DE102019003795A1

DE102019003795A1 - Device and method for producing a fleece

Info

Publication number: DE102019003795A1
Application number: DE102019003795.2A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schäfer
Original assignee: BB Engineering GmbH
Current assignee: BB Engineering GmbH
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Vlieses nach dem Rotationsspinnverfahren. Die Vorrichtung weist eine rotierbare Spinndüse auf, mittels welcher durch Rotation Fasern aus einer Spinnlösung erzeugbar sind, wobei sich zwischen der Spinndüse und einer Ablageeinrichtung ein Spinnraum ausbildet, wobei die Fasern auf der Ablageeinrichtung zu einem Vlies ablegbar sind. Die Gleichmäßigkeit der so hergestellten Vliese ist nicht ausreichend. Deshalb wird der Erfindung nach ein perforiertes Innenrohr derart angeordnet, dass es den Spinnraum umgibt und dass sich zwischen dem Innenrohr und einem geschlossenen Außenrohr ein Ringspalt ausbildet und dass durch den Ringspalt dem Spinnraum ein Fluid zuführbar oder dass durch den Ringspalt ein Fluid aus dem Spinnraum abführbar ist.

The invention relates to a device and a method for producing a fleece by the rotary spinning method. The device has a rotatable spinneret, by means of which fibers can be generated from a spinning solution by rotation, a spinning space being formed between the spinneret and a depositing device, the fibers being depositable on the depositing device to form a fleece. The uniformity of the nonwovens produced in this way is not sufficient. Therefore, according to the invention, a perforated inner tube is arranged in such a way that it surrounds the spinning chamber and that an annular gap is formed between the inner tube and a closed outer tube and that a fluid can be supplied to the spinning chamber through the annular gap or a fluid can be discharged from the spinning chamber through the annular gap is.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vlieses gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Vlieses gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a device for producing a fleece according to the preamble of claim 1 and a method for producing a fleece according to the preamble of claim 8.

Eine solche Vorrichtung ist zum Beispiel aus der WO17184716 A1 bekannt. Mittels dieser Vorrichtung ist ein Vlies nach einem Rotationsspinnverfahren herstellbar. Dazu wird einer rotierbaren Spinndüse über einen Zuflusskanal eine Spinnlösung zugeführt. Diese Spinnlösung besteht zum Beispiel aus einem Polymer, welches in einem Lösungsmittel gelöst ist. Verschiedenste Arten von Polymeren mit den dazu passenden Lösungsmitteln können verwendet werden. Weiterhin ist die Integration von weiteren Additiven denkbar. Als Beispiele für mögliche Polymere sind die folgenden genannt: Polytetrafluoroethylene, polyvinylidene Fluoride, andere Fluoropolymere, Polyamide, Polyester, Cellulose und seine Derivate, Polysulfone, Polyethylene, Polypropylene, Polystyrene, Poly(4-vinylpyridine), und thermoplastische Urethane.Such a device is for example from the WO17184716 A1 known. By means of this device, a fleece can be produced by a rotary spinning process. For this purpose, a spinning solution is fed to a rotatable spinneret via a feed channel. This spinning solution consists for example of a polymer which is dissolved in a solvent. Different types of polymers with the appropriate solvents can be used. The integration of further additives is also conceivable. The following are mentioned as examples of possible polymers: polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, other fluoropolymers, polyamides, polyesters, cellulose and its derivatives, polysulfones, polyethylenes, polypropylenes, polystyrenes, poly (4-vinylpyridines), and thermoplastic urethanes.

Als Lösungsmittel können beispielsweise Dimethylformamide, Tetrahydrofuran, Methyl ether ketone, Dimethylsulfoxide, Acetone, Toluene, Ethyl acetate, Dimethylacetamide oder Ameisensäure inklusive deren Mischungen verwendet werden.For example, dimethylformamides, tetrahydrofuran, methyl ether ketones, dimethyl sulfoxides, acetones, toluene, ethyl acetate, dimethylacetamides or formic acid including mixtures thereof can be used as solvents.

Die Spinndüse weist eine Rotationsachse auf, um welche die Spinndüse während des Betriebs rotiert wird. Senkrecht zu dieser Rotationsachse sind am äußeren Rand der Spinndüse mehrere Düsenöffnungen angeordnet. Durch die Rotation der Spinndüse und den daraus resultierenden Zentrifugalkräften auf die Spinnlösung werden aus den Düsenöffnungen Fasern gesponnen.The spinneret has an axis of rotation about which the spinneret is rotated during operation. Several nozzle openings are arranged perpendicular to this axis of rotation on the outer edge of the spinneret. As a result of the rotation of the spinneret and the resulting centrifugal forces on the spinning solution, fibers are spun from the nozzle openings.

Mit Hilfe von Luftströmungen und/oder elektrischer Felder sowie der Gravitationskraft werden die Fasern zu einer Ablageeinrichtung gefördert, welche als Siebband ausgeführt ist und unter der Spinndüse vorbeiläuft. Auf diesem Siebband werden die Fasern zu dem Vlies ablegt und im Folgenden zur Weiterverarbeitung abtransportiert.With the help of air currents and / or electric fields as well as the force of gravity, the fibers are conveyed to a depositing device, which is designed as a sieve belt and passes under the spinneret. The fibers are deposited on this sieve belt to form the fleece and then transported away for further processing.

Die Spinndüse ist in einer oberhalb des Siebbandes angeordneten quaderförmigen Ablagekammer angeordnet. Über die Kammerwände hinweg wird dem Innenraum der Ablagekammer an entsprechenden Stellen mithilfe von Gebläsen Luft zugeführt. An anderen Stellen wird Luft abgeführt. So können entstehende Dämpfe abgeführt und die Fasern zum Siebband hin befördert werden. Zur Erhöhung der Produktivität werden mehrere Spinndüsen in der Ablagekammer angeordnet.The spinneret is arranged in a cuboid storage chamber arranged above the sieve belt. Air is supplied to the interior of the storage chamber at appropriate points over the chamber walls with the aid of fans. Air is removed from other places. This allows the vapors that arise to be discharged and the fibers to be transported to the sieve belt. To increase productivity, several spinnerets are placed in the storage chamber.

Bei derartigen Vorrichtungen zur Herstellung von Vliesen mittels des Rotationsspinnverfahrens besteht erhebliches Verbesserungspotential bezüglich der Gleichmäßigkeit der hergestellten Vliese. Ein Spinnraum, welchen die Fasern von der Spinndüse zum Siebband durchqueren ist nicht geometrisch definiert, so dass die Fasern unkoordiniert dem Siebband entgegenströmen, was zu der besagten mangelhaften Gleichmäßigkeit führt. Weiterhin ist aufgrund dieser chaotischen Bedingungen auch die Reproduzierbarkeit der Prozessbedingungen und somit der Eigenschaften der hergestellten Vliese verbesserungswürdig. Diese Probleme verstärken sich noch, wenn mehrere Spinndüsen in einer Ablagekammer angeordnet sind. In diesem Fall beeinflussen sich die Fasern, welche aus verschiedenen Spinndüsen ersponnen werden gegenseitig, was die Kontrollierbarkeit der Prozessbedingungen weiter erschwert.With such devices for producing nonwovens by means of the rotary spinning process, there is considerable potential for improvement with regard to the uniformity of the nonwovens produced. A spinning chamber through which the fibers pass from the spinneret to the sieve belt is not geometrically defined, so that the fibers flow in an uncoordinated manner towards the sieve belt, which leads to the said deficient uniformity. Furthermore, due to these chaotic conditions, the reproducibility of the process conditions and thus the properties of the nonwovens produced are in need of improvement. These problems are exacerbated when several spinnerets are arranged in a storage chamber. In this case, the fibers that are spun from different spinnerets influence each other, which makes it even more difficult to control the process conditions.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren bereitzustellen, mittels welcher besonders gleichmäßige Vliese mit hoher Reproduzierbarkeit herstellbar sind.It is therefore the object of the invention to provide a generic device and a generic method by means of which particularly uniform nonwovens can be produced with a high degree of reproducibility.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem ein perforiertes Innenrohr den Spinnraum umgibt und dass sich zwischen dem Innenrohr und einem geschlossenen Außenrohr ein Ringspalt ausbildet und dass durch den Ringspalt dem Spinnraum ein Fluid zuführbar oder dass durch den Ringspalt ein Fluid aus dem Spinnraum abführbar ist.This object is achieved according to the invention in that a perforated inner tube surrounds the spinning chamber and that an annular gap is formed between the inner tube and a closed outer tube and that a fluid can be fed to the spinning chamber through the annular gap or a fluid can be discharged from the spinning chamber through the annular gap.

