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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Extrusion synthetischer Fasern
zur Herstellung eines Vlieses gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 sowie eine Vorrichtung zur Extrusion synthetischer Fasern zur
Herstellung eines Vlieses gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 9.
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Bei
der Herstellung von Vliesen ist es bekannt, dass eine Vielzahl von
Fasersträngen
in einer reihenförmigen
Anordnung extrudiert, abgekühlt
und anschließend
gemeinsam zu einer Vliesbahn abgelegt werden. Die Vliesbahn wird
mittels eines bewegten Ablagemittel kontinuierlich weitergeführt und
in nachfolgenden Prozessschritten weiterbehandelt. Für die Extrusion
der Faserstränge
werden Spinnmittel verwendet, die vorzugsweise in Spinnbalken gehalten
sind, die sich im wesentlichen quer zur Ablage erstrecken. Dabei
sind den Spinnmitteln Einrichtungen zur Erzeugung und Führung einer
Polymerschmelze sowie Einrichtungen zum Abkühlen und Führen der Faserstränge zugeordnet,
so dass sich eine oberhalb des Ablagemittels komplexe Maschinenstruktur
ergibt.
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Aufgrund
des breiten Anwendungsspektrums der Vliesstoffe ergeben sich darüberhinaus
Anforderungen, die beispielsweise unterschiedliche Faserstrukturen
in einem Vlies erfordern. So ist es weiterhin bekannt, dass bei
der Herstellung eines Vlieses gleich mehrere Fasergruppen von Fasersträngen durch
mehrere reihenförmig
hintereinander angeordnete Spinnmittel extrudiert werden, und jeweils
zu einer Vlieslage abgelegt werden. Die Vlieslagen werden durch
das Ablagemittel zusammengeführt
und bilden somit eine Vliesbahn mit mehreren Lagen von Fasern. Je
nach Ausführung
und Betriebsart der Spinnmittel ergeben sich somit noch komplexe
Anlagen, um Kombinationen von Fasern in einer Vliesbahn herzustellen.
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Ein
derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise
in der
EP 1 058 747 B1 beschrieben.
Im bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung sind mehrere
Spinnmittel reihenförmig
hintereinander angeordnet, um jeweils eine Faserlage für eine mehrlagige
Faserbahn zu erzeugen. Die Spinnmittel werden jeweils in einem höhenverstellbaren
Maschinengestell gehalten, wobei je nach Ausgestaltung des Spinnmittels
die Faserstränge
nach dem sogenannten Meltblown-Verfahren oder nach dem sogenannten
Spunbond-Verfahren extrudiert werden. Bei dem Meltblown-Verfahren
wird die dem Spinnmittel zugeführte
Polymerschmelze durch einzelne Düsenöffnungen
einer Spinndüse
geführt.
Die Spinndüse
weist hierzu eine Vielzahl von Düsenöffnungen
auf, die in einer reihenförmigen
Anordnung ausgebildet sind. Auf der Auslassseite der Spinndüse sind
unmittelbar zwei ein Luftstrom erzeugende Blasdüsen vorgesehen, die die aus
der Düsenöffnung frisch
extrudierten Faserstränge
erfassen und in Richtung eines Ablagemittels abziehen. Hierbei werden
bevorzugt endliche Faserstränge
erzeugt, die nebeneinander und übereinander
zu der Vlieslage abgelegt werden.
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Bei
dem Spunbond-Verfahren werden unendliche Faserstränge extrudiert.
Hierzu weist das Spinnmittel eine Spinndüse mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen
auf, die ebenfalls in mehreren reihenförmigen Anordnungen ausgebildet
sind. Die Polymerschmelze wird innerhalb des Spinnmittels unter Druckwirkung
durch die Düsenöffnungen
gedrückt und
zu den einzelnen unendlichen Fasersträngen, die auch als Filamente
bezeichnet werden, extrudiert. Unterhalb des Spinnmittels ist eine
Abzugsdüseneinrichtung
vorgesehen, mit welcher die Faserstränge unter Wirkung eines erzeugten
Luftstromes nach Abkühlung
abgezogen und auf das Ablagemittel geblasen werden. Hierzu ist zwischen
dem Spinnmittel und der Abzugsdüseneinrichtung
eine Kühlstrecke
vorgesehen, in welcher die frisch extrudierten Faserstränge verfestigt
werden. Je nach Ausbildung der Spinnmittel können dabei die die unterschiedlichen
Verfahren erforderlichen Abstände
zwischen dem Spinnmittel und dem Ablagemittel bei dem bekannten
Verfahren und bei der bekannten Vorrichtung jeweils individuell
eingestellt werden.
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Das
bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung besitzen jedoch
den wesentlichen Nachteil, dass sämtliche Umstellungsarbeiten
zur Umrüstung
eines der Spinnmittel zu einem völligen
Stillstand der Produktion führt.
Zudem müssen
aufgrund der hohen Komplexität
der Anlage besondere Vorkehrungen getroffen werden, um innerhalb
der Betriebsposition oberhalb des Ablagemittels Umrüstaktionen
ausführen
zu können.
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Es
ist nun Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Extrusion synthetischer Fasern zur Herstellung eines Vlieses
der gattungsgemäßen Art
derart weiterzubilden, dass eine hochflexible Nutzung zur Herstellung
von Vliesbahnen unter Berücksichtigung
minimaler Umrüstzeiten
möglich ist.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Extrusion
synthetischer Fasern bereitzustellen, bei welcher Wartungsarbeiten
und Umbaumaßnahmen
von Spinnmitteln in einfacher Art und Weise ausführbar sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Verfahren
dadurch gelöst,
dass zumindest eines der Spinnmittel unabhängig von einem benachbarten Spinnmittel
durch eine horizontale Bewegung im wesentlichen quer zur Laufrichtung
des Ablagemittels aus einer Betriebsstellung in eine Ruhestellung
geführt
wird, wobei die Faserstränge
durch das Spinnmittel in der Betriebsstellung extrudiert werden.
