EP0598463B2 - Process and apparatus for conveying and for laying continuous filaments bundle with air force - Google Patents
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- EP0598463B2 EP0598463B2 EP93250289A EP93250289A EP0598463B2 EP 0598463 B2 EP0598463 B2 EP 0598463B2 EP 93250289 A EP93250289 A EP 93250289A EP 93250289 A EP93250289 A EP 93250289A EP 0598463 B2 EP0598463 B2 EP 0598463B2
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- D04H3/16—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic filaments produced in association with filament formation, e.g. immediately following extrusion
Definitions
- the invention relates to a method and a device to convey and store coulters endlessly Threads according to the preamble of the main claim and the subsidiary claim such as this is known from DE-A-4 014 989.
- slot channels have the disadvantage that they are high Require manufacturing accuracy because it acts mostly around slot widths of less than 1 mm, and that they become contaminated over time or damage, for example when the Pollution, change.
- By sticking to Dirt or nicks in the delicate and in the Manufacturing expensive slot lips results in speed differences in the across the width of the Channel flowing air. That draws irregularities in the funded group of threads, by namely areas of higher speed the threads lead to an increasing extent because a thread that is there once got in, not or only from outside forced sideways movement back into areas slower speed.
- the drainage channel then exists from a narrowed part of the pressurized encapsulated space in the form of two closely opposed Walls closed by end walls, which can run parallel or in cross section can expand (diffuser) or narrow and then can expand (venturi).
- Thread speed also in the course of increasing throughput and the economics of the process are desirable. It has its limits in fleece laying. The higher the air speed is, the higher the turbulence between the discharge duct and the fall arrester. In addition is through the free jets below the fume cupboard Ambient air sucked in. It comes to one increase the air conversion loading the entire process, and there will be further turbulence from the mixing generated. In addition, the strong degree of Deceleration of the flow leaving the channel the way to the catchment area through the damming high degree of unregulated flow, partly with Backflow and strong swirling of the threads from the shelf with it. In addition to the elevated This brings energy expenditure mainly through the Turbulence caused by uneven thread distribution Bundles and strands in the later fleece.
- the non-detachable flow is particularly difficult to realize in a flat diffuser because there are disturbances start from the end wall boundary layers and it often leads to unilateral detachment on the longitudinal surfaces comes with a crooked flow profile and thus uneven distribution of the threads over the channel.
- round diffuser channels the conditions are somewhat better, but here too a limited expansion is possible; one expects a maximum of 7 ° extension angle.
- the object of the invention is a method and To create device with which coulters endless Threads or also essentially endless threads high speed through air currents, that can generally also be gas or steam flows be and evenly without thread bundling or Twists are placed on a shelf.
- the channel has a high pulling effect in this area on the threads, but it is through the side suction no longer the high air speeds the laying and also no laterally acting secondary flows present because of the entire draft dog Laying area up to the storage area from the surroundings is encapsulated.
- the seal of the ever-moving Storage area is made by moving rollers, sliding or moving surfaces or brushes, too through labyrinth seals, which sealing gas flows can contain, created in a known manner.
- Duct can reduce the amount of air sucked in and therefore the energy consumption quite narrow to Example 2 to 4 mm, are kept because it comes to generate the force effect on the thread only the size of the speed.
- the Channel width is the Channel width and still by the amount and thickness of the Threads and an operational security surcharge Avoiding bumps on the wall.
- the threads that melt away from the spinneret emerge are usually in a known manner via cross-blowing cooled and enter in solidified form the channel.
- the area above the channel is preferred not isolated from the ambient air, so that the blowing air is only a part of that Channel is sucked in, however, spinning smoke that closes the channel could contaminate, blown off laterally above can be.
- the air extracted from the side can come from the same Blower can be sucked in, which also below sucks off the shelf. You can also by separate Blowers or other suction devices be made. The extracted air can Spinning room from the suction devices to Air balance can be fed back if for that is not taken care of in any other way.
- the channel at the end of the Extend parallel part to a storage chamber can be introduced baffles and the threads succeed under much less Air speeds as they pull over it were used to lay down to an even fleece.
- a first extension can already be in the lower one Area of the channel can be provided on what then the extension into the filing chamber connects.
- the suction chambers on the side of the duct wall can communicate with the laying room by the vacuumed All or part of the air there is the main circuit is supplied again, however in general without directly influencing the thread group.
- the ambient air is caused by the negative pressure greatly accelerated when entering drain channel 5 and then flows through you at high speed upper region of the discharge duct, referred to as the pulling part 10 5, which is designed as a parallel channel and in a lower area that is also parallel, transforms.
- the walls of this area 11 have openings 26, which open into chamber 13.
- the air out the free channel cross section 12 is through the breakthroughs 26 and chambers 13 according to arrows 14a and 14b of a likewise not shown here Extracted suction device. Part or all of it lateral suction from the channel area 11 can but also by the effect of the arrows 8 and 9 illustrated suction device made become.
- the openings 26 in the channel walls are as round holes are formed, but they can also be one have a different cross section. Furthermore, can a porous one for the channel wall in the lower region 11 Material that is used in certain air Lets through.
- the chambers 13 can be different Segments exist that exceed the height of the bottom Area 11 are arranged one above the other. You serve either to equalize the suction or to form different side suction Partial flows. To the extent that air is sucked out to the side the speed of the main current decreases in the trigger channel 5. The speed of each Part sucked off laterally through the openings of the air flow must be at the respective extraction point the speed of the main stream there lie.
- the lower channel area 11 opens into the laying room 16, in which there is a sudden cross-sectional expansion of the parallel channel with the free cross section 12 is coming.
- arrows 17a, 17b, 17c, 17d, 17e by their different lengths, the speed of the air through the side Suction has been greatly reduced and it will Threads in the laying room 16 under much less Speed than in the upper pulling part 10 on the storage surface 15 filed.
- the air speed at the end of culvert 5, arrow 17e accordingly, on the thread speed and also to have sunk a little below. Then she builds further away and the threads accumulate in curved Orbits and intertwine with each other, which ends in the fleece shelf.
- the goal is to apply the highest possible forces to the thread letting can be increased by that stretching rollers above the channel 5 in a known manner or rollers 23a, 23b in the channel 5 pulled thread coulter be swung in. Due to the friction effect on the wrapped rollers is according to the mode of action of a rope drive the pulling effect on the thread around the frictional forces increased on the rollers 23a, 23b and it there is a combined mechanical-aerodynamic Stretching the threads.
- a pair of rollers can also be arranged one above the other are advantageous in such a way that the rollers 23a, 23b first horizontally next to each other on the same Height (shown in dashed lines in Fig.
- the device and the method of manufacture of spunbonded nonwovens with this device is not limited on endless threads Threads, which have a finite length, accompanying them Air flows are fed to the duct and then in same way a pulling action on sections to be subject to the threads. Such methods have become known as meltblown threads, whereby hot air flows emerge next to the melt openings.
- the threads can be endless or they tear off from time to time and form a spectrum irregularly long fibers.
- the advantages of the device according to the invention prove themselves particularly in the production of Spunbonded nonwovens as shown in FIGS. 1 and 2 shown.
- the Intake of practically undisturbed air into the duct 5 results from the area below the cooling zone a very even flow in the upper channel area, the drawn part 10.
- With a good seal between Laying room 16 and storage area 15 can control the air speed in the drawn part 10 in the range of 10,000 m / min and above - theoretically up to the speed of sound of approximately 18,000 m / min, practically around some under it.
- the breakthroughs 26 at discrete locations will look like did not show the parallel path of the threads or not significantly disturbed.
- rollers 23a, 23b can be stretched if desired large fleece width can be stored on both sides, unlike stretching with one-sided Godets of bundles of threads or narrow bands of thread or coulters, the rollers for the stretching turn at different speeds. However, it can also swiveling rollers or rollers with approximately same speed can be provided in Form of a rope drive also help pull the thread to the aerodynamic friction forces in the Channel.
