EP3575469A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von spinnvliesen aus endlosfilamenten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung von spinnvliesen aus endlosfilamenten Download PDF

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EP3575469A1
EP3575469A1 EP18174519.1A EP18174519A EP3575469A1 EP 3575469 A1 EP3575469 A1 EP 3575469A1 EP 18174519 A EP18174519 A EP 18174519A EP 3575469 A1 EP3575469 A1 EP 3575469A1
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air supply
air
cabin
cooling
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Martin Neuenhofer
Hans-Georg Geus
Detlef Frey
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Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
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Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
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Definitions

  • the invention relates to an apparatus for producing spunbonded nonwovens from continuous filaments, in particular from continuous filaments of thermoplastic material, wherein a Spinnerette is provided for spinning the continuous filaments and wherein a cooling chamber for cooling the spun filaments with cooling air is present, wherein on opposite sides of the cooling chamber in each case one Air supply cabin is arranged, wherein from the opposite Heilzubowkabinen each cooling air is introduced into the cooling chamber and wherein at least one supply line for the supply of cooling air is connected to each air supply cabin.
  • the invention further relates to a corresponding process for the production of spunbonded nonwovens from continuous filaments.
  • Spunbond fabric means, in the context of the invention, in particular a spunbond nonwoven produced by the spunbond process. Endless filaments differ due to their quasi-endless length of staple fibers, the significantly shorter lengths of z. B. 10 mm to 60 mm.
  • defects in the spunbonded webs can also be caused by so-called "hard pieces". These form as follows: By stress loss, a filament can relax, snap back and form a ball that creates the defect in the spunbond surface. Such defects are usually smaller than 2mm x 2mm.
  • the invention is the technical problem of providing a device of the type mentioned above, can be made with the very homogeneous and uniform spunbonded, which are at least largely flawless or defect-free configured, especially at higher throughputs of more than 200 kg / h / m or at higher thread speeds.
  • the invention is furthermore based on the technical problem of specifying a corresponding method for producing spunbonded nonwovens from continuous filaments.
  • the invention teaches an apparatus for producing spunbonded filaments of continuous filaments, in particular thermoplastic filament continuous filaments, wherein a spinnerette is provided for spinning out the continuous filaments and wherein a cooling chamber is provided for cooling the spun filaments with cooling air, wherein two in each case an air supply cabin is arranged opposite sides of the cooling chamber and wherein in each case cooling air can be introduced into the cooling chamber from the opposite air supply cabins, wherein at least one supply line for the supply of cooling air having a cross-sectional area Q Z is connected to each air supply cabin, said cross-sectional area Q Z of the supply line at the transition of Increases cooling air in the air supply cabin to a cross-sectional area Q L of the air supply cabin, wherein the cross-sectional area Q L is at least twice as large, preferably at least three times as large as the cross-sectional area Qz of the supply line, wherein in each air supply cabin preferably at least one arranged in front of the cooling chamber flow rectifier is provided, wherein in the air supply cabin in the
  • the height H or the vertical height H of an air supply cabin is 400 to 1500 mm, preferably 500 to 1200 mm and preferably 600 to 1000 mm.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the height H or the vertical height H of the air supply cabin is between 700 and 900 mm.
  • an air supply cabin is subdivided over its height H into cabin sections, which are explained below, which are arranged one above the other or vertically one above the other.
  • the above-mentioned features as well as the preferred embodiments listed below preferably also apply to each cabin section except for the air supply cabin.
  • the cooling air supply for the cooling chamber by suction of the cooling air due to the filament movement or the downward filament flow and / or by active injection or introduction of cooling air for example by means of at least one blower. If a blower is used to blow in cooling air, it is recommended to use a controllable blower with which, in particular, the volume flow of the introduced cooling air can be adjusted. According to one embodiment of the invention, the blowing or introduction of cooling air takes place with a plurality of blowers.
  • the cross-sectional area Q Z of the supply line widens to 3 to 15 times, preferably 4 to 15 times, and preferably 5 to 15 times, the cross-sectional area Q L of the air supply cabin.
  • At least one homogenizing element or that the homogenizing elements are / are formed as perforated elements or perforated plates and / or as homogenizing sieves.
  • a hole element or perforated plate designed as a homogenizing element is equipped with a plurality or a plurality of hole openings.
  • the hole openings each have an opening diameter d of 1 to 12 mm, suitably from 1 to 10 mm, preferably from 1.5 to 9 mm and preferably from 1.5 to 8 mm. - If for a hole opening due to their geometric configuration a plurality of opening diameters are measurable, the invention here means the smallest opening diameter d of the hole opening.
  • opening diameter d or smallest opening diameter d expediently means the average opening diameter d or the middle one smallest opening diameter d.
  • a homogenizing element is formed as a homogenizing sieve, it has a plurality or a plurality of meshes. It is recommended that the homogenization sieve meshes of 0.1 to 0.6 mm, preferably from 0.1 to 0.5 mm, preferably from 0.12 to 0.4 mm, and very preferably from 0.15 to 0.35 mm. Mesh here means the distance of two opposite wires of a mesh and in particular the smallest distance from two opposite wires of a mesh.
  • a homogenizing wire has a wire thickness or average wire thickness of 0.05 to 0.4 mm, preferably from 0.06 to 0.35 mm and very preferably a wire thickness of 0.07 to 0.3 mm.
  • a plurality of flat homogenizing elements are arranged in an air supply cabin at a distance from the flow rectifier of the air supply cabin and preferably in the flow direction of the cooling air behind one another and spaced apart in the air supply cabin are arranged.
  • the surfaces of the planar homogenization elements arranged at a distance from one another in an air supply cabin are expediently arranged parallel to one another or substantially parallel to one another or at least approximately parallel to one another.
  • the surfaces of the planar homogenizing elements are arranged transversely to the flow direction of the cooling air in the respective air supply cabin and according to a preferred Embodiment are arranged perpendicular or substantially perpendicular to the flow direction of the cooling air in the air supply cabin.
  • the distance a 1 is greater than 0 and preferably greater than 10 mm. Conveniently, this distance a 1 is at least 50 mm, preferably at least 80 mm and preferably at least 100 mm. If, according to a particularly recommended embodiment of the invention, a plurality of planar homogenization elements are arranged in an air supply cabin, the distance a 1 relates to the homogenization element arranged closest before the flow rectifier.
  • the homogenization element arranged with the distance a 1 in front of the flow rectifier should be a homogenization sieve, this homogenization sieve must be distinguished from any flow sieve of the flow rectifier present. Such a flow sieve or flow sieves of the flow rectifier will be discussed below.
  • a plurality of homogenizing elements are arranged one behind the other in an air supply cabin.
  • the distance a x between two homogenizing elements successively arranged in an air supply cabin in the flow direction is at least 40 mm, preferably at least 50 mm, preferably at least 80 mm and very preferably at least 100 mm.
  • the flat homogenizing elements are transverse and according to a recommended embodiment are arranged perpendicular or substantially perpendicular to the flow direction of the cooling air.
  • the free open area of a planar homogenizing element-in particular a perforated element or perforated plate and / or a homogenizing sieve- is 1 to 40%, preferably 2 to 35% and preferably 2 to 30% of the total area of the planar homogenizing element.
  • the free open area of a planar homogenizing element amounts to 2 to 25%, preferably 2 to 20% and in particular 2 to 18% of the total area of the planar homogenizing element.
  • Free open area means in the context of the invention, the surface which can be flowed through freely by the cooling air and thus preferably is not obstructed by sheet metal elements, wire elements or the like components.
  • a highly recommended embodiment of the invention is characterized in that the free open area of the homogenizing elements arranged one behind the other in an air supply cabin increases from the homogenizing element to the homogenizing element in the direction of the flow rectifier or in the direction of the cooling chamber.
  • the homogenizing element with the smallest distance to the flow rectifier or to the cooling chamber has the largest free open area of all homogenizing elements.
  • the surface of a homogenizing element in particular a perforated plate or perforated plate and / or a Homogenticianssiebes - at least over most of the cross-sectional area Q L of the associated air supply cabin or over most of the cross-sectional area of the associated cabin section of Air supply cabin extends.
  • a proven embodiment of the invention is characterized in that the surface of a homogenizing element extends over the entire cross-sectional area or substantially over the entire cross-sectional area of the associated air supply cabin or of the associated cabin section of the air supply cabin.
  • the cooling air flowing into the air supply cabin or into a cabin section of the air supply cabin is distributed to the width and the height of the air supply cabin or of the cabin section, in particular evenly distributed.
  • the cross-sectional area Qz of a supply line widens in a stepped manner onto the cross-sectional area Q L of the air supply cabin or onto the cross-sectional area of a cabin section of the air supply cabin.
  • the cross-sectional area Qz of a supply line continuously extends to the cross-sectional area Q L of the air supply cabin or to the cross-sectional area of a cabin section of the air supply cabin.
  • a step-shaped and / or continuous widening of the cross-sectional area takes place along all four side walls which define the cross-section of a cuboid air supply cabin. It is also within the scope of the invention that the cross-sectional area Q Z of a supply line is round and preferably circular in cross-section. In principle, the cross section of the supply line may be geometrically designed differently, for example rectangular.
  • the invention is based on the finding that due to the inventive design of the air supply cabins optimal homogenization of the cooling air flows can be achieved and in particular a good homogeneous cooling air distribution can be realized in a small space.
  • the invention further based on the finding that this inventive Homogenization of the cooling air flow affects the spun filaments in a very advantageous manner with regard to the solution of the technical problem.
  • filament deposits or fleece deposits of high quality are obtained and defects or defects in the fleece deposits can be avoided or at least largely minimized.
  • the invention is further based on the finding that the optimal equalization of the cooling air flow is achieved by the combination of the features according to the invention and, above all, by the combination of the homogenization elements arranged in the air supply cabin on the one hand and the cross-sectional enlargement according to the invention on the other.
  • the flow rectifiers arranged in the air supply cabins very effectively contribute to the homogenization of the cooling air flow.
  • a pre-alignment of the cooling air flow upstream of the flow rectifier is effected, as a result of which an even more effective use of the flow rectifier is made possible.
  • a pre-distribution of the cooling air is carried out during the introduction of the cooling air into the air supply cabins - in particular in front of the homogenizing elements.
  • an upstream support of the homogenization elements or pressure consumers takes place.
  • flow elements in the form of pointed wedge channels, gap channels with split sheet covers and outflow pyramids and the like can be used as pre-distribution elements.
  • the supply lines for the cooling air can be formed segmented for this purpose. In the area of deflections of the supply line can also be realized a blading of pipe sections. In principle, the blading in the air supply cabin can be continued, so that in particular a segmentation of the air supply cabin results.
  • a preferred embodiment of the invention is characterized in that the cooling air volume flow supplied to an air supply cabin is divided into a plurality of partial volume flows. It is within the scope of the invention that these partial volume flows flow through separate partial supply lines and / or through the segments of a segmented supply line. Furthermore, it is within the scope of the invention that the air supply cabin is divided into cabin sections corresponding to the supplied partial volume flows, wherein each cabin section is expediently assigned to a partial volume flow. According to the recommended embodiment, the cooling air volume flow in two to five, in particular in two to four and preferably divided into two to three partial volume flows. Expediently, the air speed and / or the air temperature and / or the air humidity of each partial volume flow is set separately and suitably adapted to the respective process requirements.
  • the cooling air at least two partial volume flows to a different air velocity and / or a different air temperature and / or a different humidity. It is within the scope of the invention that each partial volume flow of the cooling air is assigned a cabin section of the air supply cabin, which opens into a flow rectifier. According to a particularly preferred embodiment of the invention, a flow rectifier or a continuous flow rectifier extends over all cabin sections and thus expediently over the height or vertical height of the associated air supply cabin.
  • At least one homogenizing element is arranged in each cabin section of the air supply cabins.
  • the homogenization elements can thereby extend continuously over the entire height of the air supply cabin or separate homogenization elements can also be provided in the cabin sections. Otherwise, all features described here for the homogenization elements also apply to the homogenization elements arranged in the individual cabin sections. Conveniently, in each cabin section a plurality of in the flow direction of the cooling air successively arranged homogenizing elements are present.
  • a highly recommended embodiment of the invention is characterized in that the air supply cabin or each of the two opposite air supply cabins in at least two, preferably in two, cabin sections is divided. Cooling air of different temperature or air temperature can preferably be supplied from these cabin sections. It is within the scope of the invention that at least a partial volume flow of cooling air can be supplied to each cabin section.
  • the air speed and / or the air volume flow at a certain height of the cooling chamber or the air supply cabins in the CD direction (transversely to the machine direction MD) over the entire width of the device evenly or substantially uniformly or almost uniform.
  • the cooling air velocity and / or the cooling air volume flow over the height or the vertical height of the cooling chamber or the air supply cabins is different.
  • a flow rectifier arranged upstream of the cooling chamber in the direction of air flow is provided in each air supply cabin.
