VERFAHREN ZUM SCHMELZSPINNEN, VERSTRECKEN UND AUFWICKELN EINES MULTIFILEN FADENS SOWIE EINE VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzspinnen, Verstrecken und Aufwickeln eines multifilen Fadens zu einem FDY-Garn und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

[0002] Ein gattungsgemäßes Verfahren zum Schmelzspinnen, Verstrecken und Aufwickeln eines multifilen Fadens sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind beispielsweise aus der DE 31 46 054 A1 bekannt.

[0003] Bei der Herstellung von synthetischen Fäden wird in Abhängigkeit vom Grad der Orientierung der Molekülketten des Polymerwerkstoffes innerhalb des Fadens zwischen sogenannten POY-Garnen und FDY-Garnen unterschieden. Die Pre Oriented Yarn (POY) - Garne besitzen eine vororientierte, noch nicht fertig verstreckte Struktur. Derartige Fäden werden bevorzugt in einem Strecktexturierprozess weiterverarbeitet. Demgegenüber besitzen die Full Drawn Yarn (FDY) - Garne eine orientierte, fertig verstreckte Struktur. Diese Fäden werden ohne eine ' Weiterbehandlung direkt zu einem Flächenprodukt verarbeitet.

[0004] Um einen sogenannten FDY-Faden in einem Einstufenprozess herstellen zu können, werden die frisch extrudierten Filamente nach dem Zusammenführen zu einem Faden vollständig verstreckt und anschließend zu Spulen aufgewickelt. So ist beispielsweise aus der DE 31 46 054 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines FDY-Fadens beschrieben. Zunächst wird aus einer Polymerschmelze beispielsweise einem Polyester oder Polyamid eine Vielzahl von Filamenten extrudiert. Die Filamente werden anschließend zum Verfestigen bzw. zur Kristallisation des Polvmermaterials abgefühlt. Hierzu ist er üblich, einen Kühlluftstrom auf die Filamente zu blasen, so dass sich das Fadenmaterial auf eine Temperatur unterhalb der Glasumwandlungstemperatur abkühlt. Nach der Abkühlung werden die Filamente des Filamentbündels mittels eines Präparationsfluids zusammengeführt,

[0005] um nachfolgend durch ein Galettensystem verstreckt zu werden. Hierbei ist es üblich, dass zur Erzielung eines definierten Streckpunktes der Faden vor dem Verstrecken erwärmt wird. Die Erwärmung des Fadens erfolgt bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung durch einen beheizten Galettenmantel der Abzugsgalette, an welchem der Faden mit einer Teilumschlingung geführt wird. Aufgrund der üblichen hohen Streckgeschwindigkeiten, die oberhalb von 4.000 m/min. liegen, ergeben sich bei einer Teilumschlingung des Fadens an der Abzugsgalette nur sehr kurze Kontaktlängen, um den Faden ausreichend zu erwärmen. Um die zur Auslösung des Streckpunktes erforderliche Glasumwandlungstemperatur des Fadenmaterials zu erreichen, werden somit bevorzugt mehrfach umschlungene Abzugsgaletten eingesetzt, so dass zusätzlich der Abzugsgalette beigeordnete Überlaufrollen erforderlich sind.

[0006] Aus der EP 0 731 196 A1 ist ein Verfahren zum Schmelzspinnen, Verstrecken und Aufspulen eines synthetischen Fadens bekannt, bei welchem an dem Faden mehrere Wärmebehandlungen durchgeführt werden, um insbesondere einen schrumpfarmen Faden zu erhalten. Der Faden wird sowohl zur Verstreckung als auch nach der Verstreckung jeweils einer Wärmebehandlung unterzogen, bei welcher der Faden ohne Berührung durch eine beheizte Oberfläche erwärmt wird. Hierzu wird der Faden mit Abstand zu der Heizoberfläche einer Heizplatte geführt, die zwischen einer Abzugsgalette und einer Streckgalette angeordnet ist. Zur Unterstützung einer derartigen Verstreckung des Fadens besteht zudem die Möglichkeit, zusätzlich ein zwischen der Abkühleinrichtung und der Abzugsgalette angeordnetes Heizrohr zu verwenden, in welchem der Faden im Wesentlichen ohne Kontakt erwärmt wird. Somit erhält der Faden bereits eine Vorverstreckung, die von einer zweiten, zwischen den Galetten stattfindenden Nachverstreckung überlagert wird. Das aus der EP 0 731 196 B1 bekannte Verfahren und bekannte Vorrichtung ist somit nur geeignet, um Spezialgame durch mehrmalige Wärmebehandlungen herzustellen. Die Führung des Fadens wird hierbei stets durch Galettensysteme ausgeführt, die aus einer angetriebenen Galette und einer Überlaufrolle gebildet sind. Insoweit ist ein hoher apparativer Aufwand erforderlich, um vollständig verstreckte Fäden herzustellen.

[0007] Aus der WO 99/2 99 35 ist ein weiteres Verfahren und eine weitere Vorrichtung bekannt, bei welcher ein Filamentbündel ohne Abkühlung unmittelbar aus der Spinnzone heraus verstreckt wird. Hierzu wird das Filamentbündel in mehreren unmittelbar sich an der Spinndüse anschließenden Heizzonen beheizt. So ist eine erste Heizzone unmittelbar unterhalb der Spinndüse ausgebildet. Der Abzug des Filamentbündels erfolgt über beheizte Galetten, die weitere Heizzonen bilden. Den beheizten Galetten folgt ein Heizrohr, durch welches eine weitere Heizzone gebildet ist. Am Ende der Heizzonen ist eine Galette vorgesehen, um den Faden zu verstrecken. Das aus der WO 99 /29935 bekannte Verfahren und bekannte Vorrichtung basiert darauf, dass sich in den Filamenten des Filamentbündels eine rein spannungsinduzierte Kristallisation ausbildet. Eine Abkühlung und damit eine thermische Kristallisation wird vermieden.

[0008] Die aus der EP 0 731 196 A1 und aus der WO 99/29935 bekannte Verfahren sind somit nur bedingt geeignet, um einen voll verstreckten Faden in einer Streckstufe herzustellen. Zudem basieren die bekannten Verfahren und bekannten Vorrichtungen auf einen höheren Energie- und Materialeinsatz, um die Verstreckung des Fadens auszuführen.

[0009] Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Schmelzspinnen, Verstrecken und Aufwickeln eines Fadens sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Erwärmung des Fadens zum vollständigen Verstrecken in einer Streckstufe mit möglichst geringem Energieeinsatz möglich ist.

[0010] Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, mit welchem eine Mehrzahl parallel gesponnener Filamentbündel möglich in kompakter Anordnung herstellbar sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst.

[0011] Vorteilhafte Weiterbildungen der. Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.

[0012] Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass zwei durch Vorbehalte geprägte Effekte sich positiv zum Verstrecken des Filamentbündels ergänzen. So ist allgemein bekannt, dass ein aus mehreren Filamenten zusammengefügtes Filamentbündel bei jedem Kontakt mit einer Oberfläche elektrostatische Ladungen erfährt, die ein unkontrolliertes Aufweiten des Filamentbündels bewirken. Dieser Effekt verstärkt sich insbesondere bei zunehmenden Fadengeschwindigkeiten. Daher ist es im Stand der Technik üblich, die Filamente nach dem Abkühlen durch eine Benetzung mit einem Präparationsfluid zusammenzuführen.

