DE102007032107A1

DE102007032107A1 - Vorrichtung zum Schmelzspinnen einer reihenförmigen Filamentschar

Info

Publication number: DE102007032107A1
Application number: DE102007032107A
Authority: DE
Inventors: Volker Birkholz; Henning Dr. Rave
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2008-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen einer reihenförmigen Filamentschar mit einem Spinnbalken zur Aufnahme eines länglichen Spinndüsenpaketes. Das Spinndüsenpaket enthält an seiner Unterseite eine Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen und an der Oberseite eine Einlassplatte mit mehreren über die Länge der Düsenplatte gleichmäßig verteilt angeordnete Einlasskanäle. Hierbei werden mehrere Schmelzezufuhrmittel an den Spinnbalken zugeordnet. Um an den Spinnbalken Filamentscharen in unterschiedliche Arbeitsbreiten herstellen zu können, wird erfindungsgemäß eine auswechselbare Anschlussplatte zwischen dem Spinndüsenpaket und den Schmelzezufuhrmitteln angeordnet, die ein Kanalsystem zum Verbinden der Einlasskanäle an der Einlassplatte mit den Schmelzezufuhrmitteln aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen einer reihenförmigen Filamentschar gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Herstellung von Vliesen ist es bekannt, dass eine Vielzahl von feinen Filamentsträngen oder endlichen Fasern in einer reihenförmigen Anordnung extrudiert werden. Hierzu werden längliche Spinndüsenpakete verwendet, die in einem Spinnbalken gehalten sind. Die Spinndüsenpakete weisen an ihrer Unterseite eine Düsenplatte auf, in welchem eine Vielzahl von Düsenbohrungen zur Extrusion der Filamentstränge enthalten sind. Die Arbeitsbreite, in welcher die Vielzahl der Filamentstränge als ein Filamentvorhang geführt und zu einem Vlies abgelegt werden, ist im wesentlichen durch die längliche Ausdehnung des Spinndüsenpaketes an der Unterseite des Spinnbalkens abhängig. Um die Arbeitsbreite bei der Herstellung von Vliesen zu verändern und einzustellen, sind im Stand der Technik unterschiedliche Lösungen bekannt.
Aus der EP 0 553 237 B1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei welchem das Spinndüsenpaket über die Länge der Düsenplatte mehrere Einlasskanäle aufweist, denen jeweils eines von mehreren Schmelzezuführmitteln zugeordnet ist. Hierbei ist das Spinndüsenpaket segmentförmig aufgebaut, so dass die in einem Einlasskanal zugeführte Polymerschmelze separat und unabhängig von der benachbarten Schmelzezufuhr zu Filamentsträngen extrudiert wird. Zur Veränderung der Arbeitsbreite besteht nun die Möglichkeit, einzelne Segmente des Spinndüsenpaketes und die dazu geordneten Schmelzezuführmittel nicht zu aktivieren, so dass ein Teil der Segmente innerhalb des Spinndüsenpaketes keine Filamente extrudiert. Derartige Systeme besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass die segmentförmig aufgeteilten Spinndüsenpakete zu ungleichmäßiger Extrusion und Ablage der Filamentstränge führen. Zudem ist die Änderung der Arbeitsbreite nur in Abhängigkeit von der gewählten Teilung der Segmente innerhalb der Spinndüse abhängig.
Aus der EP 1 486 591 A1 ist eine weitere Vorrichtung zum Schmelzspinnen einer reihenförmigen Filamentschar bekannt, bei welcher innerhalb des Spinndüsenpaketes eine auswechselbare Verteilerplatte angeordnet ist. Durch die Verteilerplatte wird die Schmelzeverteilung innerhalb des Spinndüsenpaketes derart verändert, dass die reihenförmig in der Düsenplatte eingebrachten Düsenbohrungen in Abhängigkeit von der momentanen Arbeitsbreite gleichmäßig mit Polymerschmelze versorgt werden. So lassen sich durch Austauschen der Düsenplatten und der Verteilerplatten im Düsenpaket unterschiedliche Arbeitsbreiten bei der Herstellung des Vlieses einstellen. Derartige Systeme besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass damit nur begrenzte Breiten von Vliesablagen herstellbar sind. Bei größeren Produktionsbreiten treten in der Polymerverteilung größere Differenzen in Verweilzeiten der Schmelze auf, die zu Veränderungen der Schmelze führen und somit Ungleichmäßigkeiten bei der Extrusion der Filamente entstehen, die sich auch durch veränderte physikalische Eigenschaften der Filamentstränge auswirkt.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen einer reihenförmigen Filamentschar der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass die Filamentschar in großen und flexiblen Arbeitsbreiten mit im Wesentlichen gleichen physikalischen Eigenschaften extrudierbar sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der genannten Art derart auszugestalten, dass unabhängig von der jeweiligen eingestellten Arbeitsbreite eine möglichst konstante Verweilzeit der Schmelze innerhalb des Spinnbalkens beim Extrudieren einer reihenförmigen Filamentschar erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine auswechselbare Anschlussplatte zwischen dem Spinndüsenpaket und den Schmelzezuführmitteln angeordnet ist, die ein Kanalsystem zum Verbinden der Einlasskanäle an der Einlassplatte des Spinndüsenpaketes mit den Schmelzezufuhrmitteln aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass die Schmelze ohne Veränderung der Schmelzezuführung durch eine Mehrzahl von Schmelzezuführmitteln gleichmäßig dem die Arbeitsbreite definierenden Spinndüsenpaket zuführbar ist. Hierbei bleiben die relativ kurzen Wegstrecken zur Führung der Schmelze innerhalb des Spinndüsenpaketes erhalten. So können die Schmelzezuführmittel gleichmäßig genutzt werden, um ein Spinndüsenpaket mit großer Arbeitsbreite oder ein Spinndüsenpaket mit kleiner Arbeitsbreite mit Schmelze zu versorgen. Die Zuführung der Schmelze erfolgt dabei durch das jeweilige den Einlasskanälen des Spinndüsenpaketes angepasste Kanalsystem der Anschlussplatte. Das Spinndüsenpaket kann vorteilhaft als eine Baueinheit gehalten werden, so dass schnelle Änderungen der Arbeitsbreite ausführbar sind.
Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Anschlussplatte mit dem Düsenpaket in einer quaderförmigen Aufnahmeöffnung eines Gehäuses des Spinnbalkens gehalten ist, wobei das Gehäuse an seiner Oberseite mehrere Anschlussöffnungen aufweist, durch welche die Schmelzezuführmittel mit dem Kanalsystem der Anschlussplatte verbunden sind, ist besonders vorteilhaft, um das Auswechseln der Anschlussplatte in einfacher Art und Weise ausführen zu können. Zudem ist eine gleichmäßige Beheizung des Spinndüsenpaketes innerhalb des Gehäuses des Spinnbalkens gewährleistet. Die innerhalb des Spinnbalkens vorgesehenen Schmelzezuführmittel können fest mit dem Gehäuse verbunden werden und ergeben somit die erforderliche Stabilität des Spinnbalkens zur Aufnahme und Halterung des Spinndüsenpaketes. Dadurch lassen sich auch sehr große Arbeitsbreiten im Bereich oberhalb von vier Metern realisieren.
Um zu gewährleisten, dass bei der Schmelzezuführung keine Todräume mit Schmelzestaus entstehen, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Kanalsystem innerhalb der Anschlussplatte derart ausgebildet, dass jedem der Schmelzezuführmittel einer der Einlasskanäle der Einlassplatte an dem Spinndüsenpaket unmittelbar zugeordnet ist. Damit ist eine gleichmäßige Abnahme der Schmelze aus jedem der am Gehäuse angeschlossenen Schmelzezuführmittel gewährleistet.
Zum Extrudieren kleiner Arbeitsbreiten ist die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevorzugt verwendet, bei welcher zum Anschluss eines in seiner länglichen Ausdehnung kleineren Düsenpaketes die Anschlussplatte an dem Spinnbalken gewechselt wird, wobei die eingewechselte Anschlussplatte auf einer Auslassseite eine kleinere Teilung zwischen den Einlasskanälen zugeordneten Austrittsöffnungen des Kanalsystems aufweist. Damit lassen sich innerhalb des Spinndüsenpaketes gleiche Verteilmechanismen beibehalten, so dass die Anzahl der Einlasskanäle an dem Spinndüsenpaket unabhängig von der jeweiligen Arbeitsbreite jeweils identisch ist.
Hierbei besteht auch die Möglichkeit, die Anschlussplatte aus mehreren Teilplatten zu bilden, wobei eine obere Teilplatte die den Schmelzezuführmittel zugeordnete Eintrittsöffnungen des Kanalsystems und eine untere Teilplatte die Austrittsöffnungen des Kanalsystems enthalten.
Um eine Filamentschar innerhalb einer großen Arbeitsbreite mit hoher Gleichmäßigkeit zu extrudieren hat sich besonders bevorzugt herausgestellt, dass die Schmelzezuführmittel durch mehrere Dosierpumpen und mehrere Schmelzeleitungen zu bilden, wobei die Schmelzeleitungen mit einem Ende jeweils an einer der Anschlussöffnungen an dem Gehäuse angeschlossen sind. Damit wird eine über die gesamt Länge des Spinnbalkens, bzw. des Spinndüsenpaketes kontinuierliche und gleichmäßige Schmelzezufuhr gewährleistet.
Den Dosierpumpen können hierbei jeweils eine oder mehrere Schmelzeleitungen zugeordnet sein.
Damit die über die gesamte Breite des Spinnbalkens gleichmäßig zur Verfügung gestellte zugeführte Schmelze innerhalb des Spinndüsenpaketes in möglichst kurzen Wegstrecken verteilt wird, weist das Spinndüsenpaket gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Lochplatte mit einer Vielzahl von Verteilerbohrungen auf, die zwischen der Einlassplatte und der Düsenplatte angeordnet ist und die mit der Einlassplatte in Längsrichtung mehrere nebeneinander angeordnet Verteilkammern bildet, die jeweils mit einem der Einlasskanäle verbunden sind. Insoweit wird auch bei sehr großen Arbeitsbreiten mit entsprechend breit gefächerten Filamentscharen eine konstante Verweilzeit der Schmelze innerhalb des Spinndüsenpaketes erreicht. In Abhängigkeit von der Größe und der Anzahl der Verteilkammern ist innerhalb des Spinndüsenpaketes eine Querverteilung der Schmelze auf ein zulässiges Maß begrenzt.