  • a flow rectifier has a plurality of transverse, preferably perpendicular or substantially perpendicular to the direction of movement of the filaments or to the filament flow oriented flow channels, wherein the flow channels are limited by channel walls. It is recommended that the open area of a flow straightener is more than 85% and preferably more than 90% of the total area or area of the flow straightener. It is recommended that the open area of a flow straightener is greater than 91%, preferably greater than 92% and particularly preferably greater than 92.5%.
  • the open area of the flow rectifier relates, in particular, to the flow cross-section of the flow rectifier which can be flowed through freely by the cooling air, that is, not through the duct walls or the thickness of the duct walls and / or possibly Between the flow channels and the channel walls arranged spacers is blocked.
  • no flow filters arranged on the flow rectifier and arranged in particular in front of or behind the flow rectifier go into the calculation of the open area. It is within the scope of the invention that these flow screens are disregarded in the calculation of the open area of the flow straightener.
  • the ratio of the length L of the flow channels of a flow straightener to the inner diameter D i of the flow channels L / D i is 1 to 15, preferably 1 to 10 and preferably 1, 5 to 9.
  • the inner diameter is for a flow channel of the flow straightener of a channel wall measured to an opposite channel wall. If, in the case of a flow channel, different inner diameters can be measured on account of its cross section, inner diameter D i expediently means the smallest inner diameter D i of a flow channel. This term "smallest inner diameter D i " thus refers to the smallest inner diameter measured in a flow channel, if this flow channel has different inner diameters with respect to its cross section.
  • the smallest inner diameter Di is measured at a cross section in the form of a regular hexagon between two opposite sides and not between two opposite corners of the hexagon. If the smallest inner diameter varies in the flow channels, the smallest inner diameter D i means in particular the smallest inner diameter or mean smallest inner diameter, averaged with respect to the plurality of flow channels.
  • a preferred embodiment of the invention is characterized in that a flow rectifier has at least one flow sieve on its cooling air inflow side and / or on its cooling air outflow side. It is expediently, the flow sieve or the surface of the flow sieve is arranged transversely and preferably perpendicular or essentially to the longitudinal direction of the flow passages of the flow rectifier. According to a particularly recommended embodiment, a flow straightener has such a flow strainer both on its cooling air inflow side and on its cooling air outflow side. The flow sieves are expediently arranged directly on the flow rectifier without any distance to the flow rectifier.
  • a flow sieve has a mesh size of 0.1 to 0.5 mm, advantageously from 0.1 to 0.4 mm and preferably from 0.15 to 0.34 mm.
  • Mesh size means the distance between two opposite wires of a mesh and in particular the smallest distance from two opposite wires of a mesh.
  • a flow screen has a wire thickness of 0.1 to 0.5 mm, preferably from 0.1 to 0.4 mm and very preferably from 0.15 to 0.34 mm.
  • a flow sieve of a flow straightener is to be distinguished from a homogenizing sieve arranged in the air supply cabin.
  • a flow straightener has at least one flow sieve, preferably two flow sieves, and additionally at least one homogenizing element and very preferably a plurality of homogenizing elements are provided in the associated air supply cabin.
  • the endless filaments are spun by means of a spinnerette and fed to the cooling chamber for cooling the filaments with cooling air.
  • at least one spinning beam for spinning the filaments is arranged transversely to the machine direction (MD direction).
  • the spinning beam is oriented perpendicular or substantially perpendicular to the machine direction. It is within the scope of the invention but also possible that the spinning beam is arranged obliquely to the machine direction.
  • a recommended embodiment of the invention is characterized in that at least one monomer suction device is arranged between the spinnerette and the cooling chamber. With this monomer suction device, air is sucked out of the filament formation space below the spinnerette.
  • a monomer suction device preferably has at least one suction chamber to which expediently at least one suction blower is connected. It is recommended that in the flow direction of the filaments to the monomer suction device, the cooling chamber according to the invention with the air supply cabins connects. - Conveniently, the filaments are introduced from the cooling chamber in a drawing device for stretching the filaments. It is within the scope of the invention that an intermediate channel connects to the cooling chamber, which connects the cooling chamber with a drawing shaft of the drawing device.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is characterized in that the unit from the cooling chamber and the drawing device or the aggregate from the cooling chamber, the intermediate channel and the drawing shaft is formed as a closed system.
  • Closed system means in particular that except the supply of cooling air into the cooling chamber no further air supply takes place in this unit.
  • the homogenization of the cooling air flow, which is carried out according to the invention, above all has advantages in such a closed system. In particular, in such closed system spun nonwovens are obtained with very uniform defect-free properties.
  • At least one diffuser through which the filaments are guided, adjoins the drawing device in the flow direction of the filaments.
  • This diffuser expediently comprises a diffuser cross-section widening in the direction of the filament deposit or a divergent diffuser section.
  • the filaments are deposited on a depositing device for depositing filaments or for storing fleece.
  • the depositing device is a filing screen belt or an air-permeable filing screen belt. With the storage device or with the Ablagesiebband the nonwoven web formed from the filaments is conveyed away in the machine direction (MD).
  • the invention further teaches a process for the production of spunbonded filaments of continuous filaments, in particular of continuous filaments of thermoplastic material, wherein the filaments are spun from a spinnerette and cooled in a cooling chamber with cooling air, the cooling air from on opposite sides of the Cooling chamber arranged air supply cabins is introduced into the cooling chamber, wherein the cooling air is guided in an air supply cabin through at least one planar homogenizing element for homogenizing the cooling air, wherein the planar homogenizing element has a plurality of openings and wherein the free open area of the planar homogenizing element 1 to 40%, preferably 2 to 35% and preferably 2 to 30% of the total area of the planar homogenizing element is and wherein the cooling air is introduced into the cooling chamber, preferably following a flow homogenizer, following the at least one planar homogenizing element.
  • a particularly preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the filaments in the cooling chamber of the cooling air at an air velocity of 0.15 to 3 m / s, preferably from 0.15 to 2.5 m / s and preferably from 0 , 17 to 2.3 m / s are applied.
  • the air velocity (in m / s) is expediently measured by means of a vane anemometer with a diameter d of 80 mm and on a grid of 100 ⁇ 100 mm. The air velocities are measured offline and thus without Filament micung the cooling chamber.
  • the velocity vectors of the cooling air are preferably aligned perpendicularly or substantially perpendicular to the longitudinal central axis of the device or to the filament flow direction FS.
  • a recommended embodiment of the method according to the invention is characterized in that the filaments in the cooling chamber with a cooling air flow rate of 200 to 14000 m 3 / h / m, preferably from 250 to 13000 m 3 / h / m, and preferably from 300 to 12000 m 3 / h / m are applied.
  • m 3 / h / m is meant the volume flow per meter of cooling chamber width.
  • the cooling chamber width extends transversely to the machine direction and thus in the CD direction.
  • cooling air flow parameters for a device according to the invention, each with two cabin sections of the two opposing air supply cabins arranged one above the other. In each case, cooling air of different temperature is supplied in the upper and in the lower cabin section. The temperature of the cooling air of two opposite cabin sections coincides.
  • typical parameters for the production of continuous filaments of polyethylene terephthalate (PET) and on the other hand typical parameters for the production of continuous filaments of polypropylene are given.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the preferred minimum values (left column) and the preferred maximum values (right column) are additionally listed.
  • the respectively specified cooling air volume flow refers to the volume flow entering from both opposite cabin sections.
  • the cooling air velocity in the air supply cabin or in the cabin sections of the air supply cabin is 0.25 to 1.9 m / s, advantageously 0.3 to 1.8 m / s and preferably 0.35 to 1.7 m / s.
  • the cooling air volume flow in the production of continuous PP filaments is preferably 500 to 9,500 m 3 / h / m, preferably 600 to 8,300 m 3 / h / m and particularly preferably 650 to 8,100 m 3 / h / m.
  • the cooling air velocity is preferably 0.15 to 3 m / s and preferably 0.15 to 2.5 m / s.
  • the cooling air volume flow is recommended to be 200 to 14,000 m 3 / h / m, and preferably 250 to 13,000 m 3 / h / m.
  • the same amount of air or substantially the same amount of air and thus the same cooling air volume flow or substantially the same cooling air volume flow is introduced from two opposite air supply cabins or from two opposite cabin sections.
  • different cooling air flow rates are supplied from two opposite air supply cabins or cabin sections.
  • the distribution of the cooling air volume flows may then be between 40 and 60% with regard to the opposite air supply cabins or the opposite cabin sections (asymmetrical introduction of cooling air).
  • an asymmetrical introduction of cooling air can also be achieved by an upper region or upper regions of an air supply cabin or of a cabin section dimming is / are, whereby this dimming can take place over up to 100 mm of the height.
  • asymmetrical conditions can be set by the fact that the opposite air supply cabins or cabin sections are arranged offset in height to each other. This height offset can be up to 100 mm. Furthermore, a lateral offset (in CD direction) of the air supply cabins or cabin sections by up to 100 mm is possible.
  • the measures described above can also be combined with each other. It is also within the scope of the invention that edge regions can be dimmed with respect to the width of the air supply cabin or of a cabin section in the CD direction.
  • the cooling air introduction into the cooling chamber over 85 to 90% of the CD width can be uniform and homogeneous, but be set separately in the edge regions.
  • filaments or spunbonded nonwovens of polyolefins-in particular polypropylene-are produced in the process according to the invention it is possible to work at yarn speeds or filament velocities above 2000 m / min, in particular above 2200 m / min or above 2500 m / min.
  • filaments or spunbonded nonwovens made of polyesters-in particular of polyethylene terephthalate (PET) -are produced within the scope of the invention yarn speeds of more than 4000 m / min, in particular also over 5000 m / min, can be realized.
  • the thread speeds mentioned can be achieved, above all, without any loss of quality in the course of the measures according to the invention.
  • the device according to the invention is configured or is set up with the proviso that it is possible to work with said thread speeds. At these high yarn speeds, the inventive design of the air supply cabins has proven particularly useful.
  • the method according to the invention is worked with throughputs of more than 150 kg / h / m or more than 200 kg / h / m.
  • the invention is based on the finding that with the device according to the invention and with the method according to the invention, spunbonded nonwovens of outstanding quality and in particular having very homogeneous properties can be achieved over their areal extent.
  • the spun-bonded non-wovens can be produced largely defect-free or defect-free, or at least imperfections or defects can be minimized as far as possible.
  • these advantages can be achieved even at the above-mentioned high filament speeds and at high throughputs. Due to the inventive design of the air supply cabins and due to the homogenization of the cooling air flow according to the invention, these advantageous properties of the resulting spunbonded nonwovens can be achieved.
  • the invention is based on the finding that the homogenization of the cooling air has a very positive influence on the filaments, so that ultimately undesired defects or defects in the nonwoven web can be prevented or largely minimized.
  • the homogenization of the cooling air can be realized with relatively little effort and nonetheless effective measures.
  • the device according to the invention is also characterized by a low apparatus design and cost-effectiveness. Accordingly, the inventive method can be carried out relatively easily and inexpensively.
  • the figures show a device according to the invention for producing spunbonded nonwovens from continuous filaments 1, in particular from continuous filaments 1 made of thermoplastic material.
  • the device comprises a spinnerette 2 for spinning the continuous filaments 1.
  • These spun continuous filaments 1 are introduced into a cooling device 3 with a cooling chamber 4 and with air supply cabins 5, 6 arranged on two opposite sides of the cooling chamber 4.
  • the cooling chamber 4 and the air supply cabins 5, 6 extend transversely to the machine direction MD and thus in the CD direction of the device. From the opposite air supply cabins 5, 6 cooling air is introduced into the cooling chamber 4.
  • a monomer suction device 7 is arranged between the spinnerette 2 and the cooling device 3 .
  • this monomer suction device 7 can be removed from the device during the spinning process occurring interfering gases.
  • gases may be, for example, monomers, oligomers or decomposition products and the like substances.
  • the cooling device 3 is followed by a drawing device 8, in which the filaments 1 are drawn.
  • the drawing device 8 preferably and in the exemplary embodiment has an intermediate channel 9 which connects the cooling device 3 to a drawing shaft 10 of the drawing device 8.
  • the unit of the cooling device 3 and the drawing device 8 and the unit from the cooling device 3, the intermediate channel 9 and the drawing shaft 10 is formed as a closed system. Closed system means in particular that except the supply of cooling air in the cooling device 3, no further air supply takes place in this unit.
  • the diffuser 8 is adjoined by a diffuser 11, through which the filaments 1 are guided.
  • secondary air inlet column 12 are provided for the introduction of secondary air into the diffuser 11 between the drawing device 8 and between the drawing shaft 10 and the diffuser 11.
  • the filaments are preferably deposited and in the exemplary embodiment on a storage device designed as Ablagesiebband 13.
  • the filament deposit or the nonwoven web 14 is then conveyed away with the Ablagesiebband 13 in the machine direction MD or transported away.
  • an extraction device for the extraction of air or process air through the Ablagesiebband 13 is provided under the storage device or under the Ablagesiebband 13.
  • a suction region 15 is arranged underneath the storage screen belt 13 and, in the exemplary embodiment, below the diffuser outlet.
  • the suction region 15 extends at least over the width B of the diffuser outlet.