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Die
Lösung
der Aufgabe ist für
eine Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch
gegeben, dass zumindest eines der Spinnmittel durch bewegliche Führungsmittel
gehalten ist, welche in einer horizontalen Führungsbahn im wesentlichen
quer zur Laufrichtung des Ablagemittels zur Verschiebung des Spinnmittels aus
einer Betriebsstellung in eine Ruhestellung geführt ist.
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Die
Erfindung ist auch nicht durch die aus der
EP 0 625 939 B1 bekannten
Vorrichtung nahegelegt. Die bekannte Vorrichtung weist ein Spinnmittel
zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen auf, die nach dem Meltblown-Verfahren hergestellt
werden. Dabei sind die Düsenbohrungen
an einer Spinndüse ausgebildet,
die innerhalb des Spinnmittels horizontal verschiebbar gehalten
ist. Zur Wartung oder zur Umrüstung
lässt sich
die Spinndüse
in horizontaler Richtung quer zum Ablageband aus dem Spinnmittel herausführen und
entnehmen. Das Spinnmittel verharrt dabei in der Betriebsstellung,
so dass die Produktion zur Vliesherstellung vollständig unterbrochen ist.
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Demgegenüber besitzt
die Erfindung den Vorteil, dass das Spinnmittel zunächst komplett
aus der Betriebsstellung in eine benachbarte Ruhestellung geführt wird.
In der Ruhestellung befindet sich das Spinnmittel außerhalb
des Ablagemittels und lässt
sich in einer frei zugänglichen
Position sowohl von unten als auch von oben und den Seiten warten oder
umrüsten.
Die Spinnmittel können
die Einrichtungen zur Führung,
zur Verteilung und zur Extrusion der Polymerschmelze über die
gesamte Spinnbreite umfassen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist somit auch bevorzugt geeignet, um selbst bei Herstellung einlagiger
Faserbahnen Stillstandzeiten durch Umrüsten oder Wartung zu minimieren.
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Hierzu
ist das Spinnmittel durch ein bewegliches Führungsmittel gehalten, welches
in einer horizontalen Führungsbahn
im wesentlichen quer zur Laufrichtung des Ablagemittels zur Verschiebung
des Spinnmittels aus einer Betriebsstellung in eine Ruhestellung
geführt
ist. Insbesondere bei Vorrichtungen, bei welchen den Spinnmitteln
Abzugsmittel nachgeordnet sind, stellen selbst geringe Abstände zwischen
Spinnmittel und Abzugsdüseneinrichtung
keine Probleme dar, um beispielsweise die Spinndüsen an dem Spinnmittel auszuwechseln.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung eines Vlieses aus mehreren Fasergruppen hat sich die
Weiterbildung besonders bewährt,
bei welcher das in seiner Betriebsstellung verharrende Spinnmittel
die Faserstränge
unabhängig
von der Bewegung des benachbarten Spinnmittels extrudiert. Damit lässt sich
beispielsweise bei Verwendung von zwei benachbarten Spinnmitteln
die Produktion zur Erzeugung einer einlagigen Vliesbahn fortführen, während eines
der Spinnmittel in der Ruheposition verharrt. Diese Variante der
Erfindung bietet eine besonders hohe Flexibilität in der Ausnutzung vorhandener
Einrichtungen zur Herstellung einer Vliesbahn. In Abhängigkeit
von der Anzahl der installierten Spinnmittel lassen sich somit einlagige
oder mehrlagige Vliesbahnen effizient und mit geringen Prozessunterbrechungen
herstellen.
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Die
Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Spinnmittel in einer
reihenförmigen
Anordnung nebeneinander angeordnet sind, um die Faserstränge der
Fasergruppen jeweils zu einer Vliesbahn zu führen, ist besonders vorteilhaft
um sehr breite Vliesbahnen zu erzeugen.
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Bevorzugt
werden die Spinnmittel jedoch gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung derart hintereinander angeordnet, dass jede der durch
das Spinnmittel extrudierten Fasergruppen eine Lage einer mehrlagigen
Vliesbahn bildet.
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Um
auf möglichst
starre Verbindungsleitungen zur Zuführung der Schmelze zurückgreifen
zu können,
stellt die Weiterbildung der Erfindung eine bevorzugte Ausführung dar,
bei welcher die den Spinnmitteln zugeordneten Hilfseinrichtungen
eine Spinneinheit bilden, die von dem beweglichen Führungsmittel
gehalten ist und zwischen der Betriebsstellung und der Ruhestellung
hin- und herführbar
ist. Insbesondere lassen sich dabei auch die den Spinnmittel nachgeordneten
Hilfseinrichtungen mit der Spinneinheit kombinieren, so dass komplette
Umrüstungen
in einfacher Art und Weise ausführbar
sind.
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Die
Spinnmittel oder die Spinneinheiten zur Extrusion der Faserstränge werden
bevorzugt zur Erzeugung von Verbundvliesstoffen unterschiedlich ausgebildet, um
Faserstränge
nach dem Spunbond-Verfahren oder Faserstränge nach dem Meltblown-Verfahren
herstellen zu können.
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Es
besteht jedoch auch die Möglichkeit,
dass die Spinnmittel identisch ausgebildet sind, um sehr breite
oder sehr dicke Vliesbahnen zu erzeugen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden die Spinnmittel bevorzugt durch einen beheizten Spinnbalken
gehalten. So lassen sich sowohl Spinndüsen, Schmelzeverteilung, Spinnpumpen
und sonstige Schmelzeleitungen gemeinsam halten und beheizen. Der
komplette Spinnbalken, der durch das bewegliche Führungsmittel
gehalten ist, lässt
sich somit zwischen der Betriebsstellung und der Ruhestellung hin-
und herführen.