Besonders vorteilhaft zum Schmelzspinnen einer gleichmäßigen Filamentschar ist die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher den Düsenbohrungen in der Düsenplatte ein Sammelraum vorgeordnet ist, der mit den Verteilkammern verbunden ist. Damit tritt unmittelbar vor dem Extrudieren der Schmelze eine Vergleichmäßigung zwischen den durch die Verteilkammern abgegebenen Schmelzeströme ein. Die gesamte Filamentschar lasst sich so unter gleichen Bedingungen aus der bereitgestellten Polymerschmelze insbesondere unter gleichen Druckverhältnissen durch die Düsenbohrungen extrudieren.
Um eine Trennung zwischen den einzelnen Verteilkammern zu erreichen, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Lochplatte auf einer der Einlassplatte zugewandten Oberseite jeweils einen Trennsteg aufweist und die Verteilkammern in der Unterseite der Einlassplatte zwischen den Trennstegen gebildet sind. Zudem lässt sich eine hohe Stabilität innerhalb des Spinndüsenpaketes auch bei größeren Produktionsbreiten erreichen.
Zur Filterung der Polymerschmelze innerhalb des Spinndüsenpaketes wird weiterhin vorgeschlagen, den Verteilkammern gegenüberliegend zu den Einlasskanälen jeweils ein von mehreren Filterelementen zuzuordnen, so dass die Filterelemente jeweils einen Auslass zu einer Filtrierung der Schmelze führen. Hierzu werden die Filterelemente bevorzugt an der Oberseite der Lochplatte den einzelnen Lochgruppen zugeordnet, so dass ein einfaches Handling möglich ist.
Bei der Herstellung von Vliesen ist es möglich, die einzelnen Filamente der Filamentschar aus zwei oder mehr Schmelzekomponenten beispielsweise als Kern-Mantel-Faser herzustellen. In derartigen Fällen wird die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt verwendet, bei welcher die Einlasskanäle in zwei Gruppen aufgeteilt sind, die jeweils zwei Gruppen von Verteilkammern zugeordnet sind. Hierbei sind den Gruppen der Einlasskanäle in der Einlassplatte jeweils eine Gruppe von Schmelzezuführmitteln am Spinnbalken zugeordnet, die durch die Anschlussplatte miteinander verbunden sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit besonders geeignet, um eine Vielzahl von Filamenten innerhalb einer Filamentschar auf großen Arbeitsbreiten gleichmäßig herzustellen. Dabei lassen sich Spinndüsenpakete in dem Spinnbal ken verwenden, die in ihrer länglichen Ausdehnung eine Breite von > 5m aufweisen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet somit eine hohe Produktivität bei der Herstellung von Vliesen bei gleichzeitiger flexibler Ausgestaltung der Arbeitsbreiten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird bevorzugt dazu verwendet, um Spinnvliese aus einer Filamentschar herzustellen. Es ist jedoch auch möglich, mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Faservliese nach dem sogenannten Melt-Blown-Prinzip zu extrudieren. In diesen Fällen ist das Spinndüsenpaket mit einer Blasdüse auf der Auslassseite kombiniert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:
1 schematisch eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
2 schematisch eine vergrößerte Ansicht des Ausführungsbeispiels aus 1
3 schematisch eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels nach 1
4 schematisch eine Längsschnittansicht des Ausführungsbeispiels nach 1 mit geänderter Arbeitsbreite
5 schematisch eine Ausschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
6 schematisch ein Ausschnitt einer Längsschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
7 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
In 1, 2 und 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schmelzspinnen eine reihenförmigen Filamentschar in mehreren Ansichten dargestellt. In 1 ist das Ausführungsbeispiel in einer schematischen Längsschnittansicht gezeigt. 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt der Ansicht des Ausführungsbeispiels aus 1 und 3 schematisch eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
Das Ausführungsbeispiel zeigt einen länglichen Spinnbalken 1, welcher zur Aufnahme eines länglichen Spinndüsenpaketes 3 ein Gehäuse 2 aufweist. Das Gehäuse 2 weist an einer Oberseite eine Mehrzahl über die Länge des Gehäuses 2 verteilt angeordnete Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 usw. auf. Die Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 usw. sind mit mehreren Schmelzzufuhrmitteln 4 verbunden. Die Schmelzezufuhrmittel 4 werden in diesem Ausführungsbeispiel jeweils durch Schmelzeleitungen 8.1, 8.2 usw. sowie durch Dosierpumpen 7.1, 7.2 usw. gebildet. An dem Spinnbalken werden insgesamt 8 Dosierpumpen und 16 Schmelzeleitungen gehalten, die mit den insgesamt 18 Anschlussöffnungen in dem Gehäuse 2 verbunden sind. Hierbei sind den Dosierpumpen jeweils zwei Schmelzeleitungen zugeordnet. So ist auf der Auslassseite der Dosierpumpe 7.1 die Schmelzeleitungen 8.1 und 8.2 angeschlossen.
