Eine Spinndüse ist eine industrielle Ausrüstung, die bei der Herstellung von Polymerfasern verwendet wird. Mithilfe eines Extrusionsverfahrens kann eine Anlage flüssige Polymere durch die Spinndüse pressen und sie in lange Stränge verwandeln, die zu nutzbaren Fasern aushärten. Dieser Prozess ähnelt dem bei Spinnenseide, und der Name dieser Ausrüstung leitet sich von den Organspinnen ab, die zur Herstellung von Fäden für Netze und andere Aktivitäten verwendet werden.
Der Prozess der Faserherstellung mit einer Spinndüse beginnt mit der Herstellung der Polymere, entweder durch Schmelzen oder Lösungsmittelbehandlung, um das Polymer in eine flüssige Substanz zu verwandeln. Je nach Art und Verwendungszweck können Farbstoffe zugesetzt werden, um farbige Produkte herzustellen, oder die fertige Faser nach der Verarbeitung gefärbt werden. Wenn es durch winzige Löcher im Kopf der Spinndüse gepresst wird, richten sich die Ketten in den Polymeren aus und bilden lange Stränge. Luft oder Flüssigkeit auf der anderen Seite bietet ein Kühlbad, um die Fasern zu härten und zu tempern, damit sie verwendbar sind, und das Unternehmen kann sie zur Verteilung auf Spulen wickeln.
Dieses Verfahren ist als Gel- oder Polymerspinnen bekannt. Hersteller mit dieser Fähigkeit können die resultierende Faser an Textilunternehmen vertreiben oder ihre eigenen Textilien im eigenen Haus herstellen, je nach Art der Produkte und Dienstleistungen, die sie anbieten möchten. Synthetische Fasern, die mit dieser Technik hergestellt werden, sind in der Regel stark und langlebig und reichen von Kevlar® für kugelsichere Westen bis hin zu Polyester für Kleidungsstücke. Die Bedingungen an der Spinndüse müssen streng kontrolliert werden, um die besten Ergebnisse zu erzielen.
Der Kopf jeder Spinndüse stellt eine Schwachstelle im System dar. Die winzigen Löcher können sich mit Polymeren und Verunreinigungen verstopfen und das Gerät unbrauchbar machen. Es stehen Reinigungstechniken zur Verfügung, einschließlich der Reinigung während des Betriebs und der Entfernung der Köpfe zur Behandlung in einer anderen Einrichtung, um Polymerschichten und andere Materialien zu entfernen, die sie verstopfen können. Firmen, die Reinigungsdienste anbieten, stehen für Unternehmen zur Verfügung, die ihren Wartungsbedarf nicht selbst übernehmen möchten.
Forschungs- und Entwicklungsabteilungen analysieren ständig die Spinndüsenproduktion von Fasern. Diese Abteilungen untersuchen neue Wege zur Herstellung von synthetischen Fasern und arbeiten an der Entwicklung neuer Fasertypen, um den Bedürfnissen der Verbraucher gerecht zu werden. Einige untersuchen auch Möglichkeiten, das Design von Spinndüsen zu verbessern, um allgemeine Probleme anzugehen oder die Herstellung ungewöhnlicher Fasern zu ermöglichen. Textilingenieure, die diese Art von Forschung betreiben, haben in der Regel einen höheren Abschluss und sind mit der Physik hinter Polymeren und der Bildung von Polymerfasern bestens vertraut.