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Title:
MELT-SPINNING DEVICE FOR EXTRUDING VERY FINE POLYMER PARTICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/020933
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a melt-spinning device for extruding very fine polymer particles, comprising at least one lower nozzle plate (3) which has at least one passage (22) for a nozzle device (4). The nozzle device comprises a capillary (9) for generating an extrudate. The nozzle device is paired with an air gap (12) for generating a hot process air flow in order to separate the extrudate into very fine polymer particles. In order to prevent the formation of agglomerates on the lower face of the nozzle plate, the lower nozzle plate is designed such that the lower nozzle plate can be cooled by a coolant using cooling channels (16).

Inventors:
SCHÜTT GÜNTER (DE)
WAWRA THORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/069891
Publication Date:
January 30, 2020
Filing Date:
July 24, 2019
Export Citation:
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Assignee:
OERLIKON TEXTILE GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B29B9/10; B01J2/04; B29B9/12
Foreign References:
EP1920825A12008-05-14
US4622259A1986-11-11
EP0474421A21992-03-11
DE60019928T22006-01-19
US20130234357A12013-09-12
EP1216748A12002-06-26
JP2005258394A2005-09-22
US9321207B22016-04-26
EP1920825A12008-05-14
Attorney, Agent or Firm:
NEUMANN, Ditmar (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Schmelzspinnvorrichtung zum Extrudieren feinster Polymerpartikel mit zumindest einer unteren Düsenplatte (3), die zumindest einen Durchlass

(22) für eine Düseneinrichtung (4) aufweist, wobei die Düseneinrich- tung (4) zumindest eine Kapillare (9) zum Erzeugen eines Extrudats und einen der Kapillare (9) zugeordneten Luftspalt (12) zur Erzeugung eines heißen Prozessluftstroms umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Düsenplatte (3) durch ein Kühlmittel kühlbar ausgeführt ist.

2. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel durch eine Kaltluft oder durch eine Flüssigkeit ge- bildet ist und dass die untere Düsenplatte (3) zumindest einen Kühlka- nal (16) aufweist, der mit einem Fluideinlass (17) verbunden ist und der die Düsenplatte (3) durchdringt.

3. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspmch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (16) der Düsenplatte (3) über einen Fluidauslass (18) mit einem Kühlfluidkreislauf (19) verbunden ist.

4. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspmch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (16) der Düsenplatte (3) mit einer Mehrzahl von Austrittsbohmngen (20) verbunden ist und dass die Austrittsbohmngen (20) mit Austrittsöffnungen (21) an der Unterseite (15) verteilt ange- ordnet sind.

5. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Düsenplatte (3) mehrere reihenförmig angeordnete Durchlässe (22) für mehrere reihenförmige Düseneinrich- tungen (4) aufweist und dass der Kühlkanal (16) die Düsenplatte (3) pa- rallel zu den Durchlässen (22) durchdringt.

6. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unter Düsenplatte (3) zur Bildung des Durch- lasses zweiteilig ausgebildet ist, dass die Düsenplattenteile (3.1, 3.2) sich spiegelsymmetrisch gegenüberliegen und den Durchlass (22) für die Düseneinrichtung (4) mit mehreren in einer Reihe angeordneter Ka- pillare (9) flankieren und dass jedes der Düsenplattenteile (3.1, 3.2) ei- nen von mehreren Kühlkanälen (16.1, 16.2) aufweist.

7. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspmch 5 oder 6, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kapillare (9) benachbarter Düseneinrichtungen (4) oder benachbarte Kapillare (9) der Düseneinrichtung (4) einen Mitten- abstand von mindestens 4 mm vorzugsweise mindestens 6 mm aufwei- sen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich- net, dass der Luftspalt (12) der Düseneinrichtung (4) radial umlaufend zur Kapillare (9) oder spiegelsymmetrisch gegenüberliegend zur Kapil- lare (9) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luft- spalt (12) der Düseneinrichtung (4) eine Spaltöffnung (s) im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm aufweist und dass der Luftspalt (12) durch ge- genüberliegende Kanalwände (24.1, 24.2) an der Düsenplatte (3) und der Düseneinrichtung (4) begrenzt ist, die mit einer Mittelachse der Ka- pillare (9) jeweils einen Strömungswinkel im Bereich von 30° bis 45° bilden.