Die Dosierpumpen 7.1, 7.2 usw. sind durch ein Schmelzeverteilsystem 6 mit einer hier nicht dargestellten Schmelzequelle verbunden. Über das Schmelzeverteilsystem 6, das in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Rohrleitungssystem mit meh reren Verzweigungspunkten gebildet ist, werden die Dosierpumpen 7.1, 7.2 usw. mit einer Polymerschmelze versorgt.
Auf der Unterseite des Gehäuses 2 ist eine quaderförmige Aufnahmeöffnung 5 ausgebildet, in welcher eine Anschlussplatte 10 und das Spinndüsenpaket 3 gehalten sind. Die Anschlussplatte 10 ist auswechselbar mit dem Gehäuse 2 verbunden, wobei die Anschlussplatte 10 ein Kanalsystem 11 enthält. Das Kanalsystem 11 weist auf einer Oberseite der Anschlussplatte 10, die dem Gehäuse 2 zugewandt ist, eine Mehrzahl von Eintrittsöffnungen 12.1, 12.2 usw. auf. Die Eintrittsöffnungen 12.1, 12.2 usw. sind den Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 usw. in dem Gehäuse 2 zugeordnet. So mündet die Anschussöffnung 9.1 unmittelbar in die Eintrittsöffnungen 12.1 und die Anschlussöffnung 9.2 in die Eintrittsöffnung 12.2.
Auf der gegenüberliegenden unteren Seite der Anschlussplatte 10 sind eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen 13.1 und 13.2 gebildet, die über das Kanalsystem 11 innerhalb der Anschlussplatte 10 mit den Eintrittsöffnungen 12.1 und 12.2 verbunden sind. Die Eintrittsöffnungen 12.1 und 12.2 usw. sind unmittelbar den Einlasskanälen 15.1, 15.2 usw. einer Einlassplatte 14 des Spinndüsenpaketes 3 zugeordnet.
Das Spinndüsenpaket 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch die Einlassplatte 14, eine mittlere Lochplatte 16 und ein untere Düsenplatte 17 gebildet. Die Platten innerhalb des Spinndüsenpaketes 3 können hierbei beispielsweise durch Schraubverbindungen miteinander verbunden sein. In der Einlassplatte 14 befanden sich die in Abstand zueinander angeordneten Einlasskanäle 15.1, 15.2 usw. Insgesamt sind 16 Einlasskanäle über die Länge des Spinndüsenpaketes 3 vorgesehen. Jedem der Einlasskanäle 15.1, 15.2 usw. ist eine Austrittsöffnung 13.1, 13.2 usw. in der Anschlussplatte 10 zugeordnet. Jeder der Einlasskanäle 15.1, 15.2 usw. mündet in eine Verteilkammer 18.1, 18.2 usw. Die Verteilkammern 18.1, 18.2 usw. sind durch jeweils eine Ausnehmung in der Unterseite der Einlassplatte 14 ausgeformt. Die Verteilkammern 18.1 und 18.2 sind mit kleinem Abstand nebeneinander in Längsrichtung des Spinndüsenpaketes 3 ausgebildet.
An der Unterseite der Einlassplatte 14 schließt sich die Lochplatte 16 an, die pro Verteilkammer 18.1, 18.2 usw. jeweils, die hier als Lochgruppe 20.1, 20.2 usw. bezeichnet ist. Die Bohrungen innerhalb der Lochgruppen 20.1, 20.2 durchdringen die Lochplatte 16 bis zu ihrer Unterseite.
Zwischen den Lochgruppen ist jeweils auf der Oberseite der Lochplatte 16 ein Trennsteg 19 gebildet, der jeweils eine Trennung zwischen benachbarten Verteilkammern 18.1 und 18.2 bildet.
Auf der Oberseite der Lochplatte 16 ist pro Lochgruppe 20.1 und 20.2 jeweils ein Filterelement 24.1, 24.2 gehalten. Das Filterelement 24.1 bildet somit den Auslass für die Verteilkammer 18.1.
An der Unterseite der Lochplatte 16 schließt sich die Düsenplatte 17 an. Die Düsenplatte 17 weist an der Oberseite einen Sammelraum 21 auf, der sich über die gesamte Verteilung der Düsenbohrungen 22 innerhalb der Düsenplatte 17 erstreckt. Somit gelangen die einzelnen Teilschmelzeströme aus den Verteilkammern 18.1, 18.2 usw. über die Lochgruppen 20.1, 20.2 usw. in den gemeinsamen Sammelraum 21. Über den Sammelraum 21 wird die Schmelze dann den Düsenbohrungen 22 zugeführt.
Die an dem Spinnbalken 1 gehaltenen schmelzeführenden Bauteile werden durch eine hier nicht dargestellte Heizeinrichtung auf eine vorbestimmte Betriebstemperatur beheizt. Die Beheizung erfolgt üblicherweise mit einem Wärmeträgermedium, das in den behälterförmigen Spinnbalken 1 eingelassen wird.
