und 37.2 zugeführt. Von den Filterkammern 37.1 und 37.2 werden die beiden Volumenströme der Polymerschmelze separat über mehrere Verteilbohrungen 39 der Filterplatte 36 in die Sammelkammern

41.1 und 41.2 geleitet. Aus den Sammelkammern 41.1 und 41.2 werden die Teilschmelzeströme separat durch die zugeordneten Düsenbohrungen 5.1 und 5.2 der beiden Düsenbohrungsgruppen 4.1 und 4.2 zu Fila- menten extrudiert.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der durch die Spinnpumpe 6 erzeugte Hauptschmelzestrom unter Druck der Spinndüseneinrichtung 2 zugeführt. In der Spinndüseneinrichtung 2 tritt der Hauptschmelzestrom über den Schmelzeanschluss 29 und den Schmelzeeinlass 34 ein, um dann durch die Schmelzekanäle 35.1 und

35.2 in einem vorbestimmten Verhältnis aufgeteilt zu den Filterkammern 37.1 und 37.2 geführt zu werden. Somit wird über den Schmelzekanal 35.1 ein kleiner Volumenstrom und durch den Schmelzekanal 35.2 ein großer Volumenstrom der Polymer schmelze erzeugt. Nach der Filtrierung der Volumenströme durch die Filterelemente 38.1 und 38.2 werden diese den Gruppen von Düsenbohrungen 4.1 und 4.2 zugeführt und zu den beiden Filamentbündeln 8.1 und 8.2 extrudiert. Der Schmelzedurchsatz beim Extrudieren des Filamentbündels 8.1 ist dabei geringer als der Schmelzedurchsatz beim Extrudieren der Filamentbündel 8.2, so dass die aus dem Filamentbündel 8.1 und 8.2 gebildeten Teilfäden 9.1 und 9.2 unterschiedliche Fadentiter aufweisen.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird der Teilfaden 9.1 über die Abzugsgalette 11 und die Streckgalette 17 zu einem teilverstreckten Faden einen sogenannten POY-Faden verstreckt. Der Teilfaden 9.2 wird dagegen durch die Abzugsgaletteneinheit 12 und die Streckgaletteneinheit 18 zu einem voll- verstreckten Faden einen sogenannten FDY-Faden geführt, so dass der Verbundfaden 10 aus unterschiedlich verstreckten Filamentbündeln ge- bildet ist. In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spinndüseneinrichtung 2 gezeigt, wie sie beispielsweise in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 einsetzbar wäre. Das Ausführungsbeispiel der Spinndüseneinrichtung 2 nach Fig. 3 ist in einer Querschnittansicht dargestellt, wobei der Aufbau im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel der Spinndüseneinrichtung nach Fig. 2 ist und insoweit nur die Unterschiede nachfolgend erläutert werden.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 30 der Spinndüseneinrichtung 2 über ein Befestigungsgewinde mit einem Ende unmittelbar mit dem Düsenträger 1 verschraubt. Hierbei wird eine in dem Gehäuse 30 gehaltene Adapterplatte 31 an einen Anschlussstut- zen 46 des Düsenträgers 1 gehalten. Der Anschlussstutzen 46 weist den Schmelzeanschluss 29 auf, der mit einem Schmelzeeinlass 34 in der Adapterplatte 31 zusammenwirkt. Die Trennfuge zwischen dem Düsenträger 1 und der Adapterplatte 31 ist durch eine Dichthülse 33 gedichtet. Innerhalb der Adapterplatte 31, die über einen Fixierring 42 in dem Gehäuse 30 gehalten ist, münden zwei mit gleichen Strömungsquerschnitten ausgebildete Schmelzekanäle 35.1 und 35.2 mit einem Ende