Schmelzspinnen ist ein Herstellungsverfahren zur Herstellung von Polymer- oder Synthesefasern. Diese Methode der Faserherstellung kann verwendet werden, um Fasern für Gewebe zu erzeugen oder Glas zu feinen Fäden für die Glasfaserherstellung zu spinnen. Es verwendet ein Schnellkühlsystem, um geschmolzene Grundmaterialien in lange Stränge oder Filamente umzuwandeln. Schmelzspinnen wird üblicherweise verwendet, um Fasern wie Nylon®, Polyester und Acryl herzustellen.
Bei einer typischen Schmelzspinnanwendung wird der Herstellungsprozess auf einem großen Spinnturm durchgeführt. Oben im Turm befindet sich eine Trommel mit geschmolzenen Polymeren, darunter eine Pumpe und ein Filtersystem. Die Pumpe leitet geschmolzenes Polymer durch eine Metalldüse oder Spinndüse nach unten. Diese Düse enthält eine große Anzahl mikroskopischer Löcher, die helfen, das geschmolzene Polymer zu dünnen Strängen zu formen.
Wenn diese Filamente die Spinndüse verlassen, passieren sie sofort ein Kaltluftgebläse, das die Stränge schnell abkühlt und verfestigt. Von hier aus gelangen sie zu einer Reihe von Walzen, die die Stränge zu Faserrollen aufwickeln oder spinnen. Je nach Anwendung können einige dieser Maschinen mehrere Stränge miteinander verdrillen, um eine dickere Faser zu erzeugen.
Schmelzspinnen kann verwendet werden, um viele Formen und Sorten von Filamenten oder Fasern herzustellen. Die Eigenschaften jeder Faser hängen nicht nur von der verwendeten Polymerlösung ab, sondern auch von der Temperatur des geschmolzenen Polymers. Die Geschwindigkeit und Temperatur des Kühlprozesses können ebenso die Fasereigenschaften beeinflussen, ebenso wie die Form und Größe der Düse. Diese Fasern können eine abgerundete oder bandförmige Form haben oder können miteinander verdrillt sein, um unterschiedliche geometrische Profile zu bilden. Beispielsweise werden fünfeckige Fasern aufgrund ihrer Schmutz- und Abriebfestigkeit häufig in Teppichen verwendet.
Dieses Verfahren bietet Stoff- und Faserherstellern eine Reihe von Vorteilen. Das Schmelzspinnen ist die einzige effektive Methode zur Herstellung von Stoffen, die eine hohe Kühlrate erfordern. Es ermöglicht auch eine schnelle und effiziente Produktion verschiedener Arten von synthetischen Fasern und ist vollständig automatisiert, um die Arbeitskosten auf ein Minimum zu reduzieren.
Trotz seiner vielen Vorteile ist das Schmelzspinnen auch mit einer Reihe potenzieller Einschränkungen oder Nachteile verbunden. Dieses Verfahren kann nur verwendet werden, um sehr feine, dünne Fasern herzustellen, und ist nicht effektiv, um dickere Fäden herzustellen. Das Schmelzspinnen ist auch auf Polymere beschränkt, die innerhalb eines vernünftigen Temperaturbereichs geschmolzen werden können. Materialien, die unter vernünftigen Bedingungen nicht schmelzen, erfordern alternative Spinnverfahren, die eine chemische Verarbeitung beinhalten.