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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen von mehreren
Verbundfäden gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung zum Schmelzspinnen
von mehreren Verbundfäden ist aus der
WO 2006/099891 A1 bekannt.
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Für
textile Anwendungen von synthetischen Fasern werden mit zunehmender
Tendenz sogenannte Effektgarne eingesetzt, die bestimmte Garneffekte
wie beispielsweise Struktureffekte, Glanzeffekte oder Farbeffekte
aufweisen. Derartige Garneffekte lassen sich durch Mischen verschiedenartiger synthetischer
Fasern herstellen. Hierzu lassen sich in einem Schmelzspinnprozess
zwei unterschiedliche Filamentbündel extrudieren und nach
dem Abkühlen zu einem Verbundfaden zusammenführen.
Hierbei erfolgt die Verfestigung der zum Verbundfaden zusammengeführter
Filamentbündel unter unterschiedlichen Bedingungen, so
dass sich im wesentlichen die auf unterschiedliche Molekularstrukturen
basierenden Effekte in den Verbundfaden einstellen. Um derartige
Verbundfäden in großer Mehrzahl herstellen zu
können, hat sich die aus der
WO 2006/099891 A1 bekannte
Vorrichtung besonders bewährt. Hierbei sind zwei Gruppen
von mehreren Spinndüsen in zwei separaten Spinnbalken nebeneinander
angeordnet, um zwei Gruppen von Filamentbündeln zu extrudieren.
Die Spinndüsen der beiden Spinndüsengruppen sind
mit separaten Spinnpumpen verbunden, die über eine gemeinsame
Schmelzequelle mit einer Polymerschmelze gespeist werden. Somit
lassen sich Verbunfäden aus einem Polymermaterial herstellen, bei
welchen die Garneffekte auf die unterschiedlichen Behandlungen der
Filamentbündel basieren.
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In
der Praxis besteht nun der Wunsch, derartige Verbunfäden
einem breiten Anwendungsspektrum mit verschiedenen Garneffekten
zugänglich zu machen.
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So
sind im Stand der Technik auch Vorrichtungen bekannt, bei welcher
die Filamentbündel aus unterschiedlichen Polymermaterialien
extrudiert werden. So geht beispielsweise aus der
EP 0 350 450 A2 eine Vorrichtung
hervor, bei welcher mehrere separate Schmelzequellen in Form von
Extrudern zur Versorgung der Spinndüsen vorgesehen sind.
Somit lassen sich beliebige Polymerkombinationen innerhalb des Verbundfadens
kombinieren. Derartige Vorrichtungen besitzen jedoch grundsätzlich
den Nachteil, dass jede der Polymermodifikationen jeweils über eine
Schmelzequelle erzeugt werden muß.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen
von mehreren Verbundfäden der gattungsgemäßen
Art derart weiterzubilden, dass die ein möglichst breites
Spektrum zur Herstellung von Garneffekten in den Verbundfäden geschaffen
wird.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, die Flexibilität
der gattungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung
von Verbundfäden maßgeblich zu erhöhen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung
mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen
der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die
Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine der Gruppen der Filamentbündel
eine zusätzliche Modifikation der Basisschmelze enthält,
um somit zusätzliche Effekte in dem Verbundfaden zu erzeugen.
Um die Modifikation der Basisschmelze zu ermöglichen, ist
erfindungsgemäß eine Einspeiseeinrichtung zur
Bereitstellung eines Zusatzstoffes durch eine separate Einspeiseleitung
mit nur einer der Spinnpumpen verbunden. Als Zusatzstoffe können dabei
Additive oder Farbsubstanzen in der Basisschmelze zugemengt werden,
so dass die der Spinnpumpe zugeordneten Spinndüsen die
modifizierte Basisschmelze zu Filamentsträngen extrudieren.
Die Einspeisung des Zusatzstoffes unmittelbar vor der Verteilung
der Basisschmelze zu den Spinndüsen besitzt zudem den besonderen
Vorteil, dass die Zusatzstoffe schnell wechselbar sind, ohne dabei
eine größere Menge an Ausschussmaterial zu erzeugen. Ein
weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die in den Spinnpumpen
zugeführte Basisschmelze durch eine gemeinsame Schmelzequelle
beispielsweise durch einen gemeinsamen Extruder erzeugt und beigestellt
wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet
somit die Möglichkeit, die für die Garneffekte
gewünschten Unterschiede in die Teilfäden durch
beliebige Schmelzemodifikationen erheblich zu erweitern.
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Zur
Modifikation der Basisschmelze wird die Weiterbildung der Erfindung
bevorzugt eingesetzt, bei welcher der Spinnpumpe auf einer Einlassseite eine
separate Mischeinrichtung vorgeordnet ist, welche auf einer Zulaufseite
mit der Einspeiseleitung und mit der Spinnpumpe zugeordneten Schmelzeleitung
verbunden ist. Damit lassen sich sowohl der Zusatzstoff als auch
die Basisschmelze gemeinsam mit hoher Gleichmäßigkeit
zusammenfügen. Die Mischeinrichtung ist so ausgelegt, dass
je nach Einspeisematerial eine ausreichende Verweilzeit vorherrscht.
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Die
Mischung der Basisschmelze zur Einbindung des Zusatzstoffes wird
dabei bevorzugten durch einen dynamischen Mischer ausgeführt,
welcher durch einen steuerbaren Elektromotor antreibbar ist. Damit
lassen sich auf kurzen Wegstrecken bereits eine intensive Vermischung
des Zusatzstoffes mit der Basisschmelze erreichen.