Auf diese Weise gelingt es definierte Luftströmungen zwischen der Spinndüse und einer Ablageeinrichtung zu erreichen. Dies führt zu definierten Flugbahnen der Fasern und ermöglicht so eine gleichmäßige und reproduzierbare Vliesbildung, welche in eben solchen Eigenschaften des Vlieses mündet. Der Einfluss nicht beeinflussbarer äußerer Störungen auf den Prozess wird unterbunden. Der Durchmesser von dem Innenrohr und dem Außenrohr und somit die Größe des Ringspaltes sowie die Perforation des Innenrohres werden so gewählt, dass die gewünschten Vlieseigenschaften mit entsprechenden weiteren Prozesseinstellungen erreichbar sind.In this way, it is possible to achieve defined air flows between the spinneret and a storage device. This leads to defined trajectories of the fibers and thus enables a uniform and reproducible web formation, which leads to such properties of the web. The influence of external disturbances that cannot be influenced on the process is prevented. The diameter of the inner tube and the outer tube and thus the size of the annular gap and the perforation of the inner tube are selected so that the desired fleece properties can be achieved with corresponding further process settings.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist an den Ringspalt eine Fluidfördereinrichtung angeschlossen. Mittels dieser Fluidfördereinrichtung ist dem Spinnraum ein Fluid zuführbar oder ein Fluid aus dem Spinnraum abführbar. Dies führt zu einer weiteren Vergleichmäßigung der Prozessbedingungen innerhalb des Spinnraumes. Weiterhin wird ein zusätzlicher Einflussparameter auf den Prozess geschaffen, welcher je nach gewünschten Vlieseigenschaften änderbar ist. Durch die so ermöglichte Zu- oder Abfuhr eines Fluids wird das Prozessfenster deutlich erweitert, so dass ein größerer Bereich an Vlieseigenschaften erreicht werden kann. Bei zugeführten Fluiden handelt es sich zum Beispiel um gekühlte Luft oder aber um ein anderes Gas, wobei das Gas mit Flüssigkeiten versetzt sein kann.In a further embodiment of the invention, a fluid delivery device is connected to the annular gap. By means of this fluid delivery device, a fluid can be supplied to the spinning space or a fluid can be removed from the spinning space. This leads to a further equalization of the process conditions within the spinning space. Furthermore, an additional influencing parameter on the process is created, which can be changed depending on the desired fleece properties. As a result of the supply or discharge of a fluid made possible in this way, the process window is significantly expanded, so that a larger area is available Fleece properties can be achieved. The fluids supplied are, for example, cooled air or another gas, it being possible for liquids to be added to the gas.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, umschließt das Innenrohr einen Austritt der Spinndüse. Der Austritt der Spinndüse ist demnach auf einen Teil des Innenrohres gerichtet. So befinden sich die Fasern direkt bei Verlassen der Spinndüse in einer kontrollierten Umgebung, welche bis zur Ablageeinrichtung aufrechterhalten wird. Es wird weiterhin unterbunden, dass einzelne Fasern den Spinnraum auf der der Ablageeinrichtung gegenüberliegenden Seite verlassen.In a preferred embodiment of the invention, the inner tube encloses an outlet of the spinneret. The exit of the spinneret is therefore directed towards part of the inner tube. As soon as they leave the spinneret, the fibers are in a controlled environment, which is maintained until the depositing device. It is also prevented that individual fibers leave the spinning chamber on the side opposite the depositing device.

Vorteilhafterweise ist eine Position einer Baueinheit aus der Spinndüse, dem Innenrohr und dem Außenrohr sowohl in Ihrem Abstand zur Ablageeinrichtung sowie in der zur Ablageeinrichtung parallelen Ebene einstellbar.A position of a structural unit comprising the spinneret, the inner tube and the outer tube is advantageously adjustable both in terms of its distance from the storage device and in the plane parallel to the storage device.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Spinndüse zusätzlich relativ zum Innenrohr verschiebbar gehalten ist. So ist sichergestellt, dass der Abstand zwischen dem Innenrohr und der Ablageeinrichtung auf einen konstanten womöglich minimalen Wert einstellbar ist, unabhängig von dem benötigten Abstand zwischen Spinndüse und Ablageeinrichtung. Die Gefahr, dass ein Teil der Fasern an der Ablageeinrichtung vorbei strömt ist somit nicht vorhanden. Zusätzlich wird vermieden, dass unkontrolliert Luft aus der Umgebung zwischen Innenrohr bzw. Außenrohr und der Ablageeinrichtung in den Spinnraum einströmt.It is particularly advantageous that the spinneret is also held so as to be displaceable relative to the inner tube. This ensures that the distance between the inner tube and the depositing device can be set to a constant, possibly minimal, value, regardless of the required distance between the spinneret and the depositing device. There is therefore no risk of some of the fibers flowing past the depositing device. In addition, it is avoided that uncontrolled air flows into the spinning chamber from the environment between the inner tube or outer tube and the depositing device.

Mittels dieser Vielzahl der Einstellmöglichkeiten wird die Flexibilität bezüglich der Produkteigenschaften und der verarbeitbaren Materialen weiter erhöht. Die Strömung der Fasern von der Spinndüse zur Ablageeinrichtung erfolgt besonders kontrolliert, was insbesondere auch die Ablage der Fasern auf der Ablageeinrichtung betrifft.By means of this multitude of setting options, the flexibility in terms of product properties and the materials that can be processed is further increased. The flow of the fibers from the spinneret to the depositing device takes place in a particularly controlled manner, which in particular also relates to the depositing of the fibers on the depositing device.

In einer zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Extrusion der Fasern aus einem konstruktiv festgelegten Spinnspalt. Die Spinnlösung wird durch die Rotation der Spinndüse zum kreisförmigen Spinnspalt befördert, welcher Teil des äußeren Randes der Spinndüse ist. Einen solchen Spinnspalt herzustellen ist mit geringem Aufwand möglich, insbesondere im Gegensatz zu einzelnen Düsenbohrungen. Trotzdem ist es möglich die Fasern gleichmäßig auszuspinnen, da aufgrund des definierten Strömungsquerschnittes im Spinnspalt selbst und im Bereich davor definierte Strömungsbedingungen der Spinnlösung vorliegen. Weiterhin führt der durch den Spinnspalt aufgebaute Druck in der Spinnlösung zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Spinnlösung über den gesamten Spinnspalt.In an additional embodiment of the invention, the fibers are extruded from a structurally defined spinning gap. The spinning solution is transported by the rotation of the spinneret to the circular spinning gap which is part of the outer edge of the spinneret. Producing such a spinning gap is possible with little effort, especially in contrast to individual nozzle bores. In spite of this, it is possible to spin out the fibers evenly, since, due to the defined flow cross-section, there are defined flow conditions for the spinning solution in the spinning gap itself and in the area in front of it. Furthermore, the pressure built up in the spinning solution by the spinning gap leads to a more uniform distribution of the spinning solution over the entire spinning gap.