Description:
Schmelzspinnvorrichtung zum Extrudieren feinster Polymerpartikel

Die Erfindung betrifft eine Schmelzspinnvorrichtung zum Extrudieren feinster Polymerpartikel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung und Verarbeitung von Kunststoffen beispielsweise im 3D-Druckverfahren oder dem klassischen Rotationsgussverfahren werden zunehmend feinsten Pulverpartikel in Form von Pulver benötigt. Die Her- Stellung der Polymerpartikel kann dabei durch ein Vermahlen eines grob- körnigen Granulats oder durch eine direkte Granulierung in einem Extrusi- onsprozess erfolgen. Bisher waren derartige Mikrogranulierungen nur ge- eignet, um größere Polymerpartikel für die industrielle Nutzung im Bereich von oberhalb 500 pm herzustellen.

Nun besteht aber der Wunsch, Schmelzspinnvorrichtungen bereitzustellen, mit welchen feinste Polymerpartikel kleiner 500 pm direkt durch eine Extrusion einer Polymerschmelze herstellbar sind. Erste Laborversuche, die beispielsweise mit einer bekannten Vorrichtung nach der US 9,321 ,207 B2 durchgeführt wurden, lassen erkennen, dass eine Mikrogranulierung einer Polymerschmelze durchaus möglich ist. Hierbei wird eine Polymerschmelze unter einem Überdruck durch eine Kapillare mit einer Düsenöffnung gepresst. An der Auslassseite der Düsenöffnung wird eine heiße Prozessluft unmittelbar auf das aus der Düsenöffnung aus- tretende Extrudat gerichtet. Hierbei lässt sich eine Zerteilung des Extrudats in feine Polymerpartikel erzeugen. Aufgrund der hohen Prozesslufttempera- turen ist bei einer Mehrlochdüsenanordnung jedoch zunehmend die Bildung von Agglomeraten an der Unterseite der Schmelzspinnvorrichtung zu be- obachten. Diese Agglomeratbildung behindert jedoch die Entstehung gleichmäßiger feinster Partikel beim Extrudieren.

Aus der EP 1920825 Al ist eine Schmelzspinnvorrichtung bekannt, bei welcher unterhalb der Schmelzspinnvorrichtung eine Umgebungsluft ange- saugt wird, die eine Vorkühlung der extrudierten Polymerpartikel ausführt. Damit werden noch zusätzliche Turbulenzen auf der Unterseite der Schmelzspinnvorrichtung erzeugt, die die Bildung von Agglomeraten un- terstützt.

Somit ist es Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Schmelzspinn- vorrichtung zum Extrudieren feinster Polymerpartikel für eine industrielle Nutzung derart zu verbessern, dass möglichst eine Bildung von Agglomera- ten beim Extrudieren der Polymerpartikel vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die untere Dü- senplatte durch ein Kühlmittel kühlbar ausgeführt ist.

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

Die Erfindung hat erkannt, dass eine Agglomeratbildung dann vermieden werden kann, wenn die Temperatur der Prozessluft deutlich unterhalb einer Betriebstemperatur der Schmelzspinnvorrichtung liegt. Diese Temperatur- differenz hat jedoch den Nachteil, dass nur größere Polymerpartikel er- zeugbar sind. Um dennoch bei gleichem Niveau der Prozesslufttemperatur und der Betriebstemperatur der Schmelzspinnvorrichtung die Bildung von Agglomeraten zu verhindern, wird erfmdungsgemäß eine Unterseite der Schmelzspinnvorrichtung gekühlt. So lässt sich eine Atmosphäre direkt un- terhalb der Schmelzspinnvorrichtung erzeugen, die der Bildung von Ag- glomeraten entgegenwirkt. So wird die untere Düsenplatte durch ein Kühl- mittel kühlbar ausgeführt.

Als Kühlmittel haben sich hierbei insbesondere eine Kaltluft oder eine Flüssigkeit bewährt, die durch einen Kühlkanal im Inneren der Düsenplatte geführt sind. So lässt sich der Kühlkanal innerhalb der Düsenplatte durch einen Fluideinlass mit einer Kühlmittelquelle verbinden.