[0013] Andererseits ist es hinlänglich bekannt, dass aufgrund der relativ hohen Fadengeschwindigkeiten beim Verstrecken des Fadens ein intensiver Wärmeaustausch zwischen Heizmittel und Filamentbündel erforderlich ist, um eine ausreichende Erwärmung der Filamente zu erhalten. So ist eine Heißluftatmosphäre eines Heizrohres nur bedingt geeignet, um innerhalb einer Streckzone an dem mit relativ hoher Geschwindigkeit geführten Filamentbündel eine Fadentemperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials zu erhalten.

[0014] Trotz der Vorbehalte wählt die Erfindung einen völlig neuen Weg, in dem die Präparierung des Fadens erst nach dem Verstrecken erfolgt, so dass das Filamentbündel im wesentlichen im trockenen Zustand nach dem Abkühlen aus der Spinnzone abgezogen wird. Die im trockenen Zustand zusammengeführten Filamente des Filamentbündels erhalten dadurch eine elektrostatische Ladung, die bei Ablauf des Fadens von der Abzugsgalette zu einem Aufspreizen des Filamentbündels führt. Dieser Effekt wirkt sich nun jedoch günstig bei der Erwärmung des Filamentbündels in der Heißluftatmosphäre des Heizrohres aus. So kann die Heißluftatmosphäre unmittelbar an jedem einzelnen Filament des aufgespreizten Filamentbündels wirken und selbst bei hohen Streckgeschwindigkeiten die gewünschten Fadentemperaturen erreichen.

[0015] Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass bei der Erwärmung des Fadens keine zusätzliche Energie zum Verdampfen des Präparationsmittels erforderlich ist. Die Filamente des Filamentbündels lassen sich mit hoher Effizienz in Heißluftatmosphäre des Heizrohres behandeln.

[0016] Um eine sichere Führung des Filamentbündels am Umfang der Streckgalette zu ermöglichen, wird das Filamentbündel gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante unmittelbar nach der Erwärmung in einem zwischen zwei Galetten gespannten Fadenstück präpariert. Dadurch lassen sich ungewollte Aufladungen des Filamentbündels bei der nachfolgenden Führung vermeiden und einen sicheren Fadenschluss bis zum Aufwickeln des Fadens garantieren.

[0017] Zum Abziehen und Verstrecken des trockenen Filamentbündels mit hohen Fadenlaufgeschwindigkeiten wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Filamentbündel mit einfachen Teilumschlingungen im Bereich >90° am Umfang von angetriebenen Galetten geführt. Insbesondere für den Fall, dass mehrere Filamentbündel gleichzeitig im engen Fadenabstand zueinander an dem Führungsmantel der Abzugsgalette geführt werden, besteht auch die Möglichkeit, dass der Führungsmantel pro Filamentbündel eine Führungsnut aufweist, in welcher die Filamente geführt werden.

[0018] Um je nach Fadenmaterial des Filamentbündels und je nach Titerbereich des Fadens eine ausreichende Stabilisierung des Streckpunktes zu erhalten, wird gemäß einer bevorzugten Verfahrensvariante die Heißluftatmosphäre innerhalb des Heizrohres zur Erwärmung des Filamentbündels auf eine Temperatur zwischen 120 °C und 240 °C temperiert. Dabei weist das Heizrohr eine Länge im Bereich von 800 mm bis 2.500 mm auf, so dass auch bei höchsten Fadengeschwindigkeiten eine ausreichende Temperierung möglich wird.

[0019] Die für die thermische Kristallisation erforderliche Abkühlung des Filamentbündels wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch einen Kühlluftstrom bewirkt, der von außen nach innen oder von innen nach außen auf das Filamentbündel einwirkt. Somit können Querstromanblasungen, Radialanblasungen oder auch Blaskerzen vorteilhaft eingesetzt werden.

[0020] Für eine Relaxationsbehandlung ist die Verfahrensvariante bevorzugt verwendet, bei welcher der präparierte Faden zur Nachbehandlung am Umfang einer der Streckgaletten mit einer Oberflächentemperatur im Bereich von 100 °C bis 180 °C beheizt wird. Eine derartige Nachbehandlung hat sich insbesondere bei feinen Titern auf einen günstigen Spulenaufbau ausgewirkt.

[0021] Für die Weiterverarbeitung des Garnes ist es erforderlich, dass der Faden einen ausreichenden Fadenschluss aufweist, der üblicherweise durch sogenannte Verflechtungsknoten erzeugt werden, die beim Verwirbeln des Filamentbündels auftreten. Um eine für das Verwirbeln optimale Fadenspannung an dem Faden einstellen zu können, die insbesondere unabhängig von den vorhergehenden Prozessschritten und den nachfolgenden Prozessschritten ist, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Faden vor dem Aufwickeln in einem zwischen zwei angetriebenen Galetten gespannten Fadenstück verwirbelt, wobei die Verwirbelung eine Anzahl von mindestens 10 Verflechtungsknoten pro Meter Fadenlänge erzeugt. Durch Einstellung der Geschwindigkeitsdifferenzen der beiden Galetten lässt sich somit eine für die Verwirbelung optimale Fadenspannung einstellen. Die nachgeordneten Prozessschritte wie beispielsweise das Aufwickeln lassen sich mit einer davon unabhängigen Wickelspannung ausführen.

[0022] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Präparationseinrichtung dem Heizmittel im Fadenlauf nachgeordnet ist und dass das Heizmittel als ein Heizrohr mit einer Heißluftatmosphäre zum kontaktlosen Erwärmen des Filamentbündels zwischen der Abzugsgalette und einer der Streckgaletten angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt den besonderen Vorteil, dass die durch den Abzug des trockenen Filamentbündels an den Filamenten erzeugten elektrostatischen Ladungen vorteilhaft genutzt werden können, um eine gleichmäßige und intensive Erwärmung des Filamentbündels in der Heißluftatmosphäre des Heizrohres zu erhalten. Die Führung in dem Heizrohr besitzt zudem den Vorteil, dass trotz der Aufspreizung des Filamentbündels eine sichere Führung beim Verstrecken des Filamentbündels gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass das Fadenmaterial bei allen Filamenten innerhalb der gleichen Wegstrecke auf eine oberhalb der Glasumwandlungstemperatur liegende Fadentemperatur erwärmt wird, so dass sich die Lage des Streckpunktes an jedem der Filamente des Filamentbündels im wesentlichen gleich ist. Damit wird eine hohe Gleichmäßigkeit der Verstreckung und damit eine Gleichmäßigkeit der an den Filamenten erzeugten physikalischen Eigenschaften erreicht.

[0023] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfmdungsgemäßen Vorrichtung ist die Präparationseinrichtung vorzugsweise im Fadenlauf zwischen zwei Galetten angeordnet. So lässt sich die Präparierung des Fadens unmittelbar in der Streckzone ausführen. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine auf die Präparierung abgestimmte optimale Fadenspannung einstellen zu können, so dass die Galetten über Einzelantriebe mit vorbestimmter Geschwindigkeitsdifferenz betrieben werden.

