Verfahren und Vorrichtung zum Spinnen von thermoplastischen Fäden

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spinnen von thermoplastischen Fäden gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und dem Oberbegriff von Anspruch 13.

[0002] Ein derartiges Verfahren ist bekannt und z.B. im Konferenz-Einzelbericht zur 33. Internationalen Chemiefasertagung, Dornbirn, 1994, Seiten 1 - 11, beschrieben. Bei dem bekannten Verfahren werden die Additive, beispielsweise zur UV-Stabilisierung oder zum Spinnfärben, durch einen Zusatzextruder der Schmelze im Hauptextruder zugeführt. Die Einspeisung der Additive erfolgt dabei am Ende des Hauptextruders in einen dynamischen Mischer. Von dort gelangt die Schmelze über eine Schmelzeleitung zu einer Spinnstelle, die eine Spinnpumpe und eine Spinndüse aufweist.

[0003] Bei Spinnanlagen versorgt der Hauptextruder eine in einem Spinnbalken angeordnete Spinnstelle mit mehreren Spinndüsen gleichzeitig. Dabei wird die Schmelze von dem Hauptextruder zu einer Verteilerpumpe geleitet. Eine derartige Verteilerpumpe, wie aus der WO 94/19516 bekannt, teilt den Hauptschmelzestrom in mehrer Einzelteilströme und führt diese jeweils zu einer Spinndüse.

[0004] Die DE-24 30 533 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Polyesterfadens, bei dem geschmolzenes Polyester und geschmolzenes Polyäther-Polyesterblockmischpolymer in einer Spinndüse vereint werden. Die US 4,617,235 offenbart ein Verfahren zum Spinnen von thermoplastischen Fäden, bei dem ein Additiv und der Hauptschmelzstrom innerhalb einer Spinndüse vereint werden.

[0005] Bei dem bekannten Verfahren tritt das Problem auf, daß beim Wechsel der Additive beispielsweise beim Farbwechsel hohe Ausfallzeiten an der Anlage entstehen. Um die neue Fadenqualität spinnen zu können, muß die Anlage vom Ende des Hauptextruders bis zur Spinnstelle gespült werden.

[0006] Zudem weisen derartige Spinnanlagen den Nachteil auf, daß die gesamte Spinnanlage gleichzeitig nur Fäden mit einer typischen Schmelzezusammensetzung herstellen kann.

[0007] Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie die zur Anwendung des Verfahrens geeigneten Vorrichtungen derart weiterzubilden, daß physikalisch und chemisch gleiche Bedingungen der Schmelze in den unterschiedlichen Spinndüse gewährleistet werden und eine Beimengung der Additive so spät wie möglich in der Verarbeitungsfolge der Schmelze erfolgen kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das Verfahren sowie die Vorrichtung so zu gestalten, daß die Spinnanlage mit maximaler Flexibilität betrieben werden kann.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Nebenstrom mit dem Additiv und der Hauptschmelzestrom innerhalb des Spinnbalkens vereint werden. Der besondere Vorteil hierbei liegt in der geringen Verweilzeit und der damit verbundenen geringen Temperaturbelastung der Additive. Hierdurch können auch temperaturkritische Additive verarbeitet werden. Zudem lassen sich dadurch kurze Wechselzeiten bei Additivveränderung verwirklichen.

[0009] Die Verfahrensvariante nach Anspruch 2 besitzt zudem den Vorteil, daß eine hohe Flexibilität der Spinnanlage erzielt wird. Obwohl alle Spinnstellen von einem Hauptextruder versorgt werden, kann jede einzelne Spinnstelle individuell hinsichtlich der Additivbeimengung betrieben werden. Die Zusammenführung des Nebenstroms und des Hauptschmelzestroms erfolgt hierbei vorteilhaft in dem Mischer der Spinnstelle. Dadurch wird eine hohe Verteilungsgleichmäßigkeit auch bei großen Viskositätsunterschieden zwischen Polymer und Zusätzen erreicht. Das Verfahren besitzt zudem den Vorteil, daß geringste Mengen des Additivs genau und reproduzierbar dem Hauptschmelzestrom zudosiert werden können.

[0010] Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht gemäß Anspruch 4 und 5 vor, daß der Nebenstrom innerhalb des Spinnbalkens erzeugt wird. Hierbei wird gleichzeitig die Wärmeenergie des Spinnbalkens zur Wärmebehandlung des Additivs genutzt. Somit ist diese Verfahrensvariante insbesondere für Additive, die in schmelzbarer Konsistenz vorliegen, geeignet.

[0011] Die Verfahrensvariante nach Anspruch 6 ist insbesondere von Vorteil, wenn andere Polymer-Werkstoffe oder ein Masterbatch dem Hauptschmelzestrom beigemengt werden müssen. Die Aufschmelzenergie wird wiederum aus der Spinnbalkenbeheizung gewonnen.

[0012] Zur Druckregelung ist es vorteilhaft, wenn der Nebenstrom bei Austritt aus dem Nebenextruder mittels einer Förderpumpe gefördert wird. Hierbei kann der Nebenextruder mit geringem Druckniveau betrieben werden, was sich günstig auf den Verschleiß auswirkt.

