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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Mehrfachfaser-Spinnvorrichtungen sowie Verfahren zu deren Regelung und insbesondere eine Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung, welche zur Herstellung einer mehrere Arten von Polymeren enthaltenden Faser geeignet ist, sowie ein Verfahren zur Regelung derselben.
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Stand der Technik
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Faserspinnvorrichtungen zur Herstellung von konjugierten Fasern unter Aufschmelzen derselben stellen im Allgemeinen Vorrichtungen zum Spinnen von Fasern dar, welche eine vorherbestimmte Querschnittsform besitzen, wobei Polymere mit verschiedenen Eigenschaften einem oder mehreren Schmelzextrudern aufgegeben, unter hoher Temperatur und unter hohem Druck geschmolzen und anschließend in einem Pack mit mehreren Verteilerplatten und Düsen miteinander kombiniert werden.
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Eine Faser, welche mittels einer solchen Faserspinnvorrichtung zur Herstellung von konjugierten Fasern unter Aufschmelzen derselben erzeugt worden ist, wird als konjugierte Faser (konjugierter Garn) bezeichnet. Die Querschnittsform derartiger konjugierter Fasern kann vom Typ „Kern/ Schale“, „Seite an Seite“ oder „Inseln“ sein, da sie durch konjugiertes Spinnen verschiedener Arten von rohen Polymermaterialien gebildet sind. Darüber hinaus können die erzeugten Fasern mittels eines getrennten Verfahrens vermischt werden, nachdem eine solche Faserspinnvorrichtung zur Herstellung von konjugierten Fasern unter Aufschmelzen derselben dieselben Arten oder verschiedene Arten von rohen Polymermaterialien in Fasern zu verspinnen vermag, welche unterschiedliche Eigenschaften (Festigkeit, Bruchdehnung etc.), Denier-Fadenstärken und Querschnittsformen (von runder bzw. kreisförmiger Gestalt, in „+“-, „Y“- oder „-“- förmiger Gestalt, in hohler Form etc.) besitzen. Eine auf diese Weise hergestellte Faser wird als vermischte Faser (vermischter Garn) bezeichnet.
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Im Falle einer vermischten Faser müssen allerdings verschiedene rohe Fasern separat erzeugt werden, bevor sie in einem getrennten Verfahren miteinander vermischt werden. Der Aufwand zur Herstellung von vermischten Fasern ist daher komplex, wodurch die Produktivität leidet und die Produktionskosten erhöht werden. Insbesondere ist es mittels der herkömmlichen Faserspinnvorrichtungen zur Herstellung von konjugierten Fasern unter Aufschmelzen derselben nicht möglich, eine konjugierte Faser zu erzeugen, welche drei oder mehr Arten von rohen Polymermaterialien enthält. Insoweit sind den Funktionen und den Eigenschaften, welche den erzeugten Fasern verliehen werden können, Grenzen gesetzt.
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Die
EP 0 678 599 A1 beschreibt eine Nockenpumpe zur Erzeugung von Wechselfolgen von Polymerstromimpulsen, welche zum Einsatz in einer Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung zum Schmelzmischen und -spinnen von synthetischen Polymeren zur Herstellung von Garnen mit mehreren Filamentbündeln vorgesehen ist.
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Aus der
JP S61-089316 A ist eine weitere Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung bekannt, welche je einen zwischen einen Extruder und eine Mehrzahl an Dosierpumpen zwischengeschalteten statischen Mischer umfasst. Eine jeweilige Dosierpumpe mit dem ihr jeweils vorgeordneten statischen Mischer wird hierbei von einer mit dem Extruder in Verbindung stehenden Zuführeinrichtung mit mehreren Einlässen gespeist, um für ein gleichmäßiges Vermischen einerseits eines in dem Extruder plastifizierten ersten Polymers, andererseits eines zweiten Polymers zu sorgen, welches mittels je einer weiteren Dosierpumpe über eine jeweilige Zuführeinrichtung zugeführt werden kann.
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Darüber hinaus ist der
DE 10 2008 038 328 A1 eine Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung zu entnehmen, welche einen Extruder zum Extrudieren von Filamenten mit einer diesem nachgeordneten Kern-Mantel-Spinndüse aufweist. Letztere steht über zwei separate Schmelzeleitungen mit dem Extruder in Verbindung, um die Filamente mit einem Kern-Mantel-Querschnitt zu extrudieren, wobei die Schmelzeleitungen jeweils einen Teilschmelzestrom der Polymerschmelze führen. Dabei steht nur eine der Schmelzeleitungen mit einer Farbzuführung zum Einfärben des zur Extrusion des Mantels der Filamente dienenden Teilschmelzestroms in Verbindung, um den Mantel der Filamente selektiv einzufärben.
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Offenbarung
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Technisches Problem:
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Die Erfindung hat sich daher zum Ziel gesetzt, den oben erwähnten Problemen, wie sie beim Stand der Technik auftreten, zu begegnen, wobei ein Ziel der vorliegenden Erfindung insbesondere darin besteht, eine Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung vorzuschlagen, welche drei oder mehr Arten von rohen Polymermaterialien in eine Faser zu verspinnen vermag, und es auf diese Weise zu ermöglichen, konjugierte sowie auch vermischte Fasern herzustellen, welche vielfältige Muster und Querschnittsstrukturen besitzen, wobei ferner ein Verfahren zur Regelung einer solchen Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung vorgeschlagen werden soll.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung vorzuschlagen, welche eine verbesserte Strömungsdurchlassstruktur aufweist, so dass eine Heizeinrichtung zum Einsatz gelangen kann, welche zur Erzeugung von Wärme bei hoher Temperatur und bei hohem Druck in der Lage ist und eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung vorzuschlagen, deren Strömungsdurchlässe, Zahnradpumpen und Spinndüsen derart aufgebaut sind, dass drei oder mehr Polymere in eine Faser versponnen werden können, und welche derart aufgebaut ist, dass Wärme wirksam an die Strömungsdurchlässe übertragen werden kann, so dass die Polymere in effektiver Weise geschmolzen werden können.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung vorzuschlagen, welche zur Herstellung von Fasern mit verschiedenen Dicken in der Lage ist, wobei drei oder mehr Arten von Polymermaterialien in eine Faser versponnen werden können, und welche derart aufgebaut ist, dass eine Kühleinrichtung eingesetzt werden kann, welche die Bildung von verschiedenen Dicken der Fasern erlaubt, nachdem beim Stand der Technik aufgrund der begrenzten Dicke, welche den erzeugten Fasern verliehen werden kann, lediglich Kühleinrichtungen zum Einsatz gelangten, welche von einer Luftkühlung Gebrauch machen.
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Schließlich besteht ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung vorzuschlagen, deren Strömungsdurchlässe derart ausgestaltet sind, dass Polymere schnell geschmolzen und in einem optimalen, geschmolzenen Zustand gehalten werden können, und welche eine optimale Anwendung von Wärme gewährleistet, so dass die Wärme in effektiver Weise an die Strömungsdurchlässe übertragen werden kann.
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Technische Lösung:
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Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung vorgeschlagen, umfassend:
- eine Extrusionseinheit, welche eine Mehrzahl an Extrudern umfasst, welche zum Schmelzen von über Aufgabetrichter aufgegebene Polymermaterialien und zum anschließenden Extrudieren und Überführen der Polymermaterialien ausgebildet sind;
- eine Spinnblockeinheit, umfassend
- - eine Zahnradpumpeneinheit, welche eine Mehrzahl an Zahnradpumpen umfasst, die mit einem jeweiligen Extruder in Verbindung stehen, wobei die Zahnradpumpen zur Aufnahme der Polymermaterialien aus den zugehörigen Extrudern der Extrusionseinheit und zum Austragen der Polymermaterialien mit denselben oder mit unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten ausgebildet sind; und
- - eine Strömungsdurchlasseinheit, welche Strömungsdurchlässe umfasst, die mit den jeweiligen Zahnradpumpen der Zahnradpumpeneinheit in Verbindung stehen, so dass die geschmolzenen Polymermaterialien durch die Strömungsdurchlässe überführbar sind; sowie
- eine Spinndüseneinheit, welche eine Mehrzahl an Spinndüsen umfasst, von welchen jede über den zugehörigen Strömungsdurchlass mit einer der Zahnradpumpen eines jeden Extruders in Verbindung steht, so dass jede Spinndüse zur Aufnahme von verschiedenen Arten von geschmolzenen Polymermaterialien und zum Spinnen der Polymermaterialien in eine Faser ausgebildet ist.
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Die Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung kann ferner eine elektrische Heizeinheit aufweisen, welche die Spinnblockeinheit umschließt und zur Übertragung von Wärme an die Spinnblockeinheit ausgebildet ist. Die elektrische Heizeinheit kann zur Erzeugung von Wärme in einem Temperaturbereich zwischen 50°C und 350°C ausgebildet sein.
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Die Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung kann ferner eine Kühleinheit aufweisen, welche unterhalb der Spinndüseneinheit angeordnet ist, wobei die Kühleinheit zur Verwendung entweder eines Luftkühlverfahrens oder eines Wasserkühlverfahrens in Abhängigkeit der Dicke einer von der Spinndüseneinheit gesponnenen Faser ausgebildet ist.