[0024] Um den apparativen Aufwand zum Verstrecken des Filamentbündels möglichst einfach zu gestalten, weisen die Galetten jeweils einen angetriebenen Führungsmantel auf, durch welchen das Filamentbündel mit einer einfachen Teilumschlingung im Bereich von >90° führbar ist. Damit lassen sich kurze kompakte Führungsmäntel ausbilden, an welchen ein oder mehrere Fäden parallel nebeneinander führbar sind.

[0025] Um möglichst alle gängigen Fadenmaterialien wie beispielsweise Polyester, Polyamid oder Polypropylen sowie einen großen Bereich an Fadentitern verstrecken zu können, ist das Heizrohr gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit einer Länge ausgebildet, die im Bereich von 800 mm bis 2.500 mm liegt. Insoweit ist eine jeweilige Anpassung an den Prozess und ein Fadenmaterial möglich. '

[0026] Zur Verfestigung und thermischen Kristallisation der Filamente nach dem Extrudieren wird die Abkühleinrichtung bevorzugt durch ein Anblasmittel gebildet, durch welches ein Kühlluftstrom von innen nach außen oder von außen nach innen am Filamentbündel erzeugbar ist. Damit lässt sich auch eine hohe Anzahl von Filamenten pro Filamentbündel intensiv und gleichmäßig kühlen.

[0027] Um den Zusammenhalt des Filamentbündels für eine Weiterbearbeitung des Fadens zu gewährleisten, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Aufwickeleinrichtung im Fadenlauf eine Verwirbelungseinrichtung vorgeordnet, wobei die Verwirbelungseinrichtung zwischen zwei Galetten angeordnet ist. Damit können individuelle Fadenspannungen bei der Verwirbelung ohne Beeinflussung nachfolgender oder vorheriger Prozessschritte eingestellt werden.

[0028] In Praxis ist es üblich, dass in einer Spinnposition mehrere Fäden gleichzeitig gesponnen, verstreckt und aufgewickelt werden. So lassen sich in einer Spinnposition beispielsweise 8, 10, 12 oder noch mehr Fäden gleichzeitig herstellen. Um eine möglichst kompakte Anordnung zu erhalten, werden gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die Abzugsgalette seitlich neben den Sammelführern angeordnet, die einer Gruppe von Spinndüsen zugeordnet sind. Die Filamentbündel werden parallel nebeneinander an den Sammelfadenführern mit gleich gerichteter Teilumschlingung von jeweils >45° geführt und am Umfang der Abzugsgalette parallel mit einem Behandlungsabstand nebeneinander aufgenommen.

[0029] Die Gruppe der Filamentbündel, die am Umfang der Abzugsgalette geführt sind, werden im dichten Abstand nebeneinander durch mehrere Heizrohre geführt. Die Heizrohre sind hierzu vorzugsweise in einem Heizkasten nebeneinander liegend ausgebildet, wobei der Heizkasten in einer vertikalen Lage oder in einer horizontalen Lage der Abzugsgalette nachgeordnet ist. Insbesondere durch die Ausrichtung in horizontaler Richtung lässt sich ein sehr kompaktes Streckfeld ausbilden, das sich durch eine kurze Bauhöhe auszeichnet.

[0030] Um das Einfädeln und ein Reinigen der Heizrohre zu ermöglichen, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Heizkasten zum Öffnen der Heizrohre zweiteilig ausgebildet, wobei eines der Teile zumindest eine bewegliche Deckplatte ist.

[0031] Die Kompaktheit der gesamten Vorrichtung lässt sich noch dadurch verbessern, dass die Aufwickeleinrichtung pro Wickelstelle jeweils eine Verteilerrolle aufweist, durch welche Verteilerrollen die von einer letzen Galette ablaufenden Fäden auf die Wickelstellen separiert werden. Damit wird eine Aufspreizung aus einer vertikalen Ebene heraus vermieden und die Fäden lassen sich von der Abzugsgalette im Wesentlichen aus einer horizontalen Ebene heraus auf die einzelnen Wickelstellen verteilen.

[0032] Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren nachfolgend erläutert.

[0033] Es stellen dar:

Fig. 1

schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens

Fig. 2

schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens

Zig. 3

schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausfühungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens

[0034] In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung eines FDY-Garnes dargestellt. Zum Schmelzspinnen eines mutlifilen Fadens ist ein beheizbarer Spinnkopf 1 vorgesehen, der an seiner Unterseite eine Spinndüse 3 mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen und an seiner Oberseite einen Schmelzezulauf 2 aufweist. Der Schmelzezulauf 2 ist mit einer hier nicht dargestellten Schmelzequelle beispielweise einem Extruder gekoppelt. Innerhalb des Spinnkopfes können weitere schmelzefiihrende und schmelzefördernde Bauteile angeordnet sein, auf die an dieser Stelle nicht näher eingegangen wird.

[0035] Der Spinnkopf 1 trägt an seiner Unterseite in diesem Ausführungsbeispiel nur eine Spinndüse 3. In Praxis werden jedoch derartige Spinnköpfe mit mehreren zu einer Reihe angeordneten Spinndüsen bestückt, um gleichzeitig mehrere Fäden parallel nebeneinander zu erzeugen. Da jedoch die Anzahl der Fäden keinen Einfluss auf das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung hat, wird in diesem Ausführungsbeispiel nur ein Fadenlauf gezeigt.

[0036] Unterhalb des Spinnkopfes 1 ist eine Abkühleinrichtung 6 vorgesehen, die ein Anblasmittel 7 zur Erzeugung eines Kühlluftstromes aufweist. Das Anblasmittel 7 wirkt mit einem Kühlschacht 8 zusammen, der sich unmittelbar unterhalb der Spinndüse 3 in vertikaler Richtung erstreckt, so dass die aus der Spinndüse 1 extrudierten Filamente 4 eines Filamentbündels 5 den Kühlschacht 8 durchlaufen. Das Anblasmittel 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Querstromanblasung gebildet, die einen Kühlluftstrom erzeugt, der seitlich in den Kühlschacht eingeleitet wird und von außen auf das Filamentbündel 5 gerichtet ist. Dadurch werden die aus der Spinndüse 3 extrudierten Filamente 4 gleichmäßig abgekühlt.

[0037] Unterhalb des Kühlschachtes 8 ist ein Sammelfadenführer 9 vorgesehen, um die Filamente 4 zu dem Filamentbündel 5 zusammenzuführen. Der Sammelfädenführer 9 ist hierzu mittig unterhalb der Spinndüse 3 angeordnet, so dass die Filamente 4 in dem Sammelfadenführer 9 gleichmäßig zusammengeführt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Sammelfadenführer 7 als eine Umlenkrolle 25 ausgebildet, an welchem Umfang die Filamente 4 mit Kontakt umgelenkt werden. Derartige Umlenkrollen 25 weisen hierzu vorzugsweise eine Führungsnut auf, die am Umfang der Umlenkrolle 25 ausgebildet ist und ein Zusammenführen der Filamente erleichtern.