- Threads can be pulled out of the Melt, the cooling and solidification through the supply of heat for example using radiant heaters again be heated from the outside. At high thread speeds Then a new stretching succeeds in the form of a neck with a high This increases the orientation of the molecules Flow process. Because of the reduction in diameter shortly afterwards the thread cools down again and the the higher oriented state reached is frozen. The strength increases, the elongation decreases. It will receive higher quality threads. With polyester (PET) leaves there is also a significant reduction in shrinkage achieve. The right location for reheating can easily be determined by experiments. The string should not have cooled too far inside, then warping with "neck” is all the easier.
- PET polyester
- the invention is applied to the Spunbond production continues with the following examples explained.
- the Length of the cooling surface (height of the blowing cassette) was 800 mm. There was a distance of about 200 mm the inlet cross-section of the duct, its width 4 mm and the thread width on each side towered by 8 mm.
- the length of the parallel drawn part was 420 mm, below that the suction part, i.e. the lower part of the canal, with a total length of 250 mm.
- the side suction was done by individual Holes in the channel wall with different Diameters between 2 and 8 mm. It porous sintered metal surfaces were also used but did not change the procedural result. It could through the partially transparent canal walls can be observed that the threads on essentially parallel tracks across the entire Pulling and suction part of the channel moved down.
- the suction was set to different degrees from an air speed about twice that high as the thread speed at the transition of the parallel suction part in the sudden expansion of the laying room up to speeds there slightly below the thread speed. Caught in the latter case the threads start to weave themselves in winding paths move what is then strong in the sudden expansion increased.
- the negative pressure in the laying room 16 was 1050 mm WS, corresponding to approximately 105 mbar compared to atmosphere.
- Laying room 16 was over sealing elements, as described in detail sealed with a rotating drum. The constriction the thread cluster in the lower part was only a few mm with the effect that a fleece of a width of approximately 200 mm from the original Thread width of 200 mm with a slightly reinforced outer edge.
- the threads had an average strength of 1.7 dtex, corresponding approximately 17 ⁇ m, the strength was 2.6 cN / dtex, the elongation as well as the strength when the threads break in Tear test measured 107%, the boil shrinkage less than 3%; all thread values were according to the concerned DIN regulations determined.
- Nonwovens in the range from 6 to 80 g / m 2 were set as a storage surface by changing the peripheral speed of the drum accordingly.
- the drum consisted of a perforated surface with woven wire mesh.
- the basis weight distribution was scattered with a coefficient of variation of less than 8%, for heavy nonwovens significantly less than 4%.
- the threads had an average thickness of 1.6 dtex, corresponding to approximately 18 ⁇ m.
- the nonwovens produced were in the range from 6 to 35 g / m 2 and had a coefficient of variation of the basis weight distribution of less than 10 or less than 6%.
- the fleece was lifted from the drum and fed to a calender, in which the fleece was solidified point by point between a heated roller provided with corrugations (truncated pyramid shape) and then rolled up.
- the device according to the invention was so far shown in the production of spunbonded nonwovens. Another one The field of application is the conveyance of threads and thread lying, the speed of the shelf in the order of the thread speed lies. Another application is generally in conveying threads with air at high speed and the separation of the air where this not simultaneously associated with high turbulence generation should be.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Förderung und Ablage von Scharen endloser Fäden nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und des nebengenordneten Anspruchs wie dies beispielsweise aus der DE-A-4 014 989 bekannt ist.The invention relates to a method and a device to convey and store coulters endlessly Threads according to the preamble of the main claim and the subsidiary claim such as this is known from DE-A-4 014 989.
Die Förderung von endlosen Fäden findet beispielsweise breite Anwendung bei der Herstellung von Spinnvliesen, wo aus einer Spinndüse Fäden vermittels Luftströmen abgezogen und direkt zu einem Vlies abgelegt werden. Es sind zahlreiche Verfahren zur Herstellung dieser Spinnvliesen bekanntgeworden, die sich zum einen darin unterscheiden, ob Fadenbündel aus Runddüsen oder Fadenscharen aus Längsdüsen ausgesponnen werden und zum anderen in der Erzeugung der Luftströme, ihrer Führung und in der Regel meist gleichzeitigen Verwendung zur Ablage der Fäden auf einem Auffangband, der sogenannten Vlieslegung.The promotion of endless threads takes place, for example wide application in the manufacture of Spunbonded fabrics, where threads are conveyed from a spinneret Air flows are drawn off and placed directly into a fleece become. There are numerous manufacturing processes of these spunbonded webs that are known on the one hand differentiate whether thread bundles are made of Round nozzles or thread sheets spun out of longitudinal nozzles and secondly in production of the air flows, their guidance and usually mostly simultaneous use for storing the threads on one Harness, the so-called fleece laying.
Es ist bekannt, Fadenscharen aus Längsdüsen, auch Rechteckdüsen genannt, auszuspinnen und sie in voller Breite dem Auffangband zuzuführen. Demgegenüber haben zu Bündeln zusammengefaßte Fäden den Nachteil, daß sie nach dem Abzugsorgan, meist ein runder Injektorkanal, wieder ausgebreitet werden müssen, um zu einer möglichst gleichmäßigen Ablage der Fäden zu gelangen.It is known to have sheets of thread from longitudinal nozzles, also called rectangular nozzles to spin out and in feed the full width to the catch belt. In contrast have bundles of threads Disadvantage that they are usually a round after the trigger Injector channel, need to be spread again in order to deposit the threads as evenly as possible to get.
Bei der Erzeugung der die Fäden ziehenden Luftströme sind entsprechend den bereits genannten Injektorkanälen auch solche für Fadenscharen bekanntgeworden. In einen rechteckigen Kanal, der in seinem oberen Teil an den zwei gegenüberliegenden Längsseiten Schlitze hat, wird durch die Schlitze Luft, in Ausnahmefällen auch ein anderes Gas, hindurchgedrückt und durchströmt den Kanal nach unten (DE-PS 19 65 054). Dabei wird je nach Schlitzkonfiguration und Druckverhältnissen ein bestimmter Teil der umgebenden Atmosphäre, meist auch Luft, oben in den Kanal mit eingesaugt. Die Fäden treten ebenfalls oben in den Kanal ein, wobei sich diese Sekundärluftzuströmung zum Kanal hin vorteilhaft für das Einfädeln erweist. Diese Schlitzkanäle haben den Nachteil, daß sie zum einen eine hohe Fertigungsgenauigkeit erfordern, denn es handelt sich meistens um Schlitzweiten von unter 1 mm, und daß sie sich im Laufe der Zeit durch Verschmutzung oder Beschädigung, zum Beispiel bei Behebung der Verschmutzung, verändern. Durch das Anhaften von Schmutz oder Scharten in den empfindlichen und in der Herstellung teuren Schlitzlippen ergeben sich Geschwindigkeitsunterschiede in der über die Breite des Kanals strömenden Luft. Das zieht Ungleichmäßigkeiten in der geförderten Fadenschar nach sich, indem nämlich Bereiche höherer Geschwindigkeit die Fäden in vermehrtem Maße führen, weil ein Faden, der einmaldort hineingelangt ist, nicht oder nur durch eine von außen erzwungene Seitenbewegung wieder in Bereiche geringerer Geschwindigkeit gelangt.In the generation of the air streams pulling the threads are in accordance with the injector channels already mentioned also those for thread groups have become known. In a rectangular channel that is in its upper Part on the two opposite long sides If there are slits, air will pass through the slits, in exceptional cases another gas, pushed through and flows down the channel (DE-PS 19 65 054). Depending on the slot configuration and pressure conditions a certain part of the surrounding atmosphere, mostly also air, sucked into the duct at the top. The threads also enter the channel at the top, this secondary air inflow to the duct proves advantageous for threading. These slot channels have the disadvantage that they are high Require manufacturing accuracy because it acts mostly around slot widths of less than 1 mm, and that they become contaminated over time or damage, for example when the Pollution, change. By sticking to Dirt or nicks in the delicate and in the Manufacturing expensive slot lips results in speed differences in the across the width of the Channel flowing air. That draws irregularities in the funded group of threads, by namely areas of higher speed the threads lead to an increasing extent because a thread that is there once got in, not or only from outside forced sideways movement back into areas slower speed.