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Die Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung kann ferner eine Höhenverstelleinheit zur Höhenverstellung der Extrusionseinheit, der Spinnblockeinheit und der Spinndüseneinheit aufweisen, so dass die entsprechende Kühleinheit, welche von dem jeweiligen Kühlverfahren Gebrauch macht, unterhalb der Spinndüseneinheit anordbar ist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung einer Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung vorgeschlagen, umfassend:
- (a) Regeln einer Mehrzahl an Zahnradpumpen, so dass die Zahnradpumpen, welche mit einem jeweiligen Extruder in Verbindung stehen, Polymermaterialien, welche mittels des zugehörigen Extruders geschmolzen und extrudiert sowie von diesem überführt worden sind, mit denselben oder mit unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten austragen; und
- (b) Spinnen der Polymermaterialien mittels einer jeweiligen Spinndüse, welche mit der zugehörigen geregelten Zahnradpumpe eines jeden Extruders in Verbindung steht, so dass mehrere Arten von geschmolzenen Polymermaterialien von den zugehörigen Zahnradpumpen in jede Spinndüse überführt und die Polymermaterialien sodann in eine Faser gesponnen werden.
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Die Spinndüsen können eine erste Spinndüse und eine zweite Spinndüse aufweisen, wobei
- (b) das Spinnen der geschmolzenen Polymermaterialien entweder ein Spinnen mittels der ersten Spinndüse, welche mit der zugehörigen geregelten Zahnradpumpe eines jeden Extruders in Verbindung steht, oder mittels der zweiten Spinndüse, welche mit der zugehörigen geregelten Zahnradpumpe eines jeden Extruders in Verbindung steht, umfasst und das Spinnen derart geschieht, dass verschiedene Arten von geschmolzenen Polymermaterialien in eine mehrfach konjugierte Faser gesponnen werden, in welcher die Polymermaterialien in einem vorherbestimmten Muster in einem einzigen Faserstück angeordnet sind.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass
- (b) das Spinnen der geschmolzenen Polymermaterialien ein Spinnen mittels der ersten Spinndüse und der zweiten Spinndüse zugleich umfasst, welche mit der jeweils zugehörigen geregelten Zahnradpumpe eines jeden Extruders in Verbindung stehen, so dass verschiedene Arten von Polymermaterialien in eine vermischte Faser gesponnen werden, in welcher die Polymermaterialien in einem unregelmäßigen Muster angeordnet sind.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung einer Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung vorgeschlagen, umfassend:
- - Regeln von Zahnradpumpen und Spinnen von geschmolzenen Polymermaterialien mittels Spinndüsen in Fasern derart, dass an jede Spinndüse, welche mit einer zugehörigen geregelten Zahnradpumpe in Verbindung steht, die mit einem jeweiligen Extruder in Verbindung steht, verschiedene Arten von geschmolzenen Polymermaterialien, welche aus den zugehörigen Zahnradpumpen mit denselben oder mit unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten ausgetragen worden sind, überführt werden und die Polymermaterialien sodann in eine Faser gesponnen werden.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung mit einer mehrschichtigen Strömungsdurchlassstruktur vorgeschlagen, umfassend:
- eine Strömungsdurchlasseinheit, welche eine Mehrzahl an Strömungsdurchlässen umfasst, welche individuell in einer Spinnblockeinheit gebildet sind und mit zugehörigen Zahnradpumpen von Extrudern in Verbindung stehen, so dass geschmolzene Polymermaterialien von den entsprechenden Zahnradpumpen durch die Strömungsdurchlässe überführbar sind;
- eine elektrische Heizeinheit, welche die Spinnblockeinheit umschließt und zur Übertragung von Wärme an die Spinnblockeinheit ausgebildet ist; und
- eine Spinndüseneinheit, welche eine Mehrzahl an Spinndüsen umfasst, von welchen jede über die zugehörigen Strömungsdurchlässe mit den zugehörigen Zahnradpumpen in Verbindung steht, so dass in jede Spinndüse verschiedene Arten von geschmolzenen Polymermaterialien überführbar und die Polymermaterialien in eine Faser spinnbar sind,
- wobei eine Mehrzahl an Strömungsdurchlassblöcken in der Spinnblockeinheit, welche die Strömungsdurchlasseinheit umschließt, aufeinander gestapelt sind, wobei die Strömungsdurchlässe an einer Verbindung zwischen den Strömungsdurchlassblöcken ausgebildet sind und Öffnungen bilden, welche vertikal durch die Strömungsdurchlassblöcke gebildet sind, und wobei entgegengesetzte Enden eines jeden Strömungsdurchlasses jeweils mit der zugehörigen Zahnradpumpe sowie mit der zugehörigen Spinndüse in Verbindung stehen.
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Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung wird eine Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung vorgeschlagen, umfassend:
- eine Strömungsdurchlasseinheit, welche eine Mehrzahl an Strömungsdurchlässen umfasst, welche zur Überführung von Fluiden unter hoher Temperatur und unter hohem Druck durch dieselben hindurch ausgebildet sind;
- eine Strömungsdurchlass-Blockeinheit, welche die Strömungsdurchlasseinheit umschließt, wobei die Strömungsdurchlass-Blockeinheit einen Aufbau besitzt, bei welchem eine Mehrzahl an Strömungsdurchlassblöcken aufeinander gestapelt sind; und
- eine elektrische Heizeinheit, welche zur Übertragung von Wärme an die Strömungsdurchlass-Blockeinheit ausgebildet ist, um in die Strömungsdurchlasseinheit überführte Polymermaterialien zu schmelzen,
- wobei die Strömungsdurchlässe an einer Verbindung zwischen den Strömungsdurchlassblöcken ausgebildet sind und Öffnungen bilden, welche sich von der Verbindung erstrecken und vertikal durch die Strömungsdurchlassblöcke gebildet sind, so dass das Fluid durch die Strömungsdurchlässe überführbar ist.
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Gemäß dem vierten oder fünften Aspekt der Erfindung kann der Strömungsdurchlassblock bzw. die Strömungsdurchlass-Blockeinheit aus einer Metalllegierung gefertigt sein.
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Darüber hinaus kann gemäß dem vierten oder fünften Aspekt der Erfindung die elektrische Heizeinheit zur Erzeugung von Wärme in einem Temperaturbereich zwischen 50°C und 350°C und zur effizienten Übertragung der Wärme an die Strömungsdurchlassblöcke der Spinnblockeinheit ausgebildet sein.
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Ferner können gemäß dem vierten oder fünften Aspekt der Erfindung die Strömungsdurchlässe in den Strömungsdurchlassblöcken gebildet sein, ohne miteinander in Kontakt zu treten.
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Vorteilhafte Wirkungen:
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Eine Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Mehrzahl an Extrudern, eine Mehrzahl an mit einem jeweiligen Extruder in Verbindung stehende Zahnradpumpen sowie eine Mehrzahl an Spinndüsen, von welchen jede mit einer der Zahnradpumpen eines jeweiligen Extruders in Verbindung steht. Die Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung ist derart ausgestaltet, dass die entsprechenden Zahnradpumpen und Spinndüsen bedarfsweise geregelt werden können, so dass verschiedene Arten von Polymeren zugleich in eine Faser gesponnen werden können. Die vorliegende Erfindung macht es somit möglich, eine mehrfach konjugierte Faser oder eine vermischte Faser herzustellen, deren Funktionen und Eigenschaften verbessert worden sind.
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Darüber hinaus vermögen die Spinndüsen erfindungsgemäß eine einzige Art oder auch unterschiedliche Arten von Polymeren in Fasern zu spinnen, welche verschiedene Dicken und Querschnittsformen besitzen, wobei die Fasern sodann miteinander vermischt werden können. Im Gegensatz zum Stand der Technik vermag die Erfindung demnach einen zusätzlichen, nachträglichen Verfahrensschritt zum Vermischen der Fasern entbehrlich zu machen, so dass die Anzahl an Verfahrensschritten sowie die Verfahrensdauer verringert werden, wodurch die Produktivität erheblich verbessert wird und die Produktionskosten gesenkt werden.
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Überdies ist zwischen den Zahnradpumpen und den Spinndüsen eine Mehrzahl an Strömungsdurchlässen angeordnet, welche in über- bzw. aufeinander gestapelten Strömungsdurchlassblöcken ausgebildet sind, ohne miteinander in Kontakt zu treten. Folglich können erfindungsgemäß mehrere Arten von Polymeren zugleich in eine Faser gesponnen werden, wodurch es möglich wird, eine mehrfach konjugierte Faser oder eine vermischte Faser zu erzeugen, welche ausgezeichnete Funktionen und Eigenschaften besitzt.
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Ferner wird erfindungsgemäß die Struktur bzw. der Aufbau der Strömungsdurchlasseinheit verbessert, so dass verschiedene Arten von Polymeren in eine Faser gesponnen werden können. Die vorliegende Erfindung vermag daher einen separaten Verfahrensschritt zum Vermischen der Fasern entbehrlich zu machen, wie er im Falle des Einsatzes von herkömmlichen Spinnvorrichtungen zur Herstellung von konjugierten Fasern oder von Faserspinnvorrichtungen unter Aufschmelzen derselben erforderlich war. Folglich kann erfindungsgemäß die Anzahl an Verfahrensschritten sowie die Verfahrensdauer verringert und somit die Produktivität erhöht und können die Produktionskosten gesenkt werden.