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Das
Einspeisen des Zusatzstoffes wird bevorzugt durch eine Dosierpumpe
ausgeführt, die über die Einspeiseleitung mit
der Mischeinrichtung verbunden ist. Damit können die Konzentrationen
und die Anteile des Zusatzstoffes innerhalb der Basisschmelze in
ihrer Menge auf ein vordefiniertes Verhältnis eingestellt
werden. Zudem lässt sich das Mengenverhältnis über
die Betriebsdauer im wesentlichen konstant halten.
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Bei
Verwendung von Additiven oder Stabilisatoren, die in Form eines
Masterbatches mit der Basisschmelze kombiniert werden, wird gemäß einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung die Dosierpumpe der Einspeiseeinrichtung
mit einem Nebenextruder kombiniert, durch welchen der Zusatzstoff
konditionierbar ist.
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Um
beispielsweise flüssige Zusatzstoffe wie z. B. flüssige
Farben der Basisschmelze zuzuführen, lässt sich
die Einspeiseeinrichtung bevorzugt auch durch einen oder mehrere
Vorratsbehälter bilden, die mit der Dosierpumpe zusammenwirken
und die ein oder mehrere Zusatzstoffe für die Beimengung
der Basisschmelze bereithalten.
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Das
Vermengen des Zusatzstoffes mit der Basisschmelze lässt
sich durch die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung noch verbessern,
bei welcher der Spinnpumpe am Einlass eine Mischkammer vorgeordnet
ist, innerhalb welcher zumindest ein mit dem Antrieb der Spinnpumpe
verbundenes Mischerelement angeordnet ist. Derartige Kombiaggregate lassen
sich vorteilhaft auch dazu nutzen, um unmittelbar die aus der Einspeiseleitung
und der Schmelzeleitung zugeführten Substanzen auf der
Einlassseite der Spinnpumpe zu vermengen.
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Um
mit den Spinndüsen der beiden Spinndüsengruppen
unterschiedliche Polymermodifikationen der Basisschmelze extrudieren
zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders
vorteilhaft, bei welcher die Spinndüsen beider Spinndüsengruppen
jeweils in einer reihenförmigen Anordnung durch beheizte
Spinnbalken gehalten sind, wobei die Spinnbalken parallel mit Abstand
zueinander angeordnet sind. Somit sind die Spinndüsen der
Spinndüsengruppen individuell beheizbar und auf jede Polymerzusammensetzung
einstellbar.
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Beim
Schnellspinnen von Verbundfäden lassen sich wesentliche
Effekte in den Teilfäden dadurch erzielen, dass die Teilfäden
unter unterschiedlichen Bedingungen abgekühlt und aus der
Spinneinrichtung abgezogen werden. Insoweit ist die Weiterbildung
der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher eine Kühleinrich tung
unterhalb des Spinnbalkens angeordnet ist, die zwei den Spinndüsengruppen
zugeordnete Abkühlvorrichtungen und eine zwischen den Abkühlvorrichtungen
gemeinsame Klimalufteinspeisung aufweist, wobei die Abkühlvorrichtung
unabhängig voneinander steuerbar sind. Damit lassen sich
einerseits individuelle Abkühlbedingungen der durch die
Spinndüsengruppen extrudierten Filamentbündel
einstellen. Andererseits lässt sich damit eine sehr kompakte
Baueinheit bilden, in welcher eine Mehrzahl von Verbundfäden
mit geringer Teilung herstellbar sind. Insoweit ist die Weiterbildung
der Erfindung besonders geeignet, um in mehreren Baueinheiten eine
Vielzahl von Verbundfäden nebeneinander herzustellen. Jeder
Abkühlvorrichtung kann jedoch auch eine separate Klimalufteinspeisung
aufweisen, um mit verschiedenen Klimabedingungen die Filamentbündel
abzukühlen.
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Die
Kompaktheit bei Verwendung einer Mehrzahl von Spinndüsengruppen
lässt sich durch die Weiterbildung der Erfindung noch dadurch
verbessern, bei welcher die Mehrzahl von Spinndüsengruppen
paarweise eine Spinneinheit bilden und bei welcher die Einspeiseeinrichtung
oberhalb der Spinneinheiten angeordnet ist und durch mehrere Einspeiseleitungen
mit mehreren Spinnpumpen der Spinneinheiten verbunden ist. Somit
können beispielsweise mehrere Spinndüsengruppen
gleichzeitig über eine vorgeordnete Einspeiseeinrichtung
mit einem Zusatzstoff versorgt werden.
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Bevorzugt
wird die Einspeiseeinrichtung zwei benachbarten Spinneinheiten derart
zugeordnet, dass mit der Einspeiseeinrichtung verbundene Spinnpumpen
und die zugeordneten Spinndüsengruppen unmittelbar nebeneinander
gehalten sind. Damit lassen sich sehr kurze Schmelzeleitungen zwischen
der Einspeiseeinrichtung und den zugeordneten Spinneinheiten realisieren,
die weiterhin kurze Umstellungszeiten beim Wechseln eines Zusatzstoffes
ermöglichen. Zudem können kurze Verweilzeiten zur
Führung der Zusatzstoffe realisiert werden. Die benachbarten
Spinnpumpen der benachbarten Spinneinheiten lassen sich dabei sowohl über
zwei separate Mischeinrichtungen oder bevorzugt über eine gemeinsame
Misch einrichtung kombinieren, um den über die Einspeiseeinrichtung
zugeführten Zusatzstoff mit der Basisschmelze zu vermengen.