Bevorzugterweise sind einer Ablageeinrichtung mehrere Spinndüsen mit jeweils einem zugehörigem Innenrohr und einem zugehörigem Außenrohr zugeordnet. So werden die Ausstöße mehrerer Spinndüsen zu einem Vlies überlagert, ohne dass sich die Prozessbedingungen der einzelnen Spinndüsen gegenseitig beeinflussen. Durch die Herstellung eines einzelnen Vlieses aus mehreren Spinndüsen ist es möglich breitere und / oder dickere Vliese mit höherer Produktivität herzustellen. Durch geschickte Anordnung der einzelnen Spinndüsen zueinander kann auch die Gleichmäßigkeit des Vlieses verbessert werden. Aufgrund der Unabhängigkeit der Prozessbedingungen der einzelnen Spinndüsen bleibt der Gesamtprozess trotzdem kontrollierbar, so dass die gewünschten Vlieseigenschaften reproduzierbar erreichbar sind.A plurality of spinnerets, each with an associated inner tube and an associated outer tube, are preferably assigned to a storage device. The ejections from several spinnerets are superimposed to form a fleece without the process conditions of the individual spinnerets influencing each other. By producing a single web from several spinnerets, it is possible to produce wider and / or thicker webs with higher productivity. By cleverly arranging the individual spinnerets in relation to one another, the evenness of the fleece can also be improved. Due to the independence of the process conditions of the individual spinnerets, the overall process can still be controlled, so that the desired fleece properties can be achieved in a reproducible manner.

Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls durch das gattungsgemäße Verfahren nach Anspruch 8 gelöst, indem einem Spinnraum über einen Ringspalt ein Fluid zugeführt oder dass durch den Ringspalt ein Fluid aus dem Spinnraum abgeführt wird.The object of the invention is also achieved by the generic method according to claim 8, in that a fluid is fed to a spinning chamber via an annular gap or a fluid is discharged from the spinning chamber through the annular gap.

So wird sichergestellt, dass im Spinnraum keine störenden Strömungen entstehen, welche zu einer unkontrollierten Faserablage führen würden. Über den Ringspalt wird das Fluid derart zu- oder abführt, wie es für eine optimale Faserablage notwendig ist. Aufgrund der Kombination des Innenrohres und des Außenrohres ist mit einfachen Mitteln eine solche Zu- oder Abfuhr von Fluid in einen definierten Spinnraum möglich. So herrschen über den gesamten Produktionszeitraum konstante Prozessbedingungen, welche zudem problemlos reproduzierbar sind.This ensures that no disruptive currents arise in the spinning chamber that would lead to uncontrolled fiber deposition. The fluid is supplied or discharged via the annular gap in such a way as is necessary for optimal fiber deposition. Due to the combination of the inner tube and the outer tube, such a supply or discharge of fluid into a defined spinning space is possible with simple means. In this way, constant process conditions prevail over the entire production period, which are also easily reproducible.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird dem Spinnraum ein konditioniertes Kühlgas über den Ringspalt zugeführt. Durch die Zufuhr eines gekühlten Gases wird die Abkühlung der Fasern beschleunigt. Weiterhin wird der Prozess durch eine Einstellung der Feuchte, welche Teil der Konditionierung ist, noch präziser beeinflusst. Eine erhöhte Feuchte führe zu einer Beschleunigung der Abkühlung der Fasern. Insgesamt vergrößern sich die Einflussmöglichkeiten auf den Prozess durch die Konditionierung, so dass bessere Vlieseigenschaften und ein größerer Bereich dieser erreichbar sind.In an advantageous embodiment of the invention, a conditioned cooling gas is fed to the spinning chamber via the annular gap. By supplying a cooled gas, the cooling of the fibers is accelerated. Furthermore, the process is influenced even more precisely by setting the humidity, which is part of the conditioning. An increased humidity leads to an acceleration of the cooling of the fibers. Overall, the possibilities of influencing the process are increased by the conditioning, so that better fleece properties and a larger range of these can be achieved.

Durch eine Einstellung der Position einer Baueinheit aus einer Spinndüse, einem Innenrohr und einem Außenrohr relativ zur Ablageeinrichtung, wird der mögliche Bereich an erreichbaren Vlieseigenschaften deutlich vergrößert. Weiterhin ist insbesondere der Abstand zwischen der Spinndüse und der Ablageeinrichtung bei der Vliesherstellung ein wichtiger Parameter zur Prozessoptimierung.By setting the position of a structural unit comprising a spinneret, an inner tube and an outer tube relative to the depositing device, the possible range of achievable fleece properties is significantly increased. Furthermore, the distance between the spinneret and the depositing device in particular is an important parameter for process optimization in the manufacture of nonwovens.

Vorteilhafterweise erfolgt die Einstellung der Position der Baueinheit aus der Spinndüse, dem Innenrohr und dem Außenrohr automatisch mithilfe künstlicher Intelligenz. So wird eine besonders genaue Erreichung der gewünschten Vlieseigenschaften sichergestellt. Dabei erreicht der Bedienaufwand ein Minimum, da die in einer Steuereinrichtung hinterlegten Algorithmen und entsprechende Aktoren für die Einstellung genutzt werden. Mithilfe der künstlichen Intelligenz ist es möglich, die Position der Baueinheit aus der Spinndüse, dem Innenrohr und dem Außenrohr anhand von Optimierungsparametern, wie z.B. einer bestimmten Vlieseigenschaft oder aber auch der Energieeffizienz der gesamten Anlage automatisch einzustellen.The position of the structural unit comprising the spinneret, the inner tube and the outer tube is advantageously set automatically with the aid of artificial intelligence. This ensures that the desired fleece properties are achieved particularly precisely. The operating effort is kept to a minimum, since the algorithms and corresponding actuators stored in a control device are used for the setting. With the help of artificial intelligence, it is possible to automatically set the position of the structural unit consisting of the spinneret, the inner tube and the outer tube based on optimization parameters such as a certain fleece property or the energy efficiency of the entire system.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren werden nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.The device according to the invention and the method according to the invention are explained in more detail below on the basis of some exemplary embodiments of the device according to the invention with reference to the accompanying figures.

Es stellen dar:

1 schematisch eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
2 schematisch eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung

They represent:

1 schematically a sectional view of a first embodiment of the device according to the invention
2 schematically a plan view of a second embodiment of the device according to the invention

In 1 ist schematisch eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.In 1 is shown schematically a sectional view of a first embodiment of the device according to the invention.

Eine Spinndüse 2 ist oberhalb einer Ablageeinrichtung 8 angeordnet. Die Spinndüse 2 weist einen Zuflusskanal 3 auf, durch welchen eine Spinnlösung 7 zuführbar ist. Die Spinndüse 2 wird bei Betrieb um ihre Rotationsachse 4 rotiert, um die Spinnlösung 7 zu einem Spinnspalt 5 hin zu befördern. Die Rotationsachse 4 liegt im Zuflusskanal 3 der Spinndüse 2. Der Spinnspalt 5 ist kreisförmig ausgeführt und bildet einen Teil des äußeren Randes der Spinndüse 2. Eine Höhe des Spinnspaltes 5 ist derart ausgeführt, dass sich bei Betrieb eine Vielzahl an Fasern 6 bilden, wenn die Spinnlösung 7 die Spinndüse 2 durch den Spinnspalt 5 verlässt. Die Fasern 6 durchqueren einen Spinnraum 9 und werden auf der Ablageeinrichtung 8 zu einem Vlies 1 abgelegt. Die Ablageeinrichtung 8 könnte als Siebband ausgeführt sein, welches luftdurchlässig ist, aber für die Fasern 6 nicht passierbar ist. Weiterhin ist denkbar, dass ein Substrat z.B. ein Spinnvlies Teil der Ablageeinrichtung 8 ist und die Fasern 6 auf diesem Substrat abgelegt werden. Sowohl ein Siebband wie auch ein Spinnvlies wird bei Betrieb an der Spinndüse 2 vorbeigeführt, wie durch den Pfeil unterhalb der Ablageeinrichtung 8 symbolisiert wird. Dadurch werden die das Vlies 1 bildenden Fasern von der Ablagestelle auf der Ablageeinrichtung 8 kontinuierlich abgeführt. Das Vlies 1 wird in weiteren hier nicht betrachten Verfahren weiterbehandelt, um zuletzt zu einer Rolle aufgewickelt zu werden.A spinneret 2 is above a storage facility 8th arranged. The spinneret 2 has an inflow channel 3 on through which a spinning solution 7th is feedable. The spinneret 2 becomes when operating around its axis of rotation 4th rotates to the dope 7th to a spinning gap 5 to promote. The axis of rotation 4th lies in the inflow channel 3 the spinneret 2 . The spinning gap 5 is circular and forms part of the outer edge of the spinneret 2 . A height of the spinning gap 5 is designed in such a way that there are a large number of fibers during operation 6th form when the dope 7th the spinneret 2 through the spinning gap 5 leaves. The fibers 6th cross a spinning room 9 and are on the filing device 8th to a fleece 1 filed. The filing facility 8th could be designed as a sieve belt, which is air-permeable, but for the fibers 6th is not passable. It is also conceivable that a substrate, for example a spunbonded nonwoven, is part of the storage device 8th is and the fibers 6th be deposited on this substrate. Both a screen belt and a spunbond fleece are used at the spinneret 2 passed, as indicated by the arrow below the storage device 8th is symbolized. This creates the fleece 1 forming fibers from the storage point on the storage device 8th continuously discharged. The fleece 1 is processed further in further processes not considered here, in order to be finally wound up into a roll.