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Dabei
lässt sich
zwischen einer Schmelzequelle und dem Spinnbalken eine in ihrer
Länge veränderbare
Verbindungsleitung einbinden, so dass der Spinnbalken unabhängig von
der Schmelzequelle verfahrbar ist.
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Um
möglichst
starre Verbindungen zwischen der Schmelzequelle und dem Spinnbalken
zu erhalten, wird gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, den Spinnbalken und die
Schmelzequelle beispielsweise ein Extruder zu einer Spinneinheit
zu kombinieren. Somit lässt
sich die komplette Spinneinheit aus der Produktionslinie seitlich
herausführen,
um in der Ruhestellung umgerüstet
oder gewartet zu werden.
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Vorteilhaft
stellt sich zudem die Weiterbildung dar, bei welche die dem Spinnmittel
nachgeordneten Hilfseinrichtung ebenfalls mit der Spinneinheit gekoppelt
sind. Somit lassen sich alle die für die Faserherstellung erforderlichen
Einrichtungen gemeinsam aus der Betriebsstellung in eine seitliche
neben der Produktionslinie angeordnete Ruhestellung führen.
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Zur
kontinuierlichen Aufnahme und Weiterführung der Vliesbahn ist das
Ablagemittel bevorzugt durch ein luftdurchlässiges Ablageband gebildet, welches
durch zumindest eine Antriebsrolle horizontal angetrieben ist.
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Die
Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass mehrere Spinnmittel
vorgesehen sind, um eine mehrlagige oder einlagige Vliesbahn zu
erzeugen. Insbesondere bei den bekannten Vorrichtungen, bei welchen
die Spinnmittel mit geringem Abstand oberhalb eines Ablagemittels
gehalten werden, bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen nach
Anspruch 23 den besonderen Vorteil, dass trotz der Maschinenkomplexität Wartungsarbeiten
und Umrüstarbeiten
in einfacher Art und Weise ausführbar
sind. Hierzu ist das Spinnmittel durch ein bewegliches Führungsmittel
gehalten, welches in einer horizontalen Führungsbahn im wesentlichen
quer zur Laufrichtung des Ablagemittels zur Verschiebung des Spinnmittels
aus einer Betriebsstellung in eine Ruhestellung führbar ist.
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Es
hat sich dabei als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die
oberhalb des Ablagemittels vorgesehenen Einrichtungen mit dem Spinnmittel
zu einer Spinneinheit kombiniert sind und gemeinsam zwischen der
Betriebsstellung und der Ruhestellung geführt werden.
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Für den Fall,
dass das Spinnmittel durch einen beheizten Spinnbalken gehalten
ist, besteht die jedoch auch die Möglichkeit, dass zwischen dem Spinnbalken
und einer Schmelzequelle beispielsweise einem Extruder eine längenveränderbare
Verbindung vorgesehen ist, so dass nur der Spinnbalken zwischen
einer Betriebsstellung und einer Ruhestellung geführt werden
kann. Der Extruder lässt
sich dabei ortsfest in dem Maschinengestell anordnen.
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Bevorzugt
werden jedoch alle die oberhalb des Ablagemittels zur Extrusion
und Führung
der Faserstränge
benötigten
Hilfseinrichtungen gemeinsam an einem beweglichen Führungsmittel
angeordnet, so dass auch nachgeordnete Abzugsdü seneinrichtungen mit der Spinneinheit
gemeinsam zwischen einer Betriebsstellung und einer außerhalb
der Produktionslinie vorgesehenen Ruhestellung führbar.
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Nachfolgend
wird das erfindungsgemäße Verfahren
anhand einiger Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
näher beschrieben.
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Es
stellen dar
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1 schematisch
eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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2 schematisch
eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels
aus 1
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3 schematisch
eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels
aus 1 mit veränderter
Stellung der Spinnmittel
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4 schematisch
eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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5 schematisch
eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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6 schematisch
eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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7 schematisch
eine Querschnittsansicht eines Spinnmittels zur Extrusion von Fasersträngen nach
dem Spunbond-Verfahren
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8 schematisch
eine Querschnittsansicht eines Spinnmittels zur Extrusion von Fasersträngen nach
dem Meltblown-Verfahren
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9 schematisch
eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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In
den 1, 2 und 3 ist ein
erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
schematisch gezeigt. Die 1 und 3 zeigen
das Ausführungsbeispiel
in einer Draufsicht in unterschiedlichen Betriebszuständen und
in 2 ist eine Seitenansicht des Aus führungsbeispiels
gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung gilt, insoweit kein ausdrücklicher
Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, für alle Figuren.
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Die
Vorrichtung besteht aus zwei Spinneinheiten 16.1 und 16.2,
welche jeweils ein Spinnmittel 1.1 und 1.2 enthalten,
um aus einer Polymerschmelze eine Vielzahl von Fasersträngen zu
extrudieren. Die Spinneinheiten 16.1 und 16.2 sind
hierzu in jeweils einem Maschinengestell 4.1 und 4.2 gehalten, und
oberhalb eines Ablagemittels 10 angeordnet. Die Spinnmittel 1.1 und 1.2 der
Spinneinheiten 16.1 und 16.2 erstrecken sich dabei
parallel zueinander quer zu dem als Ablageband 11 ausgebildeten
Ablagemittel 10. Die Spinneinheiten 16.1 und 16.2 mit
den Spinnmitteln 1.1 und 1.2 sind identisch ausgebildet, so
dass nachfolgend der Aufbau anhand der Spinneinheit 16.1 näher erläutert wird.