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Weitere
Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden
nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug
auf die beigefügten Figuren näher erläutrt.
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Es
stellen dar:
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1 schematisch
eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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2 schematisch
eine Längsschnittansicht des Ausführungsbeispiels
aus 1
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3 schematisch
eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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4 schematisch
eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
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5 schematisch
eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
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In
den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch
dargestellt. In 1 ist die Vorrichtung in einer
Querschnittsansicht und in 2 in einer Längsschnittansicht
gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der
Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für
beide Figuren.
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Die
in 1 und 2 dargestellte Vorrichtung weist
insgesamt vier Spinnpositionen zum Schmelzspinnen von insgesamt
vier Verbundfäden auf. Die Darstellung in 1 zeigt
dabei eine der Spinnpositionen, um aus zwei Teilfäden 27.1 und 28.1 einen
Verbundfaden 29.1 herzustellen. In 2 sind die
Spinnpositionen nebeneinanderliegend gezeigt.
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Wie
in der 1 zu erkennen ist, liegen die Spinndüsen 9.1 und 10.1 in
einer Spinnebene nebeneinander. Die Spinndüse 9.1 gehört
zu einer ersten Spinndüsengruppe 9, die insgesamt
vier separate Spinndüsen in einer reihenförmigen
Anordnung umfasst. In 2 ist die Anordnung der Spinndüsen 9.1 bis 9.4 der
Spinndüsengruppe 9 schematisch gezeigt. Die zweite
Spinndüse 10.1 der ersten Spinnposition gehört
zu einer Spinndüsengruppe 10, die ebenfalls insgesamt
vier separate Spinndüsen (hier nicht näher dargestellt)
umfasst, die jeweils mit den Spinndüsen 9.1 bis 9.4 in
einer Spinnebene angeordnet sind und somit die vier Spinnpositionen
bilden.
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Die
Spinndüsen der ersten Spinndüsengruppe 9 sind
in einem Spinnbalken 13.1 angeordnet. Der Spinnbalken 13.1 ist
beheizbar ausgebildet, wobei der Spinnbalken 13.1 bevorzugt über
einen Zulauf und einen Ablauf an einem Wärmeträgerkreislauf
angeschlossen ist. Auf der Oberseite des Spinnbalkens 13.1 ist
eine angetriebene Spinnpumpe 8.1 angeordnet, die über
mehrere Verteilerleitungen 14.1 mit den Spinndüsen 9.1 bis 9.4 der
ersten Spinndüsengruppe 9 verbunden ist. Die Spinnpumpe 8.1 ist
daher als eine Mehrfachpumpe ausgebildet.
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Wie
in 1 dargestellt ist, sind die Spinndüsen
der zweiten Spinndüsengruppe 10 in einem zweiten
Spinnbalken 13.2 gehalten, der parallel neben dem ersten
Spinnbalken 13.1 angeordnet ist. Der Spinnbalken 13.2 ist
ebenfalls mit einem hier nicht dargestellten Wärmeträgerkreislauf
separat beheizbar ausgebildet. Auf der Oberseite des Spinnbalkens 13.2 ist
eine zweite angetriebene Spinnpumpe 8.2 gehalten, die über
mehrere Verteilerleitungen 14.2 mit den Spinndüsen
der zweiten Spinngruppe gekoppelt ist. In 1 ist die
Verbindung zwischen der Spinnpumpe 8.2 und der Spinndüse 10.1 gezeigt.
Die übrigen Verbindungen zwischen der Spinnpumpe 8.2 und
den Spinndüsen der zweiten Spinngruppe 10 sind
analog zu den in 2 gezeigten Situation. Die Spinnpumpe 8.2 ist
ebenfalls als eine Mehrfachpumpe ausgebildet.
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Auf
einer Zulaufseite sind die Spinnpumpen 8.1 und 8.2 mit
einer Schmelzequelle 1 verbunden. Die Schmelzequelle 1,
die in diesem Ausführungsbeispiel als ein Extruder ausgebildet
ist, stellt eine Polymerschmelze zur Verfügung, die über
die Schmelzeleitungen 2.1 und 2.2 den Spinnpumpen 8.1 und 8.2 zugeführt
wird. Die Schmelzeleitung 2.2 mündet hierzu unmittelbar
in die Spinnpumpe 8.2. Die Schmelzeleitung 2.1 mündet
in einen der Spinnpumpe 8.1 vorgeschalteten Mischeinrichtung 7.
Die Mischeinrichtung 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch
einen dynamischen Mischer 11 gebildet, der durch einen
Elektromotor 12 angetrieben ist. Auf der Zulaufseite ist
die Mischeinrichtung 7 über eine Einspeiseleitung 5 mit
einer Einspeiseeinrichtung 3 verbunden. Somit münden
die Einspeiseleitung 5 und die Schmelzeleitung 2.1 parallel
in den Zulauf des dynamischen Mischers 11. Der dynamische
Mischer 11 ist direkt mit dem Einlass der Spinnpumpe 8.1 verbunden.
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Die
Einspeiseeinrichtung 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel
durch eine Dosierpumpe 4 und einen Nebenextruder 6 gebildet.
Die Dosierpumpe 4 ist hierzu direkt am Auslass des Nebenextruders 6 angeordnet
und auf der Auslassseite mit der Einspeiseleitung 5 verbunden.
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Unterhalb
der Spinnbalken 13.1 und 13.2 ist eine Kühleinrichtung 15 angeordnet.