in den Schmelzeeinlass 34 und mit dem gegenüberliegenden Ende in eine nachfolgende Filterkammer 37.1 und 37.2 der Filterplatte 36. So ist der Schmelzekanal 35.1 der Filterkammer 37.1 zugeordnet und der Schmelzekanal 35.2 mündet in die Filterkammer 37.2. Innerhalb der Filterkammer sind die Filterelemente 38.1 und 38.2 angeordnet. Die Filterelemente 38.1 und 38.2 sind in diesem Ausführungsbeispiel aus unterschiedlichen Filtermaterialien oder mit unterschiedlichen Filtermaterial- dichten hergestellt, so dass die Filterelemente 38.1 und 38.2 ungleich große Fließwiderstände aufweisen. Die dadurch erzeugten unterschiedlichen Druckdifferenzen führen zu ungleich großen Volumenströmen in den Filterkammern 37.1 und 37.2. So können je nach Ausbildung der Filtermaterialien ungleiche Volumenströme erzeugt werden, die in die Sammelkammer 41.1 und 41.2 eingeleitet werden. Das Ausführungsbeispiel der in Fig. 3 dargestellten Spinndüseneinrichtung 2 wäre somit ebenfalls geeignet, um Filamentbündel mit mehreren Gruppen von Düsenbohrungen zu extrudieren, die zu Teilfäden mit unterschiedlichen Fa- dentitern verstreckt werden.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spinndüseneinrich- tung gezeigt, die zum Extrudieren mehrerer Filamentbündel mit ungleich großen Fadentitern geeignet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Spinndüseneinrichtung ist nur eine Ansicht der Unterseite der Spinndüseneinrichtung 2 gezeigt. Die Spinndüseneinrichtung 2 könnte hierbei identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 oder Fig. 3 oder als eine Kombination der beiden Ausführungsbeispiele mit einer Adapterplatte mit identischen Schmelzekanälen und mit einer Filterplatte mit identischen Filterelementen ausgeführt sein.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Spinndüsenein- richtung 2 wirken die Öffnungsquerschnitte der Düsenbohrungen 5.1 und 5.2 als Verteilermittel 3 zur Erzeugung ungleichmäßiger Volumenströme. So ist in Fig. 4 die Unterseite der Düsenplatte 40 gezeigt, die die beiden Gruppen von Düsenbohrungen 4.1 und 4.2 enthält. Die Düsenbohrungen 5.1 der ersten Düsenbohrungsgruppe 4.1 und die Düsenbohrungen 5.2 der zweiten Düsenbohrungsgruppe 4.2 weisen jeweils unterschiedliche Öffnungsquerschnitte auf. Die Anzahl der Düsenbohrungen 5.1 und die Anzahl der Düsenbohrungen 5.2 ist in diesem Ausführungsbeispiel identisch. Die Düsenbohrungen 5.1 ermöglichen somit nur eine Extrusion von feinen Filamenttitern, so dass gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 das Filamentbündel 8.1 aus relativ feinen Filamenttitern und das Filamentbündel 8.2 aus relativ dicken Filamenten erzeugt werden. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Spinndüseneinrichtung 2 könnte zusätzlich auch die Anzahl der Düsenbohrungen 5.1 und 5.2 variiert werden. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass die Düsenbohrungen 5.1 und 5.2 in ihren Öffnungsquerschnitten gleich groß ausgebildet sind. Insoweit werden die unterschiedlichen Fadentiter der Teilfäden 9.1 und 9.2 durch die unterschiedliche Anzahl der Filamente pro Filamentbündel 6.1 und 6.2 definiert.

Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele der Spinndü- seneinrichtung 2 sind nur einige Möglichkeiten, um innerhalb der Spinndüseneinrichtung einen zentral zugeführten Hauptschmelzestrom in zwei oder mehrere ungleichmäßige Volumenströme aufzuteilen. Grundsätzlich sind alle an der Schmelzeführung beteiligten Elemente und Bauteile innerhalb einer Spinndüseneinrichtung geeignet, um eine ungleichmäßige Aufteilung des Volumenstroms zu erzeugen. Wesentlich hierbei ist, dass innerhalb einer Spinnposition mit einer Spinnpumpe eine Mehrzahl von Filamentbündeln extrudierbar sind, die jeweils zu unterschiedlichen Teilfäden verstreckbar sind.

Bezugszeichenliste

1 Düsenträger

2 Spinndüseneinrichtung 3 Verteilermittel

4.1, 4.2 Gruppe von Düsenbohrungen

5.1 Düsenbohrung erste Gruppe

5.2 Düsenbohrung zweite Gruppe 6 Spinnpumpe

7 Pumpenantrieb

8.1 Filamentbündel erste Gruppe 8.2 Filamentbündel zweite Gruppe

9.1, 9.2 Teilfäden

10 Verbundfaden

11 Abzugsgalette

12 Abzugsgaletteneinheit 13 Kühlvorrichtung

14 Kühlzylinder

15 Druckkammer

16 Luftanschluss

17 Streckgalette

18 Streckgaletteneinheit

19 Verwirbelungseinrichtung 20 Ablaufgalette

21 Aufwickeleinrichtung

22.1, 22.2 Spulspindel

23.1, 23.2, 23.3, 23.4 Wickelstellen

24 Spulrevolver

25.1, 25.2, 25.3, 25.4 Spulen

26 Changiereinrichtung

27 Andrückwalze 28 Umlenkrollen 29 Schmelzeanschluss 30 Gehäuse

31 Adapterplatte 32 Befestigungsgewinde 33 Dichthülse

34 Schmelzeeinlass

35.1, 35.2 Schmelzekanal

36 Filterplatte

37.1, 37.2 Filterkammer 38.1, 38.2 Filterelement

39 Verteilbohrungen 40 Düsenplatte

41.1, 41.2 Sammelkammer

42 Fixierring

43 Fixiergewinde

44 Dichtungen

45 Schmelzezulauf

46 Anschlussstutzen

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Schmelz spinnen eines aus mehreren Filament- bündeln gebildeten Verbundfadens, mit mehreren Spinnmitteln (2, 4.1; 4.2) zum Extrudieren mehrerer Filamentbündel (8.1; 8.2) und mit mehreren Abzugs- und Verstreckmitteln (11,12,1718), durch welche die Filamentbündel (8.1, 8.2) als Teilfäden (9.1, 9.2) mit unterschiedlichen Verstreckungen herstellbar sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Spinnmittel durch eine Spinndüseneinrichtung (2) mit mehreren Gruppen von Düsenbohrungen (4.1, 4.2) an einer Düsenplatte (40) gebildet sind und dass die Spinndüseneinrichtung (2) zumindest ein Verteilermittel (3) zur Erzeugung ungleicher Volumenströme aus einer Polymerschmelze aufweist, mit denen die Filamentbündel (8.1, 8.2) parallel extrudierbar sind.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verteilermittel (3) durch mehrere Schmelzkanäle (35.1, 35.2) gebildet ist, welche jeweils eine der Gruppen der Düsenbohrungen (4.1, 4.2) mit einem Schmelzeanschluss (29) verbinden und welche mit gleich großen oder ungleich großen Strömungsquerschnitten ausgeführt sind.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verteilermittel (3) durch mehrere Filterelemente (38.1, 38.2) gebildet ist, die innerhalb separater Filterkammern (37.1, 37.2) angeordnet sind und gleich große oder ungleich großen Fließwiderstände aufweisen, wobei die Filterkammern (37.1, 37.2) mit den Gruppen von Düsenbohrungen (4.1, 4.2) verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verteilermittel (3) durch eine Anzahl der Düsenbohrungen (5.1, 5.2) und/oder einen Öffnungsquerschnitt der Düsenbohrungen (5.1, 5.2) gebildet ist, wobei die Gruppen der Düsenbohrungen (4.1, 4.2) in Anzahl der Düsenbohrungen (5.1, 5.2) und/oder in den Öffnungsquerschnitten der Düsenbohrungen (5.1, 5.2) gleich oder ungleich ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Spinnpumpe (6) vorgesehen ist, die einlassseitig mit einer Schmelzequelle (45) und auslassseitig mit dem der Spinndüseneinrichtung (2) zugeordneten Schmelz eanschluss (29) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Spinndüseneinrichtung (2) zur Aufnahme der Düsenplatte (40) ein Gehäuse (30) aufweist und dass das Gehäuse (30) lösbar mit einem Düsenträger (1) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuse (30) oberhalb der Düsenplatte (40) eine Filterplatte (36) umschließt und dass die Filterplatte (36) oberhalb der Gruppen von Düsenbohrungen (4.1, 4.2) die Filterkammern (37.1, 37.2) mit den Filterelementen (38.1, 38.2) hält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,

dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (30) gegenüber dem Düsenträger (1) eine Adapterplatte (31) aufweist, die einen oberen Schmelzeeinlass (34), der mit dem Schmelzeanschluss (29) zusammenwirkt, und die in die Filterkammer (37.1, 37.2) der Filterplatte (36) mündenden Schmelzkanäle (35.1, 35.2) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuse (30) und/oder die Adapterplatte (31) ein Befestigungsgewinde (32) aufweist, das mit einem Gegengewinde an dem Düsenträger (1) zusammenwirkt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Abzugs- und Verstreckmittel durch mehrere angetrieben Galetten (11, 12, 17, 18) gebildet sind, wobei zumindest eine Abzugsgalette (11) zum Aufnehmen der Filamentbündel vorgesehen ist.