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Das
Spinnmittel 1.1 in der Spinneinheit 16.1 wird
durch einen länglichen
quaderförmigen
Spinnbalken 17 gebildet, der an seiner Unterseite eine Spinndüse 18 trägt. Die
Spinndüse 18 weist
eine Mehrzahl von Düsenbohrungen
auf, die in einer reihenförmigen
Anordnung quer zum Ablageband 11 angeordnet sind. An einer
Oberseite sind dem Spinnbalken 17 mehrere Spinnpumpen 19 zugeordnet,
die über
hier nicht näher
dargestellte Verteileinrichtungen innerhalb des Spinnbalkens 17 mit
der Spinndüse 18 und
den Düsenbohrungen
verbunden sind. Der Aufbau eines derartigen Spinnbalkens 17,
der beheizbar ausgebildet ist, wird nachfolgend noch näher erläutert.
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Die
Spinnpumpen 19 sind über
Verteilerleitungen 20 mit einer Schmelzequelle 7.1 in
Form eines Extruders verbunden.
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Desweiteren
weist die Spinneinheit 16.1 eine Abkühleinrichtung 24.1 auf,
die unmittelbar der Unterseite des Spinnbalkens 17 zugeordnet
ist. Die Abkühleinrichtung 24.1 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
als eine Anblasung ausgebildet, die sich im wesentlichen über die
gesamte Ausspinnbreite der Spinndüse 18 er streckt. Hierzu
ist die Abkühleinrichtung 24.1 mit
einer Kühlluftquelle
verbunden, die in diesem Ausführungsbeispiel
nicht dargestellt ist.
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Die
Spinneinheit 16.1 wird somit durch das Spinnmittel 1.1,
die Schmelzequelle 7.1 und der Abkühleinrichtung 24.1 gebildet.
Die Einrichtungen der Spinneinheit 16.1 sind hierzu an
einem beweglichen Führungsmittel 2.1 in
dem Maschinengestell 4.1 gehalten. Das Führungsmittel 2.1 ist
als Gestellschlitten 3.1 ausgebildet, welcher in zwei horizontal
ausgerichteten Führungsschienen 8.1 und 8.2 an
dem Maschinengestell 4.1 geführt ist. Die Führungsschienen 8.1 und 8.2 sind
im wesentlichen quer zu dem Ablageband 11 ausgerichtet
und erstrecken sich über
die Breite des Ablagebandes 11 hinaus. Die Länge der Führungsschienen 8.1 und 8.2 ist
vorzugsweise doppelt so groß wie
die Ausspinnbreite der Spinndüse 18 an
dem Spinnmittel 1.1. Der Gestellschlitten 3.1 wird vorzugsweise
durch ein hier nicht dargestellten Antriebsmechanismus innerhalb
des Maschinengestells 4.1 bewegt. Dabei lässt sich
die Spinneinheit 16.1 mit dem Spinnmittel 1.1 jeweils
aus der in 1 dargestellten Betriebsstellung
in eine in 3 dargestellten Ruhestellung
führen.
In der Ruhestellung wird die Spinneinheit 16.1 mit den
Einrichtungen seitlich neben dem Ablagemittel 10 außerhalb
der Produktionslinie gehalten. In dieser Stellung lassen sich somit vorteilhaft
Wartungen oder Umrüstungen
der Spinneinheit 16.1 ausführen.
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Die
Spinneinheit 16.2 ist identisch aufgebaut und wird über das
Führungsmittel 2.2 beweglich
an dem Maschinengestell 4.2 gehalten. Die Führungsbahn
des Führungsmittels 2.2 sowie
die Führungsbahn
des Führungsmittels 2.1 sind
in 1 und 3 beispielhaft durch jeweils
einen Doppelpfeil und dem Bezugszeichen 9.1 und 9.2 gekennzeichnet.
Die Führungsbahnen 9.1 und 9.2 sind
im wesentlichen quer zu einer Laufrichtung des Ablagemittels 1,
in welcher die Faserablagen abgeführt werden, gerichtet.
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Die
Spinneinheiten 16.1 und 16.2 sowie deren Spinnmittel 1.1 und 1.2 sind
derart ausgebildet, um jeweils eine durch die Extruder 7.1 und 7.2 aufgeschmolzene
Po lymerschmelze zu einer Vielzahl von Fasersträngen nach dem Spunbon-Verfahren
zu extrudieren. Hierzu sind unterhalb der Spinnmittel 1.1 und 1.2 jeweils
Abzugsdüseneinrichtungen 21.1 und 21.2 vorgesehen,
durch welche die Faserstränge
mittels eines Druckluftstromes nach Abkühlung von dem Spinnmittel 1.1 oder 1.2 abgezogen
und dem Ablageband 11 zugeführt werden. Die Abzugsdüseneinrichtungen 21.1 und 21.2 sind
jeweils an einem Düsenträger 22 gehalten,
der in vertikaler Richtung höhenverstellbar
in dem Maschinengestell 4.1 und 4.2 gehalten ist.
Die Abzugsdüseneinrichtung 21.1 und 21.2 erstrecken
sich über
die gesamte Ausspinnbreite der Spinndüse 18 innerhalb des
Spinnmittels 1.1 und 1.2, so dass die Faserstränge als
Fasergruppe gemeinsam nebeneinander auf dem Ablageband 11 abgelegt
werden. Durch die Höhenverstellung
der Abzugsdüseneinrichtungen 21.1 und 21.2 läßt sich somit
einerseits die Fallhöhe
der Faserstränge
zwischen der Abzugsdüseneinrichtung 21.1 und 21.2 und
dem Ablageband 11 sowie die Kühlstrecke zwischen dem Spinnmittel 1.1 und 1.2 und
der Abzugsdüseneinrichtungen 21.1 und 21.2 einstellen.
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Zusätzlich sind
die in dem Maschinengestell 4.1 und 4.2 gehaltenen
Führungsschienen 8.1 und 8.2 höhenverstellbar
ausgebildet, so dass die Gestellschlitten 3.1 und 3.2 ebenfalls
in ihrer Höhe
zur Beeinflussung der Fallhöhe
in der Faserstrecke einstellbar sind.