Bei der Verwendung einer Flüssigkeit hat sich die Weiterbildung der Erfin- dung besonders bewährt, bei welcher der Kühlkanal der Düsenplatte über einen Fluidauslass mit einem Kühlfluidkreislauf verbunden ist. So kann ein regelmäßiger Austausch und ein kontinuierlicher Wärmeabtransport aus der unteren Düsenplatte realisiert werden, ohne dabei die Prozessluft und die Düseneinrichtung thermisch zu beeinflussen. Die Kühlwirkung bleibt in der Düsenplatte konzentriert und lässt sich vorteilhaft der Unterseite der Dü- senplatte zuordnen.

Bei der Verwendung von Kühlluft hat sich die Weiterbildung der Erfindung bewährt, bei welcher der Kühlkanal der Düsenplatte mit einer Mehrzahl von Austrittsbohrungen verbunden ist und bei welcher die Austrittsbohrungen mit Austrittsöffnungen an der Unterseite der Düsenplatte verteilt angeord- net sind. Durch die austretende Kühlluft an der Unterseite der Düsenplatte lassen sich zusätzliche Turbulenzen erzeugen, die ein Anschmelzen der Po- lymerpartikel an der heißen Oberfläche der Düsenplatte verhindern.

Für die industrielle Herstellung von feinsten Polymerpartikeln werden übli- cherweise Schmelzspinnvorrichtungen eingesetzt, die eine Mehrzahl von Kapillaren aufweist, um gleichzeitig eine Mehrzahl von Extrudaten zu er- zeugen. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die Kapillaren an separaten Düseneinrichtungen oder an einer gemeinsamen Düseneinrichtung ausge- bildet sind. Für die Variante mit mehreren Düseneinrichtungen ist die Wei- terbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher die untere Dü- senplatte mehrere reihenförmig angeordnete Durchlässe für mehrere reihen- förmige Düseneinrichtungen aufweist und bei welcher der Kühlkanal die Düsenplatte parallel zu den Durchlässen durchdringt. So lässt sich die unte- re Düsenplatte über die gesamte Länge gleichmäßige kühlen. Die reihen- förmige Anordnung der Durchlässe ermöglicht somit gleichmäßige Abstän- de zu der gekühlten Unterseite der Düsenplatte.

Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die untere Düsenplatte zur Bildung des Durchlasses zweiteilig ausgebildet ist und dass die Düsen- platten sich spiegelsymmetrisch gegenüber liegen und den Durchlass für die Düseneinrichtung mit mehreren in einer Reihe angeordneten Kapillaren flankieren und bei welcher jedes der Düsenplattenteile einen von mehreren Kühlkanälen aufweist. Bei einer derartig ausgebildeten Düseneinrichtung mit mehreren in einer Reihe angeordneten Kapillaren, kann ebenfalls zu beiden Seiten des Durchlasses eine gleichmäßig gekühlte Unterseite der Düsenplatten realisiert werden.

Damit es bei der Bildung der Polymerpartikel beim Extrudieren aus den Kapillaren keine gegenseitige Beeinflussungen der Prozessluft gibt, ist die Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bei welcher die Kapillaren be- nachbarter Düseneinrichtungen oder benachbarter Kapillaren der Düsenein- richtung einen Mittenabstand von mindestens 4 mm vorzugsweise mindes- tens 6 mm aufweisen. Damit wird eine gegenseitige Beeinflussung beim Zerteilen des Extrudats durch die Prozessluft vermieden.

Der Luftspalt der Düseneinrichtung kann dabei vorteilhaft radial umlaufend zur Kapillare oder spiegelsymmetrisch gegenüberliegend zur Kapillare aus- gebildet sein. Bei einem radial umlaufenden Luftspalt lässt sich die Prozess- luft radial umspülend auf das Extrudat richten, sodass eine allseitige Beauf- schlagung des Extrudats eintritt. Alternativ besteht jedoch auch die Mög- lichkeit, die Prozessluft von zwei Längsseiten auf das Extrudat zu richten.

Zur Erzeugung der Prozessluftströmung ist die erfindungsgemäße Schmelz- spinnvorrichtung derart ausgeführt, dass der Luftspalt der Düseneinrichtung sich durch gegenüberliegende Kanalwände begrenzt, die gegenüber einer Mittelachse der Kapillare jeweils einen Strömungswinkel im Bereich von 30° bis 45° bilden. Hierbei besteht die Möglichkeit, einen zylindrischen oder konvergenten Luftspalt zu bilden. Die Spaltöffnung liegt dabei im Be- reich von 0,5 mm bis 3 mm. Bei einer konvergenten Anordnung der Ka- nalwände lässt sich eine zusätzliche Beschleunigung der Prozessluft erzie- len.