[0013] Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Pumpenvordruck der Förderpumpe über ein radiales Schneckenspiel des Nebenextruders eingestellt wird. Damit läßt sich vorteilhaft der Füllgrad der Pumpe konstant halten. Das Schneckenspiel ist hierbei als Spalt zwischen dem Außendurchmesser der Schnecke des Nebenextruders und dem Innendurchmesser der Zylinderwandungen des Nebenextruders definiert. Bei dieser Ausführung hat die Förderpumpe immer genügend Schmelze zur Verfügung.

[0014] Um eine gleichbleibende Auslastung des Nebenextruders zu erhalten, ist die Verfahrensvariante von Vorteil, bei welcher das Additiv oder Granulat dosiert zugeführt wird. In diesem Fall wird der Füllgrad der Pumpe durch den Durchsatz des Nebenextruders bestimmt.

[0015] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Einspeiseinrichtung zur Erzeugung des Additiv-Nebenstroms direkt durch eine Zuführleitung mit dem Spinnbalken verbunden ist. Dadurch werden sehr kurze Wege zwischen der Einspeiseeinrichtung und der Spinnstelle realisiert, so daß kurze Spülzeiten erreicht werden.

[0016] Die Weiterbildung der Vorrichtung gemäß Anspruch 12 führt zu einer hohen Flexibilität der Spinnanlage. So bewirken Störungen in der Einspeiseinrichtung an einer einzelnen Spinnstelle keine größeren Unterbrechungen der Gesamtanlage.

[0017] Vorteilhaft mündet die Zuführleitung in den Mischer der Spinnstelle, so daß ein gleichmäßiges Vermengen von Nebenstrom und Hauptschmelzestrom gewährleistet ist.

[0018] Gemäß Anspruch 14 ist die Vorrichtung derart gestaltet, daß die Additive während der Zuführung gleichmäßig temperiert werden können.

[0019] Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 15 und 16 besitzt den Vorteil, daß die Beheizung des Nebenextruders durch den Spinnbalken gewährleistet ist. Diese Vorrichtung ist insbesondere dazu geeignet, um geringe Mengen eines zusätzlichen Polymer-Werkstoffes aufzuschmelzen und dem Hauptschmelzestrom zuzuführen.

[0020] Die Weiterbildung der Vorrichtung gemäß Anspruch 18 besitzt den Vorteil, daß der Nebenextruder einen geringeren Druck erzeugen muß, so daß damit die Extruderteile weniger schnell verschleissen.

[0021] Hierbei ist die Anordnung gemäß Anspruch 19 vorteilhaft, um mit einem Motor sowohl die Extruderschnecke als auch die Förderpumpe anzutreiben.

[0022] Die Weiterbildung der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 22 und 23 bietet den Vorteil, daß jede Spinnstelle individuell betrieben werden kann. Selbst bei Ausfall einer Spinnstelle ergeben sich keine Ausfallzeiten der Spinnanlage.

[0023] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

[0024] Im Nachfolgenden werden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

[0025] Es stellen dar:

Fig. 1

schematisch eine Spinnanlage zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2

ein weiters Ausführungsbeispiel einer Spinnanlage;

Fig. 3

ein weiters Ausführungsbeispiel einer Spinnanlage;

Fig. 4

Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Zusammenführung des Hauptschmelzestroms und des Nebenstroms;

Fig. 5

schematisch einen erfindungsgemäßen Spinnbalken mit integriertem Nebenextruder;

Fig. 6

schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spinnbalkens;

Fig. 7

schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spinnbalkens.

[0026] In Fig. 1 ist schematisch eine Spinnanlage zum Spinnen thermoplastischer Fäden gezeigt. Das thermoplastische Material wird durch eine Fülleinrichtung 3 dem Extruder 1 aufgegeben. Der Extruder 1 ist durch einen Motor 4 angetrieben. In dem Extruder 1 wird das thermoplastische Material aufgeschmolzen. Hierzu dient zum einen die Verformungsarbeit (Scherenergie), die durch den Extruder 1 in das Material eingebracht wird. Zusätzlich ist eine Heizeinrichtung (hier nicht gezeigt) vorgesehen. Durch die Schmelzeleitung 7 gelangt die Schmelze zu einer Spinnstelle 24. Die Spinnstelle 24 wird hierbei durch einen Mischer 10, einer Verteilerpumpe 11 und mehrere Spinndüsen 9 gebildet, die in einem Spinnbalken 8 angeordnet sind und mit einer Wärmeträgerflüssigkeit oder Dampf beheizt werden. Die Schmelzeleitung 7 ist mit dem Mischer 10 verbunden. Ein Nebenextruder 2 ist mit seinem Extruderzylinder 13 teilweise im Spinnbalken 8 angeordnet. Der Nebenextruder wird über die Fülleinrichtung 6 beschickt. Der Antrieb des Nebenextruders 2 erfolgt durch den Motor 5. Innerhalb des Spinnbalkens 8 ist der Nebenextruder 2 über die Zuführleitung 14 mit dem Mischer 10 verbunden. Damit können die über die Fülleinrichtung 6 eingegebenen Additive als vom Nebenextruder erzeugter Nebenstrom durch die Zuführleitung zum Mischer 10 gelangen. Im Mischer 10 erfolgt eine Vermischung des aus der Schmelzeleitung 7 austretenden Hauptschmelzestroms und des Nebenstroms. Nach der Vermischung wird die Schmelze der Verteilerpumpe 11 zugeführt. Die Anordnung des Nebenextruders 2 ist hierbei derart gewählt, daß die zur Aufschmelzung der Additive benötigte Energie aus der Heizung des Spinnbalkens 8 entnommen wird. In der Verteilerpumpe 11 wird der Hauptschmelzestrom in mehrere Einzelschmelzeströme aufgeteilt und über die Schmelzeverteilerleitungen 15 zu den einzelnen Spinndüsen 9 geleitet. Die Spinndüsen 9 sind als Runddüsen mit bis zu 150.000 Düsenlöchern ausgeführt. Die Spinndüsen 9 spinnen die Polymerschmelze zu Filamenten. Das Filamentbündel 17 wird sodann durch den Blasschacht 16 geführt und mittels einem Luftstrom gleichmäßig gekühlt. Am Ende des Blasschachtes 16 wird das Filamentbündel mittels der Präparationseinrichtung 19 zu einem Faden 18 zusammengeführt. Der Faden 18 wird sodann in das Streckwerk 20 geführt. Das Streckwerk 20 weist zwei mehrfach umschlungene Galetten mit jeweils einer Überlaufrolle auf. Nach der Verstreckung wird der Faden 18 sodann in der Aufwicklung 21 zu einer Spule aufgewickelt.