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Das
Ablagemittel 10 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch ein luftdurchlässiges Ablageband 11 gebildet,
das durch eine oder mehrere Antriebsrollen zu einer kontinuierlichen
Bewegung in horizontaler Richtung angetrieben wird. In 2 ist nur
eine der Antriebsrollen 12 dargestellt. Im Ablagebereich
der Faserstränge
ist dem Ablageband 1 eine Absaugeinrichtung 41 zugeordnet,
um den Blasstrom aufzunehmen und die Ablage der Faser zu unterstützen. Die
Laufrichtung des Ablagebandes 11 und damit die Transportrichtung
der Vliesbahn 15 ist durch Pfeile gekennzeichnet.
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Das
in den 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist besonders geeignet, um zwei Gruppen von Fasersträngen nach
dem Spunbond-Verfahren herzustellen und zu einer mehrlagigen Vliesbahn
abzulegen. Hierzu wird in der Spinneinheit 16.1 beispielsweise
eine erste Polymerkomponente durch den Extruder 7.1 aufgeschmolzen
und über
das Spinnmittel 1.1 zu Fasersträngen 5 extrudiert.
Die Faserstränge 5 werden
als eine Fasergruppe 6.1 zu einer ersten Vlieslage 14.1 gelegt.
Parallel wird in der zweiten Spinneinheit 16.2 eine Polymerschmelze
aus einer identischen Polymerkomponente oder aus einer unterschiedlichen
Polymerkomponente erzeugt und über
das Spinnmittel 1.2 zu einer zweiten Fasergruppe 6.2 extrudiert
und zu einer zweiten Vlieslage 14.2 abgelegt. Beide Vlieslagen 14.1 und 14.2 werden
mittels des Ablagebandes 11 zusammengeführt und bilden eine mehrlagige
Vliesbahn 15. Diese Situation ist in 1 und 2 dargestellt.
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In 3 wird
die Anlage dazu benutzt, um nur eine extrudierte Fasergruppe zu
einer einlagigen Vliesbahn zu führen.
In dieser Situation ist die Spinneinheit 16.1 aus der Betriebsstellung
in eine Ruhestellung geführt.
In der Ruhestellung der Spinneinheit 16.1 lassen sich nun
Wartungsarbeiten oder Umrüstarbeiten
ausführen
ohne dass die Produktion mittels der zweiten Spinneinheit 16.2 gestört ist.
In der zweiten Spinneinheit 16.2 wird eine Polymerschmelze
zu einer Mehrzahl von Fasersträngen
extrudiert und zu der Vliesbahn 13 abgelegt. Während der
Herstellung der einlagigen Vliesbahn 13 läßt sich
beispielsweise die Spinneinheit 16.1 derart umrüsten, dass
beispielsweise ein nach dem Meltblown-Verfahren arbeitendes Spinnmittel
zum Einsatz kommt. So könnte beispielsweise
die Produktion einer mehrlagigen Vliesbahn 15 ausgeführt werden,
bei welcher die Fasern einer ersten Vlieslage nach dem Meltblown-Verfahren
hergestellt werden und die Fasern einer zweiten Vlieslage nach dem
Spunbond-Verfahren erzeugt werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
bieten somit eine hohe Flexibilität und hohe Auslastung bei der
Herstellung von Vliesstoffen.
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In 4 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer Seitenansicht dargestellt, wobei nur eine Spinneinheit
gezeigt ist. Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel
stellt eine weitere Möglichkeit
zum Aufbau der Spinneinheit, wie sie beispielsweise in der Vorrichtung
nach 1 einsetzbar wäre.
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Da
die Erfindung sich jedoch auch auf derartige Vorrichtungen erstreckt,
bei welcher nur einzelne Spinneinheiten zur Herstellung einlagiger
Vliesbahnen genutzt werden, stellt die in 4 dargestellte Spinneinheit
ebenfalls eine mögliche
Ausführungsform
zur Herstellung einer einlagigen Vliesbahn dar.
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Bei
dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird die Spinneinheit 16 durch ein Spinnmittel 1,
einem dem Spinnmittel 1 zugeordneten Extruder 7,
eine Abkühleinrichtung 24 und
eine Abzugsdüseneinrichtung 21 gebildet.
Das Spinnmittel 1 ist im wesentlichen identisch zu dem
Ausführungsbeispiel
nach 1 und 2 ausgebildet, so dass an dieser
Stelle keine weitere Erläuterung
erfolgt und Bezug zu der vorgegangenen Beschreibung genommen wird.
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Der
Extruder 7, das Spinnmittel 1, die Abkühleinrichtung 24 und
die Abzugsdüseneinrichtung 21 werden
durch ein bewegliches Führungsmittel 2 in
einem Maschinengestell 4 oberhalb eines Ablagemittels 10 gehalten.
Das Führungsmittel 2 wird
in diesem Ausführungsbeispiel
ebenfalls durch ein Gestellschlitten 3 gebildet, der in
zwei parallel mit Abstand zueinander in dem Maschinengestell 4 angeordneten Führungsschienen 8.1 und 8.2 geführt ist.
Die Anordnung und Ausbildung des Gestellschlittens 3 sowie der
Führungsschienen 8.1 und 8.2 in
dem Maschinengestell 4 ist im wesentlichen identisch zu
den in 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel,
so dass an dieser Stelle ebenfalls Bezug zu der vorgegangenen Beschreibung
genommen wird und zur Vermeidung von Wiederholungen keine weiteren Erläuterungen
erfolgen.
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Bei
dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel lassen sich
alle Einrichtungen zur Erzeugung der Faserstränge und zur Ablage der Faserstränge jeweils
aus der Betriebsstellung in eine hier nicht dargestellte Ruhestellung
durch horizontales Verschieben des Gestellschlittens 3 führen. Somit
lassen sich alle Einrichtungen zur Wartung oder zur Umrüstung aus
der Produktionslinie heraus in eine Ruhestellung seitlich neben
dem Ablageband führen.
