EP4058263A1 - Nozzle device and manufacturing method for a nozzle device - Google Patents

Nozzle device and manufacturing method for a nozzle device

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Publication number
EP4058263A1
EP4058263A1 EP20801199.9A EP20801199A EP4058263A1 EP 4058263 A1 EP4058263 A1 EP 4058263A1 EP 20801199 A EP20801199 A EP 20801199A EP 4058263 A1 EP4058263 A1 EP 4058263A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
melt
nozzle
channels
capillary tubes
nozzle device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20801199.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Hoss
Lothar Rufeis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart
Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Denkendorf DITF
Original Assignee
Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart
Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Denkendorf DITF
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart, Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Denkendorf DITF filed Critical Deutsche Institute fuer Textil und Faserforschung Stuttgart
Publication of EP4058263A1 publication Critical patent/EP4058263A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D4/00Spinnerette packs; Cleaning thereof
    • D01D4/02Spinnerettes
    • D01D4/025Melt-blowing or solution-blowing dies
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    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/56Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving in association with fibre formation, e.g. immediately following extrusion of staple fibres
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Definitions

  • the invention relates to a nozzle device for producing a random fiber product.
  • meltblow nozzle device which has a melt nozzle with a dispensing tip which has two surfaces which enclose an angle and which meet in a strip-shaped surface section.
  • the strip-shaped surface section has a plurality of openings which form the mouths of melt channels which extend through the dispensing tip.
  • a polymer in a flowable state can be applied to the melt channels in order to expel the polymer from the openings.
  • Plates are attached to the melt nozzle which, with the discharge tip of the melt nozzle, form slot-shaped air discharge channels which are associated with the melt channels to discharge air to either side of the series of openings essentially in the form of converging air blades or blades.
  • meltblow nozzle also called the Exxon principle
  • L / D length-to-diameter ratio
  • a nozzle device is known by means of which very fine polymer fibers can be produced.
  • the nozzle is made by connecting thin plates into which the melt channels are introduced by etching.
  • This manufacturing technique allows a very long time Melt channels and the nozzle can withstand high pressures.
  • the manufacturing process is very expensive.
  • due to the design, such nozzles cannot be used in existing standard spinning heads.
  • US 2005/0056956 A1 discloses a nozzle device with a nozzle plate which delimits a cavity for being hit with gas.
  • Melt nozzles which can be fed with polymer melt, extend through the cavity.
  • the melt nozzles extend through a gas distribution plate, an opening in a spacer and through receiving openings in an end plate.
  • the receiving openings form gas ejection openings, one gas ejection opening being assigned to each melt nozzle.
  • the melt nozzle is arranged in the gas ejection opening such that gas can be ejected around the melt nozzle between the melt nozzle and the edge of the gas ejection opening, so that the gas surrounds the end of the melt nozzle and the polymer melt ejected from the melt nozzle.
  • melt nozzles with their associated gas outlet openings require the melt nozzles to be arranged over a relatively large area in order to achieve a sufficient number of nozzles. This in turn makes the homogeneous melt distribution and gas distribution more difficult in comparison to meltblow nozzle devices with melt nozzles arranged on a line.
  • Nozzles used in industry include capillary bores ranging in number from 30 to 50 holes per inch (HPI).
  • HPI holes per inch
  • the nozzles must be made of a high-alloy tool steel, which can withstand strong temperature changes over a long period of time Withstands period.
  • the melt throughput rate depends on the pressure with which the melt is applied in order to force it out of the nozzle. Depending on the material and construction, there are limits here.
  • the object of the present invention is to provide an improved concept for a meltblow nozzle device.
  • the nozzle device according to the invention for producing a random fiber product or meltblow nozzle device has a melt nozzle with an arrangement of several melt channels and a gas channel with an orifice which is assigned to several melt channels of the arrangement.
  • the nozzle device can have several gas channels, the mouths of which are each assigned to several melt channels of the arrangement.