  • the width b of the suction region 15 is greater than the width B of the diffuser outlet.
  • each air supply cabin 5, 6 is divided into two cabin sections 16, 17, from each of which cooling air of different temperature can be fed.
  • each air supply cabin 5, 6 is divided into two cabin sections 16, 17, from each of which cooling air of different temperature can be fed.
  • each air supply cabin 5, 6 is divided into two cabin sections 16, 17, from each of which cooling air of different temperature can be fed.
  • the exemplary embodiment may be supplied from the upper cabin sections 16 each cooling air at a temperature T 1 , while from the two lower cabin sections 17 each cooling air of a temperature T 1 different temperature T 2 can be fed.
  • a flow rectifier 18 is arranged in each air supply cabin 5, 6 cooling chamber side, which preferably and in the embodiment over both cabin sections 16, 17 each air supply cabin 5, 6 extends.
  • the two flow rectifiers 18 serve to rectify the incident on the filaments 1 cooling air flow.
  • the flow rectifier 18 will be discussed in more detail below.
  • At least one supply line 22 for supplying the cooling air is connected to each air supply cabin 5, 6.
  • This Feed line 22 has a cross-sectional area Q Z , wherein this cross-sectional area Q Z increases at the transition of the cooling air into the air supply cabin 5, 6 to a cross-sectional area Q L of the air supply cabin 5, 6.
  • the cross-sectional area Q L is preferably at least three times as large and preferably at least four times as large as the cross-sectional area Q Z of the feed line 22. It is within the scope of the invention that the cross-sectional area Q Z of the feed line 22 to the 3- to 15-fold to the cross-sectional area Q L of the air supply cabin 5, 6 extended.
  • each air supply cabin 5, 6 at least one planar homogenizing element 23 is arranged for homogenizing the introduced into the air supply cabin 5, 6 cooling air flow.
  • at least one planar homogenizing element 23 is provided in each cabin section 16, 17 of the air supply cabins 5, 6.
  • the homogenizing elements 23 are formed according to a particularly preferred embodiment as a hole element, in particular as a perforated plate 24 with a plurality of hole openings 25 and / or as Homogenticianssieb 26 with a plurality or a plurality of meshes 27.
  • each air supply cabin 5, 6 and in each cabin section 16, 17 each have a plurality of homogenizing elements 23 spaced from the flow rectifier 18 in the flow direction of the cooling air behind each other and spaced from each other.
  • the distance a 1 between the flow rectifier 18 and the flow rectifier 18 at the next adjacent homogenizing element 23 at least 50 mm, preferably at least 100 mm.
  • the mutual distance a x between two in an air supply cabin 5, 6 or in a cabin section 16, 17 in the flow direction arranged one behind the other Homogenizing elements 23 is also at least 50 mm, preferably at least 100 mm.
  • the free open area or the area of a planar homogenizing element 23 which flows freely through the cooling air amounts to 1 to 40%, preferably 2 to 35% and preferably 2 to 30% of the total area of the planar homogenizing element 23.
  • the free open area Surface of a planar homogenizing element 23 2 to 25%, preferably 2 to 20% and in particular 2 to 15%.
  • the free open area or the area of the homogenizing elements 23, which are flowed through freely by the cooling air increases from the homogenizing element 23 to the homogenizing element 23 in the direction of the associated flow rectifier 18 or in the direction of the cooling chamber 4.
  • the surface of a homogenizing element 23 extends over the entire cross-sectional area Q L of the associated air supply cabin 5, 6 or the associated cabin section 16, 17.
  • a section through an air supply cabin 5 is shown.
  • the illustration can also serve for only one cabin section 16, 17 of the air supply cabins 5, 6.
  • the cross-section Q Z of the supply line 22 increases immediately and without grading to the cross-sectional area Q L of the air supply cabin 5.
  • four Homogenticians institute 23 are arranged in the flow direction of the cooling air in front of the flow rectifier 18.
  • the homogenizing element 23.0 is located in the embodiment in the transition region between the supply line 22 and the air supply cabin 5 and extends only over the cross section Q Z of the supply line 22.
  • the further homogenization elements 23.1, 23.2 and 23.3 are each spaced from one another and at a distance from the flow rectifier 18 in the air supply cabin 4. They extend over the complete cross section Q L of the air supply cabin 5.
  • typical parameters for the homogenization elements 23.0 to 23.3 are given by way of example Fig. 3 specified for a system width (in CD direction) of 1000 mm.
  • Fig. 3 specified for a system width (in CD direction) of 1000 mm.
  • the vertical height h of the homogenizing elements 23 in mm is listed, to the right next to the total area of each homogenizing element 23 and in the two columns to the right is the free or freely flowable through the cooling air open area in percent and in mm 2 indicated.
  • the relative free area is calculated from the following formula: Cross-sectional area of the homogenizing element x open area of the homogenizing element / area of the outflow cross-section in the area of the rectifier.
  • the relative free area in percent
  • the relative free area in percent
  • the distance a in mm
  • the integral value in the last column corresponds to the integral below the curve for a plot of the relative free area of the homogenizing elements 23 over the distance a of these homogenizing elements 23 the flow rectifier 18th element Height h mm Area mm 2 free open space relative free area% Distance a mm integral value % mm 2 23.0 350 350000 4% 14000 3% 1200 23.1 500 500000 6% 30000 6% 800 17.6 23.2 500 500000 8th% 40000 8th% 600 14 23.3 500 500000 10% 50000 10% 400 18 Total: 49.6
  • the height H of the air supply cabin 5 according to Fig. 3 may be 500 mm in the embodiment and the length l of the air supply cabin 5 from the flow rectifier 18 to the mouth of the supply line 22 may be 1000 mm.
  • the sum of the integral values explained above is above 45, preferably above 50 and preferably above 65.
  • a second embodiment of an air supply cabin 5 according to the invention is shown. Again, four homogenizing elements 23.0 to 23.3 are used.
  • the parameters for the embodiment of Fig. 4 are analogous to the table regarding Fig.
  • Fig. 5 the connection area of a curved supply line 22 to the air supply cabin 5 is shown.
  • segmentation elements 28 are provided in the feed line 22, which subdivide the feed line 22 into individual line segments. Due to this segmentation or blading of the pipe section, an additional equalization of the cooling air flow can be achieved.
  • the cooling air flow here is subject to a pre-equalization and is thus prepared for further homogenization or homogenization in the air supply cabin 5 as it were.
  • the Fig. 6 shows a perspective view of a flow rectifier preferably used in the context of the invention 18.
  • the flow rectifier 18 serve to rectify the incident on the filaments 1 cooling air flow.
  • each Flow rectifier 18 a plurality of perpendicular to the filament flow direction FS oriented flow channels 19.
  • These flow channels 19 are each bounded by channel walls 20 and are preferably formed linear.
  • the freely flowable open area of each flow rectifier 18 is more than 90% of the total area of the flow straightener 18.
  • the ratio of the length L of the flow channels 19 to the smallest inner diameter D i of the flow channels 19 is in the range between 1 and 10, expediently in the range between 1 and 9.
  • the flow channels 19 of a flow rectifier 18, for example, and in the embodiment according to Fig. 7 have a hexagonal or honeycomb-shaped cross-section. The smallest inner diameter D i is measured here between opposite sides of the hexagon.
  • each flow rectifier 18 has a flow sieve 21 both on its cooling air inflow side ES and on its cooling air outflow side AS.
  • the two flow sieves 21 of each flow rectifier 18 are arranged directly in front of or behind the flow rectifier 18.
  • the flow sieves 21 are to be distinguished from the homogenization elements 23 formed as homogenizing sieves.
  • the two flow screens 21 of a flow straightener 18 and the surfaces of these flow screens 21 are aligned perpendicular to the longitudinal direction of the flow channels 19 of the flow rectifier 18. It has been proven that a flow sieve 21 has a mesh size of 0.1 to 0.5 mm and preferably from 0.1 to 0.4 mm and a wire thickness of 0.05 to 0.35 mm, and preferably of 0.05 up to 0.32 mm.

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Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten, wobei eine Spinnerette zum Ausspinnen der Endlosfilamente vorgesehen ist und wobei eine Kühlkammer zum Kühlen der ausgesponnenen Filamente vorhanden ist. An zwei gegenüberliegenden Seiten der Kühlkammer ist jeweils eine Luftzufuhrkabine angeordnet, aus der Kühlluft in die Kühlkammer einführbar ist. An jede Luftzufuhrkabine ist eine Zuführungsleitung für die Kühlluft angeschlossen, wobei sich die Querschnittsfläche der Zuführungsleitung am Übergang der Kühlluft in die Luftzufuhrkabine auf die Querschnittsfläche der Luftzufuhrkabine vergrößert, wobei die Querschnittsfläche der Luftzufuhrkabine mindestens doppelt so groß ist wie die Querschnittsfläche der Zuführungsleitung. In jeder Luftzufuhrkabine ist zumindest ein Strömungsgleichrichter vorgesehen und mit Abstand zu dem Strömungsgleichrichter zumindest ein flächiges Homogenisierungselement zur Homogenisierung des in die Luftzufuhrkabine eingeführten Kühlluftstromes. Das flächige Homogenisierungselement weist eine Mehrzahl von Öffnungen auf, wobei die freie geöffnete Fläche des Homogenisierungselementes 1 bis 40 % der gesamten Fläche des Homogenisierungselementes beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten, insbesondere aus Endlosfilamenten aus thermoplastischem Kunststoff, wobei eine Spinnerette zum Ausspinnen der Endlosfilamente vorgesehen ist und wobei eine Kühlkammer zum Kühlen der ausgesponnenen Filamente mit Kühlluft vorhanden ist, wobei an gegenüberliegenden Seiten der Kühlkammer jeweils eine Luftzufuhrkabine angeordnet ist, wobei aus den gegenüberliegenden Luftzufuhrkabinen jeweils Kühlluft in die Kühlkammer einführbar ist und wobei an jede Luftzufuhrkabine zumindest eine Zuführungsleitung für die Zuführung von Kühlluft angeschlossen ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten. - Spinnvlies meint im Rahmen der Erfindung insbesondere ein nach dem Spunbond-Verfahren hergestelltes Spunbond-Vlies. Endlosfilamente unterscheiden sich aufgrund ihrer quasi endlosen Länge von Stapelfasern, die deutlich geringere Längen von z. B. 10 mm bis 60 mm aufweisen.
  • Vorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art sind aus der Praxis in verschiedenen Ausführungsformen grundsätzlich bekannt. Eine Mehrzahl dieser bekannten Vorrichtungen und Verfahren weisen aber den Nachteil auf, dass die damit erzeugten Spinnvliese über ihre Flächenausdehnung nicht immer ausreichend homogen bzw. gleichmäßig ausgebildet sind. Häufig weisen die auf diese Weise hergestellten Spinnvliese störende Inhomogenitäten in Form von Fehlstellen bzw. Defektstellen auf. Die Anzahl der Inhomogenitäten nimmt normalerweise mit dem Durchsatz bzw. mit der Steigerung der Fadengeschwindigkeit zu. Typische Fehlstellen in derartigen Spinnvliesen entstehen durch sogenannte "Tropfen". Diese resultieren aus dem Abreißen einer oder mehrerer weicher bzw. schmelzflüssiger Filamente, wodurch eine Schmelzansammlung entsteht, die eine Fehlstelle im Spinnvlies erzeugt. Solche Fehlstellen aufgrund von "Tropfen" weisen in der Regel eine Größe von mehr als 2 mm x 2 mm auf. - Andererseits können Fehlstellen in den Spinnvliesen auch durch sogenannte "hard pieces" entstehen. Diese bilden sich wie folgt: Durch Spannungsverlust kann ein Filament relaxieren, zurückschnellen und ein Knäuel bilden, das die Defektstelle in der Spinnvliesfläche erzeugt. Solche Fehlstellen sind normalerweise kleiner als 2 mm x 2 mm.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der sehr homogene und gleichmäßige Spinnvliese hergestellt werden können, die zumindest weitgehend fehlstellenfrei bzw. defektfrei ausgestaltet sind und zwar vor allem bei höheren Durchsätzen von mehr als 200 kg/h/m bzw. bei höheren Fadengeschwindigkeiten. Der Erfindung liegt fernerhin das technische Problem zugrunde, ein entsprechendes Verfahren zur Erzeugung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten anzugeben.
  • Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten, insbesondere aus Endlosfilamenten aus thermoplastischem Kunststoff, wobei eine Spinnerette zum Ausspinnen der Endlosfilamente vorgesehen ist und wobei eine Kühlkammer zum Kühlen der ausgesponnenen Filamente mit Kühlluft vorhanden ist, wobei an zwei gegenüberliegenden Seiten der Kühlkammer jeweils eine Luftzufuhrkabine angeordnet ist und wobei aus den gegenüberliegenden Luftzufuhrkabinen jeweils Kühlluft in die Kühlkammer einführbar ist,
    wobei an jede Luftzufuhrkabine zumindest eine Zuführungsleitung für die Zuführung der Kühlluft mit einer Querschnittsfläche QZ angeschlossen ist, wobei sich diese Querschnittsfläche QZ der Zuführungsleitung beim Übergang der Kühlluft in die Luftzufuhrkabine auf eine Querschnittsfläche QL der Luftzufuhrkabine vergrößert, wobei die Querschnittsfläche QL mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens drei Mal so groß ist wie die Querschnittsfläche Qz der Zuführungsleitung,
    wobei in jeder Luftzufuhrkabine vorzugsweise zumindest ein vor der Kühlkammer angeordneter Strömungsgleichrichter vorgesehen ist, wobei in der Luftzufuhrkabine in Strömungsrichtung der Kühlluft vor dem Strömungsgleichrichter und mit Abstand zu dem Strömungsgleichrichter zumindest ein flächiges Homogenisierungselement zur Homogenisierung des in die Luftzufuhrkabine eingeführten Kühlluftstromes angeordnet ist und wobei das flächige Homogenisierungselement eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, wobei die freie geöffnete Fläche des flächigen Homogenisierungselementes 1 bis 40 %, vorzugsweise 1,5 bis 40 % bevorzugt 2 bis 35 %, besonders bevorzugt 2 bis 30 % und insbesondere 2 bis 25 % der gesamten Fläche des flächigen Homogenisierungselementes beträgt.
  • Zweckmäßigerweise beträgt die Höhe H bzw. die vertikale Höhe H einer Luftzufuhrkabine 400 bis 1500 mm, vorzugsweise 500 bis 1200 mm und bevorzugt 600 bis 1000 mm. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe H bzw. die vertikale Höhe H der Luftzufuhrkabine zwischen 700 und 900 mm liegt. - Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass eine Luftzufuhrkabine über ihre Höhe H in - weiter unten noch erläuterte - Kabinenabschnitte unterteilt ist, die übereinander bzw. vertikal übereinander angeordnet sind. Zweckmäßigerweise gelten - abgesehen von der Höhe H - die vorstehend angegebenen Merkmale sowie die nachfolgend aufgeführten bevorzugten Ausführungsformen außer für die Luftzufuhrkabine bevorzugt auch für jeden Kabinenabschnitt.
  • Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass die Kühlluftzufuhr für die Kühlkammer durch Ansaugen der Kühlluft aufgrund der Filamentbewegung bzw. der abwärts gerichteten Filamentströmung erfolgt und/oder durch aktive Einblasung bzw. Einführung von Kühlluft, beispielsweise mittels zumindest eines Gebläses. Wenn ein Gebläse zur Einblasung von Kühlluft eingesetzt wird, handelt es sich empfohlenermaßen um ein regelbares Gebläse, mit dem insbesondere der Volumenstrom der eingeführten Kühlluft eingestellt werden kann. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Einblasung bzw. Einführung von Kühlluft mit einer Mehrzahl von Gebläsen.
  • Zweckmäßigerweise erweitert sich die Querschnittsfläche QZ der Zuführungsleitung auf das 3- bis 15-fache, vorzugsweise auf das 4- bis 15-fache und bevorzugt auf das 5- bis 15-fache zur Querschnittsfläche QL der Luftzufuhrkabine.
  • Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass zumindest ein Homogenisierungselement bzw. dass die Homogenisierungselemente als Lochelemente bzw. Lochbleche und/oder als Homogenisierungssiebe ausgebildet ist/sind. Ein als Homogenisierungselement ausgebildetes Lochelement bzw. Lochblech ist mit einer Mehrzahl bzw. einer Vielzahl von Lochöffnungen ausgestattet. Empfohlenermaßen weisen die Lochöffnungen jeweils einen Öffnungsdurchmesser d von 1 bis 12 mm, zweckmäßigerweise von 1 bis 10 mm, vorzugsweise von 1,5 bis 9 mm und bevorzugt von 1,5 bis 8 mm auf. - Wenn für eine Lochöffnung aufgrund ihrer geometrischen Ausgestaltung mehrere Öffnungsdurchmesser messbar sind, meint die Erfindung hier den kleinsten Öffnungsdurchmesser d der Lochöffnung. Wenn die Lochöffnungen eines Homogenisierungselementes verschiedene Durchmesser aufweisen, meint Öffnungsdurchmesser d bzw. kleinster Öffnungsdurchmesser d zweckmäßigerweise den mittleren Öffnungsdurchmesser d bzw. den mittleren kleinsten Öffnungsdurchmesser d. - Wenn ein Homogenisierungselement als Homogenisierungssieb ausgebildet ist, weist es eine Mehrzahl bzw. eine Vielzahl von Maschen auf. Es empfiehlt sich, dass das Homogenisierungssieb Maschenweiten von 0,1 bis 0,6 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 mm, bevorzugt von 0,12 bis 0,4 mm und sehr bevorzugt von 0,15 bis 0,35 mm aufweist. Maschenweite meint hier den Abstand von zwei gegenüberliegenden Drähten einer Masche und insbesondere den kleinsten Abstand von zwei gegenüberliegenden Drähten einer Masche. Wenn also beispielsweise die Maschen einen rechteckförmigen Querschnitt mit unterschiedlich langen Rechteckseiten aufweisen, wird die Maschenweite zwischen den beiden längeren Rechteckseiten gemessen. Wenn die Maschen eines Homogenisierungssiebes unterschiedliche Maschenweiten aufweisen, meint Maschenweite insbesondere die mittlere Maschenweite der Maschen des Homogenisierungssiebes. Empfohlenermaßen weist ein Homogenisierungssieb eine Drahtstärke bzw. mittlere Drahtstärke von 0,05 bis 0,4 mm, bevorzugt von 0,06 bis 0,35 mm und sehr bevorzugt eine Drahtstärke von 0,07 bis 0,3 mm auf.
  • Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass eine Mehrzahl von flächigen Homogenisierungselementen in einer Luftzufuhrkabine mit Abstand zu dem Strömungsgleichrichter der Luftzufuhrkabine angeordnet sind und zwar vorzugsweise in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander und beabstandet voneinander in der Luftzufuhrkabine angeordnet sind. Dabei sind die Flächen der in einer Luftzufuhrkabine beabstandet zueinander angeordneten flächigen Homogenisierungselemente zweckmäßigerweise parallel bzw. im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet oder zumindest in etwa parallel zueinander angeordnet. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Flächen der flächigen Homogenisierungselemente quer zur Strömungsrichtung der Kühlluft in der jeweiligen Luftzufuhrkabine angeordnet sind und nach einer bevorzugten Ausführungsform senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung der Kühlluft in der Luftzufuhrkabine angeordnet sind.
  • Gemäß empfohlener Ausführungsform der Erfindung ist das zumindest eine in einer Luftzufuhrkabine angeordnete flächige Homogenisierungselement mit einem Abstand a1 in Strömungsrichtung der Kühlluft vor dem Strömungsgleichrichter der entsprechenden Luftzufuhrkabine angeordnet. Dabei ist der Abstand a1 größer als 0 und bevorzugt größer als 10 mm. Zweckmäßigerweise beträgt dieser Abstand a1 mindestens 50 mm, vorzugsweise mindestens 80 mm und bevorzugt mindestens 100 mm. Wenn nach besonders empfohlener Ausführungsform der Erfindung mehrere flächige Homogenisierungselemente in einer Luftzufuhrkabine angeordnet sind, bezieht sich der Abstand a1 auf das am nächsten vor dem Strömungsgleichrichter angeordnete Homogenisierungselement. Falls es sich bei dem mit dem Abstand a1 vor dem Strömungsgleichrichter angeordnetem Homogenisierungselement um ein Homogenisierungssieb handeln sollte, ist dieses Homogenisierungssieb von einem eventuell vorhandenen Strömungssieb des Strömungsgleichrichters zu unterscheiden. Auf ein solches Strömungssieb bzw. auf solche Strömungssiebe des Strömungsgleichrichters wird weiter unten noch eingegangen.
  • Gemäß sehr empfohlener Ausführungsform der Erfindung sind in einer Luftzufuhrkabine mehrere Homogenisierungselemente hintereinander angeordnet. Zweckmäßigerweise beträgt der Abstand ax zwischen zwei in einer Luftzufuhrkabine in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Homogenisierungselementen mindestens 40 mm, vorzugsweise mindestens 50 mm, bevorzugt mindestens 80 mm und sehr bevorzugt mindestens 100 mm. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass dabei gemäß bewährter Ausführungsform die flächigen Homogenisierungselemente quer und nach einer empfohlenen Ausführungsform senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung der Kühlluft angeordnet sind.
  • Erfindungsgemäß beträgt die freie geöffnete Fläche eines flächigen Homogenisierungselementes - insbesondere eines Lochelementes bzw. Lochbleches und/oder eines Homogenisierungssiebes - 1 bis 40 %, vorzugsweise 2 bis 35 % und bevorzugt 2 bis 30 % der gesamten Fläche des flächigen Homogenisierungselementes. Gemäß einer empfohlenen Ausführungsform beläuft sich die freie geöffnete Fläche eines flächigen Homogenisierungselementes auf 2 bis 25 %, vorzugsweise 2 bis 20 % und insbesondere 2 bis 18 % der gesamten Fläche des flächigen Homogenisierungselementes. Freie geöffnete Fläche meint im Rahmen der Erfindung die Fläche, die frei von der Kühlluft durchströmt werden kann und somit vorzugsweise nicht durch Blechelemente, Drahtelemente oder dergleichen Komponenten versperrt wird. Eine sehr empfohlene Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die freie geöffnete Fläche der in einer Luftzufuhrkabine hintereinander angeordneten Homogenisierungselemente von Homogenisierungselement zu Homogenisierungselement in Richtung zum Strömungsgleichrichter bzw. in Richtung zur Kühlkammer hin zunimmt. Zweckmäßigerweise hat das Homogenisierungselement mit dem geringsten Abstand zum Strömungsgleichrichter bzw. zur Kühlkammer die größte freie geöffnete Fläche aller Homogenisierungselemente.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass sich die Fläche eines Homogenisierungselementes - insbesondere eines Lochelementes bzw. Lochbleches und/oder eines Homogenisierungssiebes - zumindest über den größten Teil der Querschnittsfläche QL der zugeordneten Luftzufuhrkabine bzw. über den größten Teil der Querschnittsfläche des zugeordneten Kabinenabschnittes der Luftzufuhrkabine erstreckt. Eine bewährte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fläche eines Homogenisierungselementes über die gesamte Querschnittsfläche bzw. im Wesentlichen über die gesamte Querschnittsfläche der zugeordneten Luftzufuhrkabine bzw. des zugeordneten Kabinenabschnittes der Luftzufuhrkabine erstreckt.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die in die Luftzufuhrkabine bzw. in einen Kabinenabschnitt der Luftzufuhrkabine einströmende Kühlluft auf die Breite und die Höhe der Luftzufuhrkabine bzw. des Kabinenabschnittes verteilt wird, insbesondere gleichmäßig verteilt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erweitert sich die Querschnittsfläche Qz einer Zuführungsleitung stufenförmig auf die Querschnittsfläche QL der Luftzufuhrkabine bzw. auf die Querschnittsfläche eines Kabinenabschnittes der Luftzufuhrkabine. Nach einer anderen empfohlenen Ausführungsform erweitert sich die Querschnittsfläche Qz einer Zuführungsleitung kontinuierlich auf die Querschnittsfläche QL der Luftzufuhrkabine bzw. auf die Querschnittsfläche eines Kabinenabschnittes der Luftzufuhrkabine. Entsprechend einer Ausführungsvariante erfolgt dabei eine stufenförmige und/oder kontinuierliche Erweiterung der Querschnittsfläche entlang aller vier den Querschnitt einer quaderförmigen Luftzufuhrkabine definierenden Seitenwände. - Es liegt im Übrigen im Rahmen der Erfindung, dass die Querschnittsfläche QZ einer Zuführungsleitung rund und vorzugsweise kreisrund im Querschnitt ausgebildet ist. Grundsätzlich kann der Querschnitt der Zuführungsleitung geometrisch aber auch andersartig ausgebildet sein, beispielsweise rechteckförmig.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Luftzufuhrkabinen eine optimale Vergleichmäßigung der Kühlluftströme erreicht werden kann sowie insbesondere eine gute homogene Kühlluftverteilung auf kleinem Raum realisiert werden kann. Insoweit liegt der Erfindung weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass diese erfindungsgemäße Homogenisierung der Kühlluftströmung die ersponnenen Filamente auf sehr vorteilhafte Weise im Hinblick auf die Lösung des technischen Problems beeinflusst. Letztendlich werden Filamentablagen bzw. Vliesablagen von hoher Qualität erhalten und Fehlstellen bzw. Defektstellen in den Vliesablagen können vermieden bzw. zumindest weitgehend minimiert werden. Der Erfindung liegt hier fernerhin die Erkenntnis zugrunde, dass die optimale Vergleichmäßigung der Kühlluftströmung durch die Kombination der erfindungsgemäßen Merkmale erzielt wird und vor allem durch die Kombination der in der Luftzufuhrkabine angeordneten Homogenisierungselemente zum einen und der erfindungsgemäßen Querschnittsvergrößerung zum anderen. Zusätzlich tragen die in den Luftzufuhrkabinen angeordneten Strömungsgleichrichter sehr effektiv zur Homogenisierung der Kühlluftströmung bei. Durch die erfindungsgemäßen Homogenisierungselemente wird gleichsam eine Vor-Ausrichtung der Kühlluftströmung vor dem Strömungsgleichrichter bewirkt, wodurch offenbar ein noch effektiverer Einsatz des Strömungsgleichrichters ermöglicht wird. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Luftzufuhrkabinen können Turbulenzen in der Kühlluftströmung weitgehend vermieden werden und es kann auch insoweit Einfluss genommen werden, als unerwünschte asymmetrische Luftströmungsprofile verhindert werden können. Im Ergebnis wird durch die Ausbildung der Luftzufuhrkabinen eine optimale Einführung der Luftvolumenströme in die Kühlkammer erreicht. Unerwünschte Einspeisefehler bezüglich der Kühlluftzuführung können einfach und ohne Probleme ausgeglichen werden. Das betrifft auch unerwünschte Einspeisedifferenzen zwischen den gegenüberliegenden Luftzufuhrkabinen. Insoweit wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kühlvorrichtung mit Kühlkammer und Luftzufuhrkabinen gleichsam eine "fehlertolerante Konstruktion" realisiert. Die in den Luftzufuhrkabinen angeordneten Homogenisierungselemente erfüllen gleichsam den Zweck von Druckverbrauchern. Mit diesen Homogenisierungselementen können auch gezielt gewünschte Anblasprofile bzw. Kühlluft-Geschwindigkeitsprofile eingestellt werden. So ist es problemlos möglich, beispielsweise ein Blockprofil zu erzielen, bei dem die Luftgeschwindigkeiten an allen Stellen gleich sind bzw. quasi gleich sind. "Bauchige" und asymmetrische Kühlluft-Geschwindigkeitsprofile sind ebenfalls möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei der Einführung der Kühlluft in die Luftzufuhrkabinen - insbesondere vor den Homogenisierungselementen - eine Vorverteilung der Kühlluft vorgenommen. Dadurch erfolgt gleichsam eine vorgeschaltete Unterstützung der Homogenisierungselemente bzw. Druckverbraucher. In diesem Zusammenhang können Strömungselemente in Form von Spitzkeilkanälen, Spaltkanälen mit Spaltblechabdeckungen sowie Ausströmpyramiden und dergleichen als Vorverteilungselemente zum Einsatz kommen. Auch können die Zuführungsleitungen für die Kühlluft zu diesem Zwecke segmentiert ausgebildet werden. Im Bereich von Umlenkungen der Zuführungsleitung kann insoweit auch eine Beschaufelung von Leitungsstücken realisiert werden. Grundsätzlich kann die Beschaufelung in der Luftzufuhrkabine fortgesetzt werden, so dass dann insbesondere eine Segmentierung der Luftzufuhrkabine resultiert.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der einer Luftzufuhrkabine zugeführte Kühlluftvolumenstrom in eine Mehrzahl von Teilvolumenströmen aufgeteilt ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass diese Teilvolumenströme durch separate Teil-Zuführungsleitungen und/oder durch die Segmente einer segmentierten Zuführungsleitung zuströmen. Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Luftzufuhrkabine entsprechend den zugeführten Teilvolumenströmen in Kabinenabschnitte aufgeteilt ist, wobei zweckmäßigerweise jeder Kabinenabschnitt einem Teilvolumenstrom zugeordnet ist. Gemäß empfohlener Ausführungsform ist der Kühlluftvolumenstrom in zwei bis fünf, insbesondere in zwei bis vier und vorzugsweise in zwei bis drei Teilvolumenströme aufgeteilt. Zweckmäßigerweise ist die Luftgeschwindigkeit und/oder die Lufttemperatur und/oder die Luftfeuchte jedes Teilvolumenstroms separat eingestellt und zweckmäßigerweise an die jeweiligen Prozessanforderungen angepasst. Empfohlenermaßen weist die Kühlluft zumindest zweier Teilvolumenströme eine unterschiedliche Luftgeschwindigkeit und/oder eine unterschiedliche Lufttemperatur und/oder eine unterschiedliche Luftfeuchte auf. - Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass jedem Teilvolumenstrom der Kühlluft ein Kabinenabschnitt der Luftzufuhrkabine zugeordnet ist, der in einen Strömungsgleichrichter mündet. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich ein Strömungsgleichrichter bzw. ein durchgängiger Strömungsgleichrichter über alle Kabinenabschnitte und somit zweckmäßigerweise über die Höhe bzw. vertikale Höhe der zugeordneten Luftzufuhrkabine.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass in jedem Kabinenabschnitt der Luftzufuhrkabinen zumindest ein Homogenisierungselement, vorzugsweise eine Mehrzahl von Homogenisierungselementen angeordnet ist. Die Homogenisierungselemente können sich dabei durchgängig über die gesamte Höhe der Luftzufuhrkabine erstrecken oder es können auch separate Homogenisierungselemente in den Kabinenabschnitten vorgesehen werden. Ansonsten gelten alle hier beschriebenen Merkmale für die Homogenisierungselemente auch für die in den einzelnen Kabinenabschnitten angeordneten Homogenisierungselemente. Zweckmäßigerweise ist in jedem Kabinenabschnitt eine Mehrzahl von in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander angeordneten Homogenisierungselementen vorhanden.
  • Eine sehr empfohlene Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhrkabine bzw. jede der beiden gegenüberliegenden Luftzufuhrkabinen in zumindest zwei, vorzugsweise in zwei, Kabinenabschnitte unterteilt ist. Aus diesen Kabinenabschnitten ist bevorzugt jeweils Kühlluft unterschiedlicher Temperatur bzw. Lufttemperatur zufuhrbar. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass jedem Kabinenabschnitt zumindest ein Teilvolumenstrom an Kühlluft zuführbar ist.
  • Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Luftgeschwindigkeit und/oder der Luftvolumenstrom auf einer bestimmten Höhe der Kühlkammer bzw. der Luftzufuhrkabinen in CD-Richtung (quer zur Maschinenrichtung MD) über die gesamte Breite der Vorrichtung gleichmäßig bzw. im Wesentlichen gleichmäßig bzw. quasi gleichmäßig ist. Allerdings ist es möglich, dass die Kühlluftgeschwindigkeit und/oder der Kühlluftvolumenstrom über die Höhe bzw. die vertikale Höhe der Kühlkammer bzw. der Luftzufuhrkabinen unterschiedlich ist.
  • Erfindungsgemäß wird in jeder Luftzufuhrkabine zumindest ein in Luftströmungsrichtung vor der Kühlkammer angeordneter Strömungsgleichrichter vorgesehen. Gemäß bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist ein Strömungsgleichrichter eine Mehrzahl von quer, vorzugsweise senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Filamente bzw. zu dem Filamentstrom orientierten Strömungskanälen auf, wobei die Strömungskanäle durch Kanalwandungen begrenzt sind. Empfohlenermaßen beträgt die offene Fläche eines Strömungsgleichrichters mehr als 85 % und vorzugsweise mehr als 90 % der gesamten Fläche bzw. Querschnittsfläche des Strömungsgleichrichters. Es empfiehlt sich, dass die offene Fläche eines Strömungsgleichrichters größer als 91 %, bevorzugt größer als 92 % und besonders bevorzugt größer als 92,5 % ist. Offene Fläche des Strömungsgleichrichters bezieht sich dabei insbesondere auf den frei von der Kühlluft durchströmbaren Strömungsquerschnitt des Strömungsgleichrichters, der also nicht durch die Kanalwandungen bzw. die Dicke der Kanalwandungen und/oder eventuell zwischen den Strömungskanälen bzw. den Kanalwandungen angeordnete Abstandshalter blockiert wird. In die Berechnung der offenen Fläche gehen insbesondere keine am Strömungsgleichrichter angeordnete und insbesondere vor bzw. hinter dem Strömungsgleichrichter angeordnete Strömungssiebe ein. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass diese Strömungssiebe bei der Berechnung der offenen Fläche des Strömungsgleichrichters außer Acht bleiben. Gemäß bevorzugter Ausführungsform beträgt das Verhältnis der Länge L der Strömungskanäle eines Strömungsgleichrichters zum Innendurchmesser Di der Strömungskanäle L/Di 1 bis 15, vorzugsweise 1 bis 10 und bevorzugt 1, 5 bis 9. Der Innendurchmesser wird für einen Strömungskanal des Strömungsgleichrichters von einer Kanalwandung ausgehend zu einer gegenüberliegenden Kanalwandung gemessen. Wenn bei einem Strömungskanal aufgrund seines Querschnittes unterschiedliche Innendurchmesser messbar sind, meint Innendurchmesser Di zweckmäßigerweise den kleinsten Innendurchmesser Di eines Strömungskanals. Dieser Begriff "kleinster Innendurchmesser Di" bezieht sich also auf den bei einem Strömungskanal gemessenen kleinsten Innendurchmesser, wenn dieser Strömungskanal bezüglich seines Querschnittes unterschiedliche Innendurchmesser aufweist. So wird der kleinste Innendurchmesser Di bei einem Querschnitt in Form eines regelmäßigen Sechseckes zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten und nicht zwischen zwei gegenüberliegenden Ecken des Sechseckes gemessen. Wenn der kleinste Innendurchmesser bei den Strömungskanälen variiert, meint kleinster Innendurchmesser Di insbesondere den bezüglich der Mehrzahl von Strömungskanälen gemittelten kleinsten Innendurchmesser bzw. mittleren kleinsten Innendurchmesser.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsgleichrichter an seiner Kühlluft-Einströmseite und/oder an seiner Kühlluft-Ausströmseite zumindest ein Strömungssieb aufweist. Dabei ist zweckmäßigerweise das Strömungssieb bzw. die Fläche des Strömungssiebes quer und bevorzugt senkrecht bzw. im Wesentlichen zur Längsrichtung der Strömungskanäle des Strömungsgleichrichters angeordnet. Nach besonders empfohlener Ausführungsform weist ein Strömungsgleichrichter sowohl an seiner Kühlluft-Einströmseite als auch an seiner Kühlluft-Ausströmseite ein solches Strömungssieb auf. Die Strömungssiebe sind dabei zweckmäßigerweise unmittelbar und ohne Abstand zu dem Strömungsgleichrichter an dem Strömungsgleichrichter angeordnet. Empfohlenermaßen weist ein Strömungssieb eine Maschenweite von 0,1 bis 0,5 mm, zweckmäßigerweise von 0,1 bis 0,4 mm und vorzugsweise von 0,15 bis 0,34 mm auf. Maschenweite meint dabei den Abstand von zwei gegenüberliegenden Drähten einer Masche und insbesondere den kleinsten Abstand von zwei gegenüberliegenden Drähten einer Masche. Empfohlenermaßen weist ein Strömungssieb eine Drahtstärke von 0,1 bis 0,5 mm, bevorzugt von 0,1 bis 0,4 mm und sehr bevorzugt von 0,15 bis 0,34 mm auf. Ein Strömungssieb eines Strömungsgleichrichters ist zu unterscheiden von einem in der Luftzufuhrkabine angeordneten Homogenisierungssieb. Gemäß empfohlener Ausführungsform weist ein Strömungsgleichrichter zumindest ein Strömungssieb auf, vorzugsweise zwei Strömungssiebe auf und zusätzlich ist zumindest ein Homogenisierungselement und sehr bevorzugt eine Mehrzahl von Homogenisierungselementen in der zugeordneten Luftzufuhrkabine vorgesehen.
  • Erfindungsgemäß werden die Endlosfilamente mittels einer Spinnerette ersponnen und der Kühlkammer zum Kühlen der Filamente mit Kühlluft zugeführt. - Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass zumindest ein Spinnbalken zum Erspinnen der Filamente quer zur Maschinenrichtung (MD-Richtung) angeordnet ist. Nach einer sehr bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Spinnbalken dabei senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Maschinenrichtung orientiert. Es ist im Rahmen der Erfindung aber auch möglich, dass der Spinnbalken schräg zur Maschinenrichtung angeordnet ist. - Eine empfohlene Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen der Spinnerette und der Kühlkammer zumindest eine Monomer-Absaugungseinrichtung angeordnet ist. Mit dieser Monomer-Absaugungseinrichtung wird Luft aus dem Filamentbildungsraum unterhalb der Spinnerette abgesaugt. Dadurch können die neben den Endlosfilamenten austretenden Gase wie Monomere, Oligomere, Zersetzungsprodukte und dergleichen aus der Vorrichtung entfernt werden. Eine Monomer-Absaugungseinrichtung weist vorzugsweise zumindest eine Absaugungskammer auf, an die zweckmäßigerweise zumindest ein Absaugungsgebläse angeschlossen ist. Es empfiehlt sich, dass in Strömungsrichtung der Filamente an die Monomer-Absaugungseinrichtung die erfindungsgemäße Kühlkammer mit den Luftzufuhrkabinen anschließt. - Zweckmäßigerweise werden die Filamente aus der Kühlkammer in eine Verstreckvorrichtung zum Verstrecken der Filamente eingeführt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass an die Kühlkammer ein Zwischenkanal anschließt, der die Kühlkammer mit einem Verstreckschacht der Verstreckvorrichtung verbindet.