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In 5 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
schematisch in einer Seitenansicht gezeigt, bei welcher ebenfalls
nur eine Spinneinheit dargestellt ist.
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Bei
dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Spinneinheit 16 ein
Spinnmittel 1 auf, das eine Faserextrusion nach dem sogenannten Meltblown-Verfahren ausführt. Hierzu
ist einem Spinnmittel 1 der Spinndüse 18 unmittelbar
auf der Auslassseite eine Blasdüse 25 zugeordnet.
Die Blasdüse 25 weist
zu beiden Seiten des Ausspinnbereiches jeweils eine Luftzuführung auf,
so dass die auf der Auslassseite der Spinndüse aus einzelnen Düsenbohrungen
austretenden Fasersträngen
unmittelbar von einem Luftstrom vorzugsweise einem warmen Luftstrom
erfasst und von der Spinndüse 18 abgezogen
werden.
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Der
Aufbau eines derartigen Spinnmittels wird nachfolgend noch näher erläutert. Die
Spinndüse 18 und
die Blasdüse 25 sind
an der Unterseite eines Spinnbalkens 17 gehalten, der weitere
hier nicht dargestellte Schmelzeverteileinrichtungen aufweist, die über eine
auf der Oberseite des Spinnbalkens 17 angeordneten Spinnpumpe 19 verbunden
sind. Die Spinnpumpe 19 ist über eine flexible in ihrer
Länge veränderbaren
Verbindungsleitung 23 mit einem Extruder 7 verbunden.
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Das
Spinnmittel 1 wird durch ein bewegliches Führungsmittel 2 horizontal
verschiebbar in dem Maschinengestell 4 gehalten. Hierzu
ist der Spinnbalken 17 an einem Gestellschlitten 3 gehalten, der
in Führungsschienen 8.1 und 8.2 quer
zu einem unterhalb des Spinnmittels 1 angeordneten Ablagemittel 10 in
Form eines Ablagebandes 11 führbar ist. Die Führungsschienen 8.1 und 8.2 sind
an einer Plattform 26 angeordnet, die in dem Maschinengestell 4 höhenverstellbar
gehalten ist. Auf der Plattform ist der Extruder 7 angeordnet.
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Bei
dem in 5 dargestellten Ausfühungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
lässt sich
nur das Spinnmittel 1 aus der gezeigten Betriebsstellung
in eine Ruhestellung verschieben. Durch die in ihrer Länge flexibel
veränderbare
Verbindungsleitung 23 zwischen dem Spinnmittel 1 und dem
Extruder 7 ist eine Trennung der Schmelzezuführung nicht
erforderlich. Damit lassen sich Umrüstungen und Wartungen an dem
Spinnmittel 1 in der Ruhestellung außerhalb der Produktionslinie
seitlich neben dem Ablageband 11 ausführen.
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Das
in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel lässt sich
sowohl als Spinneinheit in der in 1 und 2 dargestellten
Vorrichtung einsetzen, zur Herstellung einer mehrlagigen Vliesbahn oder
alternativ als eine Vorrichtung zur Herstellung einer einlagigen
Vliesbahn.
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In 6 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
schematisch in einer Draufsicht gezeigt. Die Vorrichtung weist insgesamt
drei in einer Reihenanordnung hintereinander gehaltene Spinneinheiten 16.1, 16.2 und 16.3 auf.
Die Spinneinheiten 16.1 mit dem Spinnmittel 1.1 und
die Spinneinheit 16.3 mit dem Spinnmittel 1.3 sind
identisch zu den in 1 und 2 gezeigten
Spinneinheiten. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher Bezug
genommen zu der vorhergehenden Beschreibung zu den 1 und 2.
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Zwischen
den Spinneinheiten 16.1 und 16.3 ist eine weitere
Spinneinheit 16.2 vorgesehen, deren Spinnmittel 1.2 einen
Aufbau zur Extrusion der Faserstränge nach dem Meltblown-Verfahren
aufweist, wie beispielsweise in 5 gezeigt
und erläutert.
Insoweit wird auch an dieser Stelle Bezug zu der Beschreibung in 5 genommen.
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Jede
der in 6 dargestellten Spinneinheiten 16.1, 16.2, 16.3 sind
durch die Führungsmittel 2.1, 2.2 und 2.3 in
den jeweiligen Maschinengestellen 4.1, 4.2 und 4.3 beweglich
gehalten. Dabei lässt
sich jede der Spinneinheit 16.1 bis 16.3 unabhängig von der
jeweilig benachbarten Spinneinheit aus der dargestellten Betriebsstellung
horizontal im wesentlichen quer zur Laufrichtung des Ablagemittels
in eine Ruhestellung führen.
Die Ruhestellung ist dabei vorzugsweise seitlich neben dem Ablagemittel 10 ausgebildet,
so dass jede der Spinneinheiten 16.1, 16.2 und 16.3 je
nach Bedarf und Produktionswunsch wahlweise in der dargestellten
Betriebsstellung oder in der seitlichen Ruhestellung gehalten werden
kann. In der in 6 dargestellten Betriebssituation
werden alle Spinneinheiten 16.1 bis 16.3 zur Extrusion jeweils
einer Fasergruppe mit mehreren Fasersträngen eingesetzt, so dass insgesamt
drei Vlieslagen 14.1, 14.2 und 14.3 entstehen.
Die Vlieslage 14.1 und die Vlieslage 14.2 ist
aus schmelzgesponnenen Filamenten nach dem Spunbond-Verfahren gebildet. Die
mittlere Vlieslage 14.2 wird dagegen aus Fasern gebildet,
die nach dem Meltblown-Verfahren extrudiert wurden. Insoweit stellt
die mehrlagige Vliesbahn 15 ein Verbundvlies dar.