Die erfindungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Figuren nä- her erläutert.

Es stellen dar

Figur 1.1 und 1.2 schematisch mehrere Schnittansichten eines ersten Aus- führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung zum Extrudieren feinster Polymerpartikel.

Figur 2.1, 2.2 und 2.3 schematisch mehrere Schnittansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung zum Extrudieren feinster Polymerpartikel.

Figur 3 schematisch ein vergrößerter Ausschnitt einer Düseneinrichtung der vorgenannten Ausführungsbeispiele nach Figur 1.1 und 2.1 In der Figur 1.1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfm- dungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung zum Extrudieren feinster Poly- merpartikel in einer Querschnittsansicht dargestellt. Hierbei zeigt die Figur 1.1 nur die wesentlichen Bauteile der Schmelzspinnvorrichtung, die zum Extrudieren und Erzeugen der Polymerpartikel wesentlich sind.

Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung ist durch eine Einlassplatte 1, eine Verteilerplatte 2 und eine untere Düsen- platte 3 gebildet. Die Platten 1 ,2 und 3 sind üblicherweise in einem beheiz- ten Gehäuse gehalten, das hier nicht näher dargestellt ist. Die Einlassplatte 1, die Verteilerplatte 2 und die Düsenplatte 3 sind druckdicht miteinander verbunden.

Die obere Einlassplatte 1 weist einen Schmelzeeinlass 5 auf, durch welchen eine Polymerschmelze unter Druck eingeleitet wird. Der Schmelzeeinlass 5 ist mit einer inneren Verteilkammer 6 verbunden. Die Verteilkammer 6 er- streckt sich zwischen der Einlassplatte 1 und der Verteilplatte 2.

Die Verteilplatte 2 weist mehrere durchgehende Verteilöffnungen 7 auf. An der Unterseite der Verteilplatte 2 sind mehrere Düseneinrichtungen 4 gehal- ten. Die Düseneinrichtungen 4 sind hierzu mit einem oberen Ende in den Verteilöffnungen 6 gehalten. Die Verbindung zwischen den Düseneinrich- tungen 4 und den Verteilöffnungen 7 kann hierbei durch eine Pressverbin- dung oder eine Schraubverbindung ausgeführt sein.

An dieser Stelle sei ausdrücklich vermerkt, dass die Anzahl der Düsenein- richtungen 4 und die Anzahl der Verteilöffnungen 7 beispielhaft ist. Grund- sätzlich weisen derartige Schmelzspinnvorrichtungen eine größere Anzahl von Düseneinrichtungen auf. Die Düseneinrichtungen 4 sind auskragend an der Verteilplatte 2 gehalten und ragen mit einem freien Düsenende jeweils in eine Düsenaufnahmeöff- nung 11 der unteren Düsenplatte 3 hinein. Jede der Düsenaufnahmeöffnun- gen 11 bildet an einer Unterseite 15 jeweils einen Durchlass 22 an der Dü- senplatte 3.

Die Düsenplatte 3 weist unmittelbar unterhalb der Verteilplatte 2 eine Pro- zessluftkammer 13 auf, die von den Düseneinrichtungen 4 durchdrungen ist. Die Prozessluftkammer 13 erstreckt sich zwischen einer Unterseite der Verteilplatte 2 und den Düsenaufnahmeöffnungen 11 in der Düsenplatte 3 und lässt sich über einen Prozessluftkanal 14 in der Einlassplatte 1 und der Verteilplatte 2 mit einer Prozessluftquelle verbinden. Die Düsenaufnahme- Öffnungen 11 weisen einen Öffnungsquerschnitt auf, der größer ist als die hineinragenden Düseneinrichtungen 4. So bildet sich über den Außenum- fang der Düseneinrichtung 4 jeweils ein Prozessluftzufuhrkanal 25. Zum Durchlass 22 an der Unterseite 15 der Düsenplatte 3 hin ist die Düsenauf- nahmeöffnung 11 derart ausgeführt, dass sich am freien Ende der Düsenein- richtung 4 ein umlaufender Luftspalt 12 einstellt, durch welchen die Pro- zessluft dem Durchlass 22 zuführbar ist.