Im Betriebszustand wird über eine Schmelzequelle beispielsweise einen Extruder, eine Polymerschmelze über das Schmelzeverteilersystem 6 den Schmelzezufuhrmitteln 4 zugeführt. Die durch Dosierpumpen 7.1, 7.2 usw. und Schmelzeleitungen 8.1, 8.2 usw. gebildeten Schmelzezufuhrmittel 4 führen die Polymerschmelze unter Druck zu den Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 usw. des Gehäuses 2 des Spinnbalkens 1. Über das Kanalsystem 11 in der Anschlussplatte 10 wird die Polymerschmelze jeweils von den Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 usw. zu den Einlasskanälen 15.1, 15.2 usw. des Spinndüsenpaketes 3 geführt. Nach Verteilung der Schmelze innerhalb des Spinndüsenpaketes 3 wird eine Vielzahl von Filamenten durch die Düsenbohrungen 22 der Düsenplatte 17 extrudiert, die als eine Filamentschar 23 in reihenförmiger Anordnung und über eine Arbeitsbreite gleichmäßig extrudiert. Die Arbeitsbreite, in welcher die Filamentstränge extrudiert werden, ist in 1 mit dem Kennbuchstaben A₁ gekennzeichnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Spinndüsenpaket 3 über die gesamte Länge der Aufnahmeöffnung 5 in dem Gehäuse 2, so dass eine maximale Arbeitsbreite an dem Spinnbalken 1 eingestellt ist.
Um nun beispielsweise nach einem Produktwechsel oder einer Polymerumstellung mit der gleichen Vorrichtung eine Filamentschar zu erzeugen, die sich über eine kleinere Arbeitsbreite erstreckt, ist ein Umbau erforderlich. Hierzu wird die Anschlussplatte 10 und das Spinndüsenpaket 3 aus dem Gehäuse 2 demontiert und durch eine neue Anschlussplatte 10 und ein neues Spinndüsenpaket 3 ersetzt. In 4 ist schematisch in einer Längsschnittansicht das Ausführungsbeispiel aus 1 gezeigt, wobei in dem Gehäuse 2 eine neue Anschlussplatte 10 und ein neues Spinndüsenpaket 3 gehalten sind. Die neue Anschlussplatte 10 ist in ihren äußeren Abmaßen im Wesentlichen unverändert, wobei innerhalb der Anschlussplatte 10 ein Kanalsystem 11 ausgebildet ist, das zu der zuvor verwendeten Anschlussplatte unterschiedlich ist. Das in 4 neu eingewechselte Spinndüsenpa ket 3 ist in der länglichen Ausdehnung kleiner ausgeführt, so dass in den Endbereichen des Gehäuses 2 in der Aufnahmeöffnung 5 am Ende Lücken entstehen. Das neu eingewechselte Spinndüsenpaket 3 enthält jedoch die gleiche Anzahl von Einlasskanälen 15.1, 15.2 usw. so dass die über die Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 usw. zugeführte Polymerschmelze über das geänderte Kanalsystem 11 in der Anschlussplatte 10 kontinuierlich abgeführt und den in ihrer Teilung geänderten Einlasskanälen 15.1, 15.2 usw. zugeführt wird. Hierzu weist die eingewechselte Anschlussplatte 10 auf ihrer Auslassseite eine kleine Teilung zwischen den einzelnen Austrittsöffnungen 13.1, 13.2 usw. des Kanalsystems 11 auf. Dagegen sind die Eintrittsöffnungen 12.1, 12.2 usw. die den Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 usw. zugeordnet sind, in ihrer Position unverändert.
Im Betriebszustand des Spinnbalkens 1 lässt sich nun die Filamentschar 23 innerhalb einer kleineren Arbeitsbreite A₂ herstellen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet somit eine hohe Flexibilität zum Extrudieren einer Filamentschar in unterschiedlicher Arbeitsbreite. Die Verteilung der Schmelze innerhalb des Spinndüsenpakets bleibt jeweils unverändert. Lediglich die Zuführung der Schmelze zu den Einlasskanälen wird durch die jeweiligen Anschlussstellen angepasst.
Bei den in 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Ausbildung der Anschlussplatte 10 sowie die Ausbildung des Spinndüsenpaketes 3 beispielhaft. Grundsätzlich sind konstruktive Varianten im Aufbau und Ausgestaltung der Anschlussplatte 10 und des Spinndüsenpaketes 3 möglich, die zu einer kontinuierlichen Weiterführung der über die Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 in dem Gehäuse 2 zugeführten Schmelze ermöglichen.
In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, bei welcher die Anschlussplatte 10 in einer möglichen Konstruk tionsvariante dargestellt ist. Die übrigen Bauteile dieses Ausführungsbeispiels sind identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, so dass zu der vorgenannten Beschreibung diesbezüglich Bezug genommen wird.