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Anhand
des Ausführungsbeispiels
nach 6 wird deutlich, dass bei einer größeren Anzahl von
Spinneinheiten, die nebeneinander zur Extrusion von Fasersträngen genutzt
werden, die Flexibilität noch
weiter verbessert werden kann. Hierbei ist die Anzahl sowie der
Aufbau der einzelnen Spinneinheiten flexibel zu gestalten. So könnten beispielsweise auch
in einer der Spinneinheiten eine Bikomponente erzeugt werden, bei
welcher im Spinnmittel zwei Extruder zugeordnet sind, deren Polymerschmelzeströme innerhalb
des Spinnmittels zu einer Biko-Spinndüse geführt werden.
Ebenso könnte
der Aufbau zu horizontalen Verschiebung der Spinnmittel in den Spinneinheiten
unterschiedlich ausgebildet sein. So könnte beispielsweise die mittlere
Spinneinheit 16.2 entsprechend der in 5 gezeigten
Ausführung ausgeführt sein,
so dass das Spinnmittel 1.2 horizontal ver schiebbar gehalten
ist. Demgegenüber
könnten
die Spinneinheiten 16.1 und 16.2 komplett mit Spinnmittel
und Extruder verschoben werden.
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Grundsätzlich können die
in den Spinneinheiten eingesetzten Spinnmittel Düseneinrichtungen aufweisen,
um die Faserstränge
nach dem Spunbond-Verfahren oder nach dem Meltblown-Verfahren zu
extrudieren. In den 7 und 8 sind jeweils Ausführungsbeispiele
derartiger Düseneinrichtungen in
einer Querschnittsansicht dargestellt. Bei der Darstellung sind
die dem Spinnmittel zugeordneten Spinnpumpen und Verteilerleitungen
sowie die durch den Spinnbalken gebildeten Heizkammern außerhalb
der Düseneinrichtung
nicht näher
dargestellt. Insoweit zeigen die Darstellungen in 7 und 8 jeweils
die in den Spinnbalken integrierten Spinndüsen.
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Die
in 7 dargestellte Spinndüse ist für den Einsatz zur Extrusion
von Fasersträngen
nach dem Spunbond-Verfahren geeignet. Hierzu ist in einem quaderförmigen länglichen
Gehäuse 27 an
der Unterseite eine Aufnahmeöffnung 28 ausgebildet,
in welcher ein Spinndüsenpaket 29 gehalten
ist. Das Spinndüsenpaket 29 ist
plattenförmig
aufgebaut und enthält
eine obere Einlassplatte 30, eine mittlere Lochplatte 31 und
eine untere Düsenplatte 32.
In der Einlassplatte 30 befinden sich ein oder mehrere
in reihenförmige
Anordnung nebeneinander ausgebildete Einlasskanäle, die mit einem im Gehäuse ausgebildeten
Schmelzezulauf 35 verbunden sind. An dem Schmelzezulauf 35 ist
eine hier nicht dargestellte Spinnpumpe angeschlossen. Die über den Schmelzezulauf 35 eintretende
Polymerschmelze wird über
den Einlasskanal in der Einlassplatte 30 in eine zwischen
der Einlaßplatte 30 und
der Lochplatte 31 ausgebildete Verteilkammer 36 geleitet.
Von der Verteilkammer 36 gelangen die Polymerschmelze über ein
Filterelement 34 und der Lochplatte 31 zu einem
Sammelraum 37 zwischen der Lochplatte 31 und der
Düsenplatte 32.
Der Sammelraum 37 ist mit einer Mehrzahl reihenförmig angeordneter
Düsenöffnungen 33 verbunden,
wobei die durch die Spinnpumpe oder mehrere Spinnpumpen eingeförderte Polymerschmelze
unter Druckwirkung durch die Düsenöffnungen 33 gedrückt werden.
Es entstehen zu jeder Düsenöff nung 33 unendliche
Faserstränge,
die nach Austritt aus der Düsenplatte 32 abgekühlt werden.
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Über die
Länge Ausspinnbreite
kann die Spinndüse
derart aufgebaut sein, dass sich die Verteilerkammer 36 und
der Sammelraum 37 über
die gesamte Ausspinnbreite erstreckt. Es besteht jedoch auch die
Möglichkeit,
dass die Verteilkammer 36 durch mehrere reihenförmig hintereinander
aufgeteilte Verteilkammern gebildet ist, die segmentförmig eine
Verteilung über
die gesamte Ausspinnbreite der Spinndüse vornehmen.
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In 8 ist
ein Ausführungsbeispiel
einer Spinndüse
dargestellt, wie sie beispielsweise in der in 5 dargestellten
Vorrichtung einsetzbar wäre. Bei
dem in 8 in einer Querschnittsansicht dargestellten Ausführung handelt
es sich um eine Spinndüse,
die eine Gruppe von Fasersträngen
nach dem sogenannten Meltblown-Verfahren extrudiert. Hierzu weist
die Spinndüse
ein Spinndüsenpaket 29 auf,
das aus einer Einlassplatte 30, einer Lochplatte 31 und einer
Düsenplatte 38 und
einer Blasdüseneinrichtung 39 gebildet
ist. Das Spinndüsenpaket 29 ist
hierzu in einem Gehäuse 27 mit
einer quaderförmigen
länglichen
Aufnahmeöffnung 28 gehalten.
Der Aufbau der Einlassplatte 30 und der Lochplatte 31 sowie
die darin enthaltenen Ausnehmungen zur Führung der Schmelze sind im
wesentlichen identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach 7.