[0038] Um das Filamentbündel 5 aus der Spinnzone abzuziehen und anschließend zu verstrecken, ist unterhalb des Sammelfadenführers 9 eine Abzugsgalette 10 und eine mit der Abzugsgalette 10 zusammenwirkende Verstreckgalette 11 angeordnet. Die Abzugsgalette 10 ist seitlich neben dem Sammelfadenführer 9 angeordnet, wobei das Filamentbündel 5 mit einer Teilumschlingung an einem Führungsmantel 32 der Abzugsgalette 10 geführt ist. Der Führungsmantel 32 der Abzugsgalette 10 wird durch einen Galettenantrieb 13.1 mit einer vorbestimmten Abzugsgeschwindigkeit angetrieben. Der Führungsmantel 32 der Abzugsgalette 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel unbeheizt, um das Filamentbündel im kalten Zustand in einer Streckzone zu führen.

[0039] In der Streckzone ist zwischen der Abzugsgalette 10 und der Streckgalette 11 ein Heizmittel in Form eines Heizrohres 14 angeordnet. Das Heizrohr 14 weist einen länglichen Behandlungskanal 15 auf, durch welchen das Filamentbündel 5 geführt wird. Das Heizrohr 14 ist beheizbar ausgebildet, so dass sich innerhalb des Behandlungskanals 15 eine Heil.iluftatmosphäre einstellt. Die Filamente 4 des Filamentbündels 5 werden so bei Durchlauf durch den Behandlungskanal 15 des Heizrohres 14 auf eine Fadentemperatur erhitzt, die zur Auslösung eines Steckpunktes oberhalb der Glasumwandlungstemperatur des Fadenmaterials liegt.

[0040] Zum Verstrecken wird das Filamentbündel durch die Streckgalette 11 aus dem Heizrohr 14 gezogen. Der Führungsmantel der Streckgalette 11 wird hierzu durch einen Galettenantrieb 13.2 mit einer Streckgeschwindigkeit angetrieben, die oberhalb der Abzugsgeschwindigkeit der Ahzugsgalette 10 liegt. Um eine vollständige Verstreckung der Filamente 4 ausführen zu können, wird eine Streckgeschwindigkeit von mindestens 4.000 m/min. an der Streekgalette 11 eingestellt.

[0041] Um bei der weiteren Führung des Filamentbündels ein Aufspreizen der Filamente 4 aufgrund elektrostatischer Ladungen der Filamente zu verhindern, ist zwischen dem Heizrohr 14 und der Streckgalette 11 eine Präparationseinrichtung 16 angeordnet, die Präparationseinrichtung 16 erzeugt an dem Filamentbündel 5 eine Benetzung, so dass sich ein Fadenschluss einstellt und das Filamentbündel 5 als ein Faden 33 führbar ist. Die Benetzung des Filamentbündels 5 erfolgt mit einem Präparationsfluid, das gleichmäßig an der Oberfläche der Filamente 4 anhaftet.

[0042] Um den Fadenschluss der Filamente 4 in dem Faden zu verbessern, ist der Streckgalette 11 eine Verwirbelungseinrichtung 17 nachgeordnet, an welchem der Faden 33 einen intensiven Fadenschluss durch Bildung von Verflechtungsknoten erhält. Hierbei ist der Verwirbelungseinrichtung 17 eine Ablaufgalette 12 nachgeordnet, so dass eine zum Verwirbeln des Fadens 33 vorteilhafte Fadenspannung einstellbar ist. Hierzu lässt sich durch die Ablaufgalette 12 eine in Relation zur Streckgalette 11 gewünschte Differenzgeschwindigkeit einstellen. Die Ablaufgalette 12 wird über den Galettenantrieb 13.3 angetrieben.

[0043] Unterhalb der Ablaufgalette 12 ist eine Aufwickleinrichtung 18 angeordnet, die Aufwickeleinrichtung 18 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine sogenannte Spulenrevolvermaschine gebildet, welche einen drehbaren Spindelträger 24 mit zwei frei auskragenden Spulspindeln 22.1 und 22.2 aufweist. Der Spindelträger 24 ist in einem Maschinengestell 34 gelagert. Dabei lassen sich die Spulspindeln 22.1 und 22.2 abwechselnd in einen Betriebsbereich zum Wickeln einer Spule und in einen Wechselbereich zum Auswechseln der Spule führen. In dem Maschinengestell 34 ist eine Changiervorrichtung 20 und eine Andrückwalze 21 1 vorgesehen, um den Faden 33 zu einer Spule 23 zu wickeln. Hierbei liegt die Andrückwalze 21 mit Kontakt an der Oberfläche der Spule 23 an. Oberhalb der Changiereinrichtung 20 ist ein Kopffadenführer 19 vorgesehen, durch welche der Einlauf des Fadens in die Wickelstelle geführt ist.

[0044] Zur Herstellung eines vollvestreckten Fadens wird bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Polymerschmelze beispielsweise aus einem Polyester oder einem Polyamid dem Spinnkopf 1 zugeführt. Innerhalb der Spinndüse 3 wird die Polymerschmelze unter Druck durch die an der Unterseite der Spinndüse 3 ausgebildeten Düsenbohrungen gedrückt, um eine Vielzahl von Filamenten 4 zu extrudieren. Innerhalb des Kühlschachtes 8 werden die Filamente 4 durch einen Kühlluftstrom, der über das Anblasmittel 7 in den Kühlschacht eingeleitet wird, auf eine Temperatur unterhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials abgekühlt, so dass eine Verfestigung und eine Vororientierung durch eine thermische Kristallisation an den Filamenten 4 eintritt. Nach der Abkühlung der Filamente 4 werden diese zu einem Filamentbündel durch Kontakt zu dem Sammelfadenführer 9 zusammengerührt. Hierbei wird jedoch kein Präparationsfluid zugeführt, so dass die Filamente 4 des Filamentbündels 5 ohne Fremdmittel im trockenen Zustand zusammengehalten werden. Anschließend wird das Filamentbündel 5 nach dem Zusammenfassen im trockenen Zustand mit einer Abzugsgeschwindigkeit von oberhalb 1.500 m/min. abgezogen und einer Verstreckung zugeführt. Die Abzugsgeschwindigkeit ist hierzu durch die Abzugsgalette 10 bestimmt, an deren Führungsmantel das Filamentbündel 5 mit einer einfachen Teilumschlingung im Bereich von 90° geführt wird. Durch den Kontakt des Filamentbündels 5 zu dem Sammelfadenführer 9 und der Abzugsgalette 10 wird an den Filamenten 4 jeweils eine elektrostatische Ladung erzeugt, die dazu führt, dass bei Ablauf des Filamentbündels 5 von der Oberfläche des Führungsmantels 32 der Ablaufgalette 10 die Filamente 4 sich gegenseitig abstoßen. Diese Wechselwirkung zwischen den Filamenten 4 führt zu einem Aufspreizen des Filamentbündels 5.

[0045] Das Filamentbündel 5 wird in dem aufgespreizten Zustand durch den Behandlungskanal 15 des Heizrohres 14 geführt. Zur Erwärmung des Filamentbündels 5 ist je nach Fadenmaterial und Fadentiter die Heißluftatmosphäre innerhalb des Behandlungskanals 15 auf eine Temperatur im Bereich von 120 °C bis 240 °C eingestellt. Der Behandlungskanal 15 des Heizrohres 14 weist dabei eine Länge auf, die im Bereich von 800 mm bis 2.500 mm liegt. Damit besteht die Möglichkeit, eine ausreichende Erwärmung des Filamentbündels mit den Filamenten 4 auf eine Temperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials zu erhalten. So liegt die Glasumwandlungstemperatur beispielsweise bei einem Polyester im Bereich von 80 °C.

