DE3807483A1 - Vorrichtung zum gleichmaessigen ablegen der elementarfaeden beim herstellen eines vliesstoffes im direktverfahren - Google Patents
Vorrichtung zum gleichmaessigen ablegen der elementarfaeden beim herstellen eines vliesstoffes im direktverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gleichmäßigen
Ablegen der Elementarfäden beim Herstellen eines Vlies
stoffes im Direktverfahren. Die Vorrichtung ist anwendbar
für Anlagen, die die aus einer Spinndüsenanordnung extru
dierten Elementarfäden mit Druckluft recken und bei denen
das Vlies auf einem perforierten Transportband abgelegt
wird. Die auf diese Weise hergestellten Elementarfaden
vliesstoffe genügen hohen Ansprüchen und sind vielseitig
im Konsumgüter- und technischen Sektor einsetzbar.
Vliesstoffe werden bereits seit ca. 30 Jahren mit gegen
wärtig noch steigenden Wachstumsraten in Direktverfahren
hergestellt. Bereits nach kurzer Zeit wurde erkannt, daß
neben günstigen Extrusionsbedingungen und dem Auftragen
hoher Reckkräfte zur Erzielung maximaler Elementarfaden
festigkeiten der Vliesablage eine besondere Bedeutung
zukommt. Das drückt sich an der sehr hohen Zahl bisher
vorgeschlagener Lösungen zur Verbesserung der Ablage aus.
Durch Diffusoren am Ausgang der Verstreckdüsen wird die
Luftströmung stark verzögert und die Elementarfäden ge
spreizt (z. B. DE-OS 16 35 596), ggf. unter Verwendung
spezifischer Strömungsprofile (DD-PS 84 707) oder Zusatz
luftströmungen (FR-PS 15 85 226). Durch derartige
Diffusoren wird der Luftverbrauch der Reckeinrichtung nicht
unwesentlich erhöht und die Fadenablage zwar verbessert,
aber die Festigkeitsunterschiede längs/quer im Vliesstoff
werden nur zum Teil abgebaut.
Eine Vielzahl von Patenten (z. B. US-PS 33 38 992,
FR-PS 23 09 654, DE-OS 14 35 112) beruhen auf der elektro
statischen Aufladung der Elementarfäden, z. B. mittels
Fangelektrode/Koronaentladung, wobei der Aufwand die er
zielbaren Ergebnisse nur zum Teil rechtfertigt.
Einige Patente beruhen auf der Einwirkung von horizontalen
aerodynamischen (z. B. DE-OS 21 14 854) oder mechanischen
(Fr-PS 22 99 438) Querkräften, um die Fadenschar auszu
breiten. Neben einem zum Teil erheblichen Aufwand weisen
die auf diese Art hergestellten Vliesstoffe eine bevor
zugte Querorientierung und damit niedrige Längsfestigkeit
auf.
Einige Patente (z. B. DE-OS 22 00 782, GB-PS 14 73 270)
beruhen auf der Erzeugung von Zentrifugalkräften durch
Rotation von Fadenführungselementen am Ausgang der Reck
düsen. Dadurch soll eine geometrisch dedinierte, mathe
matisch vorbestimmbare Fadenablade erfolgen können. Der
Aufwand, die akustische Belastung und die Aufrechter
haltung der Betriebssicherheit bei Drehzahlen bis zu
2000 min-1 haben bisher eine Durchsetzung dieser Ver
fahren nicht zugelassen.
Die meisten Vorrichtungen nutzen eine unterhalb der Reck
düse angeordnete Ablenkeinrichtung, die zur Vermeidung
einer Fadenbremsung oder einer bevorzugten Fluidablenkung
glatt sein soll und eine ebene, konvexe, konkave bzw.
eine Drehoberfläche aufweisen kann. Die Spreizung des
Fadenbündels kann durch einen Luftstrahl (z. B.
DE-OS 22 20 575), ggf. in Verbindung mit dem sogenannten
COANDA-Effekt (z. B. WO 81/02 172) erfolgen, der besagt,
daß ein unter Druck aus einer Düse austretendes fließendes
Medium nach seinem Austritt an einer davor angeordneten
Fläche haftet und über sie gleitet. Die Fäden können von
dem Fluid erfaßt, gegen die Ablenkeinrichtung gepolstert
und dabei dispergiert werden. Nachteilig dabei ist die
erforderliche Verwendung zusätzlicher Luft und die Er
zielung einer starken Längsorientierung.