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Die vorliegende Erfindung sieht überdies eine Ausgestaltung der Strömungsdurchlässe derart vor, dass sie an der Verbindung zwischen den Strömungsdurchlassblöcken ausgebildet sind und sich hiervon vertikal erstrecken, um Öffnungen zu bilden, welche vertikal durch die Strömungsdurchlassblöcke ausgebildet sind. Auf diese Weise kann die Demontage der Vorrichtung erleichtert werden, so dass eine einfache Reinigung oder Wartung der Vorrichtung möglich wird.
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Die vorliegende Erfindung macht ferner von einer elektrischen Heizeinheit Gebrauch, welche mit den Strömungsdurchlassblöcken, welche die Strömungsdurchlässe bilden, in direktem Kontakt steht, so dass an die Polymere Wärme bei hoher Temperatur abgegeben werden kann und der thermische Wirkungsgrad folglich erhöht wird.
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Figurenliste
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung (100) gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung (200), welche mit einer mehrschichtigen Strömungsdurchlassstruktur ausgestattet ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- 3 ein Fließbild eines Verfahrens zur Regelung der Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung (100) gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 4 eine Darstellung, welche den Aufbau einer Zahnradpumpeneinheit (120A) und einer Spinndüseneinheit (130) zeigt, welche zur Herstellung einer mehrfach konjugierten Faser gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung geregelt werden müssen;
- 5 bis 7 Darstellungen zur Veranschaulichung von Ausführungsbeispielen der Querschnittsform von mehrfach konjugierten Fasern (170), welche mittels des Regelungsverfahrens gemäß 4 der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind;
- 8 eine Darstellung, welche den Aufbau einer Zahnradpumpeneinheit (120A) und einer Spinndüseneinheit (130) zeigt, welche zur Herstellung einer vermischten Faser gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung geregelt werden müssen;
- 9 und 10 Darstellungen zur Veranschaulichung von Ausführungsbeispielen der Querschnittsform von vermischten Fasern (170), welche mittels des Regelungsverfahrens gemäß 8 der Erfindung hergestellt worden sind;
- 11 eine Darstellung, welche den Aufbau einer mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit (210) zeigt, welche mit einem abgewinkelten Strömungsdurchlass (220) ausgestattet ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- 12 eine Vorderansicht der mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit (210) gemäß 11 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- 13 eine Seitenansicht der mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit (210) gemäß 11 von rechts gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- 14 eine Darstellung, welche den Aufbau einer mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit (210) zeigt, welche mit zwei Strömungsdurchlässen (220A, 220B) ausgestattet ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- 15 eine Vorderansicht der mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit (210) gemäß 14 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- 16 eine Seitenansicht der mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit (210) gemäß 14 von rechts gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- 17 bis 19 jeweils eine Schnittansicht, eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht von rechts, welche einen mittleren Strömungsdurchlassblock (214) der mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit (210) zeigen, welche mit zwei Strömungsdurchlässen (220A, 220B) ausgestattet ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
- 20 eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung (300), welche mit einer mehrschichtigen Strömungsdurchlassstruktur ausgestattet ist, gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsformen:
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Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert, so dass sich die vorliegende Erfindung dem Fachmann in einfacher Weise erschließt. In Bezug auf die Zeichnungen sind dieselben Bezugszeichen in sämtlichen der verschiedenen Zeichnungen zur Bezeichnung derselben oder ähnlichen Komponenten verwendet.
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Der Terminus „mehrfach konjugierter Garn (eine mehrfach konjugierte Faser)“, wie er vorstehend erläutert und nachfolgend beschrieben ist, bezieht sich auf eine Faser, welche mehrere bzw. mehrfache Arten von Polymeren in verschiedenen Querschnittsformen (in Gestalt von Kern/Hülle, Seite an Seite, in Form von Inseln etc.) aufweist, wohingegen sich der Begriff „konjugierter Garn (eine konjugierte Faser)“ üblicherweise auf ein Faserstück bezieht, welches zwei Arten von Polymeren enthält. Der Terminus „vermischte Faser“ bezieht sich auf einen Garn, welcher mit mehreren bzw. mehrfachen Arten von Polymerfasern, welche aus verschiedenen Polymeren, Dicken, Eigenschaften, Querschnitten etc. gefertigt sind, kombiniert ist.
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Erste Ausführungsform:
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In 1 ist eine Darstellung einer Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergegeben.
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Wie aus 1 ersichtlich, umfasst die Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Extrusionseinheit 110 (111, 112, 113), eine Spinnblockeinheit 120, eine Spinndüseneinheit 130, eine elektrische Heizeinheit 140, eine Kühleinheit 150 und eine Höhenverstelleinheit 160.
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Die Extrusionseinheit 110 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schmelzt, extrudiert und überführt rohe Polymermaterialien, welche Aufgabetrichtern (nicht gezeigt) aufgegeben worden sind, die an der Oberseite der Vorrichtung angeordnet sind. Erfindungsgemäß umfasst die Extrusionseinheit 110 eine Mehrzahl, z.B. drei, an Extrudern 111, 112, 113, welche an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, um die rohen Polymermaterialien aufzuschmelzen und zu extrudieren und anschließend an die Spinnblockeinheit 120 zu überführen.
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Die Spinnblockeinheit 120 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Zahnradpumpeneinheit 120A (121, 122, 123, 124, 125, 126) und eine Strömungsdurchlasseinheit 120B (127, 128, 129, 121a, 122a, 123a, 124a, 125a, 126a). In 1 sind die Bezugszeichen 120A und 120B nicht gezeigt.
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Im Folgenden ist zunächst die Zahnradpumpeneinheit 120A näher erläutert. Die Zahnradpumpeneinheit 120A gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Mehrzahl an Zahnradpumpen 121, 122, 123, 124, 125, 126. Von diesen Zahnradpumpen sind die Zahnradpumpen 121 und 122 auf der rechten Seite in der Spinnblockeinheit 120 positioniert und durch den entsprechenden Strömungsdurchlass 127 aus dem Extruder 111, welcher jenseits des rechten Abschnittes der Spinnblockeinheit 120 angeordnet ist, mit einem rohen Polymermaterial versorgt.
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Die Zahnradpumpen 123, 124 sind in einem oberen Bereich in der Spinnblockeinheit 120 positioniert und durch den entsprechenden Strömungsdurchlass 128 aus dem Extruder 112, welcher jenseits des oberen Abschnittes der Spinnblockeinheit 120 angeordnet ist, mit einem rohen Polymermaterial versorgt. Die Zahnradpumpen 125, 126 sind auf der linken Seite in der Spinnblockeinheit 120 positioniert und durch den entsprechenden Strömungsdurchlass 129 aus dem Extruder 113, welcher jenseits des linken Abschnittes der Spinnblockeinheit 120 angeordnet ist, mit einem rohen Polymermaterial versorgt.
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Jede Zahnradpumpe ist derart eingerichtet, dass sie an den entsprechenden Strömungsdurchlass eines jeweiligen Extruders angeschlossen ist, so dass das rohe, geschmolzene und extrudierte Polymermaterial an die jeweilige Zahnradpumpe überführt werden kann, wobei sie ferner mit einen Zahnradmotor (in 1 nicht dargestellt) in Verbindung steht. Aufgrund dieser Anschlusskonfiguration vermag die Zahnradpumpeneinheit 120A gemäß der vorliegenden Erfindung die rohen Polymermaterialien, welche mittels der Extruder 111, 112, 113 aufgeschmolzen und extrudiert worden sind, mit Unterstützung der Zahnradmotoren mit denselben oder unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten auszutragen. Der Terminus „Austrag der Materialien mit unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten“ bedeutet, dass die Dicken der ausgetragenen Fasern sich voneinander unterscheiden.
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Um den konstruktiven Einschränkungen herkömmlicher Faserspinnvorrichtungen unter Aufschmelzen derselben (oder Spinnvorrichtungen zur Herstellung von konjugierten Fasern), bei welchen ein einziger Extruder oder jeder der beiden Extruder nur eine einzige Zahnradpumpe aufweisen muss, zu begegnen, sieht die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung folglich drei oder mehrere Extruder 111, 112, 113 vor, von welchen jeder Extruder 111, 112, 113 zwei Zahnradpumpen aufweist.
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Indes ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Aufbau beschränkt, bei welchem die Extruder 111, 112, 113 vorgesehen sind und jeder Extruder 111, 112, 113 zwei Zahnradpumpen umfasst. Mit anderen Worten kann auch eine größere Anzahl an Extrudern sowie Zahnradpumpen vorgesehen sein, obwohl die Möglichkeiten einer Realisierung aus konstruktiven Gründen eher gering sind.
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Um die Zahnradpumpeneinheit 120A in die Lage zu versetzen, die geschmolzenen rohen Polymermaterialien mit unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten auszutragen, können darüber hinaus im Innern oder außerhalb der Spinnblockeinheit 120 Regler vorgesehen sein, um die Fördergeschwindigkeiten der jeweiligen Zahnradpumpe zu regeln.