[0027] In Fig. 2 ist ein weiters Ausführungsbeispiel einer Spinnanlage gezeigt. Hierbei wird die durch den Extruder 1 aufgeschmolzene Polymerschmelze über die Schmelzeleitung 7 zu einem Filter 22 geführt. Im Filter 22 erfolgt eine Aufteilung des Hauptschmelzestroms auf die Einzelschmelzeleitungen 23.1, 23.2, 23.3 und 23.4. Jede der Einzelschmelzeleitungen leitet den Schmelzestrom zu jeweils einer Spinnstelle 24.1 bis 24.4. Die Spinnstellen 24.1 bis 24.4 sind in einem Spinnbalken 8 angeordnet. Der Spinnbalken 8 ist diphylbeheizt. Jede der Spinnstellen 24.1 bis 24.4 besteht jeweils aus einem Mischer 10, einer Verteilerpumpe 11 und den Spinndüsen 9. Jeder Spinnstelle 24.1 bis 24.4 ist jeweils eine Einspeiseeinrichtung zugeordnet. Die Einspeiseeinrichtung weist eine Einfülleinrichtung 26 auf, die mit einer Pumpe 25 verbunden ist. Die Pumpe 25 wiederum ist über die Zuführleitung 14 mit dem Mischer 10 der jeweiligen Spinnstelle verbunden. Bei dieser Anordnung ist die Einspeiseeinrichtung im wesentlichen außerhalb der Spinnstelle bzw. des Spinnbalkens angeordnet. Diese Anlage ist daher besonders geeignet für temperaturempfindliche Additive, die eine nur geringe Verweilzeit bei höherer Temperatur standhalten. Zudem erfordert diese Spinnanlage kurze Umstellzeiten, da keine Spülung der Verteilerleitungen zwischen dem Hauptextruder und der Spinnstelle erforderlich ist. Mit der in Fig. 2 gezeigten Einspeiseeinrichtung werden vorteilhaft flüssige oder pulverförmige Additive dem Hauptschmelzestrom beigemengt.

[0028] In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spinnanlage gezeigt. Hierbei wird, wie bereits in Fig. 2 beschrieben, der Hauptschmelzestrom aufgeteilt und über die Einzelschmelzeleitungen 23 jeweils einer Spinnstelle 24 zugeführt. Zur Einspeisung der Additive ist hierbei ein Nebenextruder 2 vorgesehen, der die Additive in die Zuführleitung 14 einbringt. Von der Zuführleitung 14 zweigen jeweils zu einer Spinnstelle 24.1 und 24.2 die Parallelleitungen 27.1 und 27.2 ab, so daß der Nebenstrom sich aufteilt. Mit dieser Anordnung lassen sich mehrere Spinnstellen in einem Spinnbalken durch einen Nebenextruder versorgen.

[0029] In den Figuren 1 bis 3 erfolgt die Zusammenführung des Hauptschmelzestroms und des Nebenstroms in dem Mischer 10. In Fig. 4 ist hierzu ein Ausführungsbeispiel angegeben, wobei ein dynamischer Mischer zur Vermengung der beiden Ströme verwendet wird. Der dynamische Mischer ist hierbei mit der Verteilerpumpe kombiniert wie aus der WO 94/19516 bekannt. Insoweit wird auf diese Druckschrift Bezug genommen. Der Hauptschmelzestrom wird über die Schmelzeleitung 7 in eine Einlaßkammer 35 des Mischers geführt. Der Nebenstrom gelangt über die Zuführleitung 14 ebenfalls in die Einlaßkammer 35. Die Einlaßkammer 35 liegt fluchtend mit einer Antriebswelle 28 vor einem Gehäusedeckel 36 der Verteilerpumpe. Die Pumpenwelle 28 ist an dem in die Einlaßkammer 35 hineinragenden Ende als Mischwelle 37 ausgebildet. Von der Mischkammer 35 gelangt die Schmelze über die Teilkanäle 38 zur Verteilerpumpe. Die Verteilerpumpe wird durch zwei in parallelen Ebenen angeordnete durch eine Zwischenplatte 34 getrennte Planetenradsätze gebildet. Die Radsätze sind durch die Gehäuseplatten 32 und 33 eingekammert. Hierbei wird das Sonnenrad 29 über die Antriebswelle 28 angetrieben. Das Sonnenrad 29 kämmt mit den Planetenrädern 30 und 31. Der Schmelzestrom wird somit zu den Auslaßkanälen 39 gefördert.