Bei der DE-OS 22 11 691 wird die Anordnung eines langen
Führungsrohres im Anschluß an die Injektordüse beschrieben,
welches an seinem Ende abgewinkelt ist. Am Ausgang des
abgewinkelten Rohrstückes ist eine ebene oder konkave Ab
lenkeinrichtung, noch weiter in Richtung der Horizontalen
abgewinkelt, angeordnet. Auf diese Weise wird das Faden
bündel 2stufig gespreizt, wodurch sich insgesamt die
Spreizung erhöht. In einer Variante ist zwischen abge
winkeltem Rohrstück und Ablenkeinrichtung ein weiteres
Rohrstück, welches wieder mehr in vertikaler Richtung
gegenüber dem ersten Rohrstück verläuft, angeordnet. Auf
diese Weise kann die Spreizung sogar in 3 Stufen erfolgen.
Bei dieser Lösung wird die Fadentrennung ausschließlich
durch das Aufprallen der Fadenbündel auf glatte Oberflächen
beeinflußt, wodurch die Auflösung bis zum Einzelfaden nicht
erreichbar ist. Auch eine Schwenkbewegung der Ablenkein
richtung kann nur die Streubreite erhöhen.
Demgegenüber wird gem. der US-PS 42 17 387 auf eine
unterhalb des Injektors angeordnete Verteilerplatte
und unterhalb einer nachgeordneten Ablenkplatte aus
Schlitzdüsen Luft geblasen, um die Einzelfadenauflösung
zu begünstigen. Auf diese Weise wird aber der Energie
bedarf wieder erhöht.
Positiv an dieser Lösung ist noch, daß zwischen Ver
teilerplatte und Ablenkplatte ein Spalt gebildet wird,
der den Luftstrom verzögert und damit die Aufspreizung
der Fäden zusätzlich begünstigt.
Technische Aufgabe ist es, eine Vorrichtung zum gleich
mäßigen Ablegen der Elementarfäden beim Herstellen eines
Vliesstoffes im Direktverfahren so zu gestalten, daß sie
eine hohe Fadendispersion ohne zusätzlichen Luftverbrauch
und zusätzliche Lärmbelästigung sichert und unkompliziert
aufgebaut ist, wobei die aus dem Führungsrohr austretende
Luft direkt zur Erzielung von Einzelluftströmungen in
Verbindung mit einer Ablenkeinrichtung nutzbar wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß
als Ablenkeinrichtung Strahlblenden in einem Winkel
5° β 15° zur Vertikalen angeordnet sind, die Öffnungen
mit einem Durchmesser 1 mm d 3 mm, vorzugsweise 2 mm,
aufweisen. Der horizontale Abstand der Öffnungen beträgt
1,5d a 3d, vorzugsweise 2,3d. Deren vertikaler Ab
stand beträgt 2d b 6d, vorzugsweise 3d. Die Reihen
sind bei einem Abstand von b 4d mindestens um a /6 zu
einander versetzt. Die Länge der Strahlblenden vom Auf
prallpunkt der Fadenscharen bis zu den Unterkanten be
trägt g 100 mm und der Abstand Unterkante zur Auffang
einrichtung 1 800 mm. Die an den Führungsrohren ange
brachten Blasköpfe sind um 15° λ 25° entgegen den
Strahlblenden von der Vertikalen abgewinkelt.
Über den Öffnungen in den Strahlblenden können schräge
Aufwölbungen vorhanden sein, deren höchster Punkt im Be
reich der Obergrenze der Öffnungen angeordnet ist. Dieser
Punkt überragt die Grundfläche der Strahlblenden um
0,2d s d, vorzugsweise 0,4d. Die Länge der Aufwöl
bungen beträgt 0,5d h 2d, vorzugsweise 1,2d.
Ihre Breite hat ihr Maximum an den Öffnungen mit d.
Gegenüber den Strahlblenden können Abluftschirme in einem
Winkel 8° γ 20° nach der anderen Seite von der Verti
kalen abweichend angeordnet sein. Sie sind an ihrem unteren
Ende so abgeknickt, daß sie dort parallel zu den Strahl
blenden unter Bildung eines Spaltes verlaufen, dessen
jeweilige Breite 2 mm z 10 mm beträgt.
Die Blasköpfe können um einen Winkel 10° δ 90° drehbar
an den Führungsrohren angebracht und über Hebel mit einem
Translationsorgan verbunden sein.
Die Strahlblenden können zu einer durchgängigen Strahl
blende verbunden sein.