Die Kühleinrichtung 15 ist durch zwei den Spinndüsengruppen 9 und 10 zugeordneten
Abkühlvorrichtungen 15.1 und 15.2 gebildet.
Zwischen den Abkühlvorrichtungen 15.1 und 15.2 ist
eine Klimalufteinspeisung 19 vorgesehen, durch welche eine
Kühlluft den Abkühlvorrichtungen 15.1 und 15.2 zugeführt
wird. Die der Spinndüsengruppe 9 zugeordnete Abkühlvorrichtung 15.1 weist
jeder Spinnposition einen Siebzylinder 17 auf, der konzentrisch
zu der vorgeordneten Spinndüse 9.1 bis 9.4 ausgerichtete
ist und einen gasdurchlässigen Mantel aufweist. Der Siebzylinder 17 ist
in einer Druckkammer 16 gehalten, die über ein
Gebläse 22.1 mit einer Kühlluft gefüllt
ist. Das freie Ende des Siebzylinders 17 auf der gegenüberliegenden
Seite des Spinnbalkens 13.1 mündet in ein Kühlrohr 36,
welches eine in Fadenlaufrichtung gerichtete Kühlluftströmung
erzeugt. Das freie Ende des Kühlrohres 36 bildet
jeweils einen Auslass für das durch die Spinndüse
extrudierte Filamentbündel.
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Der
Spinndüse 10.1 sowie den übrigen Spinndüsen
der zweiten Spinndüsengruppe 10 ist die zweite
Abkühlvorrichtung 15.2 zugeordnet. Die Abkühlvorrichtung 15.2 weist
ebenfalls mehrere Siebzylinder 21 auf, die konzentrisch
zu den jeweiligen Spinndüsen unterhalb des Spinnbalkens 13.2 angeordnet
sind. Die Siebzylinder 21 sind in einer Blaskammer 20 gehalten,
die über ein Gebläse 22.2 mit einer Kühlluft
versorgt werden. Die freien Enden der Siebzylinder 21 münden
in einen gemeinsamen Kühlschacht 37, der sich
im wesentlichen parallel zum Spinnbalken 13.2 erstreckt.
Die Abkühlvorrichtung 15.2 ist somit als eine
radiale Anblasung ausgebildet, bei welcher der Kühlluftstrom
von außen nach innen strömt.
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Unterhalb
der Abkühlvorrichtungen 15.1 und 15.2 sind
jeweils die Präparationseinrichtungen 23.1 und 23.2 nachgeordnet.
In jeder der Präparationseinrichtungen 23.1 und 23.2 werden
die durch die Spinndüsengruppe 9 und 10 extrudierten
Filamentbündel 38 und 39 jeweils zu den
Teilfäden 27 und 28 zusammengeführt.
So geht beispielsweise aus der Darstellung in 1 hervor,
dass in der ersten Spinnposition die Filamentbündel 38.1 und 39.1 zu
den Teilfäden 27.1 und 28.1 zusammengeführt.
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Unterhalb
der Kühleinrichtung
15 sind eine Behandlungseinrichtung
26 und
eine Aufwickeleinrichtung
30 angeordnet. Die Behandlungseinrichtung
26 ist
nur symbolisch als Rechteck dargestellt. In der Behandlungseinrichtung
26 werden
die Teilfäden der Teilfadengruppe
27 und der Teilfadengruppe
28 gemeinsam
oder separat abgezogen, verstreckt, verwirbelt oder temperiert.
Derartige Behandlungseinrichtungen gehen beispielsweise aus den
Druckschriften
DE
111 16 294 A1 oder
WO 2006/099891 A1 hervor, so dass an dieser
Stelle Bezug zu den genannten Druckschriften genommen wird und hierzu keine
weiteren Erläuterungen gegeben werden.
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Grundsätzlich
lassen sich die Teilfädengruppen 27 und 28 unmittelbar
vor der Behandlungseinrichtung 26 oder unmittelbar vor
der Aufwickeleinrichtung 30 zu den Verbundfäden 29 zusammenführen. So
ist in dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 dargestellt,
dass die Teilfäden 27.1 und 28.1 vor
Einlauf in die Behandlungseinrichtung 26 durch eine Verwirbelungseinrichtung 25 zu
dem Verbundfaden 28.1 zusammengeführt werden.
Hierzu wird der Teilfaden 28.1 über mehrere Umlenkrollen 24 in
den Fadenlauf des Teilfadens 27.1 ausgelenkt und mit diesem
zusammengeführt.
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In
der Aufwickeleinrichtung 30 werden die Verbundfäden 29.1 bis 29.4 jeweils
zu Spulen 35 aufgewickelt. Die Aufwickeleinrichtung 30 ist
in diesem Ausführungsbeispiel durch einen automatischen Spulkopf
gebildet, welcher einen Spulrevolver 32 mit zwei auskragenden
Spulspindeln 31.1 und 31.2 aufweist. Hier können
die Verbundfäden kontinuierlich abwechselnd auf den Spulspindeln 31.1 und 31.2 zu Spulen 35 gewickelt
werden. Zur Bildung der Spulen 35 ist in der Aufwickeleinrichtung 30 eine
Changiereinrichtung 33 und eine der Changiereinrichtung 33 nachgeordnete
Andruckwalze 34 vorgesehen, die an der Oberfläche
der Spulen 35 anliegt.