[0046] Die Heißluftatmosphäre innerhalb des Behandlungskanals 15 des Heizrohres 14 kann hierbei durch Beheizung des Heizrohres 14 oder durch eine Einleitung einer Heißluft in den Behandlungskanal 15 erzeugt werden. Wesentlich hierbei ist, dass die Filamente 4 des Filamentbündels 5 berührungslos geführt sind und ausschließlich durch die Heißluftatmosphäre erwärmt werden.

[0047] Um eine vollständige Verstreckung des Filamentbündels 5 und damit eine vollständige Orientierung der Molekularstruktur des Fadenmaterials in den Filamenten 4 zu erhalten, wird das Filamentbündel 5 mit einer Streckgeschwindigkeit von oberhalb 3.500 m/min, vorzugsweise oberhalb 4.000 m/min, verstreckt. Die Streckgeschwindigkeit wird in diesem Ausfiihrungsbeispiel durch die nachgeordnete Streckgalette 11 erzeugt, an welcher gleichzeitig eine Nachbehandlung in Form einer Relaxation an den Filamentbündeln 5 ausgeführt werden kann.

[0048] Für eine Relaxation wird der Führungsmantel der Streckgalette 11 bevorzugt auf eine Oberflächentemperatur im Bereich von 100 bis 180 °C beheizt. Eine derartige Nachbehandlung lässt eine weitere Schrumpfreduzierung innerhalb des Fadens 33 erzeugen, die sich insbesondere bei feinen Titer positiv im Spulenaufbau der Spulen auswirkt.

[0049] Nachdem das Filamentbündel 5 vollständig verstreckt ist, erfolgt eine Präparierung, um einen Fadenschluss der Filamentbündel 5 und damit den Faden 33 zu bilden. Das Filamentbündel 5 wird hierzu vor Auflauf auf die Streckgalette 11 1 präpariert. Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Präparationsfluids innerhalb des Filamentbündels 5 zu erreichen, können zusätzliche Einrichtungen in Kombination mit der Präparationseinrichtung vorgesehen sein.

[0050] Vor dem Aufwickeln des vollständig verstreckten Fadens 33 wird der Fadenschluß durch die Verwirbelungseinrichtung 17 weiter fixiert, in dem eine Vielzahl von Verflechtungsknoten in dem Faden 33 erzeugt werden. So wird in dem FDY-Faden eine Mindestzahl von 10 Knoten pro laufenden Meter Fadenlänge erzeugt. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnen sich insbesondere durch einen geringen Energieeinsatz aus, um eine Verstreckung des Fadens durchzuführen. So lässt sich das trockene Filamentbündel in kürzester Zeit und mit wenig Energie auf eine Strecktemperatur aufheizen, selbst bei den üblichen hohen Produktionsgeschwindigkeiten bis zu 6.000 m/min. und darüber.

[0051] In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines voll verstreckten Fadens zu einem FDY-Garn schematisch gezeigt. Das Ausführungsbeispiel ist in einer Ansicht dargestellt, wobei mehrere Fäden parallel nebeneinander gesponnen, verstreckt und aufgewickelt werden. Die in Fig. 2 dargestellte Gesamtvorrichtung ist im Bezug auf die Behandlung eines Fadens im Wesentlichen identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, so dass auf die vorhergehende Beschreibung an dieser Stelle Bezug genommen wird und nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede erläutert werden.

[0052] Bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung weist der Spinnkopf 1 an seiner Unterseite mehrere Spinndüsen 3 auf, die in einer reihenförmigen Anordnung nebeneinander gehalten sind. Die Spinndüsen 3 sind mit dem Schmelzezulauf 2 verbunden, wobei jeder Spinndüse 3 eine hier nicht dargestellte Spinnpumpe zugeordnet ist. Es sind in dem Ausführungsbeispiel vier Spinndüsen gezeigt. Die Anzahl der in einer Spinnposition gehaltenen Spinndüsen ist beispielhaft. Grundsätzlich können auch mehr als vier Spinndüsen innerhalb eines Spinnkopfes 1 nebeneinander gehalten sein.

[0053] Unterhalb der Spinndüsen 3 ist ein Kühlschacht 8 ausgebildet, der mit einem Anbiasmittel 7 zusammenwirkt. Um innerhalb des Kühlschachtcs 8 die durch ein hier nicht näher dargestelltes Anblasmittel erzeugte Kühlluft auf die Filamente 4 zu lenken, ist unterhalb jeder Spinndüse 3 jeweils ein Siebzylinder 27 angeordnet, der eine luftdurchlässige Wandung aufweist und die Filamente 4 einer der Spinndüsen 3 umschließt. Damit lässt sich eine besonders gleichmäßige Verteilung des von süßen nach innen auf das Filamentbündel 5 einwirkenden Kühlluftstrom erzeugen.

[0054] Jeder Spinndüse 3 ist unterhalb des Kühlschachtes 8 ein Sammelfadenführer 9 zugeordnet, die in diesem Ausfiihrungsbeispiel ebenfalls durch jeweils eine Umlenkrolle 25 gebildet sind. Seitlich neben den Sammelfadenführern 9 ist eine Abzugsgalette 10 angeordnet. Die Abzugsgalette 10 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Führungsmantel 32 auf, der an seinem Umfang mehrere umlaufende Führungsrillen 26 enthält. In jeder der Führungsrille 26 ist jeweils ein Filamentbündel 5 geführt. Der Führungsmantel 32 wird durch den Galettenantrieb 13.1 mit einer Abzugsgeschwindigkeit im Bereich von oberhalb 1.500 m/min. angetrieben. Die Filamentbündel 5 lassen sich so gemeinsam von den Spinndüsen , 3 und aus der Spinnzone abziehen.

[0055] Zum Verstrecken ist unterhalb der Abzugsgalette 10 ein Heizkasten 28 angeordnet. Der Heizkasten 28 enthält pro Filamentbündel 5 jeweils ein Heizrohr 14 mit einem Behandlungskanal 15, so dass die Filamentbündel 5 unabhängig voneinander durch separate Behandlungskanäle 15 beheizbar sind. Der Heizkasten 28 ist zur Bildung der Heizrohre 14 zweiteilig aus einer Trägerplatte 29 und einer Deckelplatte 30 ausgebildet. Die Deckelplatte 30 ist schwenkbar an der Trägerplatte 29 angeordnet. Das Heizrohr 14 ist ebenfalls zweiteilig ausgebildet, wobei ein stationäres Teil der Trägerplatte 29 zugeordnet ist und ein bewegliches Teil mit der Deckelplatte 30 verbunden ist. Durch Öffnen der Deckplatte 30 lassen sich somit alle Behandlungskanäle der Heizrohre 14 öffnen. Diese Ausbildung des Heizkastens 28 ist besonders vorteilhaft, um bei Prozessbeginn die Filamentbündel 5 in die einzelnen Behandlungskanäle 15 einzulegen. Ebenso lassen sich die Behandlungskanäle 15 im geöffneten Zustand der Deckelplatte 30 innerhalb des Heizkastens 28 leicht reinigen.