Der Spinnraum 9, welchen die Fasern 6 auf ihrem Weg von der Spinndüse 2 zur Ablageeinrichtung 8 durchqueren, wird von einem Innenrohr 10 umgeben bzw. durch dieses begrenzt. Das Innenrohr 10 ist über seine gesamte Länge perforiert ausgeführt, so dass es durchlässig für Fluide ist. Aus prozesstechnischen Gründen ist es denkbar, nur einen Teil des Innenrohres 10 perforiert und somit durchlässig für Fluide auszubilden. Es könnte zum Beispiel nur ein oberer, die Spinndüse 2 umschließender Bereich perforiert sein. In einer anderen Variante ist nur ein Bereich angrenzend zur Ablageeinrichtung 8 perforiert ausgeführt. Das Innenrohr 10 umschließt den gesamten Spinnraum 9, d.h. es endet einerseits an seinem unteren Ende mit einem geringen Abstand zur Ablageeinrichtung 8, anderseits reicht es so weit nach oben, dass zumindest der Spinnspalt 5 wenn auch mit entsprechendem Abstand umschlossen wird. Das Innenrohr kann sich auch weiter nach oben erstrecken und weitere Teile der Spinndüse 2 umschließen. Entscheidend dabei ist, dass keine Luft unkontrolliert in den Spinnraum 9 gelangen kann und dass im Spinnraum 9 optimale Strömungen, sowohl der Fasern 6 selbst wie auch der Fluide zur Steuerung des Prozesses, einstellbar sind. Demnach wird die Länge des Innenrohres 10 ausgewählt. Der Abstand des Innenrohrs 10 zur Ablageeinrichtung 8 wird so gewählt, dass das Vlies 1 das Innenrohr 10 passieren kann ohne Schaden zu nehmen. Weiterhin wird der Abstand so gering gewählt, dass möglichst wenig Fluid den Spalt zwischen Innenrohr 10 und Ablageeinrichtung 8 passieren kann.The spinning room 9 which the fibers 6th on their way from the spinneret 2 for storage facility 8th traverse is by an inner tube 10 surrounded or limited by this. The inner tube 10 is perforated over its entire length so that it is permeable to fluids. For procedural reasons, it is conceivable to only use part of the inner tube 10 perforated and thus designed to be permeable to fluids. For example, there could just be an upper one, the spinneret 2 surrounding area be perforated. In another variant, only one area is adjacent to the storage device 8th executed perforated. The inner tube 10 encloses the entire spinning room 9 , ie it ends on the one hand at its lower end with a small distance from the storage device 8th , on the other hand, it extends so far up that at least the spinning gap 5 even if it is enclosed with an appropriate distance. The inner tube can also extend further upwards and further parts of the spinneret 2 enclose. It is crucial that no air enters the spinning room in an uncontrolled manner 9 and that in the spinning room 9 optimal currents, both of the fibers 6th themselves as well as the fluids for controlling the process are adjustable. The length of the inner tube is accordingly 10 selected. The distance of the inner tube 10 for storage facility 8th is chosen so that the fleece 1 the inner tube 10 can happen without being damaged. Furthermore, the distance is selected to be so small that as little fluid as possible penetrates the gap between the inner tube 10 and storage device 8th can happen.

Das Innenrohr 10 wird von einem Außenrohr 11 derart umschlossen, dass sich zwischen beiden ein Ringspalt 12 ausbildet. Das Außenrohr 11 ist geschlossen ausgeführt, so dass es den Spinnraum 9 von für den Prozess schädlichen Außeneinflüssen abschirmt. Das Außenrohr 11 weist dieselbe Länge wie das Innenrohr 10 auf und beginnt und endet auf gleicher Höhe mit dem Innenrohr 10. Es ist denkbar, dass Innenrohr 10 und Außenrohr 11 unterschiedlich lang und / oder versetzt zueinander angeordnet sind, wenn dies aus prozesstechnischen Gründen notwendig ist. Durch den Ringspalt ist ein kontrollierter Austausch von Fluiden zwischen dem Spinnraum 9 und zunächst nicht näher definierten Räumen möglich. Dabei ist es sowohl möglich bei Betrieb der Vorrichtung dem Spinnraum 9 ein Fluid zuzuführen, wie auch ein Fluid aus dem Spinnraum 9 abzuführen. Dieser Fluidaustausch ist mithilfe einer Fluidfördereinrichtung 13, welche an den Ringspalt 12 angeschlossen ist, aktiv steuer-/ regelbar. Es ist auch denkbar, dass die Vorrichtung ohne diese Fluidfördereinrichtung 13 ausgeführt ist, was zu einem passiven Fluidaustausch führt, welcher nur aufgrund der unterschiedlichen Bedingungen in den an den Ringspalt 12 angrenzenden Räumen entsteht. Beispielsweise könnten dies die Umgebung und der Spinnraum 9 sein.The inner tube 10 is from an outer tube 11 so enclosed that there is an annular gap between the two 12th trains. The outer tube 11 is executed closed so that it is the spinning room 9 shields from external influences harmful to the process. The outer tube 11 has the same length as the inner tube 10 and begins and ends at the same level as the inner tube 10 . It is conceivable that the inner tube 10 and outer tube 11 are arranged differently long and / or offset from one another, if this is necessary for process engineering reasons. The annular gap enables a controlled exchange of fluids between the spinning chamber 9 and spaces that are not initially defined in more detail are possible. It is possible to use the spinning chamber when the device is in operation 9 to supply a fluid as well as a fluid from the spinning space 9 discharge. This fluid exchange is with the aid of a fluid delivery device 13 , which at the annular gap 12th is connected, can be actively controlled / regulated. It is also conceivable that the device without this fluid delivery device 13 running is leading to a Passive fluid exchange leads, which only because of the different conditions in the to the annular gap 12th adjacent rooms. For example, this could be the environment and the spinning room 9 his.

Bei Einsatz der in 1. gezeigten Fluidfördereinrichtung 13 ist dem Spinnraum 9 z.B. Luft zuführbar, um die Abkühlung der Fasern 6 zu beschleunigen. Eine optionale Kühlung der Luft erfolgt mittels einer angrenzend zur Fluidfördereinrichtung 13 angeordneten optionalen Konditionierung 14. Mittels einer solchen Konditionierung 14 ist des Weiteren eine Einstellung der Feuchte der Luft möglich, so dass besonders konstante Prozessbedingungen innerhalb des Spinnraumes 9 einstellbar sind. Neben Luft können auch andere Fluide zur Behandlung der Fasern zugeführt werden, z.B. andere Gase wie Stickstoff oder Gemische einer Flüssigkeit mit einem Gas.When using the in 1 . fluid delivery device shown 13 is the spinning room 9 Eg air can be supplied to cool the fibers 6th to accelerate. An optional cooling of the air takes place by means of an adjacent to the fluid delivery device 13 arranged optional conditioning 14th . By means of such conditioning 14th It is also possible to adjust the humidity of the air, so that particularly constant process conditions within the spinning chamber 9 are adjustable. In addition to air, other fluids can also be supplied for treating the fibers, for example other gases such as nitrogen or mixtures of a liquid with a gas.