Bei dem in 5 dargestellten Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Anschlussplatte 10 durch eine obere Teilplatte 25 und eine untere Teilplatte 26 gebildet. An der Oberseite der oberen Teilplatte 25 sind die Eintrittsöffnungen 12.1, 12.2 usw., die den Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 usw. des Gehäuses 2 gegenüberliegen. An der Unterseite der oberen Teilplatte 25 sind längliche Nuten 27.1, 27.2 usw. ausgebildet, in denen die Eintrittsöffnungen 12.1, 12.2 usw. münden. Die obere Teilplatte 25 lässt sich beispielsweise fest mit dem Gehäuse 2 verbinden. Die untere Teilplatte 26 ist demgegenüber auswechselbar an der oberen Teilplatte 25 gehalten. Die untere Teilplatte 26 weist eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen 13.1, 13.2 usw. auf, die den Einlasskanälen 15.1, 15.2 usw. des Spinndüsenpaketes 3 angepasst sind. Die Austrittsöffnungen 13.1, 13.2 usw. der unteren Teilplatte 26 kommunizieren an ihrer Oberseite mit den Nuten 27.1, 27.2 usw. der oberen Teilplatte 25. Dadurch sind die Verbindungen zwischen den Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 und den Einlasskanälen 15.1, und 15.2 hergestellt.
In 6 und in 7 sind weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, welche Konstruktionsvarianten der Ausbildung der Anschlussplatte 10 sowie des Spinndüsenpaketes 3 aufzeigen.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden mehrere Schmelzekomponenten innerhalb des Spinnbalkens geführt, um eine sogenannte Biko-Faser herzustellen. Die Bauteile mit gleicher Funktion wurden mit identischen Bezugszeichen versehen, wobei zur Erläuterung nur die Unterschiede gegenüber den vorgenannten Ausführungsbeispielen aufgezeigt werden.
Das Spinndüsenpaket 3 ist aus mehreren Platten gebildet, die im einzelnen eine Einlassplatte 14, eine Lochplatte 16, eine Dosierplatte 28, eine zweite Lochplatte 29, eine Verteilerplatte 30 und eine Düsenplatte 17 aufweist. Die Einlassplatte 14 enthält eine erste Gruppe von Verteilkammern 18.1, 18.2 usw. die über eine erste Gruppe von Einlasskanälen 15.1, 15.2 usw. verbunden sind. Die Einlassplatte 14 ist auf der Unterseite die Lochplatte 16 zugeordnet, die an ihrer Oberseite jeweils zu jeder Verteilkammer 18.1, 18.2 ein Filterelement 24.1, 24.2 trägt.
Unterhalb der Lochplatte 16 ist eine Dosierplatte 28 angeordnet, die auf ihrer Oberseite einen Verteilraum bildet und hier nicht dargestellte Verteilbohrungen aufweist. An der Unterseite der Dosierplatte 28 ist eine zweite Gruppe von Verteilkammern 35.1, 35.2 usw. ausgebildet, die jeweils über eine zweite Einlasskanalgruppe 34.1, 34.2 usw. verbunden sind. Die zweite Gruppe der Einlasskanäle 34.1 34.2 usw. ist in der Einlassplatte 14 eingebracht und erstreckt sich durch die Lochplatte 16 bis hin zu der zweiten Gruppe von Verteilkammern 35.1, 35.2.
Unterhalb der Dosierplatte 28 ist eine zweite Lochplatte 29 angeordnet, die ebenfalls mehrere Gruppen von Bohrungen aufweist, um die aus den Verteilkammern 35.1, 35.2 abgegebene Polymerschmelze zu verteilen. Hierbei sind den Verteilkammern 35.1, 35.2 usw. jeweils Filterelemente 24.3 usw. zugeordnet. Die Lochgruppen der zweiten Lochplatte 29 münden in einen zweiten Verteilerraum, der oberhalb der Verteilerplatte 30 ausgebildet ist. Desweiteren weist die Lochplatte 28 Durchgangsöffnungen auf, die aus dem ersten Verteilerraum geführte erste Schmelzekomponente an die unterhalb der zweiten Lochplatte 29 angeordnete Verteilerplatte 30 zu führen. Die Verteilerplatte 30 weist ein Verteilungssystem durch Bohrungen und Öffnungen sowie durch Nuten auf, um beide Schmelzekomponenten jeweils zu den Düsenbohrungen 22 der Düsenplatte 17 zu führen.
Zur Schmelzeversorgung des Spinndüsenpaketes 3 ist der ersten Einlassplatte 14 mit den beiden Gruppen von Einlasskanälen 15.1, 15.2 sowie 34.1, 34.2 eine Anschlussplatte 10 zugeordnet, in welcher zwei Kanalsystem 11 und 33 enthalten sind. Das Kanalsystem 11 stellt hierbei die Verbindung zwischen einer ersten Gruppe von Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 usw. in dem Gehäuse 2 mit den Einlasskanälen 15.1, 15.2 usw. her. Das zweite Kanalsystem 33 in der Anschlussplatte verbindet die zweite Gruppe der Anschlussöffnungen 31.1, 31.2 in dem Gehäuse 2 mit dem zweiten Einlasskanalgruppe 34.1, 34.2.
Der ersten Gruppe von Anschlussöffnungen 9.1, 9.2 in dem Gehäuse 2 sind die Schmelzeleitungen 8.1, 8.2 usw. zugeordnet. Der zweiten Gruppe von Anschlussöffnungen 31.1, 31.2 in dem Gehäuse 2 sind eine zweite Gruppe von Schmelzeleitungen 32.1, 32.2 zugeordnet. Die Schmelzeleitungen 8.1, 8.2 sowie die Schmelzeleitungen 32.1, 32.2 werden separat mit jeweils einer Schmelzequelle verbunden, wobei zumindest eine Dosierpumpe zur Förderung der Polymerschmelze dazwischen geschaltet ist.