Ein anderer Weg besteht darin, die Strömung durch Absaugen zu erzeugen statt Hineindrücken (Textiltechnik 23 (1973) S. 82-87). Dabei wird unterhalb eines Auffangbandes abgesaugt und die Fäden fallen frei durch Schwerkraft in einen Trichter oberhalb des Bandes und werden dort von der Saugströmung gezogen.Another way is to flow through Generate suction instead of pushing in (textile technology 23 (1973) pp. 82-87). This is below a catchment belt suctioned off and the threads fall freely Gravity into a funnel above the belt and are drawn there by the suction flow.
Wieder eine andere Möglichkeit besteht darin, den Raum zwischen Spinndüse und Kanal vollständig zu kapseln und die Luft in einem gehörigen Abstand zum Kanal von seitlich oberhalb desselben hineinzudrücken, um die geschilderten Nachteile der Schlitze zu vermeiden (US-PS 4 340 563). Der Abzugskanal besteht dann aus einem verengten Teil des unter Überdruck stehenden gekapselten Raumes in Form zweier eng gegenüberstehender Wände, geschlossen durch Stirnwände, die parallel verlaufen können oder sich im Querschnitt erweitern können (Diffusor) oder sich verengen und anschließend sich erweitern (Venturi) können.Another possibility is to completely close the space between the spinneret and the channel encapsulate and the air at a proper distance from the Pushing the channel in from the side above it, to avoid the described disadvantages of the slots (U.S. Patent 4,340,563). The drainage channel then exists from a narrowed part of the pressurized encapsulated space in the form of two closely opposed Walls closed by end walls, which can run parallel or in cross section can expand (diffuser) or narrow and then can expand (venturi).
Eine weitere Möglichkeit der Erzeugung und Führung der die Fäden ziehenden Luftströme besteht darin, daß der Raum zwischen der Unterkante des Abzugskanals (bzw. des als solchen fungierenden verengten Teils des beschriebenen gekapselten Raumes) und der Ablagefläche von der umgebenden Atmosphäre abgekapselt wird und unterhalb der Ablagefläche abgesaugt wird (DE-PS 34 01 639). Das erfordert gleitende oder reibende Dichtungen zwischen dem Kanalende und der Ablagefläche und zwischen ihr und den Absaugeleitungen darunter. Dabei kann der obere Teil ebenfalls gekapselt sein und gezielt Luft zur Abkühlung der Fäden und zur Zufuhr an den Kanal erhalten, der Bereich zwischen Spinndüse und Kanal kann aber auch frei zur Atmosphäre geöffnet bleiben.Another way of generation and leadership of the air currents pulling the strings is that the space between the bottom edge of the duct (or the narrowed part functioning as such of the encapsulated room described) and the storage area encapsulated from the surrounding atmosphere and is suctioned off below the shelf (DE-PS 34 01 639). That requires sliding or rubbing Seals between the end of the duct and the shelf and between it and the suction lines underneath. The upper part can also be encapsulated be and targeted air to cool the threads and Received feed to the canal, the area between Spinneret and channel can also be free to the atmosphere stay open.
Diese beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen haben zwar nicht den Nachteil der sich als empfindliche Geometrie über die Zeit verändernden Schlitze, sie finden aber eine Begrenzung zu hohen Geschwindigkeiten hin. Hohe Luftgeschwindigkeiten werden benötigt, um eine möglichst hohe molekulare Orientierung der Fäden durch Verziehen unterhalb der Spinndüse bis zu ihrer Erstarrung zu erreichen. Besonders ist das der Fall bei Fäden aus Polyester, während bei Polypropylen ohnehin mit reinem Luftabzug keine hohen Festigkeiten und geringen Dehnungen, wie sie Polykondensate ermöglichen, erhalten werden können, sie aber auch bei den meisten Anwendungsfällen im hygienischen und medizinischen Bereich nicht braucht. Bei Geotextilien aus Polypropylen werden jedoch höhere Festigkeiten als bisher gewünscht und es bleibt dann nur die zusätzliche mechanische Verstreckung, wobei wieder Luftströme die Vlieslegung vornehmen können. Außerdem ist eine höhere Fadengeschwindigkeit auch im Zuge der Durchsatzsteigerung und der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erwünscht. Sie hat ihre Grenzen in der Vlieslegung. Je höher die Luftgeschwindigkeit ist, desto höher ist die Turbulenz zwischen Abzugskanal und Auffangband. Zudem wird durch die Freistrahlen unterhalb des Abzugskanals Umgebungsluft angesaugt. Es kommt zu einem erhölten, das gesamte Verfahren beladenden Luftumsatz, und es werden durch die Vermischung weitere Turbulenzen erzeugt. Außerdem bringt der starke Grad der Verzögerung der den Kanal verlassenden Strömung auf dem Weg zur Auffangfläche hin durch den Aufstau ein hohes Maß von ungeregelter Strömung, teilweise mit Rückströmung und starkem Wiederaufwirbeln der Fäden von der Ablagefläche her mit sich. Neben dem erhöhten Energieaufwand bringt dies vor allem durch die Turbulenzen ungleichmäßige Fadenverteilung durch Bündelungen und Strähnen im späteren Vlies.These described devices and methods for the production of spunbonded nonwovens Disadvantage of being sensitive geometry over the Time-changing slots, but they find a limitation towards high speeds. High air speeds are needed to make one possible high molecular orientation of the threads by warping below the spinneret until it solidifies to reach. This is particularly the case with polyester threads, while with polypropylene anyway with pure Air extraction no high strength and low elongation, how they enable polycondensates can be, but also in most applications in the hygienic and medical area does not need. For geotextiles made of polypropylene However, higher strengths than previously are desired and then there is only the additional mechanical Stretching, with air currents again, the fleece laying can make. It is also a higher one Thread speed also in the course of increasing throughput and the economics of the process are desirable. It has its limits in fleece laying. The higher the air speed is, the higher the turbulence between the discharge duct and the fall arrester. In addition is through the free jets below the fume cupboard Ambient air sucked in. It comes to one increase the air conversion loading the entire process, and there will be further turbulence from the mixing generated. In addition, the strong degree of Deceleration of the flow leaving the channel the way to the catchment area through the damming high degree of unregulated flow, partly with Backflow and strong swirling of the threads from the shelf with it. In addition to the elevated This brings energy expenditure mainly through the Turbulence caused by uneven thread distribution Bundles and strands in the later fleece.
Die Erweiterung des Luftkanals nach seinem engsten Bereich, in dem die höchsten Luftgeschwindigkeiten herrschen und damit die größten Kräfte auf die Fäden ausgeübt werden, zu einem Diffusor bringt ebenfalls große Probleme, weil solche verzögerten Strömungen insbesondere im Anschluß an eine Vorlauf strömung im engen Teil des Kanals durch die dort gebildeten Grenzschichten keine starke Verzögerung gestatten, ohne daß die Strömung abreißt. Derartige Ablösungen erzeugen Wirbel und diese wiederum Zusammenballungen der Fäden zur Strähnen und Bündeln. Außerdem sind derartige Ablösungen meistens keine stetigen Strömungen, was sich in ungleicher Fadenverteilung dann im Vlies auswirkt.The expansion of the air duct to its closest Area where the highest air speeds rule and with it the greatest forces on the threads to be exercised also brings to a diffuser big problems because of such delayed currents especially following a flow flow in the narrow part of the canal through those formed there Boundary layers do not allow a strong delay, without the current breaking off. Such replacements generate vortices and these in turn The threads are bundled together to form strands and bundles. In addition, such replacements are mostly no steady currents, which results in uneven thread distribution then affects in the fleece.