[0056] Um die Filamentbündel 5 bei Prozessbeginn in die einzelnen Einrichtungen anlegen zu können, besteht auch die Möglichkeit, den Sammelfadenführer 9 eine schaltbare Präparationseinrichtung zuzuordnen, die nur in der Phase in welchem die Filamentbündel 5 angelegt werden, ein Präparationsfluid auf die Filamente 4 aufbringt. Nachdem das Einfädeln und Anlegen der Filamentbündel vollzogen ist, wird die den Sammelfadenführern 9 zugeordnete Präparationseinrichtung abgeschaltet, so dass die Filamentbündel 5 im trockenen Zustand von der Abzugsgalette 10 abgezogen werden.

[0057] Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Heizkasten 28 vertikal ausgerichtet, unterhalb der Abzugsgalette angeordnet, so dass sich eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Streckzone ergibt. Auf der Auslassseite des Heizkastens 28 ist eine Präparationseinrichtung 16 angeordnet, durch welche die Filamentbündel 5 jeweils zu einem Faden 3 zusammengeführt werden. Die Präparationseinrichtung 16 weist hierzu jeweils insgesamt vier Benetzungsmittel auf, die den Filamentbündeln 5 zugeordnet sind.

[0058] Oberhalb der Aufwickeleinrichtung 18 ist eine Ablaufgalette 12 an einer Stirnseite der Aufwickeleinrichtung 18 gehalten. Die Ablaufgalette 12 ist mit dem Antrieb 13.3 gekoppelt. Zwischen der Ablaufgalette 12 und der Streckgalette 11 ist in dem gespannten Fadenstück eine Verwirbelungseinrichtung 17 angeordnet, um die Fäden 33 parallel nebeneinander in jeweils einzelnen Verwirbelungskanälen zur Bildung von Verflechtungsknoten zu verwirbeln.

[0059] In diesem Ausführungsbeispiel sind in den Wickelstellen der Aufwickeleinrichtung 18 jeweils Kopffadenführer 19 zugeordnet, die durch frei drehbare Verteilerrollen 35 gebildet sind. So lassen sich die von der Ablaufgalette 12 ablaufenden Fäden 33 aus einer im Wesentlichen horizontalen Verteilebene heraus zu den Wickelstellen umlenken. Aufspreizungen der Fäden zu den Wickelstellen, wie sie beispielsweise bei einer Anordnung gemäß Fig. 1 auszuführen wäre, lassen sich dadurch vermeiden.

[0060] Die Aufwickeleinrichtung 18 ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, wobei die Spulspindeln 22.1 und 22.2 jeweils vier Fäden gleichzeitig zu Spulen aufwickeln.

[0061] Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist insoweit ebenfalls geeignet, um das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines FDY-Fadens auszuführen. Die Galetten zum Abziehen, Verstrecken und Führen des Filamentbündels und des Fadens werden jeweils teilumschlungen, wobei insbesondere die Abzugsgalette umlaufende Führungsrillen zur Führung des Filamentbündels aufweist.

[0062] In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Ansicht gezeigt. Das Ausführungsbeispiel ist im Wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, so dass auf die vorgenannten Beschreibungen Bezug genommen wird und nachfolgend nur die Unterschiede erläutert werden.

[0063] Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Anblasmittel 7 zur Abkühlung der Filamente 4 durch eine Blaskerze 31 gebildet. Hierzu ist jeder Spinndüse 3 eine Blaskerze 31 zugeordnet, die konzentrisch zur Spinndüse 3 gehalten ist, so dass ein aus dem Mantel der Blaskerze 31 erzeugter Kühlluftstrom die Filamente 4 von innen nach außen durchströmen.

[0064] Die weiteren Einrichtungen zum Abziehen und zum Verstrecken der Filamentbündel sind identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Heizkasten 28 mit den Heizrohren jedoch in einer horizontalen Ausrichtung unterhalb des Kühlschachtes 8 angeordnet, so dass an der Abzugsgalette 10 ein großer Umschlingungswinkel der Filamentbündel im Bereich von 180° realisierbar ist. Damit lassen sich größere Abzugskräfte und Streckkräfte erzeugen.

[0065] Die Streckgalette 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel gegenüberliegend zu der Abzugsgalette 10 unterhalb des Kühlschachtes 8 angeordnet. Damit ergibt sich eine sehr kompakte Streckzone, die sich parallel zu der Spinndüsenreihe der Spinndüsen 3 erstreckt.

[0066] Unterhalb der Streckgalette 11 ist die Ablaufgalette 12 und die Aufwickeleinrichtung 18 angeordnet. Zwischen der Ablaufgalette 12 und der Streckgalette 11 ist die Verwirbelungseinrichtung 17 vorgesehen. Insoweit ist die Anordnung identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass eine weitere Erläuterung entbehrlich ist.

[0067] Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist insbesondere geeignet, um das erfindungsgemäße Verfahren mit einer sehr kompakten Anordnung der Einrichtungen für eine Mehrzahl von Fäden ausführen zu können.

Bezugszeichenliste

[0068] 

1

Spinnkopf

2

Schmelzezulauf

3

Spinndüse

4

Filamente

5

Filamentbündel

6

Abkühleinrichtung

7

Anblasmittel

8

Kühlschacht

9

Sammelfadenführer

10

Abzugsgalette

11, 11.1, 11.2

Streckgalette

12

Ablaufgalette

13.1, 13.2, 13.3

Antriebe

14

Heizrohr

15

Behandlungskanal

16

Präparationseinrichtung

17

Verwirbelungseinrichtung

18

Aufwickeleinrichtung

19

Kopffadenführer

20

Changiervorrichtung

21

Andrückwalze

22.1, 22.2

Spulspindel

23

Spule

24

Spindelträger

25

Umlenkrolle

26

Führungsrillen

27

Siebzylinder

28

Heizkasten

29

Trägerplatte

30

Deckelplatte

31

Blaskerze

32

Führungsmantel

33

Faden

34

Maschinengestellt

Ansprüche

1. Verfahren zum Schmelzspinnen, Verstrecken und Aufwickeln eines multifilen Fadens zu einem vollverstrecktem Faden (FDY) in folgenden Schritten:

1.1. Extrudieren einer Vielzahl von Filamenten aus einer thermoplastischen Schmelze;

1.2. Abkühlen der Filamente auf eine Temperatur unterhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials;

1.3. Zusammenfassen der Filamente zu einem Filamentbündel durch Kontakt an einem Sammelfadenführer ohne Zu%hrung eines Fluids;

1.4. Abziehen des Filamentbündels durch eine Abzugsgalette mit einer Abzugsgeschwindigkeit oberhalb 1 500 m/min;

1.5. Kontaktloses Erwärmen des Filamentbündels in einer Heißluftatmosphäre eines Heizrohres auf eine Fadentemperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials und Verstrecken des Filamentbündels durch zumindest eine Streckgalette mit einer Streckgeschwindigkeit oberhalb 3.500 m/min, vorzugsweise oberhalb 4 000 m/min;