Wesentlich bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist, dass eine zur Mehrkomponentenspinnerei geeignete Spinnbalken und Spinndüsenpaket ebenso gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ihrer Arbeitsbreite veränderlich zu gestalten ist. Hierzu wird aus dem Gehäuse 2 die Anschlussplatte 10 und das Spinndüsenpaket 3 je nach gewünschter Arbeitsbreite eingesetzt.
In 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spinndüsenpaketes dargestellt, wie sie beispielsweise in der in 1 dargestellten Vorrichtung einsetzbar wäre. Bei dem in 7 in einer Querschnittsansicht dargestellten Ausführung handelt es sich um ein Spinndüsenpaket um eine Filamentschar nach dem sogenannten Melt-Blown-Verfahren. Hierzu besteht das Spinndüsepaket 3 aus einer Einlassplatte 14, einer Lochplatte 16, einer Düsenplatte 17 und einer Blasdüse 36.
Der Aufbau der Einlassplatte 14, der Lochplatte 16, sowie der Düsenplatte 17 ist im Wesentlichen identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach 1, so dass an dieser Stelle zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen wird und nachfolgend nur die Unterschiede erläutert werden.
Bei dem sogenannten Melt-Blown-Verfahren wird die durch eine Düsenbohrung extrudierte Faser mittels eines Glasstromes beim Extrudieren abgezogen. Hierzu ist an der Unterseite der Düsenplatte 17 eine Blasdüse 36 mit zu beiden Seiten der Düsenbohrungen 22 mündenden Blasdüsenöffnungen 37.1 und 37.2 angeordnet. Die Blasdüsenöffnungen 37.1 und 37.2 sind an einer Druckluftquelle angeschlossen, um beispielsweise eine vorzugsweise temperierte Glasluft auf der Auslassseite der Düsenbohrung 22 zuzuführen. Die Düsenplatte 17 weist hierzu eine Reihe von Düsenbohrungen 22 auf, die sich parallel zu den schlitzförmigen Blasdüsenöffnungen 37.1 und 37.2 erstrecken.
Innerhalb des Spinndüsenpaketes 3 ist die Schmelzeführung entsprechend dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, so dass die in dem Sammelraum zugeführte Polymerschmelze gleichmäßig durch die Düsenbohrungen 22 extrudiert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet somit insgesamt durch eine hohe Flexibilität in der Herstellbarkeit von Vliesen dar. Hierbei ist die über die Arbeitsbreite gleichmäßig verteilte Schmelzezuführung in dem innerhalb des Spinnbalkens 1 besonders geeignet, um große Arbeitsbreiten bei der Herstellung von Vliesen zu erreichen und dementsprechend eine hohe Produktionsleistung möglich ist. Je nach Ausbildung und Verteilung der Schmelze innerhalb des Spinndüsenpaketes lassen sich dabei über die gesamte Arbeitsbreite gleichmäßige Filamentqualitäten erreichen, so dass die daraus gebildeten Vliese über eine besonders homogene Faserstruktur verfügen.

1: Spinnbalken
2: Gehäuse
3: Spinndüsenpaket
4: Schmelzezufuhrmittel
5: Aufnahmeöffnung
6: Schmelzeverteilsystem
7.1, 7.2: Dosierpumpen
8.1, 8.2: Schmelzeleitungen
9.1, 9.2: Anschlussöffnung
10: Anschlussplatte
11: Kanalsystem
12.1, 12.2: Eintrittsöffnung
13.1, 13.2: Austrittsöffnungen
14: Einlassplatte
15.1, 15.2: Einlasskanal
16: Lochplatte
17: Dosierplatte
18.1, 18.2: Verteilkammern
19: Trennsteg
20.1, 20.2: Lochgruppen
21: Sammelraum
22: Düsenbohrung
23: Filamentschar
24.1, 24.2: Filterelement
25: obere Teilplatte
26: untere Teilplatte
27.1, 27.2: Nut
28: Dosierplatte
29: zweite Lochplatte
30: Verteilerplatte
31.1, 31.2: Anschlussöffnungen
32.1, 32.2: Schmelzeleitung
33: zweites Kanalsystem
34.2, 34.2: Einlasskanal
35.1, 35.2: Verteilkammern
36: Blasdüse
37.1, 37.2: Blasdüsenöffnung

Claims

Vorrichtung zum Schmelzspinnen einer reihenförmigen Filamentschar mit einem Spinnbalken (1) zur Aufnahme eines länglichen Spinndüsenpaketes (3), das an einer Unterseite eine Düsenplatte (17) mit einer Vielzahl von Düsenbohrungen (22) und an einer Oberseite eine Einlassplatte (14) mit mehreren über die Länge der Düsenplatte (17) verteilt angeordnete Einlasskanälen (15.1, 15.2) aufweist, wobei jedem Einlasskanal (15.1, 15.2) eines von mehreren Schmelzezufuhrmitteln (8.1, 8.2) an dem Spinnbalken (1) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine auswechselbare Anschlussplatte (10) zwischen dem Spinndüsenpaket (3) und den Schmelzezufuhrmitteln (8.1, 8.2) angeordnet ist, die ein Kanalsystem (11) zum Verbinden der Einlasskanäle (15.1, 15.2) an der Einlassplatte (14) mit den Schmelzezufuhrmitteln (8.1, 8.2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussplatte (10) mit dem Spinndüsenpaket (3) in einer quaderförmigen Aufnahmeöffnung (5) eines Gehäuses (2) des Spinnbalkens (1) gehalten ist, wobei das Gehäuse (2) an seiner Oberseite mehrere Anschlussöffnungen (9.1, 9.2) aufweist, durch welche die Schmelzezufuhrmittel (8.1, 8.2) mit dem Kanalsystem (11) der Anschlussplatte (10) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanalsystem (11) innerhalb der Anschlussplatte (10) derart ausgebildet ist, dass jedem der Schmelzezufuhrmittel (8.1, 8.2) einer der Einlasskanäle (15.1, 15.2) der Einlassplatte (14) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anschluss eines in seiner länglichen Ausdehnung kleineren Spinndüsenpaketes (3) die Anschlussplatte (10) an dem Spinnbalken (1) gewechselt wird, wobei die eingewechselte Anschlussplatte (10) auf einer Auslassseite eine kleinere Teilung zwischen den den Einlasskanälen (15.1, 15.2) zugeordneten Austrittsöffnungen (13.1, 13.2) des Kanalsystems aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussplatte (10) aus mehreren Teilplatten (25, 26) gebildet ist, wobei eine obere Teilplatte (25) die den Schmelzezufuhrmittel (8.1, 8.2) zugeordneten Eintrittsöffnungen (12.1, 12.2) des Kanalsystems (11) und eine untere Teilplatte (26) die Austrittsöffnungen (13.1, 13.2) des Kanalsystems (11) enthalten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzezufuhrmittel durch mehrere Dosierpumpen (7.1, 7.2) und mehrere Schmelzeleitungen (8.1, 8.2) gebildet sind, wobei die Schmelzeleitungen (8.1, 8.2) mit einem Ende jeweils an einer der Anschlussöffnungen (9.1, 9.2) an dem Gehäuse (2) angeschlossen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass den Dosierpumpen (7.1, 7.2) jeweils eine der Schmelzeleitungen (8.1, 8.2) oder mehrere der Schmelzeleitungen (8.1, 8.2) zugeordnet sind.
Vorrichtungen nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spinndüsenpaket (3) eine Lochplatte (16) mit einer Vielzahl von Verteilbohrungen (20.1, 20.2) enthält, die zwischen der Einlassplatte (14) und der Düsenplatte (17) angeordnet ist und die mit der Einlassplatte (14) in Längsrichtung mehrere nebeneinander angeordnete Verteilkammern (18.1, 18.2) bildet, die jeweils mit einem der Einlasskanäle (15.1, 15.2) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Düsenbohrungen (22) in der Düsenplatte (17) ein Sammelraum (21) vorgeordnet ist, der durch die Verteilbohrungen (20.1, 20.2) der Lochplatte (16) mit den Verteilkammern (18.1, 18.2) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte (16) auf einer der Einlassplatte (14) zugewandten Oberseite jeweils zwischen den Lochgruppen (20.1, 20.2) einen Trennsteg (19) aufweist und dass die Verteilerkammern (18.1, 18.2) in der Unterseite der Einlassplatte (14) zwischen den Trennstegen (19) gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass den Verteilerkammern (18.1, 18.2) gegenüberliegend zu den Einlasskanälen (15.1, 15.2) jeweils ein von mehreren Filterelementen (24.1, 24.2) zugeordnet sind, wobei die Filterelemente (124.1, 24.2) jeweils einen Auslass der Verteilkammer (18.1, 18.2) bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskanäle (15.1, 15.2, 34.1, 34.2) in zwei Gruppen aufgeteilt sind, dass den Einlasskanälen (15.1, 15.2, 34.1, 34.2) zwei Gruppen von Verteilkammern (18.1, 18.2, 35.1, 35.2) zugeordnet sind, wobei eine erste Gruppe von Verteilkammern (18.1, 18.2) zwischen der Einlassplatte (14) und einer ersten Lochplatte (16) mit mehreren Lochgruppen und die zweite Gruppe (35.1, 35.2) von Verteilkammern zwischen einer Dosierplatte (28) und einer zweiten Lochplatte (29) mit mehreren Lochgruppen ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenplatte (17) eine Verteilerplatte (30) mit einem Verteilungssystem vorgeordnet ist, durch welche die Lochgruppen beider Lochplatten (16, 29) mit den Düsenbohrungen (22) der Düsenplatte (17) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass den Gruppen der Einlasskanäle (15.1, 15.2, 34.1, 34.2) in der Einlassplatte (14) jeweils eine Gruppe von Schmelzezufuhrmittel (8.1, 8.2, 32.1, 32.2) zugeordnet sind, die durch die Anschlussplatte (10) miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass das Spinndüsenpaket (3) innerhalb des Gehäuses (2) eine derartige Länge aufweist, dass die Filamentschar auf einer Breite von > 5m zur Bildung eines Vlieses gleichmäßig herstellbar ist.