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Die Strömungsdurchlasseinheit 120B gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Mehrzahl an Strömungsdurchlässen 127, 128, 129, 121a, 122a, 123a, 124a, 125a, 126a. Jeder Strömungsdurchlass ist individuell an die zugehörige Zahnradpumpe angeschlossen.
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Im Einzelnen ist bei der Strömungsdurchlasseinheit 120B der mit dem Bezugszeichen 121a versehene Strömungsdurchlass zwischen der Zahnradpumpe 121 von „U1“ und einer Spinndüse 131 von „N1“ angeordnet, welche weiter unten noch näher erläutert sind. Der mit dem Bezugszeichen 122a versehene Strömungsdurchlass ist zwischen der Zahnradpumpe 122 von „U2“ und einer Spinndüse 132 von „N2“ angeordnet, welche weiter unten noch näher erläutert sind. Der mit dem Bezugszeichen 123a versehene Strömungsdurchlass ist zwischen der Zahnradpumpe 123 von „U3“ und der Spinndüse 132 von „N2“ angeordnet. Der mit dem Bezugszeichen 124a versehene Strömungsdurchlass ist zwischen der Zahnradpumpe 124 von „U4“ und der Spinndüse 131 von „N1“ angeordnet.
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Darüber hinaus ist der mit dem Bezugszeichen 125a versehene Strömungsdurchlass zwischen der Zahnradpumpe 125 von „U5“ und der Spinndüse 131 von „N1“ angeordnet. Der mit dem Bezugszeichen 126a versehene Strömungsdurchlass ist zwischen der Zahnradpumpe 126 von „U6“ und der Spinndüse 132 von „N2“ angeordnet.
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Somit besteht der Grund, weshalb die Strömungsdurchlasseinheit 120B gemäß der vorliegenden Erfindung derart ausgestaltet sein kann, dass zwischen jeder Zahnradpumpe der Zahnradpumpeneinheit 120A und der Spinndüseneinheit 130 ein Strömungsdurchlass vorgesehen ist, darin, dass die Teile, in welchen die Strömungsdurchlässe gebildet sind, einen geschichteten bzw. gestapelten Aufbau besitzen, so dass die Strömungsdurchlässe zwischen den jeweiligen Zahnradpumpen und den zugehörigen Spinndüsen vorgesehen werden können, ohne miteinander in Kontakt zu treten, wohingegen bei dem herkömmlichen Aufbau gemäß dem Stand der Technik lediglich die beiden Zahnradpumpen und lediglich die beiden Strömungsdurchlässe zwischen den Zahnradpumpen und einer einzigen Spinndüse vorgesehen sind.
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So kann beispielsweise jeder Strömungsdurchlass derart ausgebildet sein, dass ein halbrunder bzw. halbkreisförmiger Strömungsdurchlassabschnitt, welcher die Hälfte des Strömungsdurchlasses bildet, in einem ersten Stapelteil gebildet ist, während ein anderer halbrunder bzw. halbkreisförmiger Strömungsdurchlassabschnitt in einem zweiten Stapelteil gebildet ist, welches auf dem ersten Stapelteil angeordnet ist. Auf diese Weise können die Strömungsdurchlässe in länglicher Gestalt zwischen den Zahnradpumpen und den Spinndüsen gebildet sein, ohne miteinander in Kontakt zu treten.
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Die Spinndüseneinheit 130 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Mehrzahl an Spinndüsen, wobei bei der vorliegenden Ausführungsform zwei Spinndüsen 131, 132 vorgesehen sind. Jede Spinndüse 131, 132 steht über den zugehörigen Strömungsdurchlass mit der zugehörigen Zahnradpumpe eines jeden Extruders in Verbindung. Folglich ist jede Spinndüse 131, 132 mit drei Strömungsdurchlässen verbunden, so dass mehrere Arten von geschmolzenen Polymeren von der Zahnradpumpeneinheit 120A an eine jede Spinndüse 131, 132 überführt werden können. Dies hat zur Folge, dass jede Spinndüse 131, 132 mehrere Arten von Polymeren zu einer Faser zu verspinnen vermag.
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Obgleich es von Vorteil sein kann, wenn die Spinndüseneinheit 130 zwei Spinndüsen umfasst, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche Ausgestaltung beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, auch die Anzahl an Spinndüsen zu erhöhen, wenn die Anzahl an Zahnradpumpen eines jeden Extruders erhöht und infolge einer solchen Erhöhung der Anzahl an Zahnradpumpen die Anzahl an Strömungsdurchlässen erhöht wird.
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Um die Spinndüseneinheit 130 zum selektiven Spinnen mehrerer Arten von Polymerharzen in eine Faser zu befehligen, kann darüber hinaus im Innern oder außerhalb der Spinnblockeinheit 120 ein Regler (nicht gezeigt) vorgesehen sein, welcher die Spinndüseneinheit 130 im Zusammenhang mit einer Regelung der Zahnradpumpeneinheit 120A regelt. Ein solcher Regler kann überdies zur Regelung der elektrischen Heizeinheit 140, welche weiter unten näher beschrieben ist, oder anderer Komponenten verwendet werden. Eine Faser 170, welche mittels einer jeden Spinndüse 131, 132 gesponnen worden ist und mehrere Arten von Polymeren enthält, wird auf einer Rolle (nicht gezeigt) aufgewickelt.
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Die elektrische Heizeinheit 140 umschließt die Spinnblockeinheit 120, wobei ihre Funktion darin besteht, die Spinnblockeinheit 120 aufzuheizen. Im vorliegenden Fall erzeugt die elektrische Heizeinheit 140 Wärme, so dass eine Temperatur größer als die Schmelztemperatur (der Schmelzpunkt) des eingesetzten rohen Polymermaterials erreicht wird. So erzeugt die elektrische Heizeinheit 140 beispielsweise Wärme, um die Spinnblockeinheit 129 in einem Temperaturbereich zwischen 50°C und 350°C zu halten.
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Dadurch dass die Spinnblockeinheit 120 unter Wärmezufuhr auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, kann die Temperatur der rohen Polymermaterialien, welche mittels der Extruder 110 geschmolzen und transferiert worden sind, konstant auf einer einheitlichen Temperatur gehalten werden, welche höher sein kann als die Schmelztemperaturen, bis die rohen Polymermaterialien an die zugehörigen Spinndüsen überführt werden.
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Die elektrische Heizeinheit 140 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet zur Wärmeerzeugung folglich elektrischen Strom, wohingegen die herkömmlichen Heizmethoden von gesundheitsschädlichen Stoffen Gebrauch machen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung vermag demnach nicht nur die Heizeffizienz unter Einsatz hoher Temperaturen zu verbessern, sondern auch die Arbeitssicherheit zu erhöhen, weil das Bedienpersonal keinen gesundheitsschädlichen Stoffen ausgesetzt wird.
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Obgleich die erste Ausführungsform vorstehend unter Verwendung einer elektrischen Heizeinheit beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Soweit erforderlich, kann auch die herkömmliche Heizmethode zum Einsatz gelangen.
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Die Kühleinheit 150 ist unterhalb der Spinndüseneinheit 130 angeordnet und besitzt den Aufbau einer Kühlvorrichtung, welche in Abhängigkeit der Dicke einer Faser 170, die mittels der Spinndüseneinheit 130 gesponnen worden ist, entweder ein Luftkühlverfahren oder ein Wasserkühlverfahren verwendet. Die Funktion der Kühleinheit 150 besteht darin, unter Verwendung von Luft oder Wasser die Faser abzukühlen, welche mittels der Spinndüseneinheit 130 gesponnen worden ist, nachdem sie bei hohen Temperaturen und hohen Drücken extrudiert worden ist.
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Sofern die Dicke einer Faser, welche von der Spinndüseneinheit 130 gesponnen worden ist, 30 Denier oder weniger beträgt, kommt für die Kühleinheit 150 eine Kühlvorrichtung selektiv zum Einsatz, welche ein Luftkühlverfahren verwendet. Sofern die Dicke einer Faser, welche von der Spinndüseneinheit 130 gesponnen worden ist, 30 Denier oder mehr beträgt, kommt für die Kühleinheit 150 eine Kühlvorrichtung selektiv zum Einsatz, welche ein Wasserkühlverfahren verwendet.
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Die Höhenverstelleinheit 160 gemäß der vorliegenden Erfindung ist an entgegengesetzten Seitenflächen der Spinnblockeinheit 120 festgelegt und weist eine Hubstruktur auf, welche nach oben und unten verlagerbar ist. Die Höhenverstelleinheit 160 dient zur gemeinsamen oder individuellen Höheneinstellung der Extrusionseinheit 110, der Spinnblockeinheit 120 und der Spinndüseneinheit 130, so dass die Kühleinheit 150 unabhängig von der Art der eingesetzten Kühleinheit 150 unterhalb der Spinndüseneinheit 130 angeordnet werden kann.