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Bei
dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird über
die Schmelzequelle 1 eine Basisschmelze aus einem Polymerwerkstoff
erzeugt. Hierzu wird beispielsweise das Grundpolymer in Form von
Granulat einem Extruder vorgegeben, welcher das Granulat aufschmilzt
und die Basisschmelze über die Schmelzeleitungen 2.1 und 2.2 zu
den Spinnpumpen 8.1 und 8.2 führt. Bevor
die Basisschmelze in die Spinnpumpe 8.1 gelangt, wird sie
gemeinsam mit einem Zusatzstoff in der Mischeinrichtung 7 zusammengeführt.
Der Mischeinrichtung 7 ist die Einspeiseeinrichtung 3 zugeordnet,
in welcher über ein Nebenextruder 6 ein oder mehrere
Zusatzstoffe in Form von einem Masterbatch aufbereitet werden und über
die Dosierpumpe 4 der Mischeinrichtung 7 zugeführt.
Innerhalb der Mischeinrichtung 7, die durch einen dynamischen
Mischer 11 gebildet ist, werden die Basisschmelze und der
Zusatzstoff beispielswei se in Form von Additiven oder Farbmittel vermengt.
Die derart modifizierte Basisschmelze wird dann der Spinnpumpe 8.1 zugeführt. Über
die Spinnpumpe 8.1 wird die modifizierte Basisschmelze
den Spinndüsen 9.1 bis 9.4 der ersten
Spinndüsengruppe 9 zugeführt, die eine
erste Filamentbündelgruppe 38 extrudiert. Parallel
wird über die zweite Spinnpumpe 8.2 die nicht
modifizierte Basisschmelze den Spinndüsen der zweiten Spinndüsengruppe 10 zugeführt und
durch diese Filamentbündel 39 extrudiert. Anschließend
werden die parallel extrudierten Filamentbündelgruppen 38 und 39 durch
die zugeordneten Abkühlvorrichtungen 15.1 und 15.2 abgekühlt
und durch die Präparationseinrichtungen 23.1 und 23.2 jeweils
zu den Teilfäden 27 und 28 geführt.
Der Abzug der Teilfädengruppen 27 und 28 erfolgt
vorzugsweise durch Galetten der Behandlungseinrichtung 26.
Hierzu werden die Teilfäden der zweiten Teilfadengruppe 28 jeweils über
Umlenkrollen 24 ausgelenkt und gemeinsam mit den Teilfäden
der ersten Teilfadengruppe 27 in Verwirbelungseinrichtungen 25 geführt,
so dass anschließend jeweils zwei in der Spinnposition
gegenüberliegende Teilfäden beispielsweise 27.1 und 28.1 zu
einem Verbundfaden 29.1 verbunden werden. Die Verwirbelungseinrichtung 25 kann
hierzu durch einzelne im Abstand zueinander angeordnete Verwirbelungsdüsen
gebildet sein. Die nachfolgend Behandlung innerhalb der Behandlungseinrichtung 26 wird
somit unmittelbar an den Verbundfäden 29.1 bis 29.4 ausgeführt.
Nach der Behandlung insbesondere einer Verstreckung werden die Verbundfäden 29.1 bis 29.4 parallel
zu den Spulen 35 gewickelt.
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Das
Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 ist
besonders geeignet, um einen Verbundfaden mit einer hohen Schrumpfdifferenz
herzustellen. So lässt sich beispielsweise einer der Teilfäden
als sogenanntes POY-Garn und zweite Teilfäden als sogenannte
HOY-Garne herstellen.
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In 3 ist
eine weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung schematisch in einer Querschnittsansicht dargestellt.
Die 3 zeigt eine von mehreren Spinnpositionen, welche
ein Verbundfaden extrudiert und zur Spule aufgewickelt wird. Das
Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen identisch zu dem vorgenannten
Ausführungsbeispiel, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede
erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten
Beschreibung genommen wird.
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Die
Spinndüsen
9.1 und
10.1 sowie die übrigen
hier nicht dargestellten Spinndüssen der Spinndüsengruppen
9 und
10 sind
in zwei parallelen Reihen angeordnet, die jeweils in einem Spinnbalken
13.1 und
13.2 gehalten
sind. Auf der Oberseite der Spinnbalken
13.1 und
13.2 sind
die Spinnpumpen
8.1 und
8.2 angeordnet und über
die Verteilerleitungen
14.1 und
14.2 jeweils mit
den Spinndüsen der Spinndüsengruppe
9 und
10 verbunden.
Der Spinnpumpe
8.1 ist am Einlass eine Mischkammer
40 vorgeordnet,
die in diesem Fall die Mischeinrichtung
7 bildet. Innerhalb
der Mischkammer
40 ist zumindest ein hier nicht gezeigtes
Mischerelement angeordnet, das über den Antrieb der Spinnpumpe
8.1 angetrieben wird.
Derartige Spinnpumpen sind im Stand der Technik bekannt und beispielsweise
in der
EP 0 636 190 B1 beschrieben.
Insoweit wird an dieser Stelle Bezug zu der zitierten Druckschrift
genommen und keine weitere Erläuterung zu der Spinnpumpe
8.1 mit
integrierter Mischeinrichtung
7 abgegeben.
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Die
Mischerkammer 40 ist über die Schmelzeleitung 2.1 mit
der Schmelzequelle 1 und parallel über die Einspeiseleitung 5 mit
der Einspeiseeinrichtung 3 verbunden. Parallel ist die
Spinnpumpe 8.2 über eine zweite Schmelzeleitung 2.2 mit
der Schmelzequelle 1 gekoppelt.