Die Düseneinrichtungen 4 sind identisch ausgeführten und weisen im obe- ren Bereich einen Schmelzkanal 8 auf, der jeweils in die Verteilöffnung 7 mündet und darüber mit der Verteilkammer 6 verbunden ist. Am gegen- überliegenden Ende des Schmelzkanals 8 ist eine Kapillare 9 ausgebildet, die die Düseneinrichtung 4 bis zu einer Unterseite durchdringt und eine Dü- senöffnung 10 bildet. Die Kapillare 9 ist mit einem mittleren Innendurch- messer im Bereich von 0,15 mm bis 1,5 mm ausgeführt. Die Größe des mittleren Innendurchmessers der Kapillare 9 richtet sich hierbei nach der jeweils zu erzeugenden Partikelgröße der Polymerpartikel. Die Länge der Kapillare 9 wird dabei in Abhängigkeit von dem mittleren Innendurchmes- ser der Kapillare 9 gewählt. Die Länge der Kapillare 9 liegt im Bereich von 0,8fachen bis zu dem l5-fachen des mittleren Durchmessers der Kapillare.

Am freien Ende der Düseneinrichtung 4 ist der Luftspalt 12 gebildet. Hier- zu ist an der Düseneinrichtung 4 eine obere Kanalwand und an der Düsen- aufnahmeöffnung 11 der Düsenplatte 3 eine untere Kanalwand gebildet, die den Luftspalt 12 begrenzen und in den Prozesszuluftkanal 25 mündet.

Die den Düseneinrichtungen 4 zugeordneten Durchlässe 22 an der Untersei- te 15 der unteren Düsenplatte 3 sind reihenförmig angeordnet.

Um das Anhaften und Bilden von Agglomeraten an der Unterseite 15 der Düsenplatte 3 zu verhindern, ist die Düsenplatte 3 durch ein Kühlmittel kühlbar ausgeführt. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Düsenplatte 3 zwei Kühlkanäle 16 auf, die seitlich von den Durchlässen 22 im inneren der Düsenplatte 3 angeordnet sind. Zur weiteren Erläuterung der unteren Dü- senplatte 3 wird zusätzlich Bezug zu der Ligur 1.2 genommen.

In der Ligur 1.2 ist ein Längsschnitt des Ausführungsbeispiels in Ligur 1.1 an der Schnittlinie A-A dargestellt. Hieraus ist zu erkennen, dass der Kühl- kanal 16 die Düsenplatte 3 in Längsrichtung parallel zu den Düseneinrich- tungen 4 komplett durchdringt und an einer Seite mit einem Lluideinlass 17 und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Lluidauslass 18 verbunden ist. Der Lluideinlass 17 und der Lluidauslass 18 an der unteren Düsenplatte 3 sind mit einem Kühlfluidkreislauf 19 verbunden. Der Kühlfluidkreislauf 19 weist einen Wärmetauscher 26 auf, durch welchen das über den Lluidei- nlass 17 in den Kühlkanal 16 eingelassene Kühlfluid auf eine vorbestimmte Temperatur gehalten wird. Als Kühlfluid sind Llüssigkeiten oder Gase ge- eignet. Im Betrieb lässt sich so die Unterseite 15 der Düsenplatte 3 abkühlen. So hat sich gezeigt, dass bei einer Betriebstemperatur der Schmelzspinnvor- richtung von 240° C eine Abkühlung der Unterseite der Düsenplatte 3 auf eine Temperatur von ca. 190° C die Bildung der Agglomerate vermieden werden konnte.

Wie aus der Darstellung in Figur 1.1 hervorgeht, sind die Düseneinrichtun- gen 4 mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet, so dass sich zwischen den Düsenöffnungen 10 und den konzentrisch dazu ausgebil- deten Durchlässen 22 an der Unterseite der Düsenplatte 3 ein vorbestimm- ter Abstand einstellt. In der Figur 1.1 ist der Abstand zwischen benachbar- ten Düseneinrichtungen 4 mit dem Kleinbuchstaben b gekennzeichnet. Der Abstand b bildet dabei einen Mittenabstand der benachbarten Kapillare 9 der Düseneinrichtungen 4. Um eine gegenseitige Beeinflussung aufgrund der Prozessluftströmung bei der Bildung der Polymerpartikel zu vermeiden, muss ein Mindestmaß an Mittenabstand zwischen benachbarten Kapillaren eingehalten werden. Hierbei ist unter Berücksichtigung der Größenordnung des Luftspaltes 12 der Mittenabstand mindestens 4 vorzugsweise 6 mm ausgeführt.