[0030] In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines Spinnbalkens gezeigt, wie er in der Spinnanlage aus Fig. 1 oder Fig. 3 einsetzbar ist. Der Spinnbalken weist hierbei eine Spinnstelle mit den zwei Spinndüsen 9 auf. Die Spinndüsen 9 sind durch die Schmelzeverteilerleitungen 15 mit der Verteilerpumpe 11 verbunden. Die Verteilerpumpe 11 weist hierbei ein angetriebenes Sonnenrad 29 sowie die Planetenräder 30 und 31 auf. Konzentrisch zur Antriebswelle 28 der Pumpe 11 ist die Einlaßkammer 35 des Mischers 10 gebildet. An der Antriebswelle 28 sind die Mischeinrichtungen 43 innerhalb der Einlaßkammer 35 angeordnet. Die Antriebswelle 28 endet außerhalb des Spinnbalkens und ist mit dem Motor 42 gekoppelt. Die Einlaßkammer 35 ist mit der Schmelzeleitung 7 verbunden. Zwischen der Verteilerpumpe 11 und dem Mischer 10 sind zwei Schmelzekanäle 44.1 und 44.2 ausgebildet. In die Einlaßkammer 35 mündet weiterhin noch die Zuführleitung 14.2. Die Zuführleitung 14.2 verbindet den Mischer 10 mit einer Förderpumpe 45. Die Förderpumpe ist innerhalb der Gehäuseplatte 33 angeordnet. Fluchtend zum Pumpenrad 41 ist eine Extruderschnecke 40 angeordnet. Die Extruderschnecke 40 und das Pumpenrad 41 sind miteinander verbunden. Die Extruderschnecke 40 ist in dem Extruderzylinder 13 des Nebenextruders 2 eingelassen. Der Extruderzylinder 13 ist mit der Fülleinrichtung 6 verbunden. Die Fülleinrichtung 6 weist eine Dosiereinrichtung 54 auf. Die Extruderschnecke endet außerhalb des Spinnbalkens und ist mit dem Motor 5 gekoppelt. Der Spinnbalken 8 ist beispielsweise diphylbeheizt.

[0031] Bei dieser Anordnung gelangt der Hauptschmelzestrom durch die Zuführleitung 7 in die Einlaßkammer 35 des Mischers 11. Gleichzeitig wird ein über die Fülleinrichtung 6 dosiert beigemengtes Additiv durch den Nebenextruder 2 aufgeschmolzen und homogenisiert. Sodann gelangt dieser erzeugte Nebenstrom über den Zuführkanal 14.1 zur Förderpumpe 45. Durch die Dosierung des Additivs wird der Füllgrad der Förderpumpe 45 gesteuert bzw. konstant gehalten. Die Förderpumpe fördert den Nebenstrom sodann über die Zuführleitung 14.2 zur Einlaßkammer 35 des Mischers 10. Im Mischer 10 erfolgt die Vermengung des Hauptschmelzestroms mit dem Nebenstrom. Anschließend wird der vermengte Schmelzestrom über die Schmelzekanäle 44.1 und 44.2 zu der Verteilerpumpe geleitet. Die Verteilerpumpe wirkt als doppelte Einzelpumpe, die jeweils mit einer der beiden Spinndüsen 9 durch die Schmelzeverteilerleitung 15 verbunden ist.

[0032] Um den Füllgrad der Förderpumpe 45 konstant zu halten, ist es auch möglich, die Plastifizierschnecke des Nebenextruders so auszuführen, daß sich der Pumpenvordruck über das Schneckenspiel bzw. über einen konischen Spalt im Nebenextruder selbst reguliert. Damit hat die Pumpe automatisch immer genügend Schmelze.

[0033] Eine weitere Möglichkeit, den Füllgrad der Förderpumpe zu beeinflussen, besteht darin, den Pumpenvordruck als Signal für die Dosiereinstellung in der Fülleinrichtung zu verwenden. Dabei weist der Nebenextruder einen variablen Füllgrad auf.

[0034] In Fig. 6 ist ein modifizierter Spinnbalken im Vergleich zu dem Spinnbalken aus Fig. 5 gezeigt. Hierbei ist die Einspeiseinrichtung durch eine Pumpe 25 gebildet, die über die Fülleinrichtung 6 mit einem Einspeisekanal 48 verbunden ist. Der Einspeisekanal 48 und die Pumpe 25 sind innerhalb des Spinnbalkens 8 angeordnet. Die Pumpe 25 ist als Zahnradpumpe mit den Pumpenrädern 41 und 49 ausgebildet. Das Pumpenrad 41 wird über die Antriebswelle 50 und dem Motor 5 angetrieben. Der damit erzeugte Nebenstrom wird über die Zuführleitung 14 dem Mischer 10 zugeführt.

[0035] Hinsichtlich der Vermengung des Hauptschmelzestroms mit dem Nebenstrom sowie der baulichen Anordnung der Spinnstelle wird auf die Beschreibung zu Fig. 5 Bezug genommen.