Besonders schwer ist die ablösungsfreie Strömung in einem ebenen Diffusor zu verwirklichen, weil dort Störungen von den Stirnwandgrenzschichten ausgehen und es häufig zu einseitiger Ablösung an den Längsflächen kommt mit schiefem Strömungsprofil und damit ungleichmäßiger Verteilung der Fäden über den Kanal. Bei runden Diffusorkanälen sind die Verhältnisse etwas besser, aber auch hier gelingt nur eine begrenzte Erweiterung; man rechnet maximal mit 7° Erweiterungswinkel.The non-detachable flow is particularly difficult to realize in a flat diffuser because there are disturbances start from the end wall boundary layers and it often leads to unilateral detachment on the longitudinal surfaces comes with a crooked flow profile and thus uneven distribution of the threads over the channel. With round diffuser channels, the conditions are somewhat better, but here too a limited expansion is possible; one expects a maximum of 7 ° extension angle.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen Scharen endloser Fäden oder auch im wesentlichen endloser Fäden bei hoher Geschwindigkeit durch Luftströme, das können allgemein auch Gas- oder Dampfströme sein, gezogen werden und gleichmäßig ohne Fadenbündelung oder Zwirnungen auf eine Ablagefläche abgelegt werden.The object of the invention is a method and To create device with which coulters endless Threads or also essentially endless threads high speed through air currents, that can generally also be gas or steam flows be and evenly without thread bundling or Twists are placed on a shelf.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrens und des Vorrichtungsanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen der Oberbegriffe gelöst.This object is achieved by the characteristic features of the method and Device claim in connection with the features the generic terms solved.
Dadurch, daß Luft durch einen Kanal von unterhalb der Fadenablagefläche gesaugt wird, wobei sie oben in den Kanal in den im wesentlichen rechteckigen Qurschnitt eintritt, zwischen den vorzugsweise parallelen Seitenwänden im oberen Bereich des Kanals eine hohe Geschwindigkeit erhält und anschließend über seitliche Durchbrüche in der Kanalwand bis zu einem bestimmten Reststrom, der notwendig ist, die Fäden weiter der Ablagefläche zuzuführen, abgesaugt wird, können die Fäden gleichmäßig ohne Fadenbündelungen abgelegt werden. Im oberen Teil des Kanals, dem Ziehteil, wird eine sehr gleichmäßige Strömung erhalten, weil die Luft aus der ungestörten Umgebung angesaugt wird, vergleichbar mit dem vorderen Teil eines offenen Windkanals, in dem sich das zu untersuchende Modell befindet. Der Kanal hat in diesem Bereich eine hohe Ziehwirkung auf die Fäden, es sind aber durch die seitliche Absaugung nicht mehr die hohen Luftgeschwindigkeiten bei der Legung und auch keine seitlich einwirkenden Sekundärströmungen vorhanden, weil der gesamte Ziehund Legebereich bis zur Ablagefläche von der Umgebung abgekapselt ist.By passing air through a duct from below the thread support surface is sucked, being in the channel in the essentially rectangular cross-section occurs between the preferably parallel Sidewalls in the upper part of the channel are high Receives speed and then over lateral Breakthroughs in the channel wall up to a certain point Residual current that is necessary to continue the threads Feeding storage space, is suctioned off, the Threads deposited evenly without bundles of threads become. In the upper part of the channel, the drawn part get a very even flow because of the air is sucked in from the undisturbed environment, comparable with the front part of an open wind tunnel, in which the model to be examined is located. The channel has a high pulling effect in this area on the threads, but it is through the side suction no longer the high air speeds the laying and also no laterally acting secondary flows present because of the entire draft dog Laying area up to the storage area from the surroundings is encapsulated.
Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich. Die Dichtung der stetig bewegten Ablagefläche, sei es ein Siebband oder eine Trommel, gegenüber dem Kanal und der Absaugekammer unterhalb der Ablagefläche wird durch bewegte Rollen, gleitende oder mitbewegte Flächen oder Bürsten, auch durch Labyrinthdichtungen, welche Sperrgasströme enthalten können, in bekannter Weise geschaffen. Der Kanal kann zur Verringerung der angesaugten Luftmenge und damit des Energieaufwandes ziemlich eng, zum Beispiel 2 bis 4 mm, gehalten werden, denn es kommt zur Erzeugung der Kraftwirkung auf den Faden nur auf die Größe der Geschwindigkeit an. Neben der zur Verziehung/Verstreckung notwendigen Luftmenge wird die Kanalweite und noch durch die Menge und Dicke der Fäden und einem betrieblichen Sicherheitszuschlag zur Vermeidung von Anschlagen an der Wand bestimmt. Sind enge Kanalweiten möglich, so sind auch bei hohen Geschwindigkeiten im parallelen Ziehteil des Kanals laminare Strömungen möglich mit dem Vorteil einer geringeren Hin- und Herbewegung der Fäden verglichen mit turbulenter Strömung. Die Fäden haben dann einen ruhigeren Lauf längs im wesentlichen paralleler Bahnen in Abständen voneinander wie von den Düsenbohrungen vorgegeben, quer zur Düsenlängsachse zusammengerückt auf die Kanalweite von der im allgemeinen größeren Breite der Düsenplatte.By the specified in the subclaims Measures are advantageous further training and improvements possible. The seal of the ever-moving Storage area, be it a sieve belt or a drum, opposite the duct and the suction chamber below the counter surface is made by moving rollers, sliding or moving surfaces or brushes, too through labyrinth seals, which sealing gas flows can contain, created in a known manner. Of the Duct can reduce the amount of air sucked in and therefore the energy consumption quite narrow to Example 2 to 4 mm, are kept because it comes to generate the force effect on the thread only the size of the speed. In addition to that for warping / stretching necessary air volume is the Channel width and still by the amount and thickness of the Threads and an operational security surcharge Avoiding bumps on the wall. If narrow channel widths are possible, even with high ones Speeds in the parallel pulling part of the channel laminar Currents possible with the advantage of a lower one Floating threads compared with turbulent flow. The threads then have one quieter running along essentially parallel paths at a distance from each other as from the nozzle bores specified, moved together transversely to the longitudinal axis of the nozzle on the channel width of the in general larger width of the nozzle plate.
Die Fäden, die schmelzflüssig aus der Spinndüse austreten, werden in bekannter Weise meist über Queranblasungen abgekühlt und treten in erstarrter Form in den Kanal ein. Der Bereich oberhalb des Kanals ist vorzugsweise nicht von der Umgebungsluft abgeschlossen, so daß die Anblasluft nur zu einem Teil von dem Kanal angesaugt wird, Spinnrauch jedoch, der den Kanal verschmutzen könnte, weiter oben seitlich abgeblasen werden kann.The threads that melt away from the spinneret emerge, are usually in a known manner via cross-blowing cooled and enter in solidified form the channel. The area above the channel is preferred not isolated from the ambient air, so that the blowing air is only a part of that Channel is sucked in, however, spinning smoke that closes the channel could contaminate, blown off laterally above can be.