1.6. Präparieren des Filamentbündels mit einem Präparationsfluid und

1.7. Aufwickeln des Fadens zu einer Spule.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Filamentbündel nach der Erwärmung in einem zwischen zwei Galetten gespannten Fadenstück präpariert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Abziehen und Verstrecken das Filamentbündel mit jeweils einer einfachen Teilumschlingung im Bereich größer 90° am Umfang von angetriebenen Führungsmänteln mehrerer Galetten geführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Erwärmung des Filamentbündels die Heißluftatmosphäre auf eine Temperatur zwischen 120°C und 240°C temperiert ist und das Filamentbündel eine Länge des Heizrohres im Bereich von 800mm bis 2500mm durchläuft.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Abkühlung des Filamentbündels ein Kühlluftstrom von außen nach innen oder von innen nach außen auf das Filamentbündel einwirkt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der präparierte Faden zur Nachbehandlung am Umfang einer der Streckgaletten mit einer Oberflächentemperatur im Bereich von 100°C bis 180°C beheizt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Faden vor dem Aufwickeln in einem zwischen zwei Galetten gespannten Fadenstück verwirbelt wird und dass durch die Verwirbelung eine Anwahl von mindestens 5 Verflechtunesknoten pro Meter Fadenlänge erzeugt werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Spinndüse (3) zum Extrudieren mehrerer Filamente (4), mit einer Abkühleinrichtung (6) zum Abkühlen der Filamente (4), mit einem Sammelfadenführer (9) zum Zusammenfassen der Filamente (4) zu einem Filamentbündel (5), mit einer Abzugsgalette (10) zum Abziehen des Filamentbündels (5), mit zumindest einer Streckgalette (11) zum Verstrecken des Filamentbündels (5), mit einer Aufwickeleinrichtung (18) zum Aufwickeln des Fadens (33), wobei den Galetten eine Präparationseinrichtung (16) zum Präparieren des Filamentbündels (5) und ein Heizmittel (14) zum Erwärmen des Filamentbündels zugeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Präparationseinrichtung (16) dem Heizmittel (14) im Fadenlauf nachgeordnet ist und dass das Heizmittel als ein Heizrohr (14) mit einer Heißluftatmosphäre zum kontaktlosen Erwärmen des Filamentbündels (5) zwischen der Abzugsgalette (10) und einer der Streckgaletten (11) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Präparationseinrichtung (16) im Fadenlauf zwischen zwei Galetten (10, 11) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Galetten (10, 11) jeweils einen angetriebene Führungsmantel (32) aufweisen, durch welchen das Filamentbündel (5) mit einer einfachen Teilumschlingungen im Bereich von größer 90° führbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Heizrohr (14) eine Länge im Bereich von 800mm bis 2500mm aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Abkühleinrichtung (6) zumindest ein Anblasmittel (7) aufweist, durch welches ein Kühlluftstrom von innen nach außen oder von außen nach innen am Filamentbündel (5) erzeugbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Fadenlauf der Aufwickeleinrichtung (18) eine Verwirbelungseinrichtung (17) vorgeordnet ist, wobei die Verwirbelungseinrichtung (17) im Fadenlauf zwischen zwei Galetten (11, 12) geordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Spinndüsen (3) und mehrere Sammelfadenführern (9) zum Spinnen einer Gruppe von Filamentbündeln (5) vorgesehen sind und dass die Abzugsgalette (10) seitlich neben den Sammelfadenführern (9) angeordnet ist, wobei die Filamentbündel (5) an den Sammelfadenführern (9) mit gleichgerichteten Teilumschlingungen von jeweils größer 45° und am Umfang der Abzugsgalette (10) parallel mit einem Behandlungsabstand nebeneinander geführt sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Heizrohre (14) in einem Heizkasten (28) nebeneinander liegen ausgebildet sind und dass der Heizkasten (28) in einer vertikalen Lage oder einer horizontalen Lage der Abzugsgalette (10) nachgeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Heizkasten (10) zum Öffnen der Heizrohre (14) zweiteilig ausgebildet ist, wobei eines der Teile zumindest eine bewegliche Deckelplatte (30) ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufwickeleinrichtung (18) pro Wickelstelle jeweils eine Verteilerrolle (35) aufweist, durch welche Verteilerrollen (35) die von einer letzten Galette (12) ablaufenden Fäden auf die Wickelstellen separiert werden.

Claims

1. A method for melt-spinning, drawing and winding up a multifilament yarn to form a fully drawn yarn (FDY), having the following steps:

1.1 extruding a multiplicity of filaments from a thermoplastic melt;

1.2 cooling the filaments to a temperature below the glass transition temperature of the thermoplastic material;

1.3 combining the filaments to form a filament bundle by contact at a collective yarn guide without supply of a fluid;

1.4 drawing off the filament bundle through a take-off godet having a take-off speed of above 1500 m/min;

1.5 contactlessly heating the filament bundle in a hot-air atmosphere of a heating tube to a yarn temperature above the glass transition temperature of the thermoplastic material and drawing the filament bundle through at least one drawing godet at a drawing speed of above 3500 m/min, preferably above 4000 m/min;

1.6 finishing the filament bundle with a finishing fluid and

1.7 winding up the yarn to form a bobbin.

2. The method as claimed in claim 1,
characterized in that
the filament bundle is finished, after heating, in a yarn piece tensioned between two godets.

3. The method as claimed in claim 1 or 2,
characterized in that
in order to be taken off and drawn, the filament bundle is guided on the circumference of driven guide casings of a plurality of godets with in each case a single partial looping in the region of greater than 90°.

4. The method as claimed in one of claims 1 to 3,
characterized in that
in order to heat the filament bundle, the hot-air atmosphere is temperature-controlled to a temperature of between 120°C and 240°C and the filament bundle runs through a length of the heating tube in the range of from 800 mm to 2500 mm.

5. The method as claimed in one of claims 1 to 4,
characterized in that
in order to cool the filament bundle, a cooling air flow acts on the filament bundle from the outside to the inside or from the inside to the outside.

6. The method as claimed in one of claims 1 to 5,
characterized in that,
for aftertreatment, the finished yarn is heated at the circumference of one of the drawing godets having a surface temperature in the range of from 100°C to 180°C.

7. The method as claimed in one of claims 1 to 6,
characterized in that,
before it is wound up, the yarn is entangled in a yarn piece tensioned between two godets and in that the entanglement produces at least five intertwining knots per meter of yarn length.

8. An apparatus for carrying out the method as claimed in one of claims 1 to 7, having a spinneret (3) for extruding a plurality of filaments (4), having a cooling device (6) for cooling the filaments (4), having a collective yarn guide (9) for combining the filaments (4) to form a filament bundle (5), having a take-off godet (10) for taking off the filament bundle (5), having at least one drawing godet (11) for drawing the filament bundle (5), having a winding-up device (18) for winding up the yarn (33), wherein the godets are assigned a finishing device (16) for finishing the filament bundle (5) and a heating means (14) for heating the filament bundle,
characterized in that
the finishing device (16) is arranged downstream of the heating means (14) in the yarn run and in that the heating means is arranged, as a heating tube (14) having a hot-air atmosphere for contactlessly heating the filament bundle (5), between the take-off godet (10) and one of the drawing godets (11).

9. The apparatus as claimed in claim 8,
characterized in that
the finishing device (16) is arranged between two godets (10, 11) in the yarn run.