  • the gas channel is set up to generate a gas ejection which detects the melt ejected from the mouths of the melt channels.
  • the melt nozzle according to the invention has an arrangement of capillary tubes to form the melt channels.
  • the mouths of the melt channels can each be formed by a capillary tube.
  • the gas channel or channels are preferably gap-shaped.
  • the mouth or mouths of the gas channel (s) preferably extend along the arrangement of capillary tubes, which can in particular be a row or several (at least two) rows of capillary tubes.
  • a mouth can be assigned to at least a number of melt channels.
  • melt channels can be formed det, which have a large length-to-diameter ratio.
  • the nozzle device can be designed with a relatively large wall thickness adjacent to the melt channels.
  • the receiving channel in the melt nozzle for receiving one or more capillary tubes can have a great length, which allows the melt nozzle to be very stable. This in turn allows the melt channels to be subjected to a relatively high melt pressure, which in turn leads to a high melt throughput rate.
  • the economy and productivity can be increased compared to known nozzle devices in which an arrangement of several melt channels is assigned to a gas channel.
  • the invention also enables extremely fine fibers to be produced.
  • the nozzle device is preferably for a Pressurization for dispensing the melt of 60 bar or more, preferably even 100 bar or more, is designed.
  • the wall thickness of the melt nozzle at the melt channels is preferably so great that they can be subjected to a corresponding pressure.
  • the capillary tubes can be arranged in one or more receiving channels.
  • the one or more receiving channels are preferably closed around the capillary tube or tubes which the receiving channel contains.
  • the one or more receiving channels can be closed, for example, around the capillary tube or tubes which the receiving channel contains, in that the receiving channel around the capillary tube or tubes is filled with solder.
  • the receiving channel or channels can each have a length which is at least half as large as the length of each of the capillary tubes of the nozzle device manufactured.
  • capillary tubes are arranged in a receiving channel.
  • the recording channel can be gap-shaped.
  • the capillary tubes are arranged in the receiving channel at a small distance from one another, but preferably capillary tube wall to capillary tube wall.
  • the capillary tubes can be arranged in the receiving channel in one or more (at least two) rows. With several rows, a high line density of melt channels can be achieved, with the combined number of, for example, being used to determine the line density Melt channels along and on an imaginary straight line can never be determined, the line being perpendicular to the direction of flow through a melt channel.
  • the capillary tubes of a row can be arranged offset to the capillary tubes of an adjacent row and a portion of each capillary tube of a row can be arranged between successive Ka pillarrohre in the adjacent row, so that the capillary tubes are arranged closely together in the sense of a high density of mouths .
  • the inner diameter of the capillary tubes can, for example, be less than or equal to 500 micrometers, less than or equal to 400 micrometers, less than or equal to 300 micrometers or less than or equal to 200 micrometers, in particular less than or equal to 100 micrometers, for example 50 micrometers .
  • the use of capillary tubes makes it possible for the melt channels in embodiments to have a length-to-diameter ratio of greater than or equal to 20.
  • the melt channels can in particular have a length-to-diameter ratio of greater than or equal to 35, greater than or equal to 50 or greater than or equal to 60.
  • the nozzle device can in principle be designed according to the Exxon principle.
  • the melt nozzle can be a melt nozzle for a nozzle device according to the Exxon principle, but instead of holes Ka pillar pipes are used.
  • the nozzle device can be set up so that the one or more gas ejection openings result in a sheet-shaped or blade-shaped gas ejection, namely under an angle greater than 0 ° to the ejection direction of the melt.
  • Gas ejection openings can in particular generate converging, for example sheet-shaped or blade-shaped, gas ejections.
  • the gas blowing, in particular air blowing, through the at least one gas channel is preferably carried out at an angle to the flow direction of the melt channel through its mouth, which is different from zero degrees.
  • the angle can, for example, from 25 ° up to and including 35 °, in particular about 30 °, betra conditions. If the melt, which passes through the arrangement of the capillary tubes, is exposed to air from two sides through two air ducts, the angle is in where the air is blown in to the flow direction of the melt channel, preferably the same from both sides, for example 30 ° in each case.