Die Absaugung findet zur Vermeidung der bekannten Schwierigkeiten beim Diffusor in einem parallelen oder im wesentlichen parallelen unteren Kanalteil statt, indem dort poröse Flächen oder einzelne Löcher angebracht sind. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß große Luftmengen seitlich aus einem Kanal abgesaugt werden können, ohne daß die Fadenschar in ihrem Lauf beeinflußt wird. Dabei muß die Geschwindigkeit der seitlich durch die Flächen strömenden Luft nur unterhalb der Geschwindigkeit der Luft in der Richtung durch den Kanal nach unten hin liegen. Es gelingt dann ohne sonstige Grenzschichtbeeinflussung, wie sie durch Absaugung oder Einblasen zur Impulszufuhr in der Aerodynamik und bei Diffusorströmungen zum Beispiel in der DE-PS 38 07 420 bekanntgeworden sind, die Geschwindigkeit durch Abführung von Masse zu verringern. Anders ist es beim Diffusor, wo unter Beibehaltung der Masse, aber durch Querschnittserweiterung die Verringerung der Geschwindigkeit erfolgt.The suction takes place to avoid the known Difficulty with the diffuser in a parallel or essentially parallel lower channel part instead, by placing porous surfaces or individual holes there are. Surprisingly, it has been shown that large amounts of air are laterally sucked out of a duct can be without the thread in their Run is affected. The speed must be the air flowing laterally through the surfaces only below the speed of the air in the direction lying down through the canal. Then it succeeds without any other boundary layer influence, like her by suction or injection to supply impulses in aerodynamics and diffuser flows, for example have become known in DE-PS 38 07 420, the speed by dissipating mass too reduce. It is different with the diffuser, where while maintaining the mass, but by expanding the cross-section the speed is reduced.
Die seitlich abgesaugte Luft kann von demselben Gebläse angesaugt werden, welches auch unterhalb der Ablagefläche absaugt. Sie kann auch durch gesonderte Gebläse oder sonstige Absaugevorrichtungen vorgenommen werden. Die abgesaugte Luft kann dem Spinnraum von den Absaugevorrichtungen her zum Luftausgleich wieder zugeführt werden, wenn dafür nicht auf andere Weise gesorgt wird.The air extracted from the side can come from the same Blower can be sucked in, which also below sucks off the shelf. You can also by separate Blowers or other suction devices be made. The extracted air can Spinning room from the suction devices to Air balance can be fed back if for that is not taken care of in any other way.
Wenn so viel Luft seitlich abgeführt worden ist, daß die Fäden noch genügend gradlinig der Ablagefläche zugeführt werden, kann sich der Kanal am Ende des parallelen Teils zu einer Ablagekammer erweitern. In solch einen Stoßdiffusor können Leitbleche eingebracht werden und es gelingt, die Fäden unter weitaus geringeren Luftgeschwindigkeiten als sie im Ziehteil darüber angewendet wurden, zu einem gleichmäßigen Vlies abzulegen. Eine erste Erweiterung kann bereits im unteren Bereich des Kanals vorgesehen werden, worauf sich dann die Erweiterung in die Ablagekammer anschließt. Die Absaugekammem seitlich an der Kanalwand können mit dem Legeraum kommunizieren, indem die abgesaugte Luft ganz oder teilweise dort dem Hauptkreislauf wieder zugeführt wird, allerdings im allgemeinen ohne auf die Fadenschar direkt einzuwirken.If so much air has been removed laterally that the threads still straight enough to the shelf can be fed, the channel at the end of the Extend parallel part to a storage chamber. In such a shock diffuser can be introduced baffles and the threads succeed under much less Air speeds as they pull over it were used to lay down to an even fleece. A first extension can already be in the lower one Area of the channel can be provided on what then the extension into the filing chamber connects. The suction chambers on the side of the duct wall can communicate with the laying room by the vacuumed All or part of the air there is the main circuit is supplied again, however in general without directly influencing the thread group.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zur Förderung und anschließenden Verzögerung von Scharen endloser Fäden nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bei der Herstellung von Spinnvliesen direkt aus der Spinndüse,
- Fig. 2
- einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1, wobei zusätzlich eine mechanische Kraftübertragung auf die Fäden durch Reibungswirkung mit Hilfe drehender Walzen eingesetzt wird.
- Fig. 1
- 2 shows a perspective view of the device for conveying and subsequently delaying sheets of endless threads according to one exemplary embodiment of the invention in the production of spunbonded webs directly from the spinneret,
- Fig. 2
- a section through the device of FIG. 1, wherein in addition a mechanical force transmission to the threads by frictional action is used with the help of rotating rollers.
Wie in Fign. 1 und 2 dargestellt ist, treten aus in einer
Spinndüse 1 rechteckigen Querschnitts 1 in Reihen
parallel zueinander angeordneten Bohrungen 2 Fäden
3 als Fadenschar aus und werden über eine seitliche
Anblasungsvorrichtung 4 durch im allgemeinen nach
Temperatur und Feuchtigkeit konditionierte Luft abgekühlt.
Sie treten in einen Abzugskanal 5 in dessen obere
rechteckige Öffnung 6 ein. In dem Kanal 5 wird ein Unterdruck
erzeugt, der von einer unterhalb einer im Ausführungsbeispiel
als perforierte Trommel 7 ausgeführten
Ablagefläche angeordneten, nicht gezeigten Absaugeeinrichtung
(Gebläse, Verdichter oder Strahlpumpe),
veranschaulicht durch die Pfeile 8 und 9, hervorgerufen
wird. Die Umgebungsluft wird durch den Unterdruck
beim Eintritt in den Abzugskanal 5 stark beschleunigt
und strömt dann mit hoher Geschwindigkeit durch einen
oberen, als Ziehteil 10 bezeichneten Bereich des Abzugskanals
5, der als Parallelkanal ausgebildet ist und
in einen unteren Bereich, der gleichfalls parallel ist,
übergeht. Die Wände dieses Bereichs 11 weisen Durchbrüche
26 auf, die in Kammem 13 münden. Die Luft aus
dem freien Kanalquerschnitt 12 wird über die Durchbrüche
26 und Kammern 13 entsprechend den Pfeilen 14a
und 14b von einer hier ebenfalls nicht näher gezeigten
Absaugeinrichtung abgesaugt. Ein Teil oder die gesamte
seitliche Absaugung aus dem Kanalbereich 11 kann
aber auch durch die in ihrer Wirkung durch die Pfeile 8
und 9 veranschaulichte Absaugvorrichtung vorgenommen
werden.As in fig. 1 and 2, emerge in one
Die Durchbrüche 26 in den Kanalwänden sind als
runde Löcher ausgebildet, sie können aber auch einen
anderen Querschnitt aufweisen. Darüber hinaus kann
für die Kanalwand im unteren Bereich 11 ein poröses
Material rial verwendet werden, das die Luft in bestimmten
Mengen durchläßt.The
Die Kammern 13 können aus unterschiedlichen
Segmenten bestehen, die über die Höhe des unteren
Bereichs 11 übereinander angeordnet sind. Sie dienen
entweder zur Vergleichmäßigung der Absaugung oder
zur Bildung von unterschiedlichen seitlich abgesaugten
Teilströmen. In dem Maße, wie seitlich Luft abgesaugt
wird, verringert sich die Geschwindigkeit des Hauptstroms
im Abzugskanal 5. Die Geschwindigkeit des jeweils
seitlich durch die Durchbrüche abgesaugten Teil
des Luftstroms muß an der jeweiligen Absaugstelle unter
der dort vorhandenen Geschwindigkeit des Hauptstroms
liegen.The
Der untere Kanalbereich 11 mündet in den Legeraum
16, in dem es zu einer plötzlichen Querschnittserweiterung
des parallelen Kanals mit dem freien Querschnitt
12 kommt. Dort ist, wie es die Pfeile 17a, 17b,
17c, 17d, 17e, durch ihre unterschiedliche Länge andeuten,
die Geschwindigkeit der Luft durch die seitliche
Absaugung stark vermindert worden und es werden die
Fäden in dem Legeraum 16 unter weitaus geringerer
Geschwindigkeit als im oberen Ziehteil 10 auf der Ablagefläche
15 abgelegt. Im Grenzfall kann die Luftgeschwindigkeit
am Ende des Abzugskanals 5, Pfeil 17e
entsprechend, auf die Fadengeschwindigkeit und auch
etwas darunter herabgesunken sein. Danach baut sie
sich weiter ab und die Fäden stauen sich auf in gekrümmten
Bahnen und verschlingen sich untereinander,
die in der Vliesablage ihr Ende findet. Diese Einleitung
der Verschlingung der Fäden zu einem Wirrvlies
kann im unteren Bereich 11 des Kanals bereits beginnen,
wenn die begleitende Luftströmung kleiner als die
Fadengeschwindigkeit im Ziehteil 10 ist. Unterhalb des
Legeraums 16 innerhalb der Trommel 7 ist ein Absaugbereich
18 abgetrennt, wobei die Abdichtung der Unterdruckbereiche
Legeraum 16 und Absaugbereich 18 gegenüber
der Trommel hier nur in einer Walze 19 am Austritt
des erzeugten Vlieses 20 und schleifenden Flächen
21a, 21b, 21c schematisch angedeutet ist. Das Vlies
wird längs des Pfeiles 22 der weiteren Behandlung wie
der Verfestigung zugeführt und anschließend kontinuierlich
aufgerollt.The
Das Ziel, möglichst hohe Kräfte auf den Faden wirken
zu lassen, kann noch dadurch gesteigert werden,
daß oberhalb des Kanals 5 in bekannter Weise Verstreckrollen
oder Walzen 23a, 23b in die vom Kanal 5
abgezogene Fadenschar eingeschwenkt werden.
