Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen von verstreckten und fixierten Monofilamenten in einer Faden¬ schar, die aus einem Spinnkopf kommend ein Abkühlungssystem. ein Trocknungssystem, eine Verstreckungseinrichtung und eine Fixierungsstrecke bis zu einer Aufspuleinrichtung durchlaufen.

Ein derartiges Verfahren zur Behandlung von Monofilen ist durch das Handbuch der Kunststoff-Extrusionstechnik II, Extrusionsanlagen, Carl Hanser Verlag München Wien, 1986, Seiten 298 bis 319 bekannt.

Für die Herstellung von Monofilen nach dem bekannten Verfahren werden die unterschiedlichsten Materialien eingesetzt, weil an die erhaltenen Produkte die unterschiedlichsten Anforderungen gestellt werden. So werden optische Leiter als Zweiko ponenten-Monofile aus Polymethylmethacrylat hergestellt, wobei die optischen Leitfähigkeitswerte und die elastische Verformbarkeit besondere qualitätsbestimmende Parameter sind. Bei Netzen, die aus Polyamidfäden oder beispielsweise aus Niederdruck- Polyethylenfäden geknüpft werden, sind die Parameter Zugfestigkeit, UV-Beständigkeit, Verschleißfestigkeit oder Knotfestigkeit besonders zu beachten. Handelt es sich dagegen um Hochleistungsfilter, so können nur Monofile verarbeitet werden, die nahezu keine Durchmesserabweichungen aufweisen,

in einem weiten Bereich formgenau und verschleißfest sind und sich beispielsweise einer nur geringen Anschmutzbarkeit aussetzen lassen. Werden die erhaltenen Monofile zu Teppichen, Matten, Vliese verarbeitet oder werden sie als Tennisschläger-Bespannungen eingesetzt, so sind es wieder ganz andere Merkmale, die ein derartiges Monofil aufweisen muß.

Beeinflußt wird das spätere Produktverhalten von vielerlei Einflußgrößen im Verfahrensprozeß bei der Herstellung dieser Fäden, so daß es schon immer ünschenwert war, die Monofilfaden in einem weiten Bereich in bekannten Anlagen und Verfahrensschritten zu beeinflussen. Zudem besteht der Wunsch nach leistungsfähigeren Anlagen, die bei verbesserter Endproduktqualität auch einen höheren Durchsatz erlauben.

Der Efindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bestehende An¬ lagen im Verfahrenablauf zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fadenschar nach dem Abkühlsystem einen die Fadenschar vollkommen umhüllenden Trockner durchläuft, wobei der Trockner als Konvektionstrockner betrieben wird, daß die Fadenschar in der Verstreckungseinrichtung wegabhängig unterschiedlich stark thermisch belastet wird und daß die thermische Behandlung der Fadenschar in der Fixierungsstrecke auf einem die Fadenschar tragenden Gaspolster erfolgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat damit den wesentlichen Vorteil, daß die aus der Wasserbadabkühlung mit Oberflächenfeuchte behaftete Fadenschar sehr viel energiesparender getrocknet werden kann. In einem die

Fadenschar vollkommen ummantelnden Trockner kann die zur Erwärmung eines Konvektionsstroms eingesetzte Energie besser gesteuert, zurückgewonnen oder aber auch mehrfach eingesetzt werden. Dies bedeutet, daß mit größerer Sicherheit und kleinerem bzw. kontrollierterem Energieeinsatz gewährleistet wird, daß die Fadenschar beim Erreichen des ersten Reckwerkes vollkommen von der Feuchte aus dem zuvor durchlaufenen Wasserbad befreit ist. Dies trägt im Vorverstreckungs- bzw. im Vertreckungsabschnitt zu besseren Oberflächenbeschaf¬ fenheitswerten der einzelnen Fäden bei. Zudem läßt sich auf kleinem Raum eine hohe Trocknungsleistung erzielen. Bekannte Abblassysteme, die das an den Oberflächen der Monofile anhaf¬ tende Wasser nur abblasen, können nicht oder nur durch hohen Energieeinsatz gewährleisten, daß die Fadenschar beim Einlauf in das erste Reckwerk wasserfrei ist.