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Wenn beispielsweise die Kühlvorrichtung, welche ein Wasserkühlverfahren verwendet, unterhalb der Spinndüseneinheit 130 vorgesehen sein soll, ist es aufgrund dessen, dass die Kühlvorrichtung, welche von einem Wasserkühlverfahren Gebrauch macht, größer ist als die Kühlvorrichtung, welche von einem Luftkühlverfahren Gebrauch macht, erforderlich, die Höhenniveaus der Extrusionseinheit 110, der Spinnblockeinheit 120 und der Spinndüseneinheit 130 zu verstellen, so dass die Kühlvorrichtung des Typs mit Wasserkühlung unterhalb der Spinnblockeinheit 120 angeordnet werden kann, welche festgestellt wird. Im vorliegenden Fall dient die Höhenverstelleinheit 160 zur Einstellung der Höhenniveaus der Extrusionseinheit 110, der Spinnblockeinheit 120 und der Spinndüseneinheit 130. Folglich kann bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entweder eine Kühlvorrichtung, welche von einem Luftkühlverfahren Gebrauch macht, oder eine Kühlvorrichtung, welche von einem Wasserkühlverfahren Gebrauch macht, zum Einsatz gelangen.
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Zweite Ausführungsform:
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In 2 ist eine Darstellung einer Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 200, welche mit einer mehrschichtigen Strömungsdurchlassstruktur ausgestattet ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergegeben.
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Wie aus 2 ersichtlich, umfasst die Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210, eine Strömungsdurchlasseinheit 220, eine elektrische Heizeinheit 230 und eine Spinndüseneinheit 240. Die Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 200 umfasst darüber hinaus Extruder 10, 20, 30, eine Spinnblockeinheit 40, Zahnradpumpen 50, 51, 52, 53, 54, 55, Strömungsdurchlässe 60, 61, 62, welche zwischen den Extrudern 10, 20, 30 und den Zahnradpumpen 50-55 angeordnet sind, eine Kühleinheit 70 sowie eine Höhenverstelleinheit 80.
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Nachstehend sind zunächst die Extrusionseinheiten 10, 20, 30, die Spinnblockeinheit 40, die Zahnradpumpen 50-55 und die Strömungsdurchlässe 60, 61, 62 erläutert, wonach die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210, die Strömungsdurchlasseinheit 220, die elektrische Heizeinheit 230 und die Spinndüseneinheit 240, welche wesentliche Bestandteile der vorliegenden Erfindung darstellen, beschrieben sind, und wobei anschließend die Kühleinheit 70 und die Höhenverstelleinheit 80 erläutert sind.
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Die Funktion der Extruder 10, 20, 30 gemäß der vorliegenden Erfindung besteht zunächst darin, rohe Polymermaterialien, welche Aufgabetrichtern (nicht gezeigt) aufgegeben worden sind, die an der Oberseite der Vorrichtung angeordnet sind, zu schmelzen, zu extrudieren und zu überführen. Die Extruder 10, 20, 30 sind an unterschiedlichen Positionen angeordnet und schmelzen die rohen Polymermaterialien auf, extrudieren die rohen Polymermaterialien und überführen sie anschließend an die Spinnblockeinheit 40, welche weiter unten näher erläutert ist.
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Die Spinnblockeinheit 40 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Zahnradpumpen 50-55 und eine Strömungsdurchlasseinheit 220, welche weiter unten näher beschrieben ist. Das Material der Spinnblockeinheit 40 ist eine Metalllegierung, doch ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt und können auch andere Materialien verwendet werden, sofern ihre Wärmeleitfähigkeit verhältnismäßig hoch ist.
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Jede Zahnradpumpe 51-55 gemäß der vorliegenden Erfindung ist derart eingerichtet, dass jeder Extruder 10, 20, 30 mit einer Mehrzahl an Zahnradpumpen in Verbindung steht. Dies bedeutet hier, dass die Zahnradpumpen 50, 51 auf der rechten Seite in der Spinnblockeinheit 40 angeordnet und mittels des zugehörigen Strömungsdurchlasses 60 mit dem Extruder 10 verbunden sind, welcher jenseits des rechten Abschnittes des Spinnblockeinheit 40 angeordnet ist. Die Zahnradpumpen 52, 53 sind im oberen Bereich in der Spinnblockeinheit 40 angeordnet und mittels des zugehörigen Strömungsdurchlasses 61 mit dem Extruder 20 verbunden, welcher jenseits des oberen Abschnittes des Spinnblockeinheit 40 angeordnet ist. Die Zahnradpumpen 54, 55 sind auf der linken Seite in der Spinnblockeinheit 40 angeordnet und mittels des zugehörigen Strömungsdurchlasses 62 mit dem Extruder 30 verbunden, welcher jenseits des linken Abschnittes des Spinnblockeinheit 40 angeordnet ist.
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Jede Zahnradpumpe 53, 54 ist derart eingerichtet, dass sie an den entsprechenden Strömungsdurchlass eines jeweiligen Extruders angeschlossen ist, so dass das rohe, geschmolzene und extrudierte Polymermaterial an die Zahnradpumpe überführt werden kann, wobei sie ferner mit einen Zahnradmotor (in 2 nicht dargestellt) in Verbindung steht. Aufgrund dieser Anschlusskonfiguration vermögen die Zahnradpumpen 53, 54 gemäß der vorliegenden Erfindung die rohen Polymermaterialien, welche mittels der Extruder 10, 20, 30 aufgeschmolzen und extrudiert worden sind, mit Unterstützung der Zahnradmotoren mit denselben oder unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten auszutragen. Der Terminus „Austrag der Materialien mit unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten“ bedeutet, dass die Dicken der ausgetragenen Fasern sich voneinander unterscheiden.
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Um den konstruktiven Einschränkungen herkömmlicher Faserspinnvorrichtungen unter Aufschmelzen derselben (oder Spinnvorrichtungen zur Herstellung von konjugierten Fasern), bei welchen ein einziger Extruder oder jeder der beiden Extruder nur eine einzige Zahnradpumpe aufweisen muss, zu begegnen, sieht die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung folglich drei oder mehrere Extruder 10, 20, 30 vor, von welchen jeder Extruder 10, 20, 30 zwei Zahnradpumpen aufweist.
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Indes ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen Aufbau beschränkt, bei welchem die Extruder 10, 20, 30 vorgesehen sind und jeder Extruder 10, 20, 30 zwei Zahnradpumpen umfasst. Mit anderen Worten kann auch eine größere Anzahl an Extrudern sowie Zahnradpumpen vorgesehen sein, obwohl die Möglichkeiten einer Realisierung aus konstruktiven Gründen eher gering sind.
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Die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gemäß der vorliegenden Erfindung bildet einen Teil der Spinnblockeinheit 40. Die Strömungsdurchlasseinheit 220, welche weiter unten näher erläutert ist, ist in der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 der Spinnblockeinheit 40 gebildet. Die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 ist vorzugsweise aus einer Metalllegierung gefertigt, um den Wirkungsgrad der Wärmeübertragung zu erhöhen. Indes können anstelle einer solchen Legierung auch andere Materialien vorgesehen sein, sofern es sich hierbei um Materialien handelt, welche zur Wärmeübertragung in der Lage sind. Der Aufbau der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 ist weiter unten unter Bezugnahme auf die 11 bis 19 im Einzelnen erläutert.
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Die Strömungsdurchlasseinheit 220 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Mehrzahl an Strömungsdurchlässen, welche in der Spinnblockeinheit 40 vorgesehen sind und individuell mit den zugehörigen Zahnradpumpen der Extruder 10, 20, 30 in Verbindung stehen. Die Strömungsdurchlässe dienen als Durchlässe, durch welche hindurch mehrerer Arten von geschmolzenen Polymeren von den zugehörigen Zahnradpumpen 50, 51, 52, 53, 54, 55 überführt werden. Der Aufbau der Strömungsdurchlasseinheit 220 ist weiter unten unter Bezugnahme auf die 11 bis 19 in Einzelnen beschrieben.
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Die elektrische Heizeinheit 230 gemäß der vorliegenden Erfindung umschließt die Spinnblockeinheit 40, wobei ihre Funktion darin besteht, die Spinnblockeinheit 40 aufzuheizen. Die elektrische Heizeinheit 230 ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass sie Wärme erzeugt, um eine hohe Temperatur in einem Bereich zwischen 50°C und 350°C zu erhalten, wobei sie die Wärme an die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 der Spinnblockeinheit 40 abgibt. Die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 ist aus einer Metalllegierung gefertigt, so dass die Wärme bei hohen Temperaturen einfach an die Polymere übertragen werden kann, welche sich in der Strömungsdurchlasseinheit 220 befinden. Auf diese Weise können die Polymere in einem geschmolzenen Zustand gehalten werden, anstatt während des Überführens erstarrt zu werden. Folglich lassen sich die Polymere mittels der Strömungsdurchlasseinheit 220 schnell überführen.
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Die Spinndüseneinheit 240 umfasst eine Mehrzahl an Spinndüsen, wie beispielsweise die Spinndüsen 241 und 242. Jede Spinndüse 241, 242 steht über die zugehörigen Strömungsdurchlässe mit einer jeweiligen zugehörigen Zahnradpumpe 50-55 in Verbindung.
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So ist z.B. die Spinndüse 241 von „N1“ über die entsprechenden Strömungsdurchlässe mit der Zahnradpumpe 51 von „U1“, mit der Zahnradpumpe 53 von „U4“ und mit der Zahnradpumpe 54 von „U5“ verbunden. Die Spinndüse 242 von „N2“ ist über die entsprechenden Strömungsdurchlässe mit der Zahnradpumpe 50 von „U2“, mit der Zahnradpumpe 52 von „U3“ und mit der Zahnradpumpe 55 von „U6“ verbunden.