Durch Reibungswirkung an den umschlungenen Walzen
wird entsprechend der Wirkungsweise eines Seiltriebes
die Abzugswirkung auf den Faden um die Reibungskräfte
an den Walzen 23a, 23b vermehrt und es
ergibt sich eine kombinierte mechanisch-aerodynamische
Verstreckung der Fäden. Statt eines Walzenpaares
können auch mehrere übereinander angeordnet
werden, vorteilhaft in der Weise, daß die Walzen 23a,
23b zunächst waagerecht nebeneinander auf gleicher
Höhe liegen (in Fig. 2 gestrichelt gezeichnet), so daß
die Fadenschar beim Anfahren von oben zwischen beiden
Walzen hindurchtreten kann und der Ablagefläche
15 zugeführt wird. Dann wird das Walzenpaar um bis zu
etwa 270° gedreht und der Antrieb der Walzen mit im
wesentlichen gleicher Geschwindigkeit - die zweite Walze
kann eine etwas höhere Umfangsgeschwindigkeit
durch Antriebsdrehzahl oder durch größeren Durchmesser
bei gleicher Drehzahl haben - übt zusätzlich eine
Kraftwirkung auf den Faden aus mit dem Zweck höherer
Verstreckung im unteren Fadenbildungsbereich
24.The goal is to apply the highest possible forces to the thread
letting can be increased by
that stretching rollers above the
Die Vorrichtung und das Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen mit dieser Vorrichtung ist nicht beschränkt auf endlose Fäden Es können auch Fäden, die eine endliche Länge haben, durch sie begleitende Luftströme dem Kanal zugeführt werden und dann in gleicher Weise einer ziehenden Wirkung an Teilstücken der Fäden unterworfen sein. Solche Verfahren sind bekanntgeworden als schmelzgeblasene Fäden, wobei neben den Schmelzeöffnungen heiße Luftströme austreten. Die Fäden können dabei endlos lang sein oder sie reißen von Zeit zu Zeit ab und bilden ein Spektrum unregelmäßig langer Fasern.The device and the method of manufacture of spunbonded nonwovens with this device is not limited on endless threads Threads, which have a finite length, accompanying them Air flows are fed to the duct and then in same way a pulling action on sections to be subject to the threads. Such methods have become known as meltblown threads, whereby hot air flows emerge next to the melt openings. The threads can be endless or they tear off from time to time and form a spectrum irregularly long fibers.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erweisen sich besonders bei der Herstellung von
Spinnvliesen wie anhand von Fign. 1 und 2 gezeigt. Die
Ansaugung der praktisch ungestörten Luft in den Kanal
5 aus dem Bereich unterhalb der Abkühlungszone ergibt
eine sehr gleichmäßige Strömung im oberen Kanalbereich,
dem Ziehteil 10. Bei guter Abdichtung zwischen
Legeraum 16 und Ablagefläche 15 kann die Luftgeschwindigkeit
im Ziehteil 10 im Bereich von 10 000 m/
min und darüber liegen - theoretisch bis zur Schallgeschwindigkeit
von ungefähr 18 000 m/min, praktisch um
einiges darunter. Durch die seitliche Absaugung durch
die Durchbrüche 26 an diskreten Stellen wird, wie sich
gezeigt hat, die parallele Bahn der Fäden nicht oder
nicht wesentlich gestört. Eine leichte Einschnürung des
Fadenbündels rührt von den sich aufbauenden Grenzschichten
an den Stirnflächen des Kanals 5 her, welche
durch bekannte Maßnahme der Grenzschichtbeeinflussung
gemildert oder ganz aufgehoben werden kann.
Das kann sowohl durch Einblasen, d.h. Zufuhr von Impulsenergie
in die Grenzschichten wie durch Absaugung
nach dem Stand der Technik auf diesem Gebiet
geschehen. Die Ablegung der Fäden und die Vorformung
ihrer Verschlingung zu einer Wirrlage der Fäden
untereinander erfolgt bei weitaus geringerer Geschwindigkeit
als sie im Ziehteil 10 herrscht, wodurch so starke
Turbulenzen verhindert werden, die zu sich als Strähnen
im Vlies nachteilig auswirkenden Fadenbündelungen
und Zwirnungen führen. Es ist das Ziel, durch möglichst
gleichmäßige Ablage von Fäden, und das bedeutet,
daß diese voneinander getrennt sind, eine bestmögliche
Bedeckung (Opazität) der Fläche zu erhalten, um
den Spinnrohstoff bestmöglichst auszunutzen.The advantages of the device according to the invention
prove themselves particularly in the production of
Spunbonded nonwovens as shown in FIGS. 1 and 2 shown. The
Intake of practically undisturbed air into the
Neben diesen Vorteilen, die zudem in einer kompakten
Anlage auf kleinem Raum verwirklicht worden
sind, ist der Energieaufwand gegenüber den Verfahren
der Spinnvliesherstellung nach dem Stand der Technik
deutlich geringer, indem praktisch keine die Luftumwälzung
nur belastenden, aber nichts zur Fadenverstrekkung
und Vlieslegung leistenden Sekundärluftmengen
bewegt werden. Die Legung der Fäden kann mit der Absaugung
an den unteren Seitenflächen des Kanals 5
teilweise gekoppelt werden, indem die Absaugung unterhalb
der Ablagefläche 15 direkt mit den Kammern 13
kommuniziert, veranschaulicht durch Pfeile 25a und
25b. Dennoch ist die Zone zwischen Spinndüse 1 und
Abzugskanal5 offen zur Reinigung der Spinndüse 1,
auch eine zusätzliche mechanische Verstreckung ist
dort unterzubringen, ebenfalls betrieblich vorteilhaft zugänglich.