Je nach Prozess ist die Fluidfördereinrichtung 13 auch derart einsetzbar, dass ein Fluid aus dem Spinnraum 9 abführbar ist. In diesem Fall ist die optionale Konditionierung 14 nicht von Nöten. Es muss je nach den vorherrschenden weiteren Prozessbedingungen entschieden werden, ob mittels einer Zu- oder Abfuhr eines Fluids die optimale Abkühlung der Fasern 6 erreicht wird. Aus der Spinnlösung 7 bzw. den daraus entstehenden Fasern 6 können flüchtige Bestandteile ausdiffundieren, welche mittels der Fluidfördereinrichtung 13 absaugbar sind, so dass der Prozess durch diese nicht gestört wird. Dazu können an die Fluidfördereinrichtung 13 Filtrationseinrichtungen angeschlossen sein, welche hier aufgrund der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind.Depending on the process, the fluid delivery device is 13 can also be used in such a way that a fluid from the spinning chamber 9 is deductible. In this case the conditioning is optional 14th not necessary. Depending on the prevailing further process conditions, a decision has to be made as to whether the fibers are optimally cooled by means of a supply or discharge of a fluid 6th is achieved. From the spinning solution 7th or the resulting fibers 6th volatile constituents can diffuse out, which by means of the fluid conveying device 13 can be extracted so that the process is not disturbed by them. For this purpose, the fluid delivery device 13 Filtration devices may be connected, which are not shown here for reasons of clarity.

Zur Unterstützung der Ablage der Fasern 6 auf der Ablageeinrichtung 8 ist unterhalb dieser Ablageeinrichtung 8 eine Absaugkammer 15 angeordnet, in welcher mittels eines Absauggebläses 16 ein Unterdruck erzeugbar ist. So wird vermieden, dass ein Teil der Fasern 6 an der Ablageeinrichtung 8 vorbeiströmt. Des Weiteren wird die Art und Weise der Ablage der Fasern 6 positiv beeinflusst, so dass die gewünschte Anordnung der Fasern 6 zueinander erreicht wird. Die Ablageeinrichtung 8 ist dazu luftdurchlässig ausgeführt, z.B. als sogenanntes Siebband aus einer gewebten Metallfaserstruktur. Die Anordnung der Fasern 6 zueinander ist ein wichtiger Einflussfaktor für die Eigenschaften des Vlieses 1, welche so besonders gut kontrollierbar ist.To support the filing of the fibers 6th on the storage device 8th is below this storage facility 8th a suction chamber 15th arranged, in which by means of an exhaust fan 16 a negative pressure can be generated. This avoids some of the fibers 6th at the storage device 8th flows past. Furthermore, the way the fibers are deposited 6th positively influenced, so that the desired arrangement of the fibers 6th is achieved to each other. The filing facility 8th is designed to be air-permeable, for example as a so-called sieve belt made of a woven metal fiber structure. The arrangement of the fibers 6th to each other is an important factor influencing the properties of the fleece 1 which is particularly easy to control.

Zur erweiterten Kontrolle der Bewegungsbahnen der Fasern 6 von der Spinndüse 2 zur Ablageeinrichtung 8 und der Ablage der Fasern 6 auf der Ablageeinrichtung 8 ist eine Elektrode 20 angrenzend zur Spinndüse 2 angeordnet. Mittels dieser Elektrode 20 werden die Fasern 6 zusätzlich mit elektrischen Kräften beaufschlagt. So werden die Vorteile des Elektrospinnverfahrens mit denen des Rotationsspinnverfahrens kombiniert. Der Einsatz der Elektrode 20 ist optional, im Sinne der Erfindung ist die Vorrichtung auch ohne die Elektrode 20 betreibbar.For extended control of the movement paths of the fibers 6th from the spinneret 2 for storage facility 8th and the filing of the fibers 6th on the storage device 8th is an electrode 20th adjacent to the spinneret 2 arranged. Using this electrode 20th become the fibers 6th additionally charged with electrical forces. The advantages of the electrospinning process are combined with those of the rotary spinning process. The use of the electrode 20th is optional, within the meaning of the invention the device is also without the electrode 20th operable.

Zur Erreichung der optimalen Prozessbedingungen bei unterschiedlichen herzustellenden Vliesen 1, ist Position der Spinndüse 2 relativ zur Ablageeinrichtung 8 verstellbar ausgeführt, was durch die gekreuzten Doppelpfeile symbolisiert wird. Dabei kommen zwei Verstellmechanismen zum Tragen. Zum einen ist eine Baueinheit aus Spinndüse 2, Innenrohr 10 und Außenrohr 11 gemeinsam verstellbar ausgeführt. Dies ist insbesondere für die horizontale Verstellung in einer Ebene parallel zur Ablageeinrichtung 8 von Bedeutung, da so die Abstände zwischen der Spinndüse 2 und dem Innenrohr 10 und dem Außenrohr 11 gleich bleiben. Zum anderen ist die Position der Spinndüse 2 relativ zum Innenrohr 10 und zum Außenrohr 11 verstellbar ausgeführt, insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Ablageeinrichtung 8. So kann der Abstand der Spinndüse 2 zur Ablageeinrichtung 8 unabhängig vom Abstand des Innenrohrs 10 und des Außenrohrs 11 zur Ablageeinrichtung 8 verändert werden. Für die meisten Prozesse ist ein minimaler Abstand zwischen Innenrohr 10 und Außenrohr 11 und Ablageeinrichtung 8 gewünscht, um einen minimalen Fluidaustausch durch den entstehenden Spalt zu erreichen.To achieve the optimal process conditions with different nonwovens to be produced 1 , is the position of the spinneret 2 relative to the filing device 8th adjustable, which is symbolized by the crossed double arrows. Two adjustment mechanisms come into play here. On the one hand, there is a structural unit made of a spinneret 2 , Inner tube 10 and outer tube 11 jointly adjustable. This is particularly useful for horizontal adjustment in a plane parallel to the storage device 8th of importance, as so are the distances between the spinneret 2 and the inner tube 10 and the outer tube 11 stay the same. Second is the position of the spinneret 2 relative to the inner tube 10 and to the outer tube 11 designed to be adjustable, in particular in a direction perpendicular to the storage device 8th . So can the distance of the spinneret 2 for storage facility 8th regardless of the distance between the inner tube 10 and the outer tube 11 for storage facility 8th to be changed. For most processes there is a minimum distance between the inner tube 10 and outer tube 11 and storage device 8th desired in order to achieve a minimal fluid exchange through the resulting gap.

Es ist denkbar, dass der Ringspalt 12 geschlossen ausgeführt ist, was in der 1 nicht gezeigt ist. Dabei wird zwischen Innenrohr 10 und Außenrohr 11 jeweils an deren Enden eine Abdeckung angebracht. Der einzige Durchlass vom Ringspalt 12 nach außen erfolgt dann über die Fluidfördereinrichtung 13. Weiterhin ist natürlich über die Perforierung des Innenrohres 10 ein Fluidaustausch zwischen dem Ringspalt 12 und dem Spinnraum 9 möglich.It is conceivable that the annular gap 12th closed is what is in the 1 is not shown. It is between the inner tube 10 and outer tube 11 a cover attached to each end. The only passage from the annular gap 12th to the outside then takes place via the fluid delivery device 13 . Furthermore, of course, is about the perforation of the inner tube 10 a fluid exchange between the annular gap 12th and the spinning room 9 possible.