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Die
Einspeiseeinrichtung
3 weist in diesem Ausführungsbeispiel
eine Dosierpumpe
4 auf, die unmittelbar über einen
Auslass mit der Einspeiseleitung
3 verbunden ist. Auf der
Zulaufseite ist die Dosierpumpe
4 mit einem Vorratsbehälter
42 gekoppelt,
in welchem ein Zusatzstoff beispielsweise ein flüssiges Farbmittel
vorgehalten wird. Eine derartige Einspeiseeinrichtung ist beispielsweise
aus der
WO 2004/013386
A1 bekannt, so dass an dieser Stelle Bezug zu der genannten
Druckschrift genommen wird.
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Durch
die Dosierpumpe 4 läßt sich somit der aus
dem Vorratsbehälter 42 bereitgestellte Zusatzstoffe
direkt über die Einspeiseleitung 5 der Mischkammer 40 zuführen.
Innerhalb der Mischkammer 40 wird der Zusatzstoff mit der über
die Schmelzeleitung 2.1 zugeführten Basisschmelze
vermischt und anschließend durch die Spinnpumpe 8.1 den
zugeordneten Spinndüsen 9.1 der ersten Spinndüsengruppe 9 unter
Druck zugeführt.
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Parallel
ist die Spinnpumpe 8.2 über die zweite Schmelzeleitung 2.2 mit
der Schmelzequelle 1 verbunden. Die Schmelzequelle 1 könnte
in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise durch eine
vorgeschaltete Polykondensationsanlage gebildet sein, bei welcher
ohne Zwischenschaltung eines Extruders die Polymerschmelze direkt
weiterverarbeitet wird. In diesen Fällen ist die Schmelzequelle
bevorzugt mit einer Austragspumpe versehen, um die Versorgung einer
Mehrzahl von Spinnvorrichtungen sicherzustellen.
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Unterhalb
des Spinnbalkens 13.1 und 13.2 ist die Kühleinrichtung 15 angeordnet,
die zu jeder Spinndüsengruppe 9 und 10 jeweils
eine Abkühlvorrichtung 15.1 und 15.2 aufweist.
Die Abkühlvorrichtung 15.1 ist identisch zu dem
vorher genannten Ausführungsbeispiel nach 1 und 2.
Demgegenüber weist die Abkühlvorrichtung 15.2 eine
Glaswand 41 auf, die sich im wesentlichen über
die Länge der Unterseite des Spinnbalkens 13.2 erstreckt
und seitlich neben den Spinndüsen der Spinndüsengruppe 10 gehalten
ist. Die Glaswand 41 ist mit einer Blaskammer 20 verbunden,
die gemeinsam mit der Abkühlvorrichtung 15.1 über
ein Gebläse 18 und einer Klimalufteinspeisung 19 mit
Kaltluft versorgt wird. Unterhalb der Glaswand 41 schließt
sich der Kühlschacht 37 an, in welchem die die
zweite Teilfadengruppe 28 bildenden Filamentbündel 39 geführt
werden.
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Unterhalb
der Abkühlvorrichtungen 15.1 und 15.2 sind
die Präparationseinrichtungen 23.1 und 23.2 angeordnet,
durch welche die Filamentbündel 38.1 und 39.1 jeweils
zu den Teilfäden 27.1 und 28.1 zusammengeführt
werden. Hierzu werden die Filamente des Filamentbündels
vorzugsweise mit einer Öl/Wasser-Emulsion benetzt.
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Nachfolgend
ist eine Behandlungseinrichtung 26 und eine Aufwickeleinrichtung 30 vorgesehen.
Hierbei werden die Teilfäden 27.1 und 28.1 sowie
die übrigen Teilfäden der Spinnpositionen separat
in die Behandlungseinrichtung 26 geführt, um durch
Abzug und Führung über separate Galetten unterschiedliche
Verstreckungen an den Teilfäden ausführen zu können.
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Im Übergangsbereich
zwischen der Behandlungseinrichtung 26 und der Aufwickeleinrichtung 30 ist
die Verwirbelungseinrichtung 25 vorgesehen, in welcher
die beiden Teilfäden 27.1 und 28.1 zu
dem Verbundfaden 29.1 zusammengeführt werden.
Analog werden die Teilfäden der ersten Teilfadengruppe 27 und
der zweiten Teilfadengruppe 28 ebenfalls zu den Verbundfäden
kombiniert.
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Die
Aufwickeleinrichtung 30 zum Aufwickeln der Verbundfäden
zu Spulen 35 ist identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel
ausgebildet, so dass keine weitere Erläuterung hierzu erforderlich
ist und Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
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Bei
dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel lassen
sich die Teilfäden der Teilfadengruppe 27 beispielsweise
als POY-Teilfäden herstellen, die mit dem als FDY-Teilfäden
der zweiten Teilfadengruppe 28 kombiniert werden, um einen
Verbundfaden 29 zu erhalten.
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In 4 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung schematisch in einer Draufsicht dargestellt. In der
Draufsicht sind nur die schmelzeführenden Bauteile der
Vorrichtung gezeigt. Die zur Abkühlung und Behandlung der
Teilfäden und Verbundfäden vorgesehenen Einrichtungen sind
nicht dargestellt und könnten beispielsweise im Aufbau
und Ausführung den Ausführungsbeispielen nach 1 und 2 oder
nach 3 entsprechen.
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Bei
der Herstellung von Verbundfäden sind üblicherweise
eine Mehrzahl von Spinneinheiten vorgesehen, die in Maschinenlängsseiten
nebeneinander aufgestellt sind.