Die Düse und die darauf folgenden Aggregate
erstrecken sich damit, wie Fig. 1 zeigt, über die gesamte
Breite des hergestellten Vlieses. Sie müssen nicht
streng rechtwinklig zur Vliesaufnahmerichtung liegen,
sondern können auch in einem bestimmten Winkel zu
dieser angeordnet sein. Bei der zusätzlichen mechanischen
Verstreckung können die Walzen 23a, 23b bei gewünschter
großer Vliesbreite beidseitig gelagert sein,
anders als bei der Verstreckung mit einseitig gelagerten
Galetten von Fadenbündeln oder schmalen Fadenbändern
oder -scharen, wobei die Walzen für die Verstrekkung
unterschiedlich schnell drehen. Es können jedoch
auch einschwenkbare Rollen oder Walzen mit annähernd
gleicher Geschwindigkeit vorgesehen sein, die in
Form eines Seiltriebes den Faden zu ziehen helfen, zusätzlich
zu den aerodynamischen Reibungskräften im
Kanal.In addition to these advantages, they are also compact
System has been realized in a small space
are the energy expenditure compared to the processes
spunbond production according to the prior art
significantly lower by practically no air circulation
only stressful, but nothing for thread stretching
and fleece laying secondary air quantities
be moved. The laying of the threads can be done with the suction
on the lower side surfaces of
Zur Erzielung höherer molekularer Orientierung der Fäden können diese nach dem Verziehen aus der Schmelze, der Abkühlung und Erstarrung durch Wärmezufuhr beispielsweise mittels Heizstrahlern wieder von außen her erwärmt werden. Bei hohen Fadengeschwindigkeiten gelingt dann eine erneute Verstrekkung in Form einer Aushalsung (neck) mit einer hohen Zunahme der Orientierung der Moleküle durch diesen Fließvorgang. Wegen der Verringerung des Durchmessers kühlt sich der Faden kurz darauf wieder ab und der erreichte höher orientierte Zustand wird eingefroren. Die Festigkeit nimmt zu, die Dehnung ab. Es werden höherwertige Fäden erhalten. Bei Polyester (PET) läßt sich so auch deutlich eine Verringerung des Schrumpfes erzielen. Die richtige Lage der Wiedererwärmung läßt sich leicht durch Experimente bestimmen. Der Faden sollte im Inneren noch nicht zu weit abgekühlt sein, dann gelingt das Verziehen mit "neck" umso leichter.To achieve higher molecular orientation of the Threads can be pulled out of the Melt, the cooling and solidification through the supply of heat for example using radiant heaters again be heated from the outside. At high thread speeds Then a new stretching succeeds in the form of a neck with a high This increases the orientation of the molecules Flow process. Because of the reduction in diameter shortly afterwards the thread cools down again and the the higher oriented state reached is frozen. The strength increases, the elongation decreases. It will receive higher quality threads. With polyester (PET) leaves there is also a significant reduction in shrinkage achieve. The right location for reheating can easily be determined by experiments. The string should not have cooled too far inside, then warping with "neck" is all the easier.
Es ist denkbar, die parallel zueinander stehenden
Kanalwände im Zieh- wie im Absaugeteil leicht geneigt,
d.h. diffusor- oder düsenförmig einzustellen, und das
kann in Sonderfällen Vorteile bringen. Grundsätzlich
dienen aber dem Ziel der Erfindung, nämlich der Führung
der Fäden auf parallelen Bahnen unter hohen Geschwindigkeiten
der sie begleitenden Luftströme im
Ziehteil 10 und den zunehmend verzögerten Luftgeschwindigkeiten
darunter bis in die Ablagefläche hinein,
parallele Kanalwände, auch mit plötzlichen Erweiterungen
am besten.It is conceivable to stand parallel to each other
Channel walls in the pulling and suction sections are slightly inclined,
i.e. diffuser or nozzle-shaped, and that
can bring advantages in special cases. Basically
but serve the purpose of the invention, namely the leadership
of threads on parallel paths at high speeds
of the accompanying air flows in the
Die Erfindung wird in ihrer Anwendung auf die Spinnvliesherstellung an folgenden Beispielen weiterhin erläutert.The invention is applied to the Spunbond production continues with the following examples explained.
Aus einer Schmelze von Polyethylenterephthalat
(PET) mit einer intrinsischen Viskosität von 0,64, gemessen
durch Lösung in Phenol/Tetrachlorethan 1:1 bei
20° C in bekannter Weise, und einer Temperatur der
Schmelze von 290° C aus einer Düse mit in parallelen
Reihen angeordneten Bohrungen mit einem Durchmesser
von 0,3 mm wurden Fäden ausgesponnen. Der
Durchsatz pro Schmelzebohrung betrug 0,55 g/min.
Insgesamt waren 180 Bohrungen auf einer Düsenbreite
von 220 mm gleichmäßig verteilt. Unterhalb der Spinndüse
befand sich eine senkrechte ebene Fläche, aus
der Luft von 25° C zur Kühlung der Fäden mit einer Geschwindigkeit
quer zu ihnen von 0,9 m/s austrat. Die
Länge der Abkühlfläche (Höhe der Anblaskasette) betrug
800 mm. Im Abstand von etwa 200 mm befand sich
der Einlaßquerschnitt des Abzugskanals, dessen Weite
4 mm betrug und die Fadenscharbreite an jeder Seite
um 8 mm überragte. Die Länge des parallelen Ziehteils
betrug 420 mm, darunter begann der Absaugeteil, d.h.
der untere Bereich des Kanals, mit einer Gesamtlänge
von 250 mm. Die seitliche Absaugung wurde durch einzelne
Löcher in der Kanalwand mit unterschiedlichen
Durchmessern zwischen 2 und 8 mm vorgenommen. Es
wurden auch poröse Sintermetallflächen eingesetzt, die
aber das verfahrenstechnische Ergebnis nicht änderten.
Es konnte durch die teilweise durchsichtigen Kanalwände
beobachtet werden, daß die Fäden sich auf im
wesentlichen parallelen Bahnen über den gesamten
Zieh- und Absasugeteil des Kanals nach unten bewegten.From a melt of polyethylene terephthalate
(PET) with an intrinsic viscosity of 0.64
by dissolving in phenol / tetrachloroethane 1: 1
20 ° C in a known manner, and a temperature of
Melt at 290 ° C from a nozzle with in parallel
Bores arranged in rows with a diameter
Threads of 0.3 mm were spun out. Of the
Throughput per melt bore was 0.55 g / min.
A total of 180 holes were on one nozzle width
of 220 mm evenly distributed. Below the spinneret
there was a vertical flat surface
the air of 25 ° C to cool the threads at a speed
across from them emerged from 0.9 m / s. The
Length of the cooling surface (height of the blowing cassette) was
800 mm. There was a distance of about 200 mm
the inlet cross-section of the duct, its
Die Absaugung wurde unterschiedlich stark eingestellt
von einer Luftgeschwindigkeit etwa doppelt so
hoch wie die Fadengeschwindigkeit am Übergang des
parallelen Absaugeteils in die plötzliche Erweiterung
des Legeraums bis zu Geschwindigkeiten dort leicht unter
der Fadengeschwindigkeit. In letzterem Falle fingen
die Fäden an, sich bereits in geschlängelten Bahnen zu
bewegen, was dann stark in der plötzlichen Erweiterung
zunahm. Der Unterdruck im Legeraum 16 betrug 1050
mm WS, entsprechend etwa 105 mbar gegenüber Atmosphäre.
Der Legeraum 16 war über Abdichtelemente,
wie sie im einzelnen beschrieben sind, gegenüber
einer sich drehenden Trommel abgedichtet. Die Einschnürung
der Fadenschar im unteren Teil betrug nur
wenige mm mit der Auswirkung, daß sich ein Vlies von
einer Breite von ungefähr 200 mm gegenüber der ursprünglichen
Fadenscharbreite von 200 mm ausbildete,
mit einem leicht verstärkten Außenrand. Die Fäden hatten
eine mittlere Stärke von 1,7 dtex, entsprechend etwa
17 um, die Festigkeit betrug 2,6 cN/dtex, die Dehnung
ebenso wie die Festigkeit beim Bruch der Fäden im
Reißversuch gemessen 107 %, der Kochschrumpf lag
unter 3 %; alle Fadenwerte wurden nach den betreffenden
DIN-Bestimmungen ermittelt.The suction was set to different degrees
from an air speed about twice that
high as the thread speed at the transition of the
parallel suction part in the sudden expansion
of the laying room up to speeds there slightly below
the thread speed. Caught in the latter case
the threads start to weave themselves in winding paths
move what is then strong in the sudden expansion
increased. The negative pressure in the
Es wurden Vliese im Bereich von 6 bis 80 g/m2 durch entsprechend geänderte Umfangsgeschwindigkeit der Trommel als Ablagefläche eingestellt. Die Trommel bestand aus einer perforierten Fläche mit aufgelegten Drahtgeweben. Die Flächengewichtsverteilung streute mit einem Variationskoeffizienten von unter 8 %, bei den schweren Vliesen deutlich darunter bis zu 4 %.Nonwovens in the range from 6 to 80 g / m 2 were set as a storage surface by changing the peripheral speed of the drum accordingly. The drum consisted of a perforated surface with woven wire mesh. The basis weight distribution was scattered with a coefficient of variation of less than 8%, for heavy nonwovens significantly less than 4%.