Die Düsenplatte 38 weist
dagegen nur eine mittlere Reihe von Düsenöffnungen 33 auf. Bei
dem Meltblown-Verfahren wird die durch eine Düsenbohrung 33 extrudierte
Faser mittels eines Blasstromes beim Extrudieren abgezogen. Hierzu
ist unmittelbar an der Unterseite der Düsenplatte 38 die Blasdüseneinrichtung 39 mit
zu beiden Seiten der Düsenöffnung 33 mündenden
Blasdüsenöffnungen 40.1 und 40.2 angeordnet.
Die Blasdüsenöffnungen 40.1 und 40.2 sind
an einer Druckluftquelle angeschlossen, um beispielsweise ein vorzugsweise
temperierte Blasluft auf der Auslassseite der Düsenöffnung 33 zuzuführen. Die Düsenplatte 38 weist
hierzu eine Reihe von Düsenöffnungen 33 auf,
die sich parallel zu den schlitzförmigen Blasdüsenöffnungen 40.1 und 40.2 erstrecken.
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Innerhalb
des Spinndüsenpaketes 29 ist
die Schmelzezuführung
entsprechend dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach 7,
so dass die in dem Sammelraum 37 zugeführte Polymerschmelze gleichmäßig durch
die Düsenöffnungen 33 extrudiert werden.
Zur weiteren Erläuterung
wird an dieser Stelle Bezug zu der vorgenannten Beschreibung zu
der 7 genommen.
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Der
in den 7 und 8 dargestellte Aufbau der Spinndüsen stellt
jedoch nur eine mögliche konstruktive
Variante dar, um die Extrusion der Faserstränge bei den zuvor genannten
Spinnmitteln ausführen
zu können.
Grundsätzlich
lassen sich auch Varianten derartiger Spinndüsen vorteilhaft in den Spinnmitteln
verwenden.
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In 9 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
gezeigt. Das Ausführungsbeispiel
ist in einer Draufsicht dargestellt. Hierbei sind oberhalb eines
Ablagemittels 10 zwei direkt nebeneinander angeordnete
Spinneinheiten 16.1 und 16.2 angeordnet. Die Spinneinheiten 16.1 und 16.2 sind
in ihrem Aufbau identisch ausgebildet und sind mit den in 1 und 2 dargestellten
Spinneinheiten identisch. Soweit wird zur Beschreibung der Spinneinheiten 16.1 und 16.2 zu
der vorgenannten Beschreibung zur 1 und 2 Bezug
genommen.
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Jede
Spinneinheit 16.1 und 16.2 ist an einem Führungsmittel 2.1 und 2.2 gehalten,
die in einem Maschinengestell 4 zwischen einer Betriebsstellung und
einer Ruhestellung beweglich geführt
sind. Die Führungsmittel 2.1 und 2.2 sowie
die Spinneinheiten 16.1 und 16.2 sind unmittelbar
nebeneinander im wesentlichen quer zur Laufrichtung des als Ablagebandes 11 ausgebildeten
Ablagemittels 10 gehalten. Somit ist die Ruhestellung der
Spinneinheit 16.1 an einer Längsseite des Ablagemittels 10 gebildet
und die Ruhestellung der zweiten Spinneinheit 16.2 auf
der gegenüber
liegenden Längsseite
des Ablagemittels 10 ausgebildet. In dem Betriebsstellungen
der Spinneinheiten 16.1 und 16.2 werden zwei Vliesbahnen unmittelbar
nebeneinander auf dem Ablageband 11 erzeugt. Damit lassen
sich be sonders große
Produktionsbreiten bei der Herstellung von Vliesen und somit hohe
Produktionsleistungen erzielen. Für den Fall einer Umrüstung oder
einer Wartung wird eine der Spinneinheiten 16.1 oder 16.2 in
ihre jeweilige Ruhestellung geführt,
wobei die Produktion mit der in der Betriebsstellung gefahrenen
Spinneinheit fortgeführt werden
kann.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung
stellt somit eine vielfältige
Möglichkeit
der Herstellung von Vliesbahnen dar. Hierbei lassen sich alle üblichen
Polymertypen wie beispielsweise Polypropylen, Polyester oder Polyamid
verwenden, um eine Vielzahl von Fasersträngen zu extrudieren.
-
- 1,
1.1, 1.2, 1.3
- Spinnmittel
- 2,
2.1, 2.2, 2.3
- Führungsmittel
- 3.1,
3.2
- Gestellschlitten
- 4,
4.1, 4.2, 4.3
- Maschinengestell
- 5
- Faserstränge
- 6.1,
6.2
- Fasergruppe
- 7,
7.1, 7.2, 7.3
- Schmelzequelle,
Extruder
- 8.1,
8.2
- Führungsschienen
- 9.1,
9.2
- Führungsbahn
- 10
- Ablagemittel
- 11
- Ablageband
- 12
- Antriebsrolle
- 13
- einlagige
Vliesbahn
- 14.1,
14.2
- Vlieslage
- 15
- mehrlagige
Vliesbahn
- 16.1,
16.2
- Spinneinheit
- 17
- Spinnbalken
- 18
- Spinndüse
- 19
- Spinnpumpe
- 20
- Verteilerleitung
- 21,
21.1, 21.2
- Abzugsdüseneinrichtung
- 22
- Düsenträger
- 23
- längenveränderbare
Verbindungsleitung
- 24,
24.1, 24.2
- Abkühleinrichtung
- 25
- Blasdüse
- 26
- Plattform
- 27
- Gehäuse
- 28
- Aufnahmeöffnung
- 29
- Spinndüsenpaket
- 30
- Einlassplatte
- 31
- Lochplate
- 32
- Düsenplatte
- 33
- Düsenöffnungen
- 34
- Filterelement
- 35
- Schmelzezulauf
- 36
- Verteilkammer
- 37
- Sammelraum
- 38
- Düsenplatte
- 39
- Blasdüseneinrichtung
- 40.1,
40.2
- Blasdüsenöffnung
- 41
- Absaugeinrichtung