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In 4 sind
zwei Spinneinheiten 43.1 und 43.2 gezeigt. Die
Spinneinheit 43.1 sowie die Spinneinheit 43.2 weisen
jeweils zwei Spinnbalken 13.1 und 13.2 auf, die
die Spinndüsen der beiden Spinndüsengruppen 9 und 10 an
ihren Unterseiten halten. Die Spinneinheiten 43.1 und 43.2 sind
spiegelbildlich zueinander angeordnet, so dass die Spinnbalken 13.1 der
Spinneinheit 43.1 und der Spinnbalken 13.1 der
Spinneinheit 43.2 benachbart zueinander stehen. Die an
der Oberseite der Spinnbalken 13.1 und 13.2 angeordneten
Spinnpumpen 8.1 und 8.2 sind über Schmelzeleitungen 2.1 und 2.2 mit
einer hier nicht dargestellten Schmelzequelle verbunden. Die Schmelzeleitung 2.1 mündet
dabei in eine Mischeinrichtung 7, die zwischen den Spinneinheiten 43.1 und 43.2 angeordnet
ist und die auf der Auslassseite durch zwei Zulaufleitungen 44.1 und 44.2 mit
den zugeordneten Spinnpumpen 8.1 der Spinneinheiten 43.1 und 43.2 verbunden.
Auf der Einlassseite ist die Mischeinrichtung 7 über
die Einspeiseleitung 5 mit einer Einspeiseeinrichtung 3 verbunden.
Die Einspeiseeinrichtung 3 weist einen Nebenextruder 6 und eine
am Auslass des Nebenenxtruders 6 angeordnete Dosierpumpe 4 auf,
die mit ihrem Auslass mit der Einspeiseleitung 5 verbunden
ist. Die Einspeiseeinrichtung 3 und die Mischeinrichtung 7 sind
oberhalb der Spinnbalken 13.1 und 13.2 angeordnet.
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Das
in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit besonders
geeignet, um in kompakter Bauart eine Mehrzahl von Spinneinheiten
zur Herstellung von Verbundfäden anzuordnen. Die zwischen
den Spinneinheiten 43.1 und 43.2 vorgesehene Mischeinrichtung 7 läßt
sich hierbei sowohl durch einen dynamischen Mischer gemäß dem
Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 und
durch eine der Spinnpumpe zugeordnete Mischkammer gemäß dem
Ausführungsbeispiel nach 3 ausführen.
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In 5 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung schematisch in einer Draufsicht dargestellt. In der
Draufsicht sind nur die schmelzeführenden Bauteile der
Vorrichtung gezeigt. Die zur Abkühlung und Behandlung der
Teilfäden und Verbundfäden vorgesehenen Einrichtungen könnten
identisch zu den Ausführungen der vorgenannten Ausführungsbeispiele
aufgebaut sein. Insoweit erfolgt hierzu keine weitere Erläuterung.
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In 5 ist
eine Spinneinheit 43 gezeigt. Die Spinneinheit 43 enthält
zwei Spinnbalken 13.1 und 13.2, die die Spinndüsen
der beiden Spinndüsengruppen 9 und 10 an
ihren Unterseiten halten. An den Oberseiten der Spinnbalken 13.1 und 13.2 sind
zwei Spinnpumpen 8.1 und 8.2 vorgesehen, die als
Mehrfachpumpe jede der Spinndüsen mit einem Schmelzestrom
versorgt. Hierzu sind die Spinnpumpen 8.1 und 8.2 über
die Zulaufleitungen 44.1 und 44.2 jeweils mit
einer Mischeinrichtung 7.3 und 7.2 verbunden.
Die Mischeinrichtungen 7.3 und 7.2 sind einerseits
mit einer Schmelzeleitung 2.1 verbunden, die eine von einer
Schmelzequelle bereitgestellte Polymerschmelze führt. Andererseits
ist jeder der Mischeinrichtung 7.2 und 7.3 jeweils
eine von mehreren Einspeiseeinrichtungen zugeordnet. So ist die
Einspeiseeinrichtung 3.2 mit der Mischeinrichtung 7.2 gekoppelt.
Die Einspeiseeinrichtung 3.3 ist mit der Mischeinrichtung 7.3 verbunden.
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In
der zentralen Zulaufleitung 2.1 ist eine weitere Mischeinrichtung 7.1 vorgesehen,
die zusätzlich mit einer dritten Einspeiseeinrichtung 3.1 gekoppelt
ist. Die Einspeiseeinrichtung 3.1 ist in diesem Ausführungsbeispiel
durch einen Nebenextruder 6 und einen am Ausgang des Nebenextruders 6 angeordnete
Dosierpumpe 4 gebildet. Die Dosierpumpe 4 ist über
die Einspeiseleitung mit der Mischeinrichtung 7.1 verbunden.
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Die
Einspeiseeinrichtungen 3.2 und 3.3 weisen jeweils
einen Vorratsbehälter 42 und eine Dosierpumpe 4 auf.
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Bei
dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung sind somit mehrere
Einspeiseeinrichtungen zur Einspeisung mehrerer Zusatzstoffe vorgesehen.