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Auf diese Weise können in der Spinndüseneinheit 140 gemäß der vorliegenden Erfindung mehrere Arten von Polymeren an eine jede Spinndüse 241, 242 überführt werden, so dass jede Spinndüse 241, 242 die Polymere in eine Faser zu verspinnen vermag. Eine Faser 90, welche mittels einer jeden Spinndüse 241, 242 gesponnen worden ist und mehrere Arten von Polymeren enthält, wird auf einer Rolle (nicht gezeigt) aufgewickelt.
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Die Kühleinheit 70 ist unterhalb der Spinndüseneinheit 240 angeordnet und besitzt den Aufbau einer Kühlvorrichtung, welche in Abhängigkeit der Dicke einer Faser, die mittels der Spinndüseneinheit 240 gesponnen worden ist, entweder ein Luftkühlverfahren oder ein Wasserkühlverfahren verwendet. Die Funktion der Kühleinheit 70 besteht darin, unter Verwendung von Luft oder Wasser die Faser abzukühlen, welche mittels der Spinndüseneinheit 240 gesponnen worden ist, nachdem sie bei hohen Temperaturen und hohen Drücken extrudiert worden ist.
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Sofern die Dicke einer Faser, welche von der Spinndüseneinheit 240 gesponnen worden ist, 30 Denier oder weniger beträgt, kommt für die Kühleinheit 70 vorzugsweise eine Kühlvorrichtung selektiv zum Einsatz, welche ein Luftkühlverfahren verwendet. Sofern die Dicke einer Faser, welche von der Spinndüseneinheit 240 gesponnen worden ist, 30 Denier oder mehr beträgt, kommt für die Kühleinheit 70 eine Kühlvorrichtung selektiv zum Einsatz, welche ein Wasserkühlverfahren verwendet.
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Die Höhenverstelleinheit 80 gemäß der vorliegenden Erfindung ist an entgegengesetzten Seitenflächen der Spinnblockeinheit 40 festgelegt und weist eine Hubstruktur auf, welche nach oben und unten verlagerbar ist. Die Höhenverstelleinheit 80 dient zur Höheneinstellung der Extruder 10, 20, 30, der Spinnblockeinheit 40 und der Spinndüseneinheit 240, so dass die Kühleinheit 70 unabhängig von der Art der eingesetzten Kühleinheit 70 unterhalb der Spinndüseneinheit 130 angeordnet werden kann.
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Wenn beispielsweise die Kühleinheit 70 des Typs mit Wasserkühlung unterhalb der Spinndüseneinheit 240 vorgesehen sein soll, müssen aufgrund dessen, dass die Struktur der Kühlvorrichtung, welche von einem Wasserkühlverfahren Gebrauch macht, größer ist als die Struktur der Kühlvorrichtung, welche von einem Luftkühlverfahren Gebrauch macht, die Höhenniveaus der Extruder 10, 20, 30, der Spinnblockeinheit 40 und der Spinndüseneinheit 240 verstellt werden, so dass die Kühleinheit 70 des Typs mit Wasserkühlung unterhalb der Spinnblockeinheit 40 angeordnet werden kann, welche festgestellt wird. Im vorliegenden Fall dient die Höhenverstelleinheit 80 zur Einstellung der Höhenniveaus der Extruder 10, 20, 30, der Spinnblockeinheit 40 und der Spinndüseneinheit 240. Folglich kann bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Kühlvorrichtungsstruktur zum Einsatz gelangen, welche entweder von einem Luftkühlverfahren oder von einem Wasserkühlverfahren Gebrauch macht.
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Aufgrund ihres derartigen Aufbaus können mittels der zweiten Ausführungsform eine Vielzahl an Typen von Fasern 90 hergestellt werden, wobei nicht nur eine mehrfach konjugierte Faser (ein mehrfach konjugierter Garn), sondern auch eine vermischte Faser (ein vermischter Garn) erzeugt werden können.
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Ausführungsformen der Erfindung:
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Nachfolgend sind die körperlichen Strukturen der Zahnradpumpeneinheit 120A und der Spinndüseneinheit 130 einer Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Regelung der Zahnradpumpeneinheit 120A und/oder der Spinndüseneinheit 130 sowie eine Faser, welche mittels der Vorrichtung hergestellt worden ist, unter Bezugnahme auf die 3 bis 10 im Einzelnen erläutert.
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Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Regelung der Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung:
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In 3 ist ein Fließbild eines Verfahrens zur Regelung der Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergegeben.
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Wie aus 3 ersichtlich, dient das Verfahren S200 zur Regelung der Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Regelung der Zahnradpumpen 120A derart, dass jede Spinndüse 131, 132, welche mit der jeweils zugehörigen Zahnradpumpe 120A eines jeden Extruders 110 in Verbindung steht, verschiedene Arten von geschmolzenen Polymeren erhält, welche von den zugehörigen Zahnradpumpen 120A mit denselben oder unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten überführt worden sind, woraufhin sie die Polymere in eine Faser verspinnt.
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Um dies zu verwirklichen, umfasst das Verfahren S200 zur Regelung der Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Schritt S210, welcher die Regelung der Zahnradpumpen 120A derart vorsieht, dass die Zahnradpumpen 120A eines jeden Extruders 110 das Polymer, welches von dem zugehörigen Extruder 110 geschmolzen und überführt worden ist, mit denselben und unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten austrägt, wobei das Verfahren S200 einen weiteren Schritt S220 umfasst, welcher das Spinnen der geschmolzenen Polymere mittels einer jeden Spinndüse 131, 132, welche mit der jeweils zugehörigen Zahnradpumpe 120A eines jeden Extruders 110 in Verbindung steht, derart vorsieht, dass jede Spinndüse 131, 132 mehrere Arten der geschmolzenen Polymere von den zugehörigen Zahnradpumpen 120A empfängt und die Polymere anschließend in eine Faser verspinnt.
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Aufgrund dessen, dass die Zahnradpumpen 120A geregelt sind und mit der Spinndüseneinheit 130 in Verbindung stehen, kann gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest entweder eine mehrfach konjugierte Faser (ein mehrfach konjugierter Garn) oder eine vermischte Faser (ein vermischter Garn) oder können beide zugleich hergestellt werden. Ein Ausführungsbeispiel in Bezug auf die Herstellung einer mehrfach konjugierten Faser ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 im Einzelnen erläutert, während ein Ausführungsbeispiel in Bezug auf die Herstellung einer vermischten Faser weiter unten unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 im Einzelnen beschrieben ist.
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Ausführungsbeispiel einer mehrfach konjugierten Faser:
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4 zeigt eine Darstellung, welche den Aufbau der Zahnradpumpeneinheit 120A und der Spinndüseneinheit (130) wiedergibt, welche zur Herstellung einer mehrfach konjugierten Faser gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung geregelt werden müssen. In 5 bis 7 sind Darstellungen zur Veranschaulichung von Ausführungsbeispielen der Querschnittsform von mehrfach konjugierten Fasern 170 wiedergegeben, welche mittels des Regelungsverfahrens gemäß 4 der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind.
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In 4 sind die Zahnradpumpen 122, 123 und 126 der Zahnradpumpeneinheit 120A und die Spinndüse 132, welche die zu regelnden Komponenten darstellen, sowie die dazwischen angeordneten Strömungsdurchlässe 122a, 123a und 126a wiedergegeben. Dabei sei bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel angenommen, dass die Zahnradpumpen 122, 123, 126 verschiedene Arten von Polymeren austragen.
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Dies bedeutet, dass das Verfahren zur Regelung der Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung die Regelung der drei Zahnradpumpen 122, 123, 126 und/oder der einzelnen Spinndüse 132 derart umfasst, dass die Spinndüse 132, welche mit den Zahnradpumpen 122, 123, 126 in Verbindung steht, drei Arten von Polymeren in einem vorherbestimmten Muster in eine Faser zu verspinnen vermag.
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5 bis 7 zeigen Ausführungsbeispiele von mehrfach konjugierten Fasern 170 (die mehrfach konjugierten Garne), welche unter Verwendung der drei Arten von Polymeren in einem vorherbestimmten Muster hergestellt worden sind. Die mehrfach konjugierte Faser 170 gemäß 5 stellt ein Beispiel einer mehrfach konjugierte Faser dar, welche drei Arten von Polymeren 171, 172, 173 enthält und einen Querschnitt des Typs Kern/Schale besitzt. 6 zeigt eine mehrfach konjugierte Faser 170, welche einen Querschnitt des Typs von Inseln besitzt, in welchem drei Arten von Polymeren 171-1, 172-1, 173-1 in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind.
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In 7 ist die Querschnittsform des Typs Seite an Seite einer mehrfach konjugierten Faser 170 dargstellt, wobei drei Arten von Polymeren 171-2, 172-2, 173-2 um einen Mittelpunkt angeordnet sind und eine aufgeteilte Gestalt besitzen.