[0036] In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spinnbalkens gezeigt, wie beispielsweise in der Spinnanlage aus Fig. 1 oder Fig. 3 einsetzbar. Da der Spinnbalken aus Fig. 7 eine Modifikation des Spinnbalkens aus Fig. 5 darstellt, wird insoweit auf die Beschreibung zu Fig. 5 Bezug genommen, und an dieser Stelle werden nur die Abweichungen beschrieben. Der Mischer 10 ist auf der vom Antrieb abgewandten Seite der Verteilerpumpe 11 angeordnet. Die Antriebswelle 28, die von dem außerhalb des Spinnbalkens 8 angeordneten Motor 42 angetrieben wird, ist derart verlängert, daß das gegenüberliegenden Ende der Pumpenantriebswelle als Mischerwelle 37 ausgeführt ist und in die Mischkammer 35 hineinragt. In die Mischerkammer 35 mündet die Schmelzeleitung 7. Die Zuführleitung 14.2 verbindet die Förderpumpe 45 mit der Schmelzeleitung 7, so daß der Nebenstrom und der Hauptstrom gemeinsam durch eine Eintrittsöffnung in die Mischerkammer 35 eintreten. Die Förderpumpe 45 ist über die Zuführleitung 14.1 mit dem Nebenextruder 2 verbunden. Die Förderpumpe sowie der Nebenextruder sind derart angeordnet, daß die Antriebswelle 50 der Förderpumpe 45 und die Welle 52 der Extruderschnecke 40 gemeinsam mit einem Getriebe 51 angetrieben werden. Das Getriebe 51 ist über eine Antriebswelle 53 mit dem Motor 5 verbunden.

[0037] Grundsätzlich ist die Einspeiseeinrichtung in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 auch mit der Mischeranordnung aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 kombinierbar.

[0038] In den Fällen, bei denen die Einspeiseeinrichtung im Spinnbalken integriert ist, wird die erforderliche Wärmeenergie z.B. zum Plastifizieren eines Farb-Masterbatch aus der Beheizung des Spinnbalkens gewonnen. Es ist jedoch ebenfalls möglich, eine Zusatzheizung, insbesondere Heizbänder, für den Nebenextruder einzusetzen.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0039] 

1

Extruder

2

Nebenextruder

3

Fülleinrichtung

4

Motor

5

Motor

6

Fülleinrichtung

7

Schmelzeleitung

8

Spinnbalken

9

Spinndüse

10

Mischer

11

Verteilerpumpe

12

Extruderzylinder

13

Extruderzylinder

14

Zuführleitung

15

Schmelzeverteilerleitung

16

Blasschacht

17

Filamentbündel

18

Faden

19

Präparationseinrichtung

20

Streckwerk

21

Aufwicklung

22

Filter

23

Einzelschmelzeleitungen

24

Spinnstelle

25

Pumpe

26

Einfülleinrichtung

27

Parallelleitung

28

Antriebswelle

29

Sonnenrad

30

Planetenrad

31

Planetenrad

32

Gehäuseplatte

33

Gehäuseplatte

34

Zwischenplatte

35

Einlaßkammer/Mischkammer

36

Gehäusedeckel

37

Mischerwelle

38

Teilkanäle

39

Auslaßkanal

40

Extruderschnecke

41

Pumpenrad

42

Motor

43

Mischeinrichtung

44

Schmelzekanal

45

Förderpumpe

46

Heizkasten

47

Einspeiseeinrichtung

48

Einspeisekanal

49

Pumpenrad

50

Antriebswelle

51

Getriebe

52

Welle

53

Antriebswelle

54

Dosiereinrichtung

Ansprüche

1. Verfahren zum Spinnen von thermoplastischen Fäden, bei welchem ein Hauptschmelzestrom durch einen Extruder erzeugt wird und einem Spinnbalken mit einer Spinnstelle zugeführt wird, bei welchem die Spinnstelle einen Mischer, eine Verteilerpumpe und mehrere Spinndüsen aufweist, wobei die Schmelze innerhalb des Spinnbalkens mittels eines Heizmediums temperiert wird, und bei welchem ein Nebenstrom durch eine Einspeiseinrichtung (Pumpe,Extruder) zum Zweck einer Additiv-Beimengung erzeugt und dem Hauptschmelzestrom zugeführt wird, wobei der Hauptschmelzschrom durch die Verteilerpumpe aufgeteilt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nebenstrom und der Hauptschmelzestrom innerhalb des Spinnbalkens vor Aufteilung des Hauptschmelzstroms vereint werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vereinigung des Hauptschmelzestroms und des Nebenstroms in der Spinnstelle, insbesondere in dem Mischer erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mischer als statischer oder dynamischer Mischer ausführbar ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nebenstrom innerhalb des Spinnbalkens erzeugt wird.

5. Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nebenstrom innerhalb des Spinnbalkens erzeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nebenstrom durch einen Nebenextruder erzeugt wird, wobei der Nebenextruder zum Aufschmelzen eines Additives oder Granulats durch das Heizmedium des Spinnbalkens erwärmt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nebenstrom mittels einer dem Nebenextruder nachgeschalteten Förderpumpe gefördert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nebenenxtruder und die Förderpumpe gemeinsam durch einen Motor angetrieben werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Pumpenvordruck der Förderpumpe durch ein radiales Schneckenspiel des Nebenextruders bestimmt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Fülleinrichtung zur Zuführung des Additivs oder Granulats zum Nebenextruder vorgesehen ist, welche eine Dosierung des Additivs oder Granulats ermöglicht.

11. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hauptschmelzestrom zur Versorgung mehrerer Spinnstellen im Spinnbalken in mehrere Einzelschmelzströme aufgeteilt wird und daß der Nebenstrom jeweils mit einem der Einzelschmelzeströme vereint wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nebenstrom zur Versorgung mehrerer Spinnstellen im Spinnbalken in mehrere Teilströme aufgeteilt wird und daß jeweils einer der Teilströme mit einem der Einzelschmelzströme vereint wird.

13. Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 12,
mit einem Extruder (1) zur Erzeugung eines Hauptschmelzestroms, mit einer Schmelzeleitung (7), in der der Hauptschmelzestrom zu einem beheizten Spinnbalken (8) geführt wird,
mit einer im Spinnbalken (8) angeordnete Spinnstelle (24), die einen Mischer (10), eine Verteilerpumpe (11) und mehrere Spinndüsen (9) aufweist, wobei die Verteilerpumpe (11) den Hauptschmelzstrom aufteilt und den zugeordneten Spinndüsen (9) zuführt, und mit einer Einspeiseinrichtung (2, 25) (Extruder, Pumpe) zur Erzeugung eines Nebenstroms, der dem Hauptschmelzestrom zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einspeiseinrichtung (2, 25) durch eine Zuführleitung (14) mit dem Spinnbalken (8) verbunden ist, so daß der Nebenstrom und der Hauptstrom innerhalb des Spinnbalkens (8) vor Aufteilung des Hauptschmelzstroms zusammengeführt sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuführleitung (14) in der Spinnstelle (24), insbesondere in den Mischer (10) mündet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mischer (10) als statischer oder dynamischer Mischer ausgeführt ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuführleitung (14) innerhalb des Spinnbalkens (8) verläuft.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einspeiseeinrichtung als Nebenextruder (2) ausgeführt ist und
daß zumindest eine Teillänge des Nebenextruders (2) innerhalb des Spinnbalkens (8) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einspeiseeinrichtung als Nebenextruder (2) ausgeführt ist und
daß zumindest eine Teillänge des Nebenextruders (2) innerhalb des Spinnbalkens (8) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nebenenxtruder (2) zur Aufschmelzung eines Additives/ Granulats durch den beheizten Spinnbalken (8) erwärmbar ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Nebenextruder (2) und dem Mischer (10) in der Zuführleitung (14) eine Förderpumpe (45) angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Förderpumpe (45) und der Nebenextruder (2) koaxial derart angeordnet sind, daß die Extruderschnecke (40) und die Förderpumpe (45) durch einen Antrieb (5) antreibbar sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Förderpumpe (45) als Zahnradpumpe ausgeführt ist und daß ein Pumpenrad (41) mit der Extruderschnecke (40) gekoppelt ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Nebenextruder (2) mit einer Fülleinrichtung (6) zur Zuführung eines Additivs/Granulats verbunden ist und daß die Fülleinrichtung (6) eine Dosiereinrichtung (54) aufweist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Förderpumpe (45) als Mehrfachpumpe ausgeführt ist und daß die Zuführleitung (14) hinter der Mehrfachpumpe zur Versorgung mehrerer Spinnstellen (24.1, 24.2) im Spinnbalken (8) in mehrere Parallelleitungen (27.1, 27.2) aufgeteilt ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schmelzeleitung (7) zur Versorgung mehrerer Spinnstellen (24.1-24.4) in mehrere Einzelschmelzeleitungen (23.1-23.4) verzweigt, so daß jede Einzelschmelzleitung (23.1-23.4) mit einer Spinnstelle (24.1-24.2) verbunden ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuführleitung (14) zur Versorgung mehrerer Spinnstellen (24.1-24.2) in mehrere Parallelleitungen (27.1, 27.2) verzweigt, so daß jede Parallelleitung (27.1, 27.2) mit einer Spinnstelle (24.1, 24.2) verbunden ist.

Claims

1. Method for spinning thermoplastic filaments, in which a main melt stream is produced by an extruder and is fed to a spinning beam with a spinning station, wherein the spinning station has a mixer, a distributor pump and a plurality of spinnerets, the melt being tempered inside the spinning beam by means of a heating medium, and in which a auxiliary stream is produced by a feed mechanism (pump, extruder) for the purpose of mixing in additives and is fed to the main melt stream, the main melt stream being divided by the distributor pump, characterised in that the auxiliary stream and the main melt stream are combined inside the spinning beam prior to division of the main melt stream.

2. Method according to claim 1, characterised in that the main melt stream and the auxiliary stream are combined in the spinning station, in particular in the mixer.

3. Method according to claim 2, characterised in that the mixer can be designed as a static or dynamic mixer.

4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the auxiliary stream is produced inside the spinning beam.

5. Method according to the preamble of claim 1, characterised in that the auxiliary stream is produced inside the spinning beam.

6. Method according to claim 4 or 5, characterised in that the auxiliary stream is produced by a auxiliary extruder, the auxiliary extruder being heated by the heating medium of the spinning beam to melt an additive or granules.