10. The apparatus as claimed in either of claims 8 and 9,
characterized in that
the godets (10, 11) each have a driven guide casing (32), via which the filament bundle (5) can be guided with a single partial looping in the region of greater than 90°.

11. The apparatus as claimed in one of claims 8 to 10,
characterized in that
the heating tube (14) has a length in the range of from 800 mm to 2500 mm.

12. The apparatus as claimed in one of claims 8 to 11,
characterized in that
the cooling device (6) has at least one blowing means (7), by means of which a cooling air flow from the inside to the outside or from the outside to the inside can be generated at the filament bundle (5).

13. The apparatus as claimed in one of claims 8 to 12,
characterized in that
an entangling device (17) is arranged upstream of the winding-up device (18) in the yarn run, wherein the entangling device (17) is arranged between two godets (11, 12) in the yarn run.

14. The apparatus as claimed in one of claims 8 to 12,
characterized in that
a plurality of spinnerets (3) and a plurality of collective yarn guides (9) are provided for spinning a group of filament bundles (5) and in that the take-off godet (10) is arranged laterally next to the collective yarn guides (9), wherein the filament bundles (5) are guided at the collective yarn guides (9) with identically directed partial loopings of in each case greater than 45° and alongside one another in parallel with a treatment spacing at the circumference of the take-off godet (10).

15. The apparatus as claimed in claim 14,
characterized in that
a plurality of heating tubes (14) are formed in a manner located alongside one another in a heating box (28) and in that the heating box (28) is arranged in a vertical position or a horizontal position downstream of the take-off godet (10).

16. The apparatus as claimed in claim 15,
characterized in that
the heating box (10) is formed in two parts in order to open the heating tubes (14), wherein one of the parts is at least one movable cover plate (30).

17. The apparatus as claimed in one of claims 12 to 15,
characterized in that
the winding-up device (18) has in each case one distributor roller (35) per winding station, the yarns running off a final godet (12) being separated at the winding stations by said distributor rollers (35).

Revendications

1. Procédé de filage par fusion, détirage et d'enroulement d'un fil multifilaire en un fil complètement étiré (FDY) avec les étapes suivantes :

1.1 extruder une multiplicité de filaments à partir d'une fonte thermoplastique

1.2 refroidir les filaments jusqu'à une température en dessous de la température de conversion en verre du matériau thermoplastique ;

1.3 réunir les filaments en un faisceau de filaments par contact sur un guide-fil de recueil sans l'alimentation par un fluide ;

1.4 retirer le faisceau de filaments par une galette de retirage à une vitesse de retirage au dessus de 1.500m/min ;

1.5 réchauffer sans contact le faisceau de filaments dans une atmosphère à air chaud d'un tube de chauffage à une température de fil au dessus de la température de conversion en verre du matériau thermoplastique et étirer le faisceau de filaments par au moins une galette d'étirage à une vitesse d'étirage au dessus de 3.500 m/min, de préférence au dessus de 4.000m/min ;

1.6 préparation du faisceau de filaments avec un fluide de préparation et

1.7 enrouler le fil en une bobine.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après avoir été chauffé le faisceau de filaments est préparé dans un tronçon de fil qui est agencé entre deux galettes.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que pour le retirage et pour l'étirage le faisceau de filaments est guidé avec respectivement un simple enlacement partiel sur la circonférence d'enveloppes de guidage entraînées de plusieurs galettes dans la gamme d'au dessus de 90°.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que pour chauffer le faisceau de filaments l'atmosphère à air chaud est tempérée à une température entre 120°C et 240°C et en ce que le faisceau de filaments traverse une longueur du tube de chauffage dans la gamme de 800 mm à 2500 mm.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pour refroidir le faisceau de filaments un flux d'air froid agit de l'extérieur vers l'intérieur ou de l'intérieur vers l'extérieur sur le faisceau de filaments.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que pour le traitement ultérieur le fil préparé est chauffé sur la circonférence d'une des galettes d'étirage avec une température surfacique dans la gamme de 100°C à 180°.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'avant d'être enroulé le fil est tourbillonné dans un tronçon de fil agencé entre deux galettes et en ce que grâce au tourbillonnement un nombre d'au moins 5 noeuds entrelacés sont générés par longueur de fil en mètres.

8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7, avec une filière (3) pour extruder une pluralité de filaments (4), avec une installation de refroidissement (6) pour refroidir les filaments (4) avec un guide-fil collectif (9) pour regrouper les filaments (4) en un faisceau de filaments (5), avec une galette de retrait (10) pour retirer le faisceau de filaments (5), avec au moins une galette d'étirage (11) pour étirer le faisceau de filaments (5), avec une installation d'enroulement (18) pour embobiner le fil (33), une installation de préparation (16) pour la préparation du faisceau de filaments (5) et un moyen de chauffage pour chauffer le faisceau de filaments étant attribué aux galettes, caractérisé en ce que l'installation de préparation (16) est agencée en aval du moyen de chauffage (14) dans le trajet du fil et en ce que le moyen de chauffage est agencé en tant qu'un tube de chauffage (14) avec une atmosphère à air chaud pour le réchauffement sans contact du faisceau de filaments (5) entre la galette de retirage (10) et une des galettes d'étirage (11).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'installation de préparation (16) est agencée dans le trajet de fil entre deux galettes (10, 11).

10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les galettes (10, 11) ont respectivement une enveloppe de guidage entraînée (32), grâce à laquelle le faisceau de filaments (5) peut être guidé avec un simple enlacement partiel dans la région plus grande que 90°.

11. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le tube de chauffage (14) a une longueur dans la gamme de 800 mm à 2500 mm.

12. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que l'installation de refroidissement (6) comporte au moins un moyen de soufflage (7) au moyen duquel un flux d'air froid peut être généré depuis l'intérieur vers l'extérieur ou depuis l'extérieur vers l'intérieur.

13. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'une installation de tourbillonnement (17) est agencée en amont de l'installation de bobinage (18) dans le trajet de fil entre deux galettes (11, 12).

14. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'une pluralité de filières (3) et une pluralité de guide-fils collectifs (9) sont prévues pour le filage d'un groupe de faisceaux de filaments (5) et en ce que la galette de retirage (10) est agencée latéralement à coté des guide-fil collectifs (9), les faisceaux de filaments (5) étant guidés sur les guide-fils collectifs (9) avec des enlacements partiels dirigés dans le même sens de respectivement plus grand que 45° et étant guidés sur la circonférence de la galette de retrait (10) cote à cote de manière parallèle par rapport à un écart de traitement.

15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'une pluralité de tubes de chauffage (14) sont réalisés dans une boîte de chauffage (28) et couchées côte à côte et en ce que la boîte de chauffage (28) est agencée en aval dans une position verticale ou une position horizontale de la galette de retirage (10).

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que pour ouvrir les tubes de chauffage (14) la boîte de chauffage (28) est réalisée en deux pièces, une des parties étant du moins une plaque de couvercle amovible (30).

17. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que l'installation d'enroulement (18) a respectivement un rouleau de distribution (35) par poste d'enroulement par lesquels rouleaux de distribution (35) les fils sortant de la dernière galette (12) sont répartis séparément sur les postes d'enroulement.

Zeichnung