Polypropylen (PP) mit einem Schmelzeindex MFI
von 28 9/10 min, gemessen nach DIN 53735 bei einer
Temperatur von 230° C und einer Last im Meßkolben
von 2,16 kg, wurde durch die gleiche Düse wie im Beispiel
1 beschrieben unter einer Temperatur von 260° C
ausgesponnen mit einem Durchsatz pro Spinnbohrung
von 0,5 g/cm. Dieser Versuch diente der Erzeugung von
leichtgewichtigen Vliesen für Hygiene- oder medizinische
Anwendungen. Der Unterdruck im Abkigeraum 16
betrug 850 mm WS, entsprechend etwa 85 mbar.Polypropylene (PP) with a melt index MFI
of 28 9/10 min, measured according to DIN 53735 at a
Temperature of 230 ° C and a load in the volumetric flask
of 2.16 kg, was through the same nozzle as in the example
1 described at a temperature of 260 ° C
spun out with a throughput per spin hole
of 0.5 g / cm. This experiment was used to generate
lightweight nonwovens for hygiene or medical
Applications. The negative pressure in the
Die Fäden hatten eine mittlere Stärke von 1,6 dtex, entsprechend etwa 18 µm. Die erzeugten Vliese lagen im Bereich von 6 bis 35 g/m2 und wiesen einen Variationskoeffizienten der Flächengewichtsverteilung von unter 10 bzw. unter 6 % auf. Anschließend an die Legung wurde das Vlies von der Trommel abgehoben und einem Kalander zugeführt, in welchem das Vlies zwischen einer beheizten Walze, die mit Riffeln (Pyramidenstumpfform) versehen war, punktweise verfestigt und danach aufgerollt wurde. The threads had an average thickness of 1.6 dtex, corresponding to approximately 18 µm. The nonwovens produced were in the range from 6 to 35 g / m 2 and had a coefficient of variation of the basis weight distribution of less than 10 or less than 6%. Subsequent to the laying, the fleece was lifted from the drum and fed to a calender, in which the fleece was solidified point by point between a heated roller provided with corrugations (truncated pyramid shape) and then rolled up.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wurde soweit an der Erzeugung von Spinnvliesen dargestellt. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Förderung von Fäden und Fadengelegen, wobei die Geschwindigkeit der Ablagefläche in der Größenordnung der Fadengeschwindigkeit liegt. Eine weitere Anwendung liegt allgemein in der Förderung von Fäden mit Luft unter hoher Geschwindigkeit und der Abtrennung der Luft, wo dieses nicht gleichzeitig mit hoher Turbulenzerzeugung verbunden sein soll.The device according to the invention was so far shown in the production of spunbonded nonwovens. Another one The field of application is the conveyance of threads and thread lying, the speed of the shelf in the order of the thread speed lies. Another application is generally in conveying threads with air at high speed and the separation of the air where this not simultaneously associated with high turbulence generation should be.
Claims (19)
- Method of conveying and depositing groups of continuous filaments (3) which are conveyed by means of a gas flow and fed essentially lying parallel into a channel (5) of corresponding cross-section, and the gas flow which accompanies the filaments (3) is on entry into the top part of the channel accelerated to high speed for the purpose of drawing and/or stretching the filaments (3) and thereafter slowed down, and the filaments (3) are deposited on a moving depositing surface, characterized in that a portion of the gas in the bottom part of the channel (5) is laterally discharged through the channel walls so as to slow down the filament (3) conveying gas flow.
- Method according to Claim 1, characterized in that the filament conveying gas flow is generated via a vacuum device, which is positioned below the vacuum surface and sucks off the gas flow through the channel, and that the laterally discharged portion is sucked off evenly over the entire bottom area of the channel or in different flow portions.
- Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the laterally discharged portion of gas is fed back into the area below the channel either partially or fully to the gas flow exiting the channel via the depositing surface.
- Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the groups of continuous filaments are spun out by at least one spinning nozzle, and they are drawing and/or stretched in the area between spinning nozzle and channel by a force generated by a gas flow which has been accelerated to a high speed, and deposited on the depositing surface as spinning fleece.
- Method according to Claim 4, characterized in that the filaments are additionally mechanically twisted and/or stretched via rollers in the area between spinning nozzle and channel.
- Method according to Claim 4 or 5, characterized in that filaments exiting the spinning nozzle are laterally blown at for the purpose of cooling.
- Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the speed of the gas flow which is sucked off laterally through the channel walls is below a respective speed of the downward gas flow in the channel.
- Apparatus for conveying and depositing groups of continuous filaments, comprising an elongated channel (5) for ducting essentially parallel moving filaments (3), a device for generating a gas flow which conveys the filaments in the channel (5) for drawing and/or stretching of the filaments and with a laying device comprising a depositing surface (15), in which respect the channel merges via the depositing surface into a laying area of extended cross-section, characterized in that the channel (5) comprises a top area (10) and a bottom area (11), and the bottom area is provided with openings (26) in the elongated channel walls through which a portion of the filament conveying gas flow is sucked off by a vacuum device.
- Device according to Claim 8, characterized in that the channel (5) comprises essentially parallel walls.
- Device according to Claim 8 or 9, characterized in that the channel (5) and the laying space (16) are directly interconnected and sealed towards the outside, and at the transitional point between channel (5) and laying space (16) is provided a sudden cross-sectionally widening, and a sudden cross-sectional widening can also be provided in the bottom area (11).
- Device according to one of Claims 8 to 10, characterized in that the device for generating a filament conveying gas flow is designed as a vacuum device provided below the depositing surface, and the vacuum area (18) below the depositing surface (15), the laying space (16) and the channel (5) are environmentally sealed so as to form a common negative pressure area.
- Device according to one of Claims 8 to 11, characterized in that the openings (26) in the channel walls are evenly spaced over the bottom area (11) of the channel (5).
- Device according to one of Claims 8 to 12, characterized in that the openings (26) are arranged as cross-sectionally identical or different holes provided in the channel walls.
- Device according to one of Claims 8 to 12, characterized in that the channel wall is in the bottom area composed of a porous material.
- Device according to one of Claims 8 to 14, characterized in that the channel is in its bottom area (11) surrounded by chambers (13) which are connected to the vacuum device.
- Device according to Claim 15, characterized in that the chambers (13) have over the height of the bottom area (11) of the channel (5) different segments which are designed to equalize the suction or to establish different partial flows of the portion of a gas flow entering into the channel which is sucked off via the bottom area (11).
- Device according to Claim 16, characterized in that the chambers (13) are connected to the laying space (16).
- Device according to one of Claims 8 to 17 for the manufacture of spunbond nonwovens characterized in that at least one spinning nozzle of rectangular cross-section is provided for spinning out the parallel group of filaments, and below the spinning nozzle is provided a blowing device for laterally blowing at filaments exiting the spinning nozzle.
- Device according to Claim 18, characterized in that between spinning nozzle and channel is provided a roller arrangement with essentially identical speed for mechanical pulling or with roller pairs of different speed for genuine mechanical stretching.
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