Zur weiteren Prozessoptimierung ist am oberen Ende des Spinnraumes 9 oberhalb der Spinndüse 2 eine zur Ablageeinrichtung 8 hin gerichtete optionale Anblasung angeordnet. Der Übersichtlichkeit halber ist diese optionale Anblasung in der 1 nicht gezeigt. Diese Anblasung dient dazu eine Gasströmung zur Ablageeinrichtung 8 hin zu erzeugen und so die Bildung der Fasern 6 und deren Flug zur Ablageeinrichtung 8 positiv zu beeinflussen.For further process optimization is at the upper end of the spinning area 9 above the spinneret 2 one for storage facility 8th Directional optional blowing arranged. For the sake of clarity, this optional blowing is in the 1 Not shown. This blowing serves for a gas flow to the storage device 8th and thus the formation of the fibers 6th and their flight to the storage facility 8th to influence positively.

Zur Regelung des Prozesses dienen eine Steuereinrichtung 18 und eine Vliesmesseinrichtung 19, wobei letztere angrenzend zum abgelegten Vlies 1 vor dessen Aufwicklung angeordnet ist. Die von der Vliesmesseinrichtung 19 ermittelten Eigenschaften des Vlieses 1 werden an die Steuereinrichtung 18 übermittelt, um in dieser weiterverarbeitet zu werden. Die Steuereinrichtung 18 beinhaltet einen Regler, mittels welchem unter Berücksichtigung der Messergebnisse Stellsignale für Aktoren von Prozessaggregaten ermittelt und umgesetzt werden. Beispielhaft ist die Verbindung zwischen der Steuereinrichtung 18 und der Prozessaggregate für die Fluidfördereinrichtung 13 und die Spinndüse 2 dargestellt.A control device is used to regulate the process 18th and a web measuring device 19th , the latter being adjacent to the deposited fleece 1 is arranged before winding. The one from the fleece measuring device 19th determined properties of the fleece 1 are sent to the control device 18th transmitted in order to be further processed in this. The control device 18th contains a controller, by means of which, taking into account the measurement results, control signals for actuators from Process aggregates are determined and implemented. The connection between the control device is exemplary 18th and the process units for the fluid delivery device 13 and the spinneret 2 shown.

Weitere Details zur Regelung werden später zu 2 beschrieben, können aber selbstverständlich analog auch bei Verwendung einer einzelnen Spinndüse 2 zur Anwendung kommen.More details on the scheme will be given later 2 but can of course also be used analogously when using a single spinneret 2 come into use.

In 2 ist schematisch eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.In 2 is shown schematically a plan view of a second embodiment of the device according to the invention.

Hier sind mehrere Spinndüsen 2 und nicht nur eine oberhalb einer Ablageeinrichtung 8 angeordnet, so dass ein einziges Vlies 1 aus den Fasern 6 gebildet wird, welche aus allen Spinndüsen 2 extrudiert werden. Der Übersichtlichkeit halber ist nur eine Spinndüse 2 mit einem Bezugszeichen versehen. Der Aufbau jeder einzelnen Baueinheit entspricht der aus 1. Je ein Innenrohr 10 und ein Außenrohr 11 sind angrenzend zu jeder Spinndüse 2 angeordnet aber ebenfalls nur einmal mit einem Bezugszeichen versehen.There are several spinnerets here 2 and not just one above a storage device 8th arranged so that a single fleece 1 from the fibers 6th which is formed from all spinnerets 2 be extruded. For the sake of clarity, there is only one spinneret 2 provided with a reference number. The structure of each individual unit corresponds to that of 1 . One inner tube each 10 and an outer tube 11 are adjacent to each spinneret 2 arranged but also provided only once with a reference number.

Die Spinndüsen 2 sind in mehreren Reihen angeordnet, hier beispielsweise drei Reihen, wobei jede Reihe durch eine Spinndüsenaufhängung 17 gebildet wird, an welcher mehrere Spinndüsen 2 verschiebbar befestigt sind. Weiterhin ist der Abstand der Spinndüsenaufhängungen 17 zueinander einstellbar. Der gekreuzte Doppelpfeil symbolisiert diese Verstellbarkeiten. Aufgrund der Vielzahl an Spinndüsen 2 sind besonders breite Vliese 1 mit besonders hohem Durchsatz und somit sehr hoher Produktivität herstellbar. Durch die beschriebenen Verstellbarkeiten ist eine flexible Anordnung der Spinndüsen 2 zueinander möglich. So kann die Gleichmäßigkeit des Vlieses 1 über dessen Breite oder auch ein gewünschter Gradient garantiert werden.The spinnerets 2 are arranged in several rows, here for example three rows, each row through a spinneret suspension 17th is formed, on which several spinnerets 2 are slidably attached. Furthermore, the distance between the spinneret suspensions is important 17th adjustable to each other. The crossed double arrow symbolizes this adjustability. Due to the large number of spinnerets 2 are particularly wide fleeces 1 can be produced with a particularly high throughput and thus very high productivity. The adjustability described enables a flexible arrangement of the spinnerets 2 possible to each other. So can the evenness of the fleece 1 over its width or a desired gradient can be guaranteed.

Das Vlies 1 wird mittels der an der Vielzahl von Spinndüsen 2 vorbeilaufen Ablageeinrichtung 8 zu einem hier nicht gezeigten Wickler geführt, mittels welchem das Vlies 1 zu einer Rolle aufwickelbar ist. Auch in dem zweiten Ausführungsbespiel ist unterhalb der Ablageeinrichtung 8 eine Absaugkammer 15 mit Absauggebläse 16 angeordnet, welche aufgrund der Perspektive nicht gezeigt sind. Der Einfachheit halber ist eine einzige Absaugkammer 15 für den kompletten Bereich vorgesehen, in welchem Fasern 6 auf die Ablageeinrichtung 8 abgelegt werden. Es ist aber auch denkbar, dass die Absaugkammer 15 in mehrere Bereiche unterteil ist oder dass pro Spinndüse 2 einzelne Absaugkammern 15 vorgesehen sind.The fleece 1 is made by means of the large number of spinnerets 2 pass filing device 8th led to a winder, not shown here, by means of which the fleece 1 can be wound into a roll. In the second exemplary embodiment, too, is below the storage device 8th a suction chamber 15th with suction fan 16 arranged, which are not shown due to the perspective. For simplicity there is a single suction chamber 15th intended for the entire area in which fibers 6th on the storage device 8th be filed. But it is also conceivable that the suction chamber 15th is divided into several areas or that per spinneret 2 individual suction chambers 15th are provided.

Nachdem die Fasern 6 zum Vlies 1 abgelegt wurden und vor dessen Aufwicklung passiert das Vlies 1 eine Vliesmesseinrichtung 19. Diese ist oberhalb der Ablageeinrichtung 8 angeordnet und erstreckt sich über die komplette Breite des Vlieses 1. Die Vliesmesseinrichtung 19 ist beispielsweise als Flächengewichtssensor ausgeführt, mittels welchem des Flächengewicht kontinuierlich über die komplette Vliesbreite bestimmt wird.After the fibers 6th to the fleece 1 were deposited and the fleece passes before it is wound up 1 a fleece measuring device 19th . This is above the storage device 8th arranged and extends over the entire width of the fleece 1 . The fleece measuring device 19th is designed, for example, as a basis weight sensor, by means of which the basis weight is continuously determined over the entire width of the fleece.