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Wie den 5 bis 7 zu entnehmen ist, können mittels der vorliegenden Erfindung verschiedene Typen von mehrfach konjugierten Fasern derart erzeugt werden, indem die Zahnradpumpen und die mit den Zahnradpumpen in Verbindung stehende Spinndüse geregelt werden. Indes ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Aufbau beschränkt. Vielmehr kann gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise auch vorgesehen sein, dass mehrere Zahnradpumpen mit den hiermit in Verbindung stehenden Spinndüsen zugleich geregelt werden und jede Spinndüse verschiedene Typen von mehrfach konjugierten Fasern spinnt.
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Ausführungsbeispiel einer vermischten Faser:
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8 zeigt eine Darstellung, welche den Aufbau einer Zahnradpumpeneinheit 120A und einer Spinndüseneinheit 130 wiedergibt, welche zur Herstellung einer vermischten Faser gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung geregelt werden müssen. In 9 und 10 sind Darstellungen zur Veranschaulichung von Ausführungsbeispielen der Querschnittsform von vermischten Fasern 170 wiedergegeben, welche mittels des Regelungsverfahrens gemäß 8 der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind.
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In 8 sind die Zahnradpumpen 121, 122, 125 und 126 der Zahnradpumpeneinheit 120A und die Spinndüsen 131 und 132, welche die zu regelnden Komponenten darstellen, sowie die dazwischen angeordneten Strömungsdurchlässe 121a, 122a, 125a und 126a wiedergegeben. Dabei sei bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel angenommen, dass die Zahnradpumpen 121, 122, 125, 126 verschiedene Arten von Polymeren austragen.
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Dies bedeutet, dass das Verfahren zur Regelung der Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung die Regelung der vier Zahnradpumpen 121, 122, 125, 126 mit den beiden hiermit in Verbindung stehenden Spinndüsen 131, 132 derart umfasst, dass die Spinndüse 131 von „N1“, welche mit den Zahnradpumpen 121, 125 von „U1“ und „U5“ in Verbindung steht, sowie die Spinndüse 132 von „N2“, welche mit den Zahnradpumpen 122, 126 von „U2“ und „U6“ in Verbindung steht, zugleich zwei Arten von Fasern 170A und 170B mit verschiedenen Dicken zu verspinnen vermag.
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Die von den Spinndüsen 131, 132 gesponnenen Fasern werden mittels einer Verflechtungsdüse oder Luft-Texturierdüse 180 in einem unregelmäßigen Muster vermischt, so dass eine vermischte Faser 170 (ein vermischter Garn) erzeugt wird, in welcher vier Arten von Fasermaterialien mit unterschiedlicher Dicke in einem unregelmäßigen Muster angeordnet sind. Die Verflechtungsdüse oder Luft-Texturierdüse 180 ist wohlbekannt, so dass hierauf nicht näher eingegangen sei.
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9 und 10 zeigen Ausführungsbeispiele von vermischten Fasern 170, welche mittels des oben erwähnten Verfahrens hergestellt worden sind. In 9 ist ein Ausführungsbeispiel einer vermischten Faser 170 dargestellt, bei welcher vier Arten von Fasermaterialien 174, 175, 176, 177 durch die beiden Spinndüsen und die Verflechtungsdüse oder Luft-Texturierdüse in einem unregelmäßigen Muster vermischt sind. In 10 ist ein Ausführungsbeispiel einer vermischten Faser 170 wiedergegeben, bei welcher eine runde konjugierte Faser des Typs Kern/Schale, welche aus zwei Arten von Polymermaterialien 174-1, 175-1 erzeugt worden ist, sowie eine dreieckige konjugierte Faser des Typs Kern/Schale, welche aus zwei anderen Arten von Polymermaterialien 176-1, 177-1 erzeugt worden ist, vermischt sind; mit anderen Worten sind die beiden Arten von konjugierten Fasern in einem unregelmäßigen Muster angeordnet, welches sich von dem gemäß der 9 unterscheidet.
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Sofern sowohl die mit der Spinndüse 131 von „N1“ in Verbindung stehenden Zahnradpumpen 121, 125 von „U1“ und „U5“ als auch die mit der Spinndüse 132 von „N2“ in Verbindung stehenden Zahnradpumpen 122, 126 von „U2“ und „U6“ gemäß 8 geregelt werden, können mehr als zwei mehrfache Arten, z.B. vier Arten von Polymeren, zugleich versponnen werden, um eine vermischte Faser 170 mit einem unregelmäßigen Muster zu erzeugen. Somit vermag eine Regelung der beiden Spinndüsen eher die Herstellung einer vermischten Faser als die Herstellung einer konjugierten Faser zu vereinfachen. Indes kann die vermischte Faser auch durch die Regelung nur einer einzigen Spinndüse hergestellt werden.
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Da es nicht einfach ist, für eine Mehrzahl an Strömungsdurchlässen zu sorgen, ist nachstehend ein Verfahren zur Bildung einer Mehrzahl an Strömungsdurchlässen in der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 11 bis 19 beschrieben.
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Ausführungsbeispiel für die Verwendung einer einzigen Strömungsdurchlasseinheit 220:
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11 zeigt eine Darstellung, welche den Aufbau einer mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 wiedergibt, welche mit einem abgewinkelten Strömungsdurchlass 220 ausgestattet ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12 zeigt eine Vorderansicht der mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gemäß 11 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. 13 zeigt eine Seitenansicht der mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gemäß 11 von rechts gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, ist die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 aus einem Material, wie einer Metalllegierung, gefertigt und weist einen mehrschichtigen, z.B. zweischichtigen, Aufbau auf. Obgleich eine Mehrzahl an Strömungsdurchlasseinheiten 220 in der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gebildet sein kann, ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nur eine einzige Strömungsdurchlasseinheit 220 dargestellt, um für ein besseres Verständnis zu sorgen, wie die Strömungsdurchlasseinheit 220 in der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gebildet ist.
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Nachstehend ist die mit einer einzigen Strömungsdurchlasseinheit 220 ausgestattete Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 erläutert. Die Strömungsdurchlasseinheit 220 gemäß der vorliegenden Erfindung ist derart aufgebaut, dass sie an der Verbindung zwischen zwei Strömungsdurchlassblöcken 211, 212 ausgebildet ist und Öffnungen bildet, welche jeweils vertikal in den Strömungsdurchlassblöcken 211, 212 ausgebildet sind. Die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 ist z.B. in einen ersten Strömungsdurchlassblock 211 und in einen zweiten Strömungsdurchlassblock 212 unterteilt. Die Strömungsdurchlasseinheit 220 ist in einen ersten Strömungsdurchlass 221, in einen zweiten Strömungsdurchlass 223 und in einen dritten Strömungsdurchlass 222 unterteilt. Der erste Strömungsdurchlass 221 ist in einen ersten ersten Strömungsdurchlass 221a und in einen zweiten ersten Strömungsdurchlass 221b unterteilt. In diesem Fall ist an der Verbindung zwischen dem ersten Strömungsdurchlassblock 211 und dem zweiten Strömungsdurchlassblock 212 der halbrunde bzw. halbkreisförmige erste erste Strömungsdurchlass 221a in dem ersten Strömungsdurchlassblock 211 gebildet, während der halbrunde bzw. halbkreisförmige zweite erste Strömungsdurchlass 221b in dem zweiten Strömungsdurchlassblock 212 gebildet ist.
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In Bezug auf die oberen und unteren Öffnungen des ersten 211 und des zweiten Strömungsdurchlassblocks 212 erstreckt sich der runde bzw. kreisförmige zweite Strömungsdurchlass 223 ferner von dem ersten ersten Strömungsdurchlass 221a und ist vertikal durch den ersten Strömungsdurchlassblock 211 gebildet, so dass er in die Öffnung des ersten Strömungsdurchlassblocks 211 mündet. In Bezug auf die Öffnung des zweiten Strömungsdurchlassblocks 212 erstreckt sich der runde bzw. kreisförmige dritte Strömungsdurchlass 222 von dem zweiten ersten Strömungsdurchlass 221b und ist vertikal durch den zweiten Strömungsdurchlassblock 212 gebildet.
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Die Strömungsdurchlässe 221, 222, 223 sind durch die Ausbildung von Vertiefungen in den Strömungsdurchlassblöcken 211, 212 und durch die Anordnung des Strömungsdurchlassblocks 211 auf dem Strömungsdurchlassblock 212 gebildet. Nachdem der Strömungsdurchlassblock 211 auf dem Strömungsdurchlassblock 212 platziert worden ist, werden die Strömungsdurchlassblöcke 211, 212 aneinander befestigt, wodurch die Bildung der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 220 vervollständigt wird.
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Wie oben erwähnt, sind bei den Ausführungsbeispielen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche zur Verbesserung der herkömmlichen Technik dient, bei welcher der einzige oder die beiden Strömungsdurchlässe in Form eines Rohres vorgesehen sind, die Strömungsdurchlässe 220 durch die Ausbildung von Vertiefungen in der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gebildet, wodurch die Anwendung der elektrischen Heizeinheit 230 vereinfacht wird.