Bei dem in Figur 1.1 dargestellten Ausführungsbeispiel umschließt der Luftspalt 12 den gesamten Umfang der Düseneinrichtung 4, sodass das Extrudat bei Austritt aus der Kapillare 9 komplett von der Prozessluftströ- mung umspült ist. Somit wirkt die Prozessluftströmung über den gesamten Umfang des Extrudats gleichmäßige ein.

Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Polymerpartikel mit einer Prozessluftführung zu erhalten, die aus parallel gegenüberliegenden Luftspalten erzeugt wird. Hierzu ist in den Figuren 2.1 bis 2.3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfmdungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung zum Extrudieren feiner Polymerpartikel in mehreren Ansichten dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ist in Figur 2.1 und 2.3 in einer Längsschnittan- sicht und in Figur 2.2 in einer Querschnittsansicht schematisch gezeigt. Auch hierbei sind nur die zum Extrudieren der Polymerschmelze wesentli- chen Bauteile dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung gilt für alle Figu- ren soweit kein ausführlicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist.

Bei dem in Figur 2.1 bis 2.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls auf die Darstellung eines Gehäuses verzichtet und nur die wesentlichen Bauteile zur Extrusion und Erzeugung der Polymerpartikel gezeigt.

So weist das Ausführungsbeispiel eine Einlassplatte 1, eine Verteilplatte 2 und eine zweiteilige Düsenplatte 3.1 und 3.2 auf. Die Verteilplatte 2 weist an einer Unterseite eine konisch aufragende Düseneinrichtung 4 auf, die eine Mehrzahl von Kapillaren 9 enthält. Die Kapillare 9 sind in einer Reihe angeordnet und bilden am freien Ende der Düseneinrichtung 4 jeweils eine Düseneröffnung 10. Jedem der Kapillare 9 ist in der Verteilplatte 2 ein Schmelzkanal 8 zugeordnet, der mit einer oberhalb der Verteilplatte 2 aus- gebildeten Verteilkammer 6 verbunden sind. Die Verteilkammer 6 erstreckt sich zwischen der Einlassplatte 1 und der Verteilplatte 2. An Oberseite der Einlassplatte 1 ist ein Schmelzeinlass 5 vorgesehen.

Unterhalb der Verteilplatte 2 sind die beiden Düsenplattenteile 3.1 und 3.2 der Düsenplatte spiegelsymmetrisch gegenüberliegend angeordnet und bil- den mit dem freien Ende der Düseneinrichtung 4 gemeinsam zwei sich spiegelbildlich gegenüberliegende Luftspalte 12.1 und 12.2. Die zu beiden Längsseiten der Düseneinrichtung 4 ausgebildeten Luftspalte 12.1 und 12.2 erstrecken sich über die Längsseite der Düsenplattenteile 3.1 und 3.2 derart, dass ein jeder durch die Kapillare 9 gebildete Düsenöffnung 10 eine Pro- zessluft beidseitige zuführbar ist. Die Luftspalte 12.1 und 12.2 sind durch einen Durchlass 22 begrenzt, der sich zwischen den Düsenplattenteilen 3.1 und 3.2 erstreckt.

Wie insbesondere aus der Figur 2.2 hervorgeht, wird die Prozessluft zu bei- den Längsseiten durch die Prozessluftkanäle 14.1 und 14.2 zugeführt. Die Prozessluftkanäle 14.1 und 14.2 durchdringen die Einlassplatte 1 und tref- fen in eine Prozessluftkammer 13.1 beziehungsweise 13.2. Die Luftkam- mem 13.1 und 13.2 sind zwischen der Verteilerplatte 2 und den Düsenplat- ten 3.1 und 3.2 ausgebildet. Von den Prozessluftkammern 13.1 und 13.2 wird die Prozessluft den Luftspalten 12.1 und 12.2 zugeführt.