  • the walls of the melt nozzle can, for example, converge or have converging wall surfaces which meet one another in the output section or on the output side of the nozzle body at the tip thereof.
  • the wall surfaces can, for example, enclose an angle of two times about 30 °, i.e. about 60 °.
  • the method according to the invention for producing a nozzle device has at least the provision of a nozzle body with one or more receiving channels and the arrangement of capillary tubes in the one or more receiving channels.
  • the receiving channels are preferably closed around the capillary tubes.
  • the following can be considered in particular: press fit, welding, gluing, soldering.
  • the soldering type of fastening is particularly advantageous because it allows the formation of long connections and thus large-area connections between allow the capillary tubes and the walls of the receiving channel or channels.
  • the known method of diffusion soldering has proven to be particularly advantageous for fastening the capillary tubes in the one or more receiving channels. This leads to an intermetallic phase with a melting temperature of the connection which is higher than that of the solder. This makes cleaning by bakeout possible even at very high temperatures, or the temperature during the cleaning process does not have to be controlled as precisely.
  • the capillary tubes are preferably closed at least on one side, preferably closed on both sides.
  • the capillary tubes can be closed for example se by welding, in particular laser welding. This means that solder cannot run into the capillary tubes during soldering.
  • the capillary tubes are preferably filled in order to prevent the entry of impurities into the capillary tubes when the capillary tubes, which are closed at least on one or both sides, are reopened.
  • Figure 2 an enlarged view of a section of the representation of the nozzle device according to Figure 1 in the area of the mouths of the melt and gas channels,
  • FIG. 3 an even further enlarged view of a section of the representation of the nozzle device according to FIG. 2,
  • Figure 4 a melt nozzle in a plan view of the output side
  • FIG. 5 - a view largely corresponding to FIG. 3 of a nozzle device according to the invention with capillary tubes in the melt nozzle which form melt channels,
  • Figure 6 a plan view of an output side of a melt nozzle with several capillary tubes in each one receiving channel
  • Figure 7 - a plan view of an output side of a melt nozzle with several capillary tubes in a gap-like receiving channel
  • Figure 8 - a plan view of an output side of a melt nozzle with several rows of capillary tubes in a gap-like receiving channel
  • FIG. 9a - an embodiment with melt channels in the flanks of a melt nozzle in a sectional view
  • FIG. 9b - a highly schematic plan view of a section of the melt nozzle according to FIG. 9a
  • FIG. 10 - a flow chart of a method according to the invention
  • Figure 11 a partial sectional view through a capillary tube with a closed end and a filler in the interior
  • FIG. 12 shows a sectional view through a melt nozzle with a capillary tube arranged therein, closed at both ends, and filler contained therein
  • FIG FIG. 13 - a sectional view through the melting nozzle according to FIG. 12 after the closure of the ends of the capillary tube has been removed.
  • FIG. 1 shows an example of a meltblow device 10.
  • the meltblow device 10 has a tray 11, an extruder 12 for melting a plastic, usually a plastic granulate, and a connected spinning pump 13 for supplying the melt ze to a nozzle device 14.
  • the nozzle device 14 can, for example, have a melt distributor, melt filter and various temperature and pressure sensors, without these being shown in detail.
  • the nozzle device 14 also has a melt nozzle 15 and a device 16 with at least one, preferably at least two, channels 17, 18 for applying air to the expelled melt.
  • the melt nozzle 15 can form a section of one or more channels of the device 16 for the application of air. In other embodiments, the channels 17, 18 are to be acted upon
  • Air is arranged in one or more bodies, which are separate bodies from the melt nozzle 15, which all things can be attached to the melt nozzle 15.
  • the nozzle device 14 shown in Figure 1 belongs to a type of nozzle device 14 that go back to an invention by Exxon. This type of Düsenein devices 14 is therefore often described as operating on the Exxon principle.