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Ausführungsbeispiel für die Verwendung von zwei Strömungsdurchlässen 220A, 220B:
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14 zeigt eine Darstellung, welche den Aufbau einer mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 wiedergibt, welche mit zwei Strömungsdurchlässen 220A, 220B ausgestattet ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. In 15 ist eine Vorderansicht der mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gemäß 14 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In 16 ist eine Seitenansicht der mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gemäß 14 von rechts gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben. 17 bis 19 zeigen jeweils eine Schnittansicht, eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht von rechts, welche einen mittleren Strömungsdurchlassblock 214 der mehrschichtigen Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 wiedergeben, welche mit zwei Strömungsdurchlässen 220A, 220B ausgestattet ist, gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, ist die erfindungsgemäße Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 vorzugsweise aus einem Material, wie einer Metalllegierung, gefertigt und weist einen mehrschichtigen, z.B. dreischichtigen, Aufbau auf. Eine Mehrzahl an Strömungsdurchlässen 220, z.B. zwei Strömungsdurchlässe 22A und 220B, sind in der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gebildet.
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Die beiden Strömungsdurchlässe 220A, 220B sind derart aufgebaut, dass sie an den Verbindungen zwischen den Strömungsdurchlassblöcken 213, 214, 215 ausgebildet sind und Öffnungen bilden, welche vertikal in den Strömungsdurchlassblöcken ausgebildet sind.
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Die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gemäß der vorliegenden Erfindung ist z.B. in einen ersten Strömungsdurchlassblock 213, in einen zweiten Strömungsdurchlassblock 214 und in einen dritten Strömungsdurchlassblock 215 unterteilt. Die Strömungsdurchlasseinheit 220 ist in eine erste Strömungsdurchlasseinheit 220A und in eine zweite Strömungsdurchlasseinheit 220B unterteilt. Die erste Strömungsdurchlasseinheit 220A ist in einen ersten Strömungsdurchlass 224, in einen zweiten Strömungsdurchlass 225 und in einen dritten Strömungsdurchlass 226 unterteilt. Die zweite Strömungsdurchlasseinheit 220B ist in einen vierten Strömungsdurchlass 227, in einen fünften Strömungsdurchlass 228 und in einen sechsten Strömungsdurchlass 229 unterteilt. An der Verbindung zwischen dem ersten Strömungsdurchlassblock 213 und dem zweiten Strömungsdurchlassblock 214 ist ein erster erster Strömungsdurchlass 224a des ersten Strömungsdurchlasses 224 in dem zweiten Strömungsdurchlassblock 214 gebildet, während ein zweiter erster Strömungsdurchlass 224b des ersten Strömungsdurchlasses 224 in dem ersten Strömungsdurchlassblock 213 an einer Position gebildet ist, welche der des ersten ersten Strömungsdurchlasses 224a entspricht.
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Der zweite Strömungsdurchlass 225 erstreckt sich von dem ersten Strömungsdurchlass 224 und ist vertikal durch den ersten Strömungsdurchlassblock 213 gebildet. Der dritte Strömungsdurchlass 226 erstreckt sich von dem ersten Strömungsdurchlass 224 und ist vertikal durch den zweiten Strömungsdurchlassblock 214 sowie durch den dritten Strömungsdurchlassblock 215 gebildet.
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An der Verbindung zwischen dem zweiten Strömungsdurchlassblock 214 und dem dritten Strömungsdurchlassblock 215 ist ein erster vierter Strömungsdurchlass 227a des vierten Strömungsdurchlasses 227 in dem dritten Strömungsdurchlassblock 215 gebildet, während ein zweiter vierter Strömungsdurchlass 227b des vierten Strömungsdurchlasses 227 in dem zweiten Strömungsdurchlassblock 214 an einer Position gebildet ist, welche der des ersten vierten Strömungsdurchlasses 227a entspricht.
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Der fünfte Strömungsdurchlass 228 erstreckt sich von einem ersten Ende des vierten Strömungsdurchlasses 227 und ist vertikal durch den dritten Strömungsdurchlassblock 215 gebildet. Der sechste Strömungsdurchlass 229 erstreckt sich von einem zweiten Ende des vierten Strömungsdurchlasses 227 und ist vertikal durch den ersten Strömungsdurchlassblock 213 sowie durch den zweiten Strömungsdurchlassblock 214 gebildet.
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Wie oben erwähnt, können die erste Strömungsdurchlasseinheit 220A und die zweite Strömungsdurchlasseinheit 220B gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen den geschichteten Strömungsdurchlassblöcken 213, 214, 215 ausgebildet und vertikal in der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210 gebildet sein, ohne miteinander in Kontakt zu treten. In entsprechender Weise kann es erwünscht sein, dass eine höhere Anzahl an Strömungsdurchlässen als in 14 gezeigt zwischen den Zahnradpumpen und den Spinndüsen gebildet ist, welche nicht miteinander in Kontakt treten.
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Dritte Ausführungsform:
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20 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 300, welche mit einer mehrschichtigen Strömungsdurchlassstruktur ausgestattet ist, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie aus 20 hervorgeht, umfasst die Mehrfachfaser-Spinnvorrichtung 300 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Strömungsdurchlasseinheit 310, eine Strömungsdurchlass-Blockeinheit 320 und eine elektrische Heizeinheit 330.
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Die Strömungsdurchlasseinheit 310 umfasst eine Mehrzahl an Strömungsdurchlässen 311, 312, 313, 314, 315, 316 und dient zur Überführung von Fluiden unter hoher Temperatur und unter hohem Druck. An der Einlassseite der Strömungsdurchlasseinheit 310 sind Einrichtungen zur Erzeugung von Fluiden unter hoher Temperatur und unter hohem Druck vorgesehen, welche an die jeweiligen Strömungsdurchlässe oder an die jeweiligen Gruppen von Strömungsdurchlässen, welche jeweils eine vorherbestimmte Anzahl an Strömungsdurchlässen enthalten, angeschlossen sind. So können beispielsweise Einrichtungen vorgesehen sein, welche Polymere ähnlich wie zur Bildung von Folien oder Schichten erzeugen. An der Auslassseite der Strömungsdurchlasseinheit 310 sind darüber hinaus Einrichtungen zur Erzeugung der gewünschten Produkte unter Verwendung der Fluide unter hoher Temperatur und unter hohem Druck vorgesehen.
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Die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 320 gemäß der vorliegenden Erfindung umschließt die Strömungsdurchlasseinheit 310. Die Strömungsdurchlässe 311, 312, 313, 314, 315, 316 sind beispielsweise in einem inneren Raum der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 320 derart gebildet, dass die Enden eines jeden Strömungsdurchlasses mit der Oberfläche der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 320 fluchten. Die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 320 ist derart aufgebaut, dass mehrere Blöcke übereinander gestapelt sind, wobei z.B. ein erster Strömungsdurchlassblock 321, ein zweiter Strömungsdurchlassblock 322, ein dritter Strömungsdurchlassblock 323 und ein vierter Strömungsdurchlassblock 324 unter Bildung einer vierschichtigen Struktur gestapelt sind.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die in der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 320 gebildete Strömungsdurchlasseinheit 310 in einen ersten Strömungsdurchlass 311, in einen zweiten Strömungsdurchlass 312, in einen dritten Strömungsdurchlass 313, in einen vierten Strömungsdurchlass 314, in einen fünften Strömungsdurchlass 315 und in einem sechsten Strömungsdurchlass 316 unterteilt. Dabei ist im vorliegenden Fall ein Abschnitt des ersten Strömungsdurchlasses 311 in runder bzw. kreisförmiger Gestalt an der Verbindung zwischen dem vierten Strömungsdurchlassblock 324 und dem dritten Strömungsdurchlass 323 gebildet, während sich ein anderer Abschnitt des ersten Strömungsdurchlasses 311 von diesem fort erstreckt und vertikal durch den vierten Strömungsdurchlassblock 324 gebildet ist.
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In entsprechender Weise ist ein Abschnitt des dritten Strömungsdurchlasses 313, des vierten Strömungsdurchlasses 314 und des sechsten Strömungsdurchlasses 316 an der Verbindung zwischen den entsprechenden Strömungsdurchlassblöcken gebildet, während sich der anderer Abschnitt hiervon fort erstreckt und vertikal durch den entsprechenden Strömungsdurchlassblock bzw. durch die entsprechenden Strömungsdurchlassblöcke gebildet ist. Der Aufbau ist insoweit derselbe wie der der Strömungsdurchlasseinheit 220 und der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 210, wie sie oben unter Bezugnahme auf die 11 bis 19 beschrieben sind, so dass eine weitere nähere Erörterung entbehrlich erscheint. Die vorliegende Ausführungsform ist überdies derart aufgebaut, dass die Strömungsdurchlässe 311-316 in der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 320 gebildet sind, ohne miteinander in Kontakt zu treten.
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Die elektrische Heizeinheit 330 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt Wärme in einem Temperaturbereich zwischen 50°C und 350°C und führt sie der Strömungsdurchlass-Blockeinheit 320 zu. Da die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 320 aus einer Metalllegierung mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gefertigt ist, kann die Wärme in einfacher Weise über die Strömungsdurchlass-Blockeinheit 320 an die Strömungsdurchlasseinheit 310 übertragen werden. Die Wärme, welche an die Strömungsdurchlasseinheit 310 übertragen worden ist, vermag Polymere, welche durch die Strömungsdurchlasseinheit 310 überführt werden, schnell aufzuschmelzen und die Polymere vor einem Erstarren zu bewahren.
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Auch wenn vorstehend aus Gründen der Veranschaulichung bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert sind, ist es dem Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen möglich sind, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er durch die beigefügten Ansprüche bestimmt ist.