Andere Arten von Vliesmesseinrichtungen 19 sind denkbar, was sich auch auf die Anordnung der Vliesmesseinrichtung 19 auswirkt. Unter Umständen ist eine punktuelle Messung ausreichend. Die Vliesmesseinrichtung 19 könnte auch an anderer Position angeordnet sein, an welcher eine reproduzierbare und genaue Messung der gewünschten Vlieseigenschaften möglich ist. Weitere überwachbare Eigenschaften, welche hier beispielsweise und ohne Anspruch auf Vollständigkeit genannt werden sollen, sind die Dicke des Vlieses 1, dessen Luftdurchlässigkeit, die Filtereffektivität, die Festigkeit, die elektrische Leitfähigkeit und der Abrasionswiderstand. Selbstverständlich sind auch zwei oder mehrere Vliesmesseinrichtungen 19 einsetzbar.Other types of web measuring devices 19th are conceivable, which also affects the arrangement of the fleece measuring device 19th affects. Under certain circumstances, a point measurement is sufficient. The fleece measuring device 19th could also be arranged at another position at which a reproducible and precise measurement of the desired fleece properties is possible. Further properties that can be monitored, which should be mentioned here for example and without claiming to be complete, are the thickness of the fleece 1 , its air permeability, the filter effectiveness, the strength, the electrical conductivity and the abrasion resistance. It goes without saying that there are also two or more fleece measuring devices 19th applicable.

Die Vliesmesseinrichtung 19 ist mit einer Steuereinrichtung 18 verbunden, so dass der Prozess anhand der Messergebnisse der Vliesmesseinrichtung 19 beeinflussbar ist. Mit der Steuereinrichtung 18 sind Aktoren der gesamten Vorrichtung verbunden, welche automatisch angesteuert werden. Beispielhaft ist diese Verbindung zwischen Aktoren und der Steuereinrichtung 18 mittels der Linien zwischen der Steuereinrichtung 18 und den Spinndüsenaufhängungen 17 dargestellt. So kann die Position der Spinndüsen 2 zueinander und zur Ablageeinrichtung 8 hin automatisch eingestellt werden. Beispielhaft werden im Folgenden weitere Einstellparameter genannt, welche sinnvollerweise mittels der Steuereinrichtung 18 beeinflussbar sind: der Massenstrom der Spinnlösung 7 zu den Spinndüsen 2, die Viskosität der Spinnlösung 7, die Drehzahl der Spinndüse 2, die Geschwindigkeit der Ablageeinrichtung 8, die Position einer einzelnen Spinndüse 2 zum zugehörigen Innenrohr 10 und Außenrohr 11, der Massenstrom durch die Fluidfördereinrichtung 13, der Massenstrom durch das Absauggebläse 16, die Feuchte und die Temperatur des Fluides innerhalb der Konditionierung 14 und die Stärke des mittels der Elektrode 20 erzeugbaren Feldes.The fleece measuring device 19th is with a control device 18th connected, so that the process is based on the measurement results of the fleece measuring device 19th can be influenced. With the control device 18th actuators of the entire device are connected, which are controlled automatically. This connection between actuators and the control device is an example 18th by means of the lines between the control device 18th and the spinneret mounts 17th shown. So can the position of the spinnerets 2 to each other and to the storage device 8th can be set automatically. In the following, further setting parameters are mentioned as examples, which are sensible by means of the control device 18th can be influenced: the mass flow of the spinning solution 7th to the spinnerets 2 , the viscosity of the spinning solution 7th , the speed of the spinneret 2 , the speed of the filing device 8th , the position of a single spinneret 2 to the associated inner tube 10 and outer tube 11 , the mass flow through the fluid delivery device 13 , the mass flow through the exhaust fan 16 , the humidity and the temperature of the fluid within the conditioning 14th and the strength of the means of the electrode 20th generated field.

In der Steuereinrichtung 18 sind Algorithmen hinterlegt, die zur Erreichung von Zielen ein, zwei oder mehrere der Einstellparameter der Maschine bestimmen. Diese werden im Folgenden mittels zugehöriger Aktoren und mittels der Steuereinrichtung 18 genierter Stellsignale umgesetzt. Zum Beispiel wird die Position der Spinndüsen 2 derart eingestellt, dass ein besonders gleichmäßiges Flächengewicht des Vlieses 1 über die gesamte Breite und über die gesamte Dauer der Produktion erreicht wird. Weitere Ziele können beispielsweise andere Vlieseigenschaften, minimaler Energieverbrauch, eine hohe Produktivität oder andere wirtschaftliche Zielfunktionen sein.In the control device 18th algorithms are stored that determine one, two or more of the setting parameters of the machine in order to achieve goals. In the following, these are determined by means of associated actuators and by means of the control device 18th generated control signals implemented. For example the position of the spinnerets 2 adjusted in such a way that a particularly uniform basis weight of the fleece 1 is achieved over the entire width and over the entire duration of production. Further goals can be, for example, different fleece properties, minimal energy consumption, high productivity or other economic target functions.

Die Algorithmen nutzen die Prinzipien der künstlichen Intelligenz. Dabei kommen z.B. neuronale Netze, Lernalgorithmen, wissensbasierte Systeme oder Expertensysteme bzw. Kombinationen derer zum Einsatz.The algorithms use the principles of artificial intelligence. E.g. neural networks, learning algorithms, knowledge-based systems or expert systems or combinations thereof are used.

Anstatt der Algorithmen mit künstlicher Intelligenz sind auch andere Regelungs- oder Steuerungsalgorithmen einsetzbar, wie sie im Stand der Technik hinlänglich beschrieben sind. Dabei können zum Beispiel Modellbasierte Regelungen oder PID-Regelungen zum Einsatz kommen. Der Bereich der möglichen Zielfunktionen ist dabei im Vergleich zum Einsatz von Algorithmen mit künstlicher Intelligenz eigeschränkt, insbesondere was die wirtschaftlichen Zielfunktionen betrifft.Instead of the algorithms with artificial intelligence, other regulation or control algorithms can also be used, as they are sufficiently described in the prior art. For example, model-based controls or PID controls can be used. The range of possible target functions is limited in comparison to the use of algorithms with artificial intelligence, especially with regard to the economic target functions.