  • Eine ganz besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat aus der Kühlkammer und der Verstreckvorrichtung bzw. das Aggregat aus der Kühlkammer, dem Zwischenkanal und dem Verstreckschacht als geschlossenes System ausgebildet ist. Geschlossenes System meint dabei insbesondere, dass außer der Zufuhr von Kühlluft in die Kühlkammer keine weitere Luftzufuhr in dieses Aggregat stattfindet. Die erfindungsgemäß durchgeführte Homogenisierung der Kühlluftströmung bedingt vor allem Vorteile in einem solchen geschlossenen System. Insbesondere in derartigen geschlossenen System erzielt man Spinnvliese mit sehr gleichmäßigen fehlstellenfreien Eigenschaften.
  • Nach einer empfohlenen Ausführungsform der Erfindung schließt an die Verstreckvorrichtung in Strömungsrichtung der Filamente zumindest ein Diffusor an, durch den die Filamente geführt werden. Zweckmäßigerweise umfasst dieser Diffusor einen in Richtung der Filamentablage sich aufweitenden Diffusorquerschnitt bzw. einen divergenten Diffusorabschnitt. - Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Filamente auf einer Ablageeinrichtung zur Filamentablage bzw. zur Vliesablage abgelegt werden. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei der Ablageeinrichtung um ein Ablagesiebband bzw. um ein luftdurchlässiges Ablagesiebband. Mit der Ablageeinrichtung bzw. mit dem Ablagesiebband wird die aus den Filamenten gebildete Vliesbahn in Maschinenrichtung (MD) abgefördert.
  • Es empfiehlt sich, dass im Ablagebereich der Filamente Prozessluft durch die Ablageeinrichtung bzw. durch das Ablagesiebband gesaugt wird bzw. von unten gesaugt wird. Hierdurch kann eine besonders stabile Filamentablage bzw. Vliesablage erreicht werden. Der Absaugung kommt in Kombination mit der erfindungsgemäßen Homogenisierung der Kühlluftströmung besonders vorteilhafte Bedeutung zu. - Nach der Ablage auf der Ablageeinrichtung wird die Filamentablage bzw. die Vliesbahn zweckmäßigerweise weiteren Behandlungsmaßnahmen - insbesondere einer Kalandrierung - zugeführt.
  • Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten, insbesondere aus Endlosfilamenten aus thermoplastischem Kunststoff, wobei die Endlosfilamente aus einer Spinnerette ausgesponnen werden und in einer Kühlkammer mit Kühlluft gekühlt werden, wobei die Kühlluft aus an gegenüberliegenden Seiten der Kühlkammer angeordneten Luftzufuhrkabinen in die Kühlkammer eingeführt wird,
    wobei die Kühlluft in einer Luftzufuhrkabine durch zumindest ein flächiges Homogenisierungselement zur Homogenisierung der Kühlluft geführt wird, wobei das flächige Homogenisierungselement eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist und wobei die freie geöffnete Fläche des flächigen Homogenisierungselementes 1 bis 40 %, vorzugsweise 2 bis 35 % und bevorzugt 2 bis 30 % der gesamten Fläche des flächigen Homogenisierungselementes beträgt und wobei die Kühlluft im Anschluss an das zumindest eine flächige Homogenisierungselement vorzugsweise durch einen Strömungsgleichrichter in die Kühlkammer eingeführt wird.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Filamente in der Kühlkammer von der Kühlluft mit einer Luftgeschwindigkeit von 0,15 bis 3 m/s, vorzugsweise von 0,15 bis 2,5 m/s und bevorzugt von 0,17 bis 2,3 m/s beaufschlagt werden. - Zweckmäßigerweise wird die Luftgeschwindigkeit (in m/s) mittels Flügelradanemometer mit einem Durchmesser d von 80 mm gemessen und zwar auf einem Raster von 100 x 100 mm. Dabei werden die Luftgeschwindigkeiten offline und somit ohne Filamentdurchströmung der Kühlkammer gemessen. In diesem Offline-Zustand sind die Geschwindigkeitsvektoren der Kühlluft vorzugsweise senkrecht bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Längsmittelachse der Vorrichtung bzw. zu der Filamentströmungsrichtung FS ausgerichtet. - Eine empfohlene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Filamente in der Kühlkammer mit einem Kühlluft-Volumenstrom von 200 bis 14000 m3/h/m, vorzugsweise von 250 bis 13000 m3/h/m und bevorzugt von 300 bis 12000 m3/h/m beaufschlagt werden. Mit m3/h/m ist dabei der Volumenstrom pro laufendem Meter Kühlkammerbreite gemeint. Die Kühlkammerbreite erstreckt sich dabei quer zur Maschinenrichtung und somit in CD-Richtung.
  • Es folgt ein Ausführungsbeispiel mit typischen Kühlluft-Anströmungsparametern für eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit jeweils zwei übereinander angeordneten Kabinenabschnitten der beiden gegenüberliegenden Luftzufuhrkabinen. Dabei wird in dem oberen und in dem unteren Kabinenabschnitt jeweils Kühlluft unterschiedlicher Temperatur zugeführt. Die Temperatur der Kühlluft zweier gegenüberliegender Kabinenabschnitte stimmt dabei überein. Es werden einerseits typische Parameter für die Erzeugung von Endlosfilamenten aus Polyethylenterephthalat (PET) und andererseits typische Parameter für die Erzeugung von Endlosfilamenten aus Polypropylen angegeben. Bei der Polypropylen-Fahrweise werden zusätzlich die bevorzugten minimalen Werte (linke Spalte) und die bevorzugten maximalen Werte (rechte Spalte) aufgeführt. Der dort jeweils angegebene Kühlluft-Volumenstrom bezieht sich auf den Volumenstrom der aus beiden gegenüberliegenden Kabinenabschnitten eintritt. Es wird in den nachfolgenden Tabellen die vertikale Höhe der Kabinenabschnitte, der Kühlluft-Volumenstrom und die KühlluftGeschwindigkeit angegeben. Oberer Kabinenabschnitt
    PET PP (min) PP (max)
    Höhe mm 200 200 200
    Volumenstrom m3/h/m 400 800 3000
    Luftgeschwindigkeit m/s 0,22 0,44 1,67
    Unterer Kabinenabschnitt
    PET PP (min) PP (max)
    Höhe mm 600 600 600
    Volumenstrom m3/h/m 11000 3000 8000
    Luftgeschwindigkeit m/s 2,04 0,56 1,48
  • Wenn mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Endlosfilamente aus Polypropylen (PP) hergestellt werden, beträgt vorzugsweise die Kühlluftgeschwindigkeit in der Luftzufuhrkabine bzw. in den Kabinenabschnitten der Luftzufuhrkabine 0,25 bis 1,9 m/s, zweckmäßigerweise 0,3 bis 1,8 m/s und bevorzugt 0,35 bis 1,7 m/s. Der Kühlluft-Volumenstrom beträgt bei der Herstellung von PP-Endlosfilamenten vorzugsweise 500 bis 9.500 m3/h/m, bevorzugt 600 bis 8.300 m3/h/m und besonders bevorzugt 650 bis 8.100 m3/h/m. - Wenn mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Endlosfilamente aus einem Polyester erzeugt werden, beträgt die Kühlluftgeschwindigkeit vorzugsweise 0,15 bis 3 m/s und bevorzugt 0,15 bis 2,5 m/s. Bei der Herstellung von Polyester-Endlosfilamenten beträgt der Kühlluft-Volumenstrom empfohlenermaßen 200 bis 14000 m3/h/m und vorzugsweise 250 bis 13000 m3/h/m.
  • Gemäß einer empfohlenen Ausführungsform der Erfindung wird aus beiden gegenüberliegenden Luftzufuhrkabinen bzw. aus beiden gegenüberliegenden Kabinenabschnitten die gleiche Luftmenge bzw. im Wesentlichen die gleiche Luftmenge und somit der gleiche Kühlluft-Volumenstrom bzw. im Wesentlichen der gleiche Kühlluft-Volumenstrom eingeführt. Es ist aber auch möglich, dass von beiden gegenüberliegenden Luftzufuhrkabinen bzw. Kabinenabschnitten unterschiedliche Kühlluft-Volumenströme zugeführt werden. Die Aufteilung der Kühlluft-Volumenströme kann dann bezüglich der gegenüberliegenden Luftzufuhrkabinen bzw. der gegenüberliegenden Kabinenabschnitte zweckmäßigerweise zwischen 40 und 60 % liegen (asymmetrische Kühlluft-Einführung). Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann eine asymmetrische Kühlluft-Einführung auch erreicht werden, indem ein oberer Bereich bzw. obere Bereiche einer Luftzufuhrkabine bzw. eines Kabinenabschnittes abgeblendet wird/werden, wobei diese Abblendung über bis zu 100 mm der Höhe erfolgen kann. Weiterhin können asymmetrische Verhältnisse dadurch eingestellt werden, dass die gegenüberliegenden Luftzufuhrkabinen bzw. Kabinenabschnitte höhenversetzt zueinander angeordnet sind. Dieser Höhenversatz kann bis zu 100 mm betragen. Fernerhin ist auch ein seitlicher Versatz (in CD-Richtung) der Luftzufuhrkabinen bzw. Kabinenabschnitte um bis zu 100 mm möglich. Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen können außerdem auch miteinander kombiniert werden. - Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass bezüglich der Breite der Luftzufuhrkabine bzw. eines Kabinenabschnittes in CD-Richtung Randbereiche abgeblendet werden können. So kann die Kühlluft-Einführung in die Kühlkammer über 85 bis 90 % der CD-Breite gleichmäßig und homogen erfolgen, jedoch in den Randbereichen separat eingestellt werden.
  • Wenn im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Filamente bzw. Spinnvliese aus Polyolefinen - insbesondere aus Polypropylen - hergestellt werden, kann mit Fadengeschwindigkeiten bzw. Filamentgeschwindigkeiten über 2000 m/min, insbesondere über 2200 m/min oder über 2500 m/min gearbeitet werden. Falls im Rahmen der Erfindung Filamente bzw. Spinnvliese aus Polyestern - insbesondere aus Polyethylenterephthalat (PET) - hergestellt werden, sind Fadengeschwindigkeiten von über 4000 m/min, insbesondere auch von über 5000 m/min realisierbar. Die genannten Fadengeschwindigkeiten können vor allem ohne Qualitätsverlust im Zuge der erfindungsgemäßen Maßnahmen verwirklicht werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgestaltet ist bzw. mit der Maßgabe eingerichtet ist, dass mit den genannten Fadengeschwindigkeiten gearbeitet werden kann. Bei diesen hohen Fadengeschwindigkeiten hat sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Luftzufuhrkabinen besonders bewährt. - Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit Durchsätzen von mehr als 150 kg/h/m oder von mehr als 200 kg/h/m gearbeitet.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Spinnvliese von hervorragender Qualität und insbesondere mit sehr homogenen Eigenschaften über ihre Flächenausdehnung erreicht werden können. Die Spinnvliese können im Rahmen der Erfindung weitgehend fehlstellenfrei bzw. defektstellenfrei hergestellt werden oder zumindest können Fehlstellen bzw. Defekte weitegehend minimiert werden. Besonders hervorzuheben ist dabei, dass diese Vorteile auch bei den vorstehend genannten hohen Filamentgeschwindigkeiten sowie bei hohen Durchsätzen erzielt werden können. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Luftzufuhrkabinen und aufgrund der erfindungsgemäßen Homogenisierung der Kühlluftströmung können diese vorteilhaften Eigenschaften der resultierenden Spinnvliese erreicht werden. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Homogenisierung der Kühlluft die Filamente sehr positiv beeinflusst, so dass letztendlich unerwünschte Fehlstellen bzw. Defektstellen in der Vliesbahn verhindert oder weitgehend minimiert werden können. Die Homogenisierung der Kühlluft kann mit verhältnismäßig wenig aufwendigen und nichtsdestoweniger effektiven Maßnahmen realisiert werden. Das führt dazu, dass sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch durch einen geringen apparativen Aufbau sowie durch Kostengünstigkeit auszeichnet. Dementsprechend kann auch das erfindungsgemäße Verfahren relativ einfach und wenig aufwendig durchgeführt werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,
    Fig. 2
    einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 1 mit der Kühlvorrichtung aus der Kühlkammer und den Luftzufuhrkabinen,
    Fig. 3
    einen Schnitt durch eine Luftzufuhrkabine in einer ersten Ausführungsform,
    Fig. 4
    den Gegenstand gemäß Fig. 3 in einer zweiten Ausführungsform,
    Fig. 5
    eine segmentierte Zuführungsleitung mit angeschlossener Luftzufuhrkabine im Schnitt,
    Fig. 6
    eine perspektivische Ansicht eines Aggregates aus einem Strömungsgleichrichter mit vor- und nachgeschaltetem Strömungssieb und
    Fig. 7
    einen Querschnitt durch einen Strömungsgleichrichterabschnitt.