7. Method according to any one of claims 4 to 6, characterised in that the auxiliary stream is conveyed by means of a feed pump connected downstream from the auxiliary extruder.

8. Method according to claim 7, characterised in that the auxiliary extruder and the feed pump are mutually driven by a motor.

9. Method according to claim 7 or 8, characterised in that a pump admission pressure of the feed pump is determined by a radial screw play of the auxiliary extruder.

10. Method according to claim 7 or 8, characterised in that a filling device allowing a metering of the additive or granules and for feeding the additive or granules to the auxiliary extruder is provided.

11. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the main melt stream for supplying a plurality of spinning stations in the spinning beam is divided into a plurality of single melt streams and in that the auxiliary stream is respectively combined with one of the single melt streams.

12. Method according to claim 11, characterised in that the auxiliary stream for supplying a plurality of spinning stations in the spinning beam is divided into a plurality of partial streams and in that one of the partial streams is respectively combined with one of the single melt streams.

13. Device for use of the method according to claim 1 to 12, with an extruder (1) for producing a main melt stream, with a melt line (7) in which the main melt stream is guided to a heated spinning beam (8), with a spinning station (24) arranged in the spinning beam (8), the spinning station (24) having a mixer (10), a distributor pump (11) and a plurality of spinnerets (9), the distributor pump (11) dividing the main melt stream and feeding it to the associated spinnerets (9), and with a feed mechanism (2, 25) (extruder, pump) for producing an auxiliary stream fed to the main melt stream, characterised in that the feed mechanism (2, 25) is connected to the spinning beam (8) by a feed line (14), so the auxiliary stream and the main stream are brought together inside the spinning beam (8) prior to division of the main melt stream.

14. Device according to claim 13, characterised in that the feed line (14) opens out in the spinning station (24), in particular into the mixer (10).

15. Device according to claim 14, characterised in that the mixer (10) is designed as a static or dynamic mixer.

16. Device according to any one of claims 13 to 15, characterised in that the feed line (15) extends inside the spinning beam (8).

17. Device according to any one of claims 13 to 16, characterised in that the feed mechanism is designed as an auxiliary extruder (2) and in that at least a partial length of the auxiliary extruder (2) is arranged inside the spinning beam (8).

18. Device according to the preamble of claim 13, characterised in that the feed mechanism is designed as an auxiliary extruder (2) and in that at least a partial length of the auxiliary extruder (2) is arranged inside the spinning beam (8).

19. Device according to claim 17 or 18, characterised in that the auxiliary extruder (2) can be heated by the heated spinning beam (8) to melt an additive/granules.

20. Device according to any one claims 17 to 19, characterised in that a feed pump (45) is arranged between the auxiliary extruder (2) and the mixer (10) in the feed line (14).

21. Device according to claim 20, characterised in that the feed pump (45) and the auxiliary extruder (2) are arranged coaxially in such a way that the extruder screw (40) and the feed pump (45) can be driven by one drive (5).

22. Device according to claim 21, characterised in that the feed pump (45) is designed as a gear pump and in that a pump wheel (41) is coupled to the extruder screw (40).

23. Device according to any one of claims 18 to 22, characterised in that the auxiliary extruder (2) is connected to a filling mechanism (6) for feeding an additive/granules and in that the filling mechanism (6) has a metering mechanism (54).

24. Device according to any one of claims 20 to 23, characterised in that the feed pump (45) is designed as a multiple pump and in that the feed line (14) downstream from the multiple pump for supplying a plurality of spinning stations (24.1, 24.2) in the spinning beam (8) is divided into a plurality of parallel lines (27.1, 27.2).

25. Device according to any one of claims 13 to 24, characterised in that the melt line (7) branches into a plurality of single melt lines (23.1 to 23.4) for supplying a plurality of spinning stations (24.1 to 24.4), so each single melt line (23.1 to 23.4) is connected to a spinning station (24.1 to 24.2).

26. Device according to any one of claims 13 to 24, characterised in that the feed line (14) branches into a plurality of parallel lines (27.1 to 27.2) for supplying a plurality of spinning stations (24.1 to 24.2), so each parallel line (27.1, 27.2) is connected to a spinning station (24.1, 24.2).

Revendications

1. Procédé destiné à la filature de fils thermoplastiques, dans lequel un flux principal de matière en fusion est produit au moyen d'une extrudeuse et est avancé jusqu'à une rampe de filature, ladite rampe de filature comportant un poste de filature, procédé dans lequel le poste de filature comporte un mélangeur, une pompe à distribution et plusieurs filières, la matière en fusion étant tempérée à l'intérieur de la rampe de filature au moyen d'un milieu chauffant et dans lequel un flux secondaire est formé au moyen d'un dispositif d'alimentation (pompe, extrudeuse) pour ajouter des additifs, le flux secondaire étant ajouté au flux principal de matière en fusion, le flux principal de matière en fusion étant divisé par la pompe à distribution, caractérisé en ce que le flux secondaire et le flux principal de matière en fusion sont réunis à l'intérieur de la rampe de filature avant la division du flux principal de matière en fusion.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réunion du flux principal de matière en fusion est effectuée dans le poste de filature, notamment dans le mélangeur.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mélangeur est réalisable en tant que mélangeur statique ou mélangeur dynamique.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le flux secondaire est généré à l'intérieur de la rampe de filature.