Im Folgenden wird ein weiteres Regelungsbeispiel aufgeführt. Bei der Herstellung von Vliesen für die Filteranwendung ist ein Vlies mit hoher Luftdurchlässigkeit bei hoher Filtereffektivität gefordert. Zur Messung der Luftdurchlässigkeit und der Filtereffektivität sind alternativ oder zusätzlich zu einem Flächengewichtssensor, weitere Sensoren angrenzend zum fertigen Vlies 1 angeordnet, mittels welchen diese Parameter fortlaufend gemessen werden. Die Messwerte werden der Steuereinrichtung 18 zugeführt, mittels welcher diese verarbeitet werden. In der Steuereinrichtung 18 werden die Betriebsparameter berechnet, welche zur Einstellung der gewünschten Luftdurchlässigkeit und der gewünschten Filtereffektivität notwendig sind. Es können konkrete Werte für eine Zielluftdurchlässigkeit und Zielfiltereffektivität vorgegeben werden. Alternativ wird gefordert, dass die Luftdurchlässigkeit maximal und die Filtereffektivität maximal ist, wobei eine bestimmte Festigkeit des Vlieses 1 nicht unterschritten werden darf. Die Festigkeit wird dabei mit einem Online-Sensor fortlaufend gemessen. Mit Hilfe in der Steuereinrichtung 18 hinterlegter Algorithmen werden die Prozessparameter zur Erreichung der Ziele berechnet. Dies geschieht in einem iterativen Prozess, welcher beendet wird, wenn die Zielparameter erreicht sind. Von der Steuereinrichtung 18 angepasst werden dabei unter anderem, die Drehgeschwindigkeit der Spinndüse 2 sowie die Temperatur und somit auch die Viskosität der der Spinndüse 2 zugeführten Spinnlösung 7. Eine niedrige Viskosität und eine hohe Rotationsgeschwindigkeit sorgen für eine Generierung sehr feiner Fasern 6, was für die gewünschten Vlieseigenschaften förderlich ist. Durch die Einstellung entsprechender Parameter der Lufttemperatur mittels der Konditionierung 14 und des Massenstroms, welcher mit der Fluidfördereinrichtung 13 dem Spinnraum 9 zugeführt wird, wird mittels der Steuereinrichtung 18 ein stabiler Prozess eingestellt. Die optimale Position der Spinndüse 2 wird dabei ebenfalls von der Steuereinrichtung 18 bestimmt und mittels entsprechender Aktoren eingestellt, was sich auf den Abstand der Spinndüse 2 zu der Ablageeinrichtung 8 und auf die Position der Spinndüse 2 in einer zur Ablageeinrichtung 8 parallelen Ebene bezieht. So kann die Position zur unterhalb der Ablageeinrichtung 8 angeordneten Absaugkammer 15 verändert werden, was sich auf die Ablage der Fasern 6 auf die Ablageeinrichtung 8 auswirkt. Des Weiteren wird die Position der Spinndüse 2 zum Innenrohr 10 eingestellt, so dass neben der mittigen Positionierung auch eine exzentrische möglich ist. Weiterhin wird eine Verstellung der Baueinheit aus Spinndüse 2, Innenrohr 10 und Außenrohr 11 vorgenommen, so dass die Abstände dieser Bauteile zueinander gleich bleiben, auch wenn die Position der Spinndüse 2 zur Absaugkammer 15 angepasst wird. Es werden mehrere Spinndüsen 2 verwendet, welche wie 2 zeigt nebeneinander angeordnet sind. Es werden auch die Abstände der Baueinheiten aus Spinndüse 2, Innenrohr 10 und Außenrohr 11 zueinander eingestellt, was sich unter anderem auf die Breite des Vlieses 1 und auf dessen Struktur auswirkt. Die Struktur wirkt sich direkt auf die Eigenschaften des Vlieses 1 aus.Another control example is shown below. When manufacturing nonwovens for filter application, a nonwoven with high air permeability and high filter effectiveness is required. To measure the air permeability and the filter effectiveness, as an alternative or in addition to a basis weight sensor, further sensors are adjacent to the finished fleece 1 arranged, by means of which these parameters are continuously measured. The measured values are the control device 18th supplied, by means of which these are processed. In the control device 18th the operating parameters are calculated which are necessary for setting the desired air permeability and the desired filter effectiveness. Specific values for target air permeability and target filter effectiveness can be specified. Alternatively, it is required that the air permeability is maximum and the filter effectiveness is maximum, with a certain strength of the fleece 1 may not be undercut. The strength is measured continuously with an online sensor. With help in the control device 18th The process parameters for achieving the goals are calculated using stored algorithms. This takes place in an iterative process, which is ended when the target parameters are reached. From the control device 18th Among other things, the speed of rotation of the spinneret can be adjusted 2 as well as the temperature and thus also the viscosity of the spinneret 2 supplied spinning solution 7th . A low viscosity and a high speed of rotation ensure that very fine fibers are generated 6th , which is beneficial for the desired nonwoven properties. By setting appropriate parameters of the air temperature using the conditioning 14th and the mass flow rate associated with the fluid delivery device 13 the spinning room 9 is supplied is by means of the control device 18th a stable process set. The optimal position of the spinneret 2 is also controlled by the control device 18th determined and adjusted by means of appropriate actuators, which affects the distance of the spinneret 2 to the filing device 8th and the position of the spinneret 2 in a storage facility 8th parallel plane relates. So the position can be below the storage device 8th arranged suction chamber 15th can be changed, which affects the filing of the fibers 6th on the storage device 8th affects. Furthermore, the position of the spinneret 2 to the inner tube 10 set so that in addition to the central positioning, an eccentric positioning is also possible. Furthermore, an adjustment of the spinneret assembly is possible 2 , Inner tube 10 and outer tube 11 made so that the distances between these components remain the same, even if the position of the spinneret 2 to the suction chamber 15th is adjusted. There will be several spinnerets 2 used which like 2 shows are arranged side by side. There are also the distances between the assemblies from the spinneret 2 , Inner tube 10 and outer tube 11 adjusted to each other, which among other things affects the width of the fleece 1 and affects its structure. The structure directly affects the properties of the fleece 1 out.

Die Algorithmen künstlicher Intelligenz sind dabei einem Lernprozess unterzogen, so dass die gesamte Vorrichtung unter immer besseren Bedingungen betrieben wird. Zusätzlich zu den oben genannten Zielfunktionen wird gefordert, dass der Energieverbrauch minimal wird, was durch den Einsatz auf künstlicher Intelligenz beruhender Algorithmen ermöglicht wird. Aggregate hohen Energieverbrauchs werden identifiziert und gedrosselt ohne dass dabei Einbußen hinsichtlich der Vliesqualität entstehen, was durch Anpassung von Parametern an anderer Stelle ermöglicht wird. So kann der Energieverbrauch der Anlage minimiert werden.The artificial intelligence algorithms are subjected to a learning process so that the entire device is operated under increasingly better conditions. In addition to the target functions mentioned above, it is required that the energy consumption is minimal, which is made possible by the use of algorithms based on artificial intelligence. Units with high energy consumption are identified and throttled without any losses in terms of the fleece quality, which is made possible by adjusting parameters elsewhere. In this way, the energy consumption of the system can be minimized.

Mittels der oben beschriebenen Vorrichtungen ist eine besonders effektive Vliesherstellung nach dem Rotationsspinnverfahren durchführbar.By means of the devices described above, a particularly effective nonwoven production can be carried out according to the rotary spinning process.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 17184716 A1 [0002]

Claims

Apparatus for producing a fleece, which has a rotatable spinneret (2) by means of which fibers (6) can be produced from a spinning solution (7) by rotation, with a spinning chamber (9) between the spinneret (2) and a depositing device (8) ), wherein the fibers (6) can be deposited on the depositing device (8) to form a fleece (1), characterized in that a perforated inner tube (10) surrounds the spinning chamber (9) and that between the inner tube (10) and a closed outer tube (11) forms an annular gap (12) and that a fluid can be supplied to the spinning chamber (9) through the annular gap (12) or that a fluid can be discharged from the spinning chamber (9) through the annular gap (12).

Device according to Claim 1 characterized in that a fluid delivery device (13) is connected to the annular gap (12).

Device according to one of the Claims 1 or 2 characterized in that the inner tube (10) encloses an outlet of the spinneret (2).

Device according to one of the Claims 1 to 3 characterized in that a position of a structural unit consisting of the spinneret (2), the inner tube (10) and the outer tube (11) can be adjusted both in terms of their distance from the storage device (8) and in the plane parallel to the storage device (8).

Device according to one of the Claims 1 to 4th characterized in that the spinneret (2) is held displaceably relative to the inner tube (10).

Device according to one of the Claims 1 to 5 characterized in that the spinneret (2) has an inflow channel (3) which lies in an axis of rotation (4) of the spinneret (2) and that the spinneret (2) has a circumferential spinning gap (5) perpendicular to the axis of rotation (4) has, through which the spinning solution (7) in the spinning chamber (9) to the fiber (6) can be spun.

Device according to one of the Claims 1 to 6th characterized in that a plurality of spinning chambers (9) are formed between the depositing device (8) and a plurality of spinning nozzles (2), each of which is surrounded by a perforated inner tube (10) and a closed outer tube (11).

Method for producing a fleece, in which fibers are produced from a spinning solution by means of a rotation of a spinneret, these fibers traversing a spinning space before they are deposited on a depositing device to form a fleece, characterized in that a fluid is supplied to the spinning space via an annular gap or that a fluid is discharged from the spinning chamber through the annular gap.

Procedure according to Claim 8 characterized in that a conditioned cooling gas is fed to the spinning chamber via the annular gap.

Method according to one of the Claims 8 or 9 characterized in that a structural unit consisting of a spinneret, an inner tube and an outer tube is set both in terms of its distance from the storage device and in the plane parallel to the storage device in order to achieve predetermined fleece properties.

Method according to one of the Claims 8 to 10 characterized in that the assembly of the spinneret, the inner tube and the outer tube is positioned automatically with the aid of artificial intelligence.