Die Strahlblenden können um ihre Längsachse schwenkbar
angeordnet sein.
Durch die Kombination der Anordnung der Blasköpfe und der
Strahlblenden zueinander, d. h., den insgesamt einge
schlossenen Winkel β + λ, die entgegengesetzt zur Verti
kalen verlaufende Neigung sowie die steile Anordnung der
Strahlblenden überhaupt mit der spezifischen Gestaltung
der Strahlblenden mit Öffnungen vorgegebener Abmessungen,
Abstände und Anordnungen wird die aus dem Führungsrohr aus
tretende Luft, die für den Reckvorgang der Elementarfäden
ohnehin erforderlich ist, überraschend direkt zur Er
zielung von Spreizkräften nutzbar.
Die aus den Blasköpfen in spitzem Winkel auf die Strahl
blenden geförderte Luft weist in Strömungsrichtung einen
gegenüber der Umgebung höheren, aber im stumpfen Winkel
zur Strömungsrichtung geringeren Druck auf. Der Druck
unterschied nimmt nach dem Aufgleiten des jeweiligen Luft
stromes auf die Strahlblende noch zu. Durch das Zusammen
wirken einer direkten Strömungskomponente in Richtung der
Öffnungen und einer durch einen Unterdruck, wie erläutert,
erzeugten Komponente, werden an den Öffnungen pulsierende
Luftströmungen erzeugt, die insgesamt für eine starke Auf
spaltung des Fadenbündels sorgen.
Eine wesentliche Rolle spielt dabei noch die unmittelbar
nacheinander erzeugte gegenläufige Bewegung von Fadenbündel/
Luftströmung durch die entgegengesetzten Blasrohrneigung
und Strahlblendenneigung zur Vertikalen. Die steile An
ordnung der Strahlblenden ist vor allem deshalb erforderlich,
weil die Einzelluftströme die Fadenschar nicht nur auf
spalten, sondern auch bremsen und eine zu starke Ver
zögerung die kontinuierliche und damit gleichmäßige Faden
ablage beeinträchtigt. In diesem Zusammenhang sind auch
die Maxima der Strahlblendenlänge unterhalb des Aufprall
punktes und der Abstand Strahlblende/Auffangeinrichtung
von Bedeutung.
Durch zusätzlich angebrachte schräge Aufwölbungen über
den Öffnungen kann die Unterdruckkomponente der Luft
strömung verstärkt werden, wobei in diesem Fall die
Maxima der Winkel β und λ zu optimalen Ablagebedingungen
führen. Durch Abluftschirme kann bis zum Spalt eine Ver
zögerung der Luftströmung überlagert werden, die eine
weitere gezielte Beeinflussung der Ablagebedingungen
ermöglicht.
Durch eine Schwenkbewegung der Blasköpfe kann die durch
einen Blaskopf erreichbare Streubreite verbessert werden.
Ein Schwenken mit hoher Frequenz, wie es von Prallblechen
zur Realisierung der Spreizung des Fadenbündels erforder
lich ist, ist hier nicht notwendig. Eine Frequenz von
70 bis 150 min-1 ist völlig ausreichend und führt nicht
zu einer zusätzlichen Lärmbelästigung.
Vorteilhaft ist die Vereinigung der Strahlblenden gruppen
weise oder zu einer einzigen Strahlblende. Insbesondere
kann dann auch ein hoher Schwenkbereich der Blasköpfe
gewährleistet werden.
Eine mögliche Variante zur Erhöhung der von einem Blas
kopf bedienbaren Vliesbreite besteht auch in der in
ihrer Längsachse schwenkbaren Anordnung der Strahlblenden.
Die Erfindung soll nachstehend an 4 Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden.
In den Zeichdnungen zeigt
Fig. 1 eine Ansicht des gesamten Ablagebereiches,
Fig. 2 die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Strahl
blende,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Ablageeinheit,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil der erfindungsge
mäßen Vorrichtung mit durchgängiger Strahlblende,
Fig. 5 die Vorderansicht einer Strahlblende mit Auf
wölbungen und
Fig. 6 die zugehörige Seitenansicht.