Die geometrischen Parameter der Kapillare 9 sowie der Luftspalte 12.1 und 12.2 sind hierbei identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, so dass hierzu an dieser Stelle keine weitere Erläuterung erfolgt und ansonsten Bezug zu den vorgenannten Beschreibungen genommen wird.

Wie aus den Darstellungen der Figuren 2.1 und 2.3 hervorgeht, sind die unteren Düsenplattenteile 3.1 und 3.2 jeweils kühlbar ausgeführt. In jedem der Düsenplatteneile 3.1 und 3.2 ist ein Kühlkanal 16.1 und 16.2 einge- bracht, der an einem Ende geschlossen ausgebildet ist. So geht insbesondere aus der Figur 2.3 hervor, dass der Kühlkanal 16.1 sich im Wesentlichen über die gesamte Länge der Düsenplatte bzw. des Düsenplattenteils 3.1 er- streckt. Dem Kühlkanal 16.1 sind mehrere Austrittsbohrungen 20 zugeord- net, die an der Unterseite 15 des Düsenplattenteils 3.1 jeweils eine Aus- trittsöffnung 21 bilden. Die Austrittsöffnungen 21 sind über die Länge des Düsenplattenteils 3.1 gleichmäßig verteilt angeordnet.

Der Kühlkanal 16.1 ist über einen Fluideinlass 17 mit einer Kühlmittelquel- le 23 verbunden. Die Kühlmittelquelle 23 könnte in diesem Ausführungs- beispiel beispielsweise ein Gebläse sein, um eine Kühlluft in den Kühlkanal 16.1 zu fördern. Im Betrieb wird so über die Austrittsöffnungen 21 an der Unterseite 15 ein gleichmäßiger Kühlstrom erzeugt, der zum einen die Un- terseite der Düsenplatte 3 kühlt und darüber hinaus durch Luftturbulenzen ein Anhaften von Polymerpartikeln an der Unterseite 15 der Düsenplatte 3 verhindert.

Das Düsenplattenteil 3.2 ist identisch ausgeführt, sodass parallel zu der Dü- seneinrichtung 4 an jeder Unterseite jeweils ein Kühlluftstrom erzeugt wird.

Unabhängig davon, ob die heiße Prozessluft an der Düseneinrichtung 4 ummantelnd oder beidseitig einwirkt, ist ein Strömungswinkel im Bereich von 30° bis 45° einzuhalten, um die heiße Prozessluft auch auf die extru- dierte Schmelze zu leiten. Wie aus der Darstellung in Figur 3 hervorgeht, wird dabei bevorzugt eine konvergente Form des Luftspaltes gewählt. Der Luftspalt 12 weist an seiner engsten Stelle eine Spalthöhe auf, die in Figur 3 mit dem Buchstaben s gekennzeichnet ist. Die Spalthöhe s liegt in einem Bereich von 0,5 mm bis 3 mm. Hierbei kann der Luftspalt 12 sich gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1.1 für den gesamten Umfang der Dü- seneinrichtung oder gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2.1 zu beiden Seiten der Düseneinrichtung erstrecken. Die Kanalwand 24.1, die durch das Ende der Düseneinrichtung 4 gebildet ist, und die Kanalwand 24.2, die durch die Düsenplatte 3 gebildet ist, bestimmen im Wesentlichen Maße die Prozessluftströmung. Die Prozessluft ist hierbei auf eine Tempe- ratur im Bereich von 180° C bis 200° C erwärmt. Demgegenüber lässt sich die Unterseite 15 der Düsenplatte 3 auf eine geringere Temperatur hin ab- kühlen, die im Bereich von 20° bis 60° unterhalb der Betriebstemperatur der Schmelzspinnvorrichtung liegen kann. An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass die dargestellten und be- schriebenen Kühlmittel beispielhaft sind. So könnte die Unterseite der Dü- senplatte auch durch mehrere Kühlrippen oder durch eine Heatpipe- Einrichtung gekühlt werden. Ebenso ist keine der Kühlmittel auf eine be- stimmte Ausführung der Schmelzspinnvorrichtung beschränkt. So könnte die Ausführung nach Fig. 1.1 durch eine Kühlmittelausführung gemäß Fig. 2.3 gekühlt werden.

Wesentlich ist eine Temperaturminderung an der Unterseite der unteren Düsenplatte der Schmelzspinnvorrichtung.