5. Procédé selon le préambule de la revendication 1, caractérisé en ce que le flux secondaire est généré à l'intérieur de la rampe de filature.

6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le flux secondaire est généré au moyen d'une extrudeuse secondaire, ladite extrudeuse secondaire étant chauffée au moyen du milieu chauffant de la rampe de filature pour fondre un additif ou des granulés.

7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le flux secondaire est convoyé au moyen d'une pompe d'alimentation qui est agencée en aval de l'extrudeuse secondaire.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'extrudeuse secondaire et la pompe d'alimentation sont entraînées conjointement par un moteur.

9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'une pression d'admission de pompe de la pompe d'alimentation est déterminée par un jeu radial de vis de l'extrudeuse secondaire.

10. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'un dispositif de chargement pour ajouter l'additif ou les granulés à l'extrudeuse secondaire est prévu, ledit dispositif de chargement permettant un dosage de l'additif ou des granulés.

11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flux principal de matière en fusion est divisé en plusieurs flux individuels de matière en fusion afin d'alimenter plusieurs postes de filature dans la rampe de filature et en ce que le flux secondaire est réuni respectivement avec un des flux individuels de matière en fusion.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le flux secondaire est divisé en plusieurs flux partiels afin d'alimenter plusieurs postes de filature dans la rampe de filature et en ce que respectivement un des flux partiels est réuni avec un des flux individuels de matière en fusion.

13. Dispositif pour l'exploitation du procédé selon la revendication 1 à 12 comportant une extrudeuse (1) pour la génération d'un flux principal de matière en fusion, une conduite de matière en fusion (7), dans laquelle le flux principal de matière en fusion est avancé jusqu'à une rampe de filature (8) chauffée, un poste de filature (24) agencé dans la rampe de filature (8) qui présente un mélangeur (10), une pompe à distribution (11) et plusieurs filières (9), la pompe à distribution (11) divisant le flux principal de matière en fusion et l'avançant jusqu'aux filières associées (9), et un dispositif d'alimentation (2, 25) (extrudeuse, pompe) pour la génération d'un flux secondaire, qui est avancé jusqu'au flux principal de matière en fusion, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (2, 25) est relié à la rampe de filature (8) par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation (14), de sorte que le flux secondaire et le flux principal de matière en fusion sont réunis à l'intérieur de la rampe de filature (8) avant la division du flux principal de matière en fusion.

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation (14) débouche dans le poste de filature (24), notamment dans le mélangeur (10).

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le mélangeur (10) est réalisé en tant que mélangeur statique ou dynamique.

16. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation (14) s'étend à l'intérieur de la rampe de filature (8).

17. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation est réalisé en tant qu'extrudeuse secondaire (2) et en ce qu'au moins une longueur partielle de l'extrudeuse secondaire (2) est agencée à l'intérieur de la rampe de filature (8).

18. Dispositif selon le préambule de la revendication 13, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation est réalisé en tant qu'extrudeuse secondaire (2) et en ce qu'au moins une longueur partielle de l'extrudeuse secondaire (2) est agencée à l'intérieur de la rampe de filature (8).

19. Dispositif selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que l'extrudeuse secondaire (2) peut être chauffée par la rampe de filature (8) chauffée afin de fondre un additif/des granulés.

20. Dispositif selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce qu'entre l'extrudeuse secondaire (2) et le mélangeur (10) une pompe d'alimentation (45) est agencée dans la conduite d'alimentation (14).

21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que la pompe d'alimentation (45) et l'extrudeuse secondaire (2) sont agencées coaxialement de telle manière que la vis d'extrudeuse (40) et la pompe d'alimentation (45) peuvent être entraînées par un moyen d'entraînement (5).

22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que la pompe d'alimentation (45) est réalisée en tant que pompe à engrenages et en ce qu'une roue de pompe (41) est couplée à la vis d'extrudeuse (40).

23. Dispositif selon l'une des revendications 18 à 22, caractérisé en ce que l'extrudeuse secondaire (2) est reliée à un dispositif de chargement (6) pour ajouter un additif/des granulés et en ce que le dispositif de chargement (6) présente un dispositif de dosage (54).

24. Dispositif selon l'une des revendications 20 à 23, caractérisé en ce que la pompe d'alimentation (45) est réalisée en tant que pompe multiple et en ce que pour l'alimentation de plusieurs postes de filature (24.1, 24.2) dans la rampe de filature (8) la conduite d'alimentation (14) est divisée en plusieurs conduites parallèles (27.1,27.2) derrière la pompe multiple.

25. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 24, caractérisé en ce que pour l'alimentation de plusieurs postes de filature (24.1-24.4), la conduite de matière en fusion (7) se ramifie en plusieurs conduites individuelles de matière en fusion (23.1-23.4), de sorte que chaque conduite individuelle de matière en fusion (23.1-23.4) soit reliée à un poste de filature (24.1-24.2).

26. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 24, caractérisé en ce que pour l'alimentation de plusieurs postes de filature (24.1-24.2) la conduite d'alimentation (14) se ramifie en plusieurs conduites parallèles (27.1, 27.2), de sorte que chaque conduite parallèle (27.1, 27.2) soit reliée à un poste de filature (24.1, 24.2).

Zeichnung