  • Die Figuren zeigen eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten 1, insbesondere aus Endlosfilamenten 1 aus thermoplastischem Kunststoff. Die Vorrichtung umfasst eine Spinnerette 2 zum Erspinnen der Endlosfilamente 1. Diese ersponnenen Endlosfilamente 1 werden in eine Kühlvorrichtung 3 mit einer Kühlkammer 4 und mit an zwei gegenüberliegenden Seiten der Kühlkammer 4 angeordneten Luftzufuhrkabinen 5, 6 eingeführt. Die Kühlkammer 4 und die Luftzufuhrkabinen 5, 6 erstrecken sich quer zur Maschinenrichtung MD und somit in CD-Richtung der Vorrichtung. Aus den gegenüberliegenden Luftzufuhrkabinen 5, 6 wird Kühlluft in die Kühlkammer 4 eingeführt.
  • Zwischen der Spinnerette 2 und der Kühlvorrichtung 3 ist bevorzugt und im Ausführungsbeispiel eine Monomer-Absaugungseinrichtung 7 angeordnet. Mit dieser Monomer-Absaugungseinrichtung 7 können beim Spinnprozess auftretende störende Gase aus der Vorrichtung entfernt werden. Bei diesen Gasen kann es sich beispielsweise um Monomere, Oligomere bzw. Zersetzungsprodukte und dergleichen Substanzen handeln.
  • In Filamentströmungsrichtung FS ist der Kühlvorrichtung 3 eine Verstreckvorrichtung 8 nachgeschaltet, in der die Filamente 1 verstreckt werden. Die Verstreckvorrichtung 8 weist vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel einen Zwischenkanal 9 auf, der die Kühlvorrichtung 3 mit einem Verstreckschacht 10 der Verstreckvorrichtung 8 verbindet. Nach besonders bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel ist das Aggregat aus der Kühlvorrichtung 3 und der Verstreckvorrichtung 8 bzw. das Aggregat aus der Kühlvorrichtung 3, dem Zwischenkanal 9 und dem Verstreckschacht 10 als geschlossenes System ausgebildet. Geschlossenes System meint dabei insbesondere, dass außer der Zufuhr von Kühlluft in der Kühlvorrichtung 3 keine weitere Luftzufuhr in dieses Aggregat erfolgt.
  • Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel schließt in Filamentströmungsrichtung FS an die Verstreckvorrichtung 8 ein Diffusor 11 an, durch den die Filamente 1 geführt werden. Gemäß einer empfohlenen Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel sind zwischen der Verstreckvorrichtung 8 bzw. zwischen dem Verstreckschacht 10 und dem Diffusor 11 Sekundärluft-Eintrittsspalte 12 für die Einführung von Sekundärluft in den Diffusor 11 vorgesehen. Nach Durchlaufen des Diffusors 11 werden die Filamente vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel auf einer als Ablagesiebband 13 ausgebildeten Ablageeinrichtung abgelegt. Die Filamentablage bzw. die Vliesbahn 14 wird dann mit dem Ablagesiebband 13 in Maschinenrichtung MD abgefördert bzw. abtransportiert. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel ist unter der Ablageeinrichtung bzw. unter dem Ablagesiebband 13 eine Absaugungseinrichtung zum Absaugen von Luft bzw. Prozessluft durch das Ablagesiebband 13 vorgesehen. Dazu ist bevorzugt und im Ausführungsbeispiel unterhalb des Diffusoraustrittes ein Absaugbereich 15 unter dem Ablagesiebband 13 angeordnet. Bevorzugt erstreckt sich der Absaugbereich 15 zumindest über die Breite B des Diffusoraustrittes. Empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel ist die Breite b des Absaugbereiches 15 größer als die Breite B des Diffusoraustrittes.
  • Nach bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel ist jede Luftzufuhrkabine 5, 6 in zwei Kabinenabschnitte 16, 17 unterteilt, aus denen jeweils Kühlluft unterschiedlicher Temperatur zuführbar ist. Im Ausführungsbeispiel mag aus den oberen Kabinenabschnitten 16 jeweils Kühlluft mit einer Temperatur T1 zuführbar sein, während aus den beiden unteren Kabinenabschnitten 17 jeweils Kühlluft einer von der Temperatur T1 unterschiedlichen Temperatur T2 zuführbar ist.
  • Gemäß bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel ist in jeder Luftzufuhrkabine 5, 6 kühlkammerseitig jeweils ein Strömungsgleichrichter 18 angeordnet, der sich bevorzugt und im Ausführungsbeispiel über beide Kabinenabschnitte 16, 17 jeder Luftzufuhrkabine 5, 6 erstreckt. Die beiden Strömungsgleichrichter 18 dienen dabei zum Gleichrichten der auf die Filamente 1 treffenden Kühlluftströmung. Auf die Strömungsgleichrichter 18 wird weiter unten noch näher eingegangen.
  • Erfindungsgemäß ist an jede Luftzufuhrkabine 5, 6 zumindest eine Zuführungsleitung 22 für die Zuführung der Kühlluft angeschlossen. Diese Zuführungsleitung 22 weist eine Querschnittsfläche QZ auf, wobei sich diese Querschnittsfläche QZ beim Übergang der Kühlluft in die Luftzufuhrkabine 5, 6 auf eine Querschnittsfläche QL der Luftzufuhrkabine 5, 6 vergrößert. Dabei ist die Querschnittsfläche QL vorzugsweise mindestens dreimal so groß und bevorzugt mindestens viermal so groß wie die Querschnittsfläche QZ der Zuführungsleitung 22. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass sich die Querschnittsfläche QZ der Zuführungsleitung 22 auf das 3- bis 15-fache zur Querschnittsfläche QL der Luftzufuhrkabine 5, 6 erweitert.
  • Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass in jeder Luftzufuhrkabine 5, 6 zumindest ein flächiges Homogenisierungselement 23 zur Homogenisierung des in die Luftzufuhrkabine 5, 6 eingeführten Kühlluftstromes angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist in jedem Kabinenabschnitt 16, 17 der Luftzufuhrkabinen 5, 6 zumindest ein flächiges Homogenisierungselement 23 vorgesehen. Die Homogenisierungselemente 23 sind gemäß besonders bevorzugter Ausführungsform als Lochelement, insbesondere als Lochblech 24 mit einer Mehrzahl von Lochöffnungen 25 ausgebildet und/oder als Homogenisierungssieb 26 mit einer Mehrzahl bzw. einer Vielzahl von Maschen 27. Gemäß besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung und im Ausführungsbeispiel ist in jeder Luftzufuhrkabine 5, 6 bzw. in jedem Kabinenabschnitt 16, 17 jeweils eine Mehrzahl von Homogenisierungselementen 23 mit Abstand zu dem Strömungsgleichrichter 18 in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander und beabstandet voneinander angeordnet. Dabei beträgt empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel der Abstand a1 zwischen dem Strömungsgleichrichter 18 und dem Strömungsgleichrichter 18 am nächsten benachbarten Homogenisierungselement 23 mindestens 50 mm, bevorzugt mindestens 100 mm. Der gegenseitige Abstand ax zwischen zwei in einer Luftzufuhrkabine 5, 6 bzw. in einem Kabinenabschnitt 16, 17 in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Homogenisierungselementen 23 beträgt ebenfalls mindestens 50 mm, bevorzugt mindestens 100 mm.
  • Erfindungsgemäß beträgt die freie geöffnete Fläche bzw. die von der Kühlluft frei durchströmbare Fläche eines flächigen Homogenisierungselementes 23 1 bis 40 %, vorzugsweise 2 bis 35 % und bevorzugt 2 bis 30 % der gesamten Fläche des flächigen Homogenisierungselementes 23. Nach einer Ausführungsvariante beträgt die freie geöffnete Fläche eines flächigen Homogenisierungselementes 23 2 bis 25 %, zweckmäßigerweise 2 bis 20 % und insbesondere 2 bis 15 %. Besonders bevorzugt und im Ausführungsbeispiel nimmt die freie geöffnete Fläche bzw. die frei von der Kühlluft durchströmbare Fläche der hintereinander angeordneten Homogenisierungselemente 23 von Homogenisierungselement 23 zu Homogenisierungselement 23 in Richtung zum zugeordneten Strömungsgleichrichter 18 bzw. in Richtung der Kühlkammer 4 hin zu. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel erstreckt sich im Übrigen die Fläche eines Homogenisierungselementes 23 über die gesamte Querschnittsfläche QL der zugeordneten Luftzufuhrkabine 5, 6 bzw. des zugeordneten Kabinenabschnittes 16, 17.
  • In den Fig. 3 und 4 ist jeweils ein Schnitt durch eine Luftzufuhrkabine 5 dargestellt. Statt für eine gesamte Luftzufuhrkabine 5, 6 kann die Darstellung auch für lediglich einen Kabinenabschnitt 16, 17 der Luftzufuhrkabinen 5, 6 dienen. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 vergrößert sich der Querschnitt QZ der Zuführungsleitung 22 unmittelbar und ohne Abstufung auf die Querschnittsfläche QL der Luftzufuhrkabine 5. In dieser Luftzufuhrkabine 5 sind in Strömungsrichtung der Kühlluft vor dem Strömungsgleichrichter 18 vier Homogenisierungselemente 23 angeordnet. Das Homogenisierungselement 23.0 befindet sich im Ausführungsbeispiel im Übergangsbereich zwischen der Zuführungsleitung 22 und der Luftzufuhrkabine 5 und erstreckt sich lediglich über den Querschnitt QZ der Zuführungsleitung 22. Die weiteren Homogenisierungselemente 23.1, 23.2 und 23.3 sind jeweils beabstandet zueinander und mit Abstand zu dem Strömungsgleichrichter 18 in der Luftzufuhrkabine 4 angeordnet. Sie erstrecken sich über den vollständigen Querschnitt QL der Luftzufuhrkabine 5. In der nachfolgenden Tabelle sind beispielhaft typische Parameter für die Homogenisierungselemente 23.0 bis 23.3 gemäß Fig. 3 angegeben und zwar für eine Anlagenbreite (in CD-Richtung) von jeweils 1000 mm. In der linken Spalte der Tabellen wird zunächst die vertikale Höhe h der Homogenisierungselemente 23 in mm aufgeführt, rechts daneben die Gesamtfläche jedes Homogenisierungselementes 23 und in den beiden Spalten rechts daneben wird die freie bzw. die frei von der Kühlluft durchströmbare offene Fläche in Prozent und im mm2 angegeben. Die relative freie Fläche berechnet sich aus folgender Formel: Querschnittsfläche des Homogenisierungselementes x offene Fläche des Homogenisierungselementes / Fläche des Ausströmquerschnittes im Bereich des Gleichrichters. Für die Homogenisierungselemente 23.1, 23.2 und 23.3 stimmt somit die relative freie Fläche (in Prozent) mit der freien offenen Fläche (in Prozent) überein. Lediglich für das Homogenisierungselement 23.0 mit der Querschnittsfläche entsprechend der Zuführungsleitung 22 ergibt sich eine relative freie Fläche von lediglich 1 %. Der Abstand a (in mm) entspricht dem Abstand a der einzelnen Homogenisierungselemente 23 von dem Strömungsgleichrichter 18. Der Integralwert in der letzten Spalte entspricht dem Integral unter der Kurve bei einer Auftragung der relativen freien Fläche der Homogenisierungselemente 23 über dem Abstand a dieser Homogenisierungselemente 23 von dem Strömungsgleichrichter 18.
    Element Höhe h mm Fläche mm2 freie offene Fläche relative freie Fläche % Abstand a mm Integralwert
    % mm2
    23.0 350 350000 4% 14000 3% 1200
    23.1 500 500000 6% 30000 6% 800 17,6
    23.2 500 500000 8% 40000 8% 600 14
    23.3 500 500000 10 % 50000 10 % 400 18
    Summe: 49,6
  • Die Höhe H der Luftzufuhrkabine 5 gemäß Fig. 3 mag im Ausführungsbeispiel 500 mm betragen und die Länge l der Luftzufuhrkabine 5 vom Strömungsgleichrichter 18 bis zur Mündung der Zuführungsleitung 22 mag 1000 mm betragen. - Nach besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung liegt die Summe der vorstehend erläuterten Integralwerte über 45, vorzugsweise über 50 und bevorzugt über 65.