  • FIG. 2 shows a detail (see box with dashed lines in FIG. 1) of the view according to FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a detail of the view according to FIG. 2.
  • the melt nozzle 15 is approximately prismatic in cross section .
  • the melt nozzle 15 has two walls 19, 20 on. Between the walls 19, 20 there is usually a melt distribution channel 21, from which melt channels 22 have an opening on an output side of the melt nozzle
  • the walls 19, 20 have outer surfaces 24, 25 which meet in the approximately strip-shaped output side 26 of the melt nozzle 15.
  • the walls 19, 20 form a discharge point 27 of the melt nozzle 15 due to the tapering position of the walls 19, 20.
  • melt channels 22 can be formed by capillary bores.
  • the Kapil larbohronne, melt channels 22 or openings or Mündun gene 23 in the output side 26 are usually arranged in a row one behind the other.
  • the melt channels 22 usually have internal diameters in the range of 0.2-0.4 mm and have a length-to-diameter ratio L / d of 5-15.
  • the capillary bores have a constant diameter or cross section.
  • the meltblow device 10 has a device 16 for applying an air stream to the melt emerging from the mouths 23 of the melt channels 22.
  • This device 16 has two devices referred to as air cutting. These are formed by at least two air channels 17, 18, which can be hit with air beauf.
  • the air ducts 17, 18 are on either side of the arrangement 30, for example one or more rows, of mouths
  • the air channels 17, 18 are each assigned to the arrangement 30 of mouths through which the melt emerges from the melt nozzle 15.
  • Each air duct 17, 18 has an elongated mouth 31, 32 which extends along the arrangement 30.
  • the melt nozzle 15 can be set back slightly with respect to the mouths 31, 32 of the air cutting edges (offset V).
  • the narrowest cross-section of the construction for the exiting primary air thus forms the exit gap 33 at the end of the dispensing tip 27.
  • the primary air has the maximum flow velocity.
  • the melt expelled from the melt channels is blown at an angle of approx. 60 ° (2 x 30 °). In particular, an angle in the range from 50 ° (2 x 25 °) up to and including 70 ° (2 x 35 °) inclusive is possible.
  • the angle a e.g.
  • the plastic granulate is melted in the extruder 12 and continuously fed to the nozzle device 14 via the spinning pump 13.
  • the polymer melt extruded from the melt nozzle 15 is released from the air ducts 17, 18 immediately after it emerges from a converging, tempered air stream
  • the fibers that form from the melt cool on the way to the tray 11 and are caught as intertwined fibers in the form of a nonwoven fabric 34.
  • the filing takes place mostly on an air-permeable structure 11, such as on a From position belt 11 or on a sieve drum 11, which is also provided with a vacuum. This serves to keep the fibers on the shelf 11 and to remove excess primary air.
  • the capillary bore density and the melt penetration rate are decisive factors for the economic operation of a meltblow device 10.
  • melt nozzles with a length-to-diameter ratio of 8 to a maximum of 15 are produced.
  • a larger ratio of length to diameter than 20 cannot be produced with the necessary precision by drilling with such fine diameters.
  • a small melt channel diameter leads to a necessarily slim design of the walls 19, 20 or legs of the melt nozzle 15, since the melt channel cannot be manufactured with any length. This is associated with a thin design of the walls 19, 20 at their most sensitive point.
  • an Exxon nozzle with drilled melt channels 22 can be subjected to a maximum pressure of 30-50 bar.
  • the productivity g / h / min is therefore limited.
  • a receiving channel 35 is made with a larger transverse dimension than a capillary bore according to the prior art, and this receiving channel 35 or at least a portion of this receiving channel 35 is filled with a capillary tube 36 or several (at least two) capillary tubes 36 .
  • Each capillary tube 36 with its tube channel forms a melt channel 22.