So wird die von einer Schmelzequelle in der Zulaufleitung 2.1 geführte
Polymerschmelze innerhalb der Mischeinrichtung 7.1 mit
einem durch die Einspeiseeinrichtung 3.1 beigemengten Masterbatch
vermischt. So können beispielsweise Additive der Schmelze
beigemengt werden, die für die Herstellung aller Teilfäden
erforderlich ist. In einem zweiten nachgeordneten Schritt erfolgt eine
zweite Einspeisung, um die individuelle auf die Gruppe der Teilfäden
abgestimmte Polymerschmelzemodifikation zu erhalten. In der Mischeinrichtung 7.2 wird
die über die Zulaufleitung 2.1 zugeführte
bereits vormodifizierte Polymerschmelze mit einem weiteren Zusatzstoff
vermengt, der über die Einspeiseeinrichtung 3.2 zugeführt
wird. So könnten beispielsweise flüssige oder
pulverförmige Zusatzstoffe, die in dem Vorratsbehälter 42 vorgehalten
werden, über die Dosierpumpe 4 der Mischeinrichtung 7.2 zugeführt und
mit der vormodifizierten Schmelze vermengt werden.
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In
der Mischeinrichtung 7.3 läßt sich die
aus der Zulaufleitung 2.1 zugeführte vormodifizierte
Polymerschmelze mit einem weiteren Zusatzstoff vermengen. Über
die Einspeiseeinrichtung 3.3 wird der Mischeinrichtung 7.3 dieser
Zusatzstoff zugeführt. Damit lassen sich über
die Pumpen 8.1 und 8.2 Polymerschmelzen unterschiedlicher
Modifikation den Spinndüsen der Spinndüsengruppen 9 und 10 zuführen,
so dass vorteilhaft gewünschte Kombinationen von extrudierten
Teilfäden zu den gewünschten Verbundfäden
geführt werden können.
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Die
in den 5 dargestellten Mischeinrichtungen 7.1 bis 7.3 lassen
sich je nach Anforderung und Anwendungsfall sowohl als statische
oder als dynamische Mischer ausbilden. Ebenso können Mischerkombinationen
verwendet werden, um eine intensive Durchmischung von Zusatzstoffen
oder Masterbatches zu erhalten.
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Die
in 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung
von Verbundfäden basieren alle darauf, dass die in der
Spinnposition hergestellten Teilfäden durch unterschiedliche
Polymerschmelzemodifikationen und durch unterschiedliche Abkühlbedingungen
unterschiedliche physikalische Eigenschaften erhalten. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung ist jedoch auch besonders vorteilhaft einsetzbar, um beispielsweise
die in den Spinndüsengruppen extrudierten Filamentbündel
unter gleichen Bedingungen abzukühlen, so dass die Kühleinrichtung
identische Abkühlvorrichtungen aufweist.
-
Grundsätzlich
besteht jedoch auch die Möglichkeit, Kombinationen zwischen
den Ausführungsbeispielen zur Herstellung von Verbundfäden
zu nutzen. Desweiteren besteht die Möglichkeit, als Verbund
mit beispielsweise Kräuseleinrichtungen zu verwenden. Hier
können die Verbundmittel durch mehrere Stufen von Verwirbelungen
ausgeführt werden. Ebenso ist die Anzahl der innerhalb
einer Spinnposition eingesetzten Spinndüsen beispielhaft.
Grundsätzlich können mehr als zwei Spinndüsen
genutzt werden, um einen Verbundfaden innerhalb einer Spinnposition
herzustellen.
-
- 1
- Schmelzequelle
- 2.1,
2.2
- Schmelzeleitung
- 3,
3.1, 3.2, 3.3
- Einspeiseeinrichtung
- 4
- Dosierpumpe
- 5
- Einspeiseleitung
- 6
- Nebenextruder
- 7
- Mischeinrichtung
- 8.1,
8.2
- Spinnpumpe
- 9
- erste
Spinndüsengruppe
- 9.1,
9.2, 9.3 ...
- Spinndüse
- 10
- zweite
Spinndüsengruppe
- 10.1
- Spinndüse
- 11
- dynamischer
Mischer
- 12
- Elektromotor
- 13.1,
13.2
- Spinnbalken
- 14.1,
14.2
- Verteilerleitungen
- 15
- Kühleinrichtung
- 16
- Druckkammer
- 17
- Siebzylinder
- 18
- Gebläse
- 19
- Klimalufteinspeisung
- 20
- Blaskammer
- 21
- Siebzylinder
- 22.1,
22.2
- Gebläse
- 23.1,
23.2
- Präparationseinrichtung
- 24
- Umlenkrolle
- 25
- Verwirbelungseinrichtung
- 26
- Behandlungseinrichtung
- 27
- erste
Teilfadengruppe
- 27.1,
27.2, 27.3
- Teilfäden
- 28
- zweite
Teilfadengruppe
- 28.1,
28.2, 28.3
- Teilfäden
- 29.1,
29.2, 29.3
- Verbundfaden
- 30
- Aufwickeleinrichtung
- 31.1,
31.2
- Spulspindel
- 32
- Spulrevolver
- 33
- Changiereinrichtung
- 34
- Andruckwalze
- 35
- Spule
- 36
- Kühlrohr
- 37
- Kühlschacht
- 38
- Filamentbündelgruppe
- 38.1,
38.2
- Filamentbündel
- 39
- Filamentbündelgruppe
- 39.1,
39.2
- Filamentbündel
- 40
- Mischkammer
- 41
- Blaswand
- 42
- Vorratsbehälter
- 43,
43.1, 43.2
- Spinneinheit
- 44.1,
44.2
- Zulaufleitung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2006/099891
A1 [0002, 0003, 0038]
- - EP 0350450 A2 [0005]
- - DE 11116294 A1 [0038]
- - EP 0636190 B1 [0044]
- - WO 2004/013386 A1 [0046]