Das Polymer Polyamid 6 wird in einem Extruder aufge
schmolzen und einem Spinnbalken mit mehreren Spinnstellen
zugeführt. Jede Spinnstelle ist mit jeweils zwei Spinn
düsen ausgerüstet. In jeder Spinndüse befinden sich 90
Rundlochbohrungen ⌀ 0,3 mm. Mittels Polymerpumpen er
folgt die Dosierung der Schmelze, wobei die Durchsatz
menge konstant 120 g/min und Spinnstelle beträgt. Die
aus den Spinndüsen gepreßten 4 Fadenscharen durchlaufen
ein 320 mm langen Luftkühlsystem und werden von 4 Ver
streckinjektoren aufgenommen und bis zu einem Einzel
titer von 0,22 tex gereckt. Das Aufprägen der Reckkraft
auf die Fadenscharen erfolgt im wesentlichen in Führungs
rohren 3, an deren Ende Blasköpfe 2 angeordnet sind.
Die Blasköpfe 2 mit einem Öffnungsmaß ⌀ 15 mm sind um
λ = 15° von der Vertikalen entgegen der Vliestrans
portrichtung auf der Auffangeinrichtung 7 abgewinkelt.
In einem Abstand von 60 mm zum Ausgang der Blasköpfe 2
sind Strahlblenden 5 montiert. Sie schließen mit der
Vertikalen entgegen der Abwinklung der Blasköpfe einen
Winkel β = 8° ein, so daß Blasköpfe 2 und Strahlblenden
5 insgesamt einen Winkel von 23° einschließen. Die Strahl
blenden 5 besitzen Öffnungen 8 mit einem Durchmesser von
2 mm, deren Abstand in der jeweiligen Reihe 4,6 mm und
der Abstand der Reihen 6 mm beträgt. Die Reihen sind
jeweils um 2,3 mm zueinander versetzt. Die Länge der
Strahlblenden 5 beträgt 100 mm, der Aufprallpunkt 6
der Fadenschar 1 liegt etwa in der Mitte der Strahl
blenden. Die Unterkanten der Strahlblenden 5 besitzen
einen Abstand 1 = 690 mm zur Auffangeinrichtung 7.
Gegenüber den Strahlblenden 5 sind abgewinkelte Abluft
schirme in einem Winkel γ = 15° zur Vertikalen ange
bracht, die im Bereich der Unterkanten mit den Strahl
blenden Spalte der Breite z = 5 mm bilden.
Die Blasköpfe 2 sind über Hebel 4 mit einem Trans
lationsorgan, z. B. einem Kurbeltrieb, verbunden. Sie
werden auf den Führungsrohren 3 um einen Winkel von
14° mit einer Frequenz von 96 min-1 synchron geschwenkt.
Dadurch wandert der Aufprallpunkt 6 der Fadenschar 1
horizontal über die jeweilige Strahlblende. Auf diese
Weise wird die durch einen Blaskopf erreichbare Ablage
breite vergrößert, indem die gespreizte Fadenschar 14
senkrecht zur Vliestransportrichtung ausgelenkt wird.
Der Abstand der Führungsrohre zueinander beträgt 140 mm.
Die gespreizten Fadenscharen 14 legen sich im Verbund
gleichmäßig aneinandergereiht auf der Auffangeinrichtung
7, einem perforierten Transportband, zu einem Elementar
fadenvliesstoff 13 mit einer Flächenmasse von 32 g/m2
ab.
Durch einen Kalander erfolgt anschließend die thermische
Fixierung des Elementarfadenvliesstoffes 13. Die Ablage
auf der Auffangeinrichtung 7 wird unterstützt durch eine
Abluftsaugeinrichtung 12 mit Lochblech 11.
Der Variationskoeffizient der Gleichmäßigkeit der Masse
verteilung beträgt bei dem auf diese Weise erzeugten
Elementarfadenvliesstoff 4,8% gegenüber 10,2% unter
Einsatz eines bekannten Prallbleches.
Durch Variation der genannten Variablen im Bereich der
erfindungsgemäß vorgegebenen Grenzen lassen sich die
Vliesstoffeigenschaften den geforderten Parametern, ins
besondere der Festigkeit längs/quer, anpassen.
Gegenüber Beispiel 1 sind die Strahlblenden 5 zusätzlich
mit Aufwölbungen 9 versehen. Bei gleicher Öffnungs
größe und -anordnung ragen die Aufwölbungen 9 an ihrem
höchsten Punkt um s = 2 mm über die Oberfläche der Strahl
blende. Ebenso betragen ihre maximale Breite und ihre
Länge 2 mm. Die Blasköpfe 2 sind um 25° und die Strahl
blenden 5 um 15° von der Vertikalen abweichend geneigt.
Somit ergibt sich zwischen beiden ein Winkel von 40°.