  • In der Fig. 4 wird eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Luftzufuhrkabine 5 dargestellt. Auch hier werden vier Homogenisierungselemente 23.0 bis 23.3 eingesetzt. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 erfolgt hier jedoch eine stufenförmige Aufweitung des Querschnittes Qz der Zuführungsleitung 22 auf den Gesamtquerschnitt QL der Luftzufuhrkabine 5. Zweckmäßigerweise findet diese stufenförmige Aufweitung in einer quaderförmigen Luftzufuhrkabine 5 über alle vier Wände zum Strömungsgleichrichter 18 hin statt. Abgesehen von den Unterschieden aufgrund der stufenförmigen Querschnittsaufweitung entsprechen ansonsten die Abmessungen im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 den Abmessungen im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3. Die Parameter für die Ausführungsform der Fig. 4 sind analog zu der Tabelle bezüglich Fig. 3 in der folgenden Tabelle aufgeführt:
    Element Höhe h mm Fläche mm2 freie offene Fläche relative freie Fläche % Abstand a mm Integralwert
    % mm2
    23.0 300 300000 3% 9000 2 % 1000
    23.1 400 400000 6% 24000 5 % 800 6,6
    23.2 450 450000 8% 36000 7 % 600 12
    23.3 500 500000 10 % 50000 12 % 300 28,8
    Summe: 47,4
  • In der Fig. 5 ist der Anschlussbereich einer gekrümmten Zuführungsleitung 22 an die Luftzufuhrkabine 5 dargestellt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind in der Zuführungsleitung 22 Segmentierungselemente 28 vorgesehen, die die Zuführungsleitung 22 in einzelne Leitungssegmente unterteilen. Aufgrund dieser Segmentierung bzw. Beschaufelung des Leitungsstückes kann eine zusätzliche Vergleichmäßigung der Kühlluftströmung erreicht werden. Insbesondere unterliegt die Kühlluftströmung hier einer Vor-Vergleichmäßigung und wird somit für die weitere Vergleichmäßigung bzw. Homogenisierung in der Luftzufuhrkabine 5 gleichsam vorbereitet.
  • Die Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines bevorzugt im Rahmen der Erfindung eingesetzten Strömungsgleichrichters 18. Die Strömungsgleichrichter 18 dienen zum Gleichrichten der auf die Filamente 1 treffenden Kühlluftströmung. Dazu weist empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel jeder Strömungsgleichrichter 18 eine Mehrzahl von senkrecht zur Filamentströmungsrichtung FS orientierte Strömungskanäle 19 auf. Diese Strömungskanäle 19 sind jeweils durch Kanalwandungen 20 begrenzt und sind vorzugsweise linear ausgebildet. - Gemäß bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel beträgt die frei durchströmbare offene Fläche jedes Strömungsgleichrichters 18 mehr als 90 % der gesamten Fläche des Strömungsgleichrichters 18. Bewährtermaßen und im Ausführungsbeispiel liegt das Verhältnis der Länge L der Strömungskanäle 19 zum kleinsten Innendurchmesser Di der Strömungskanäle 19 im Bereich zwischen 1 und 10, zweckmäßigerweise im Bereich zwischen 1 und 9. Die Strömungskanäle 19 eines Strömungsgleichrichters 18 können beispielsweise und im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 einen sechseckförmigen bzw. wabenförmigen Querschnitt aufweisen. Der kleinste Innendurchmesser Di wird hier zwischen gegenüberliegenden Seiten des Sechseckes gemessen.
  • Nach bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel weist jeder Strömungsgleichrichter 18 sowohl an seiner Kühlluft-Einströmseite ES als auch an seiner Kühlluft-Ausströmseite AS ein Strömungssieb 21 auf. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel sind die beiden Strömungssiebe 21 jedes Strömungsgleichrichters 18 unmittelbar vor bzw. hinter dem Strömungsgleichrichter 18 angeordnet. Insoweit sind die Strömungssiebe 21 von den als Homogenisierungssiebe 26 ausgebildeten Homogenisierungselementen 23 zu unterscheiden. Empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel sind die beiden Strömungssiebe 21 eines Strömungsgleichrichters 18 bzw. die Flächen dieser Strömungssiebe 21 senkrecht zur Längsrichtung der Strömungskanäle 19 des Strömungsgleichrichters 18 ausgerichtet. Es hat sich bewährt, dass ein Strömungssieb 21 eine Maschenweite von 0,1 bis 0,5 mm und vorzugsweise von 0,1 bis 0,4 mm aufweist sowie eine Drahtstärke von 0,05 bis 0,35 mm und vorzugsweise von 0,05 bis 0,32 mm.

Claims (20)

  1. Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten (1), insbesondere aus Endlosfilamenten (1) aus thermoplastischem Kunststoff, wobei eine Spinnerette (2) zum Ausspinnen der Endlosfilamente (1) vorgesehen ist und wobei eine Kühlkammer (4) zum Kühlen der ausgesponnenen Filamente (1) mit Kühlluft vorhanden ist, wobei an zwei gegenüberliegenden Seiten der Kühlkammer (4) jeweils eine Luftzufuhrkabine (5, 6) angeordnet ist und wobei aus den gegenüberliegenden Luftzufuhrkabinen (5, 6) jeweils Kühlluft in die Kühlkammer (4) einführbar ist,
    wobei an jede Luftzufuhrkabine zumindest eine Zuführungsleitung (22) für die Zuführung der Kühlluft mit einer Querschnittsfläche QZ angeschlossen ist, wobei sich diese Querschnittsfläche QZ beim Übergang der Kühlluft in die Luftzufuhrkabine (5, 6) auf eine Querschnittsfläche QL der Luftzufuhrkabine (5, 6) vergrößert, wobei die Querschnittsfläche QL mindestens doppelt so groß, vorzugsweise mindestens dreimal so groß ist wie die Querschnittsfläche QZ der Zuführungsleitung (22),
    wobei in jeder Luftzufuhrkabine (5, 6) zumindest ein vor der Kühlkammer (4) angeordneter Strömungsgleichrichter (18) vorgesehen ist, wobei in der Luftzufuhrkabine (5, 6) in Strömungsrichtung der Kühlluft vor dem Strömungsgleichrichter (18) und mit Abstand zu dem Strömungsgleichrichter (18) zumindest ein flächiges Homogenisierungselement (23) zur Homogenisierung des in die Luftzufuhrkabine (5, 6) eingeführten Kühlluftstromes angeordnet ist und wobei das flächige Homogenisierungselement (23) eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, wobei die freie geöffnete Fläche des flächigen Homogenisierungselementes (23) 1 bis 40%, vorzugsweise 2 bis 35% und bevorzugt 2 bis 30% der gesamten Fläche des flächigen Homogenisierungselementes (23) beträgt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich in Strömungsrichtung der Filamente (1) an die Kühlkammer (4) eine Verstreckvorrichtung (8) anschließt und wobei die Kühlkammer (4) und die Verstreckvorrichtung (8) als geschlossenes System ausgebildet sind, in das außer der Luftzufuhr der Kühlluft in die Kühlkammer (4) keine weitere Luftzufuhr erfolgt.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Luftzufuhrkabine (5, 6) eine Höhe H bzw. eine vertikale Höhe H von 400 bis 1500 mm, vorzugsweise von 500 bis 1200 mm und bevorzugt von 600 bis 1000 mm aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich die Querschnittsfläche Qz der Zuführungsleitung (22) auf das 3- bis 15-fache zur Querschnittsfläche QL der Luftzufuhrkabine (5, 6) erweitert.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Strömungsgleichrichter (18) eine Mehrzahl von quer zur Bewegungsrichtung der Filamente (1) bzw. des Filamentstromes orientierte Strömungskanäle (19) aufweist, wobei die Strömungskanäle (19) durch Kanalwandungen (20) begrenzt sind und wobei die offene Fläche eines Strömungsgleichrichters (18) vorzugsweise größer als 85%, bevorzugt größer als 90% ist und wobei zweckmäßigerweise das Verhältnis der Länge L der Strömungskanäle (19) zum Innendurchmesser D der Strömungskanäle (19) L/D 1 bis 15, vorzugsweise 1 bis 10 und bevorzugt 1, 5 bis 9 beträgt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der einer Luftzufuhrkabine (5, 6) zugeführte Kühlluftvolumenstrom in eine Mehrzahl von Teilvolumenströmen aufgeteilt ist, welche Teilvolumenströme durch separate Teil-Zuführungsleitungen und/oder durch die Segmente einer segmentierten Zuführungsleitung zuströmen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Kühlluftvolumenstrom in zwei bis fünf, vorzugsweise in zwei bis drei Teilvolumenströme aufgeteilt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Kühlluft zumindest zweier Teilvolumenströme eine unterschiedliche Luftgeschwindigkeit und/oder eine unterschiedliche Lufttemperatur und/oder eine unterschiedliche Luftfeuchte aufweisen.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Luftzufuhrkabine (5, 6) in zumindest zwei, vorzugsweise in zwei Kabinenabschnitte (16, 17) unterteilt ist, aus denen bevorzugt jeweils Kühlluft unterschiedlicher Temperatur zuführbar ist und wobei jedem Kabinenabschnitt (16, 17) zumindest ein Teilvolumenstrom an Kühlluft zuführbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei zumindest ein Homogenisierungselement (23) als Lochelement, insbesondere als Lochblech (24) mit einer Mehrzahl von Lochöffnungen (25) ausgebildet ist und wobei die Lochöffnungen (25) vorzugsweise einen Öffnungsdurchmesser d von 1 bis 10 mm, bevorzugt von 1,5 bis 9 mm und sehr bevorzugt von 1,5 bis 8 mm aufweisen.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Homogenisierungselement (23) als Homogenisierungssieb mit einer Mehrzahl bzw. mit einer Vielzahl von Maschen (27) ausgebildet ist, wobei das Homogenisierungssieb vorzugsweise Maschenweiten (26) von 0,1 bis 0,5 mm, bevorzugt 0,12 bis 0,4 mm und sehr bevorzugt 0,15 bis 0,35 mm aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das zumindest eine flächige Homogenisierungselement (23) in einem Abstand a1 von mindestens 50 mm, vorzugsweise von mindestens 80 mm und bevorzugt von mindestens 100 mm in Strömungsrichtung der Kühlluft vor dem Strömungsgleichrichter (18) der entsprechenden Luftzufuhrkabine (5, 6) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Mehrzahl von Homogenisierungselementen (23) mit Abstand zu dem Strömungsgleichrichter (18) in Strömungsrichtung der Kühlluft hintereinander und beabstandet voneinander in einer Luftzufuhrkabine (5, 6) angeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Abstand ax zwischen zwei in einer Luftzufuhrkabine (5, 6) in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Homogenisierungselementen (23) mindestens 50 mm, vorzugsweise mindestens 80 mm und bevorzugt mindestens 100 mm beträgt.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei die freie geöffnete Fläche der hintereinander angeordneten Homogenisierungselemente (23) von Homogenisierungselement (23) zu Homogenisierungselement (23) in Richtung zum zugeordneten Strömungsgleichrichter (18) hin zunimmt.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei sich die Fläche eines Homogenisierungselementes (23) zumindest über den größten Teil der Querschnittsfläche QL der zugeordneten Luftzufuhrkabine (5, 6) bzw. über den größten Teil der Querschnittsfläche des zugeordneten Kabinenabschnittes (16, 18) der Luftzufuhrkabine (5, 6) erstreckt.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei sich die Querschnittsfläche QZ einer Zuführungsleitung (22) stufenförmig - insbesondere in mehreren Stufen - oder kontinuierlich auf die Querschnittsfläche QL der Luftzufuhrkabine (5, 6) bzw. auf die Querschnittsfläche eines Kabinenabschnittes (16, 17) der Luftzufuhrkabine (5, 6) erweitert.
  18. Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten, insbesondere aus Endlosfilamenten (1) aus thermoplastischem Kunststoff, wobei die Endlosfilamente (1) aus einer Spinnerette (2) ausgesponnen werden und in einer Kühlkammer (4) mit Kühlluft gekühlt werden, wobei die Kühlluft aus an gegenüberliegenden Seiten der Kühlkammer (4) angeordneten Luftzufuhrkabinen (5, 6) in die Kühlkammer (4) eingeführt wird,
    wobei die Kühlluft in der Luftzufuhrkabine (5, 6) durch zumindest ein flächiges Homogenisierungselement (23) zur Homogenisierung der Kühlluft geführt wird, wobei das flächige Homogenisierungselement (23) eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist und wobei die freie geöffnete Fläche des flächigen Homogenisierungselementes (23) 1 bis 40%, vorzugsweise 2 bis 35% und bevorzugt 2 bis 30% der gesamten Fläche des flächigen Homogenisierungselementes (23) beträgt
    und wobei die Kühlluft im Anschluss an das zumindest eine flächige Homogenisierungselement (23) durch einen Strömungsgleichrichter (18) in die Kühlkammer (4) eingeführt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Filamente in der Kühlkammer (4) von der Kühlluft mit einer Luftgeschwindigkeit von 0,15 bis 3 m/s, vorzugsweise von 0,15 bis 2,5 m/s und bevorzugt von 0,17 bis 2,3 m/s beaufschlagt werden.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 oder 19, wobei die Filamente in der Kühlkammer (4) mit einem Kühlluft-Volumenstrom von 200 bis 14000 m3/h/m, vorzugsweise von 250 bis 13000 m3/h/m und bevorzugt von 300 m3/h/m bis 12000 m3/h/m beaufschlagt werden.
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