  • Capillary tubes 36 can be manufactured in almost any length over a wide range of diameters and wall thicknesses. Since the capillary tubes 36 can have very small Kapillarrohrin n diameters. For example, the cap- Larrohre 36 have an inner diameter of 0.1 millimeters up to and including 0.5 millimeters or a diameter of less than or equal to 0.1 millimeters. The length-to-inner diameter ratio can, in embodiments, be greater than or equal to 15 or more, for example greater than or equal to 20 or more.
  • melt channels 22 including mouths 23 can be generated which have an internal diameter of less than or equal to 500 micrometers, less than or equal to 400 micrometers, less than or equal to 300 micrometers, less than or equal to 200 micrometers , less than or equal to 100 micrometers or less than or equal to 75 micrometers, for example 50 micrometers.
  • the length-to-diameter ratio of the melt channels can be, for example, greater than or equal to 15 or more, for example greater than or equal to 20 or more. In particular, the length-to-diameter ratio can be greater than or equal to 35, greater than or equal to 50 or greater than or equal to 60.
  • Such melt channels 22 could not be produced by means of drilling.
  • the length of the melt channel or the capillary tube can be, for example, 5-10 times greater than usual.
  • the thickness of the wall 19, 20 at the most sensitive point can, for example, be up to two to three times greater than in known melt nozzles 15. This can increase the tolerable internal pressure and the polymer throughput by, for example, up to two to three times.
  • the nozzle device 14 can be designed to be stable in such a way that the melt pressure in the melt distribution channel 21 or each melt channel 22 is at least 60 bar, particularly preferably at least 100 bar may have. This leads to a correspondingly higher productivity, for example up to two to three times as much.
  • an increased length of each of the melt channels 22 up to the mouth 23 enables an improved uni formity of the fibers with one another.
  • FIG. 4 shows an exemplary view of the strip-shaped output side 26 of the melt nozzle 15 of the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3, in which the melt channels 22 open.
  • FIG. 5 shows a representation corresponding to FIG. 3 of a cross section through a meltblow device 10 with a melt nozzle 15 according to the invention.
  • the above description of FIGS. 1 to 3 and their representation can be used for the exemplary embodiment according to the invention according to FIG can be used.
  • a capillary tube 36 is arranged in the melt nozzle 15, which instead of a capillary bore forms a melt channel 22 and preferably also its mouth 23 for dispensing melt.
  • This capillary tube 36 has a larger length-to-inner diameter ratio than the capillary bore shown in FIG. 3.
  • the walls 19, 20 in the exemplary embodiment according to FIG. 4 have a greater thickness at points of the melt nozzle 15 that are decisive for stability, in particular pressure stability, than the corresponding corresponding walls 19, 20 of the melt nozzle 15 according to FIG. 3.
  • the cross section of the capillary tube 36 can in particular have a round, in particular circular, outer contour and a round, in particular circular inner contour.
  • capillary tubes 36 with a cross-sectioned inside and / or outside at least partially polygonal contour, but this is not preferred because of the manufacturing effort and the costs of such capillary tubes.
  • Figures 6 to 8 show schematically a plan view of strip-shaped output sides 26 of exemplary embodiments of the invention.
  • capillary tubes 36 are introduced at a distance from one another in discretely arranged receiving bores, which form receiving channels 35.
  • An example of this is illustrated in FIG.
  • the receiving channel 35 between the capillary tube 36 can be filled with solder, for example, and / or the area between the receiving channel 35 and the capillary tube 36 can have a thickness of zero due to a press fit, so that the receiving channel 35 between the capillary tube 36 and the inner wall surface 37 of the Receiving channel 35 is closed.
  • Embodiments are possible in which, as an alternative or in addition, capillary tubes 36 are arranged in a row one behind the other in a gap-shaped receiving channel 35. An example is illustrated in FIG.
  • the thickness of the wall 19, 20 of the capillary tubes 36 can, in exemplary embodiments, be the limiting factor for the line density of the holes. Holes per inch (hpi) is common.
  • a particularly high line density can be achieved by using particularly thin-walled capillary tubes 36.
  