Durch die partielle Ablenkung der Luftströmungen über
den Öffnungen 8 werden auch bei diesem Winkel noch
pulsierende Einzelluftströme analog Beispiel 1 erzielt.
In dieser Variante sind die Strahlblenden 5 zu einer
breiten Strahlblende 5′ vereinigt. Dadurch wird einer
seits der Fertigungsaufwand reduziert, zum anderen
sind größere Auslenkungen der Blasköpfe 2, d. h., bis
δ = 90° möglich, womit die durch eine Spinnstelle
überdeckbare Vliesbreite maximiert wird. Im übrigen
ist, wie in Beispiel 1 dargelegt, zu verfahren.
In einer weiteren Variante sind die Strahlblenden 5
um ihre Längsachse schwenkbar angeordnet. Durch diese
Schwenkbewegung allein oder in Verbindung mit einer
überlagerten Schwenkbewegung der Blasköpfe 2 können
die Ablagebedingungen darüber hinaus zielgerichtet
beeinflußt werden.
Claims (6)
1. Vorrichtung zum gleichmäßigen Ablegen der Elementar
fäden beim Herstellen eines Vliesstoffes im Direktver
fahren, bei der an den Injektoren angeordnete Führungs
rohre, welche der Fadenführung und dem Aufprägen der
Reckkraft dienen, an ihren Enden abgewinkelt sind und
unterhalb eine ebene Ablenkeinrichtung über einer be
wegten Auffangeinrichtung angeordnet ist, dadurch ge
kennzeichnet,
daß als Ablenkeinrichtung Strahlblenden (5) in einem
Winkel 5° β 15° zur Vertikalen angeordnet sind, die
Öffnungen (8) mit einem Durchmesser 1 mm d 3 mm,
vorzugsweise 2 mm, aufweisen, deren horizontaler Ab
stand 1,5 d a 3 d, vorzugsweise 2,3 d und deren
vertikaler Abstand 2 d b 6 d, vorzugsweise 3 d,
beträgt und die Reihen bei einem Abstand von b 4 d
mindestens um a /6 zueinander versetzt sind, daß die
Länge der Strahlblenden (5) vom Aufprallpunkt (6) der
Fadenscharen bis zu den Unterkanten g 100 mm und
der Abstand Unterkante zur Auffangeinrichtung (7)
1 800 mm betragen und daß die an den Führungsrohren (3)
angebrachten Blasköpfe (2) um 15° λ 25° entgegen den
Strahlblenden (5) von der Vertikalen angewinkelt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß über den Öffnungen (8) schräge Aufwölbungen (9)
vorhanden sind, deren höchster Punkt im Bereich der
Obergrenze der Öffnungen angeordnet ist, wobei dieser
Punkt die Grundfläche der Strahlblenden um 0,2 d s d,
vorzugsweise 0,4 d überragt, die Länge der Aufwölbungen
0,5d h 2d, vorzugsweise 1,2d, beträgt und ihre
Breite an den Öffnungen ihr Maximum mit d hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß gegenüber den Strahlblenden (5) Abluft
schirme (10) in einem Winkel 8° γ 20° nach der anderen
Seite von der Vertikalen abweichend angeordnet sind und
an ihrem unteren Ende so abgeknickt sind, daß sie dort
parallel zu den Strahlblenden unter Bildung eines Spaltes
verlaufen, dessen jeweilige Breite 2 mm z 10 mm beträgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Blasköpfe (2) um einen Winkel 10°
δ 90° drehbar an den Führungsrohren angebracht und über
Hebel (4) mit einem Translationsorgan verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlblenden (5) zu einer durchgängigen Strahl
blende (5′) verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Strahlblenden (5) um ihre Längsachse
schwenkbar angeordnet sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD30246287A DD261179A1 (de) | 1987-05-05 | 1987-05-05 | Vorrichtung zum gleichmaessigen ablegen der elementarfaeden beim herstellen eines vliesstoffes im direktverfahren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3807483A1 true DE3807483A1 (de) | 1988-11-17 |
Family
ID=5588759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19883807483 Withdrawn DE3807483A1 (de) | 1987-05-05 | 1988-03-08 | Vorrichtung zum gleichmaessigen ablegen der elementarfaeden beim herstellen eines vliesstoffes im direktverfahren |
Country Status (2)
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DD (1) | DD261179A1 (de) |
DE (1) | DE3807483A1 (de) |
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1987
- 1987-05-05 DD DD30246287A patent/DD261179A1/de unknown
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---|---|
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