Soll nun bei hohen Durchsatzleistungen eine qualitativ hoch¬ wertige Verstreckung der Monofile erfolgen, so muß die Faden¬ schar über eine kurze Wegstrecke optimal auf den Verstreckungspunkt aufgeheizt werden, wobei der Verstreckungspunkt innerhalb des Heizmoduls liegen muß. Deshalb werden erfindungsgemäß kleine Baueinheiten aneinandergereiht, die unabhängig voneinander betreibbar sind, so daß beispielsweise die Fadenschar im ersten Abschnitt stärker definiert thermisch belastet wird, als im Bereich des Streckpunktes, der in einer anderen Heizeinheit liegt, die getrennt von der ersten Heizeinheit mit einem auf einem anderen thermischen Niveau liegenden Konvektionsstro betrieben werden kann. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren schnell an unterschiedlichste Polymere angepaßt werden, die unterschiedlichste Verfahrensparameter erfordern.

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Der Verstreckungspunkt der Fäden kann somit auch bei höheren Durchsatzleistungen immer im Konvektionstrockner gehalten werden, ohne daß die Anlage durch einen weiteren Konvektionstrockner verlängert werden müßte.

Weiterhin ist es bei der Fixierung, der Thermofixierung der Fadenschar, notwendig, daß die Fadenschar einer Schrumpfung ausgesetzt wird. Je nach Vorgabe kann dabei die Fadenschar zumindest kurzfristig unzulässig stark durchhängen, so daß sie beispielsweise Anlagenteile berührt und dabei die Monofile beschädigt werden, oder bestimmte Schrumpfwerte können mit bestehenden Anlagen nicht erzielt werden. Erfolgt die Thermofixierung erfindungsgemäß auf einem Gaspolster, so hält das Gaspolster die unter verringerter Spannung stehende Fadenschar stets in der ursprünglichen Laufebene der Fadenschar, und Schrumpf erte in einem weitem Bereich können eingestellt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung setzt sich die Ver¬ streckungseinrichtung aus einer Vorverstreckungsstufe und mindestens einer weiteren Verstreckungsstufe zusammen.

Dies hat den Vorteil, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch kleinere Verstreckungen der Fadenschar unabhängig voneinander und hintereinander durchgeführt werden können. Dies ist nur deshalb möglich, weil die einzelnen Heizmodule klein gehalten werden können und sich je nach thermischen Leistungsvo gaben beliebig erweitern lassen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens durchläuft die Fadenschar nach der Trocknung ein erstes Reckwerk mit vier oder fünf Reckwalzen.

Dies hat den Vorteil, daß die Fadenschar schneller und einfacher eingefädelt werden kann. Der Fadenlauf ist einfacher zu überwachen, und Kontrollgeräte zur kontinuierlichen Überwachung der Fadenstärke und Fadenspannung lassen sich übersichtlicher installieren.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Reck¬ walzen zur Fadenschar derart angeordnet, daß die Fadenschar durch jede Reckwalze, insbesondere die Ein- und Auslauf alze, eine Umlenkung von nahezu 180° erfährt.

Dies hat den Vorteil, daß auch mit einer reduzierten Anzahl von Walzen hohe Reckkräfte erzielt werden können. Die Walzen¬ anordnung ist auf engstem Raum so gewählt, daß die Fadenschar eine maximale Umlenkung erfährt.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens durchläuft die Fadenschar mindestens zwei Heißlufteinheiten, und die Fadenschar wird quer zur Laufrichtung der Fadenschar angeströmt. Die Fadenschar wird in jeder Heißlufteinheit unterschiedlich stark thermisch belastet, und die Heißlufteinheiten sind unabhängig voneinander betreibbar. Dies hat den Vorteil, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Vielzahl unterschiedlichster Polymere behandelt werden können, ohne daß dabei die Anlageneinheit umgebaut werden müßte. Mit den Heißlufteinheiten lassen sich unterschiedlich lange Verstreckungsstufen einfach bilden. In der Fixierungsstrecke ist es von Vorteil, daß die Fadenschar quer von unten von einem Gasstrom angeströmt wird, der die Fadenschar in der vorgesehenen Laufebene hält.

Besonders vorteilhaft kann nach der Fixierungsstrecke ein Formulierungshilfsmittel auf die Fadenschar aufgebracht werden. Das Formulierungshilfsmittel muß nicht mehr vor der Fixierungsstrecke schon auf die Fadenschar aufgebracht werden, weil in einer kurzen thermischen Nachbehandlung, die wiederum mit einer beliebigen Anzahl von Heißlufteinheiten durchgeführt wird, sich das Formulierungshilfsmittel getrennt von der eigentlichen Fixierung trocknen läßt.

Das erfindungsgemäße Verfahren entspricht damit allen erwei¬ terten Anforderungen, die notwendig sind, um auf kurzen Weg¬ strecken bei hohen Durchsatzleistungen qualtitativ hochwertige Monofile herstellen zu können. Als Heißlufteinheiten, Heißlufttrockner und für die Fixierung und Formulierung werden ausschließlich die aus der Druckschrift DE-OS 39 09 173 AI bekannten Konvektionstrockner eingesetzt, die sich zu beliebig großen Einheiten zusammenstellen lassen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Ebenso können die vorstehend und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anlage, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann;

Fig. 2 einen Anlagenabschnitt, mit dem erfindungsgemäß eine Vorverstreckung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden kann und

Fig. 3 einen Anlagenabschnitt, mit dem nach dem erfindungs¬ gemäßen Verfahren eine Formulierung des verstreckten und fixierten Fadens vorgenommen werden kann.

Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen teilweise stark schematisiert den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf. Die in den einzelnen Figuren gezeigten Gegenstände sind nicht maßstäblich zu verstehen.

Fig. 1 zeigt eine Anlage 10, die von einer Fadenschar 11 in Pfeilrichtung 12, 12' durchlaufen wird. Die Fadenschar 11 läuft aus einem in der Figur nicht dargestellten Wasserbad kommend in einen Heißlufttrockner 13, in dem die Fadenschar 11 vollkommen getrocknet wird. Von dem Heißlufttrockner 13 aus wird die Fadenschar 11 einem ersten Reckwerk 14 zugeführt, das die Fadenschar 11 in ein Heißluftmodul 15 transportiert. Von dem Heißluftmodul 15 aus durchläuft die Fadenschar 11 ein zweites Reckwerk 16 und eine sich daran an¬ schließende Fixierungsstrecke 17, an die sich ein drittes Reckwerk 18 anschließt. Von dem dritten Reckwerk 18 läuft die Fadenschar 12' in eine in der Fig. nicht gezeigte Aufspuleinrichtung.

Der Heißlufttrockner 13 weist eine nach vorne verschwenkbare Klappe 21 auf, die zum Einführen der Fadenschar 11 geöffnet

sein muß. Die Fadenschar 11 ist. im Heißlufttrockner 13 mit. einer gestrichelten Linie dargestellt. Vom Heißlufttrockner 13 aus wird die Fadenschar 11 einer ersten Reckwalze 22 zugeführt, die die Fadenschar 11 um 180° umlenkt und einer zweiten Reckwalze 23 zuführt. Die zweite Reckwalze 23 lenkt die Fadenschar 11 ebenfalls um 180° um und führt die Fadenschar 11 einer dritten Reckwalze 24 zu, die ebenfalls die Fadenschar 11 mit einer Umlenkung von 180° einer vierten Reckwalze 25 zuführt. Von der vierten Reckwalze 25 gelangt die Fadenschar 11, wiederum um 180° umgelenkt, auf eine fünfte Reckwalze 26, und von dort aus wird die Fadenschar 11 dem Heißluftmodul 15 zugeführt. Die Fadenschar 11 ist innerhalb des Heißluftmodules 15 mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Der Fadenlauf 27 der Fadenschar 11 ist im ersten Reckwerk 14 zusätzlich mit kleinen Pfeilen angegeben. Das erste Reckwerk 14 ist zusätzlich noch mit einer Absaugvorrichtung 30 versehen, die in Pfeilrichtungen 31 ver¬ schwenkbar ist und eine Spitze 32 aufweist, die in Pfeilrich- tuing 33 verdrehbar und von einer Verbindungsstelle 34 abnehmbar bzw. um sie verschwenkbar ist.

Das Heißluftmodul 15 setzt sich aus einer ersten Heißlufteinheit 36, einer zweiten Heißlufteinheit 37 und einer dritten Heißlufteinheit 38 zusammen. Die Heißlufteinheiten 36, 37, 38 sind mit verschwenkbaren Klappen 36', 37', 38' versehen, die beim Einführen der Fadenschar 11 in das Heißluftmodul 15 geöffnet sein müssen. Die Klappen 36', 37', 38' sind über pneumatische Mittel gemeinsam bzw. getrennt zu öffnen bzw. zu verschließen.

Aus dem Heißluftmodul 15 kommend durchläuft die Fadenschar 11 das zweite Reckwerk 16 mit Reckwalzen 41. Die Fadenführung

innerhalb des zweiten Reckwerkes 16 und um die Reckwalzen 41 entspricht dem Fadenlauf 27, wie er beim ersten Reckwerk 14 beschrieben wurde.

An das zweite Reckwerk 16 schließt sich eine Fixierungsstrecke 17 an, die in ein drittes Reckwerk 18 übergeht. Das dritte Reckwerk 18 weist vier Reckwalzen 49 auf und ist mit derselben Absaugvorrichtung 30 wie das erste Reckwerk 14 versehen.

Die Fixierungsstrecke 17, die auch mit gekühlter Luft betrieben werden kann, setzt sich in der Fig. 1 aus einer vierten Heißlufteinheit 44, einer fünften Heißlufteinheit 45, einer sechsten Heiußlufteinheit 46 und einer siebten Heißlufteinheit 47 zusammen. Die Heißlufteinheiten 44, 45, 46, 47 sind mit Klappen 44', 45', 46', 47' versehen, die zum Einführen der Fadenschar 11 geöffnet werden können. Innerhalb der Fixierungsstrecke 17 ist die Fadenschar 11 mit einer gestrichelten Linie dargestellt.

Im Trockner 13 wird die Fadenschar 11 getrocknet, damit sie auch nach dem Reckprozeß, der der Trocknung nachgeschaltet ist, eine hohe Oberflächengüte aufweist. Die Reckwalzen 22, 23, 24, 25, 26 werden über einen stufenlos regulierbaren Antrieb angetrieben und definieren die Abzugsgeschwindigkeit der Fadenschar 11 aus dem in der Fig. 1 nicht gezeigten Spinnkopf. Die Fadenschar 11 wird aus dem Spinnkopf mit einer geringen Voreilung abgezogen, damit die Fadenschar 11 in jedem Abschnitt bis zum ersten Reckwerk 14 gespannt gehalten werden kann. Beispielsweise beträgt die Abzugsgeschwindigkeit über das erste Reckwerk 14 24 bis 44 m/min, sofern die Spritzgeschwindigkeit an der Düse 20 bis 40 m/min. beträgt.

Das zweite Reckwerk 16 wird gegenüber dem ersten Reckwerk 14 mit einer größeren Voreilung betrieben, so daß die einzelnen Monofilamente der Fadenschar 11 innerhalb der Verstreckungs- einrichtung 19 verstreckt werden können. Damit der Streck¬ punkt der Fadenschar 11 immer innerhalb des Heißluftmoduls 15 liegt, werden die einzelnen Heißlufteinheiten 36, 37, 38 mit unterschiedlicher Heißlußttemperatur betrieben. So kann beispielsweise die erste Heißlufteinheit 36 mit einer Gastemperatur von 300° betrieben werden, die zweite Heißlufteinheit 37 mit einer Gastemperatur von T = 280 °C und die dritte Heißlufteinheit 38 mit einer Gastemperatur von 260° C. Mit den Heißlufteinheiten 36, 37, 38, deren konstruktiver Aufbau in der deutschen Offenlegungsschrift DE 39 09 175 AI beschrieben ist, wird die Fadenschar 11 im Kreuzstrom thermisch so stark aufgeheizt, daß sich der Streckpunkt nicht außerhalb des Heißluftmodules 15 einstellen kann.

Die Anordnung der Reckwalzen 22, 23, 24, 25, 26 des ersten Reckwerkes 14 und der Reckwalzen 41 des zweiten Reckwerkes 16 erlauben große Reckkräfte auch mit einer Anordnung von nur fünf Reckwalzen, weil die Anordnung der Reckwalzen zueinander so gewählt ist, daß eine größtmögliche Umlenkung der Fadenschar 11 von einer Reckwalze zur anderen gewährleistet ist. Die in der Fig. 1 gezeigten Reckwalzen 22, 23, 24, 25, 26 sowie 41 und 49 müssen weder gekühlt noch beheizt werden, weil die thermische Leistung des Heißlufttrockners 13, des Heißluftmodules 15 und der Fixierungsstrecke 17 für die einzelne Fadenscharbehandlung ausreichend sind.

Das erste und dritte Reckwerk 14, 18 ist jeweils mit einer Absaugvorrichtung 30 ausgerüstet, die in der Figur darge¬ stellten Lage dazu dient, einen Fadenbruch innerhalb der Fadenschar 11 zu erkennen und den abgebrochenen Fadenabschnitt abzusaugen. Die Spitze 32 kann mit der konkav ausgebildeten Fläche eng beabstandet zu der Reckwalze 26 und 49 sein. Ein Fadenbruchstück wird somit direkt und sicher immer von der Absaugvorrichtung 30 aufgegriffen und abgesaugt. Die Absaugvorrichtung 30 ist auch in der Pfeilrichtung 31 verschwenkbar, so daß bei gedrehter Spitze 32 die Absaugvorrichtung 30 auch enganliegend an der ersten Reckwalze 22 positioniert sein kann. Somit kann ohne große konstruktive Umrüstung das erste und dritte Reckwerk 14, 18 sowohl für Linkslauf wie auch für Rechtslauf eingesetzt werden.

Die Heißlufteinheiten 36, 37, 38 sind ohne Spalt direkt mit¬ einander verbunden und sind auch unmittelbar ohne Zwischenab¬ stand mit dem ersten Reckwerk 14 und dem zweiten Reckwerk 16 lösbar verkoppelt. Der Anlagenaufbau ermöglicht auf kurzen Weglängen eine große Mehrstufenverstreckung.

Die Reckwalzen 49 werden mit einer geringeren Umdrehungsge¬ schwindigkeit als die Reckwalzen 41 betrieben. Somit ist in der Fixierungsstrecke 17 eine Schrumpfung der einzelnen Mono- filamente der Fadenschar 11 möglich. Einem möglichen Durch¬ hang der Fadenschar 11 in der Fixierungsstrecke 17 wird in der jeweiligen Heißlufteinheit 44, 45, 46, 47 mit einem Gasstrom, der von unten nach oben strömt und stufenlos einstellbar ist, entgegengewirkt.

Fig. 2 zeigt einen Anlagenabschnitt 50, von dem einzelne Komponenten auch in die Anlage 10 der Fig. 1 einbaubar sind. Ein Trockner 51, ein Reckwerk 52, eine Heißlufteinheit 53 und ein Reckwerk 54 sind bündig und voneinander lösbar aneinander gekoppelt. Das Reckwerk 52, die Heißlufteinheit 53 und das Reckwerk 54 bilden eine Vorverstreckungsstufe 55. An die Vorverstrekkungsstufe 55 schließt sich ein Heißluftmodul 56 an, das nur teilweise in der Fig. 2 dargestellt ist. An das Heißluftmodul 56, das sich aus beliebig vielen Heißlufteinheiten zusammensetzen kann, kann sich beispielsweise eine weitere Verstrekkungsstufe für eine Fadenschar 57 anschließen.

Die Fadenschar 57 durchläuft den Trockner 51. Im Trockner 51 wird die mit Oberflächenfeuchtigkeit behaftete Fadenschar 57 vollkommen getrocknet. Im Trockner 51 ist der Fadenlauf mit 57 ¹ gekennzeichnet. Die Fadenschar 57 durchläuft nach dem Trockner 51 das Reckwerk 52, das mit Reckwalzen 58 die Fadenschar 57 geführt umlenkt und transportiert. Von dem Reckwerk 52 läuft die Fadenschar 57 in die Heißlufteinheit 53, wobei der Fadenlauf mit 57 ^{l τ} , 57 ¹ ** in der Fig. gestrichelt eingezeichnet ist. Die Fadenschar 57 wird von der Heißlufteinheit 53 dem Reckwerk 54 über Reckwalzen 59 zugeführt.

Zwischen den Reckwerken 52, 54 wird die Fadenschar 57 vorge¬ streckt, das heißt, die Reckwalzen-Umlaufgeschwindigkeit der Reckwalzen 59 muß größer sein als die Reckwalzen- Umlaufgeschwindigkeit der Reckwalzen 58 des Reckwerkes 52. Die Fadenschar 57 nimmt im Reckwerk 54 einen Fadenlauf 57 ^{1 v} . In der Figur sind die Reckwerke 52, 54 nur mit vier Reckwalzen 58, 59 ausgestattet, weil für eine Vorverstreckung

der Fadenschar 57 in der Vorverstreckungsstufe 55 geringere Zugkräfte auftreten. Das Reckwerk 52 ist mit einer Absaugvorrichtung 60 versehen, die Fadenbrüche erkennt und absaugt. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Absaug¬ vorrichtung 60 entspricht den schon beschriebenen Absaug¬ vorrichtungen.

Die Fadenschar 57 durchläuft in Pfeilrichtung 61 den Anlagen¬ abschnitt 50. Der Fadenlauf im Heißluftmodul 56 ist mit 57 ^v , 57'* , 57 ^{VI 1} , und 57 ^{v τ l x} angegeben.

Fig. 3 zeigt einen Anlagenabschnitt 65 mit dem abgebrochen gezeichneten Ende einer Fixierungsstrecke 66, von der nur ein Reckwerk 67 in der Figur gezeigt ist. An das Reckwerk 67 schließt sich eine Präparationseinrichtung 68 an, die an einen Trockner 69 grenzt, der mit einem Reckwerk 70 verbunden ist. Eine Fadenschar 71 durchläuft in Pfeilrichtung 72 den in der Figur gezeigten Anlagenabschnitt 65. Reckwalzen 73 führen und transportieren die Fadenschar 71. Das Reckwerk 67 weist noch eine Absaugvorrichtung 74 für Fadenbrüche auf.

Ober Reckwalzen 75 des Reckwerkes 70 wird die Fadenschar 71 einer in der Figur nicht gezeigten Aufspuleinrichtung zugeführt.

Die Präparationseinrichtung 68 ermöglicht als getrennte Einrichtung das Aufsprühen eines Formulierungshilfsmittels 68' auf die Fadenschar 71. Im Trockner 69 werden Komponenten des Formulierungshilfsmittels 68' getrocknet, damit in aufgewickelter Form Monofilamente vorliegen, die eine gewünschte getrocknete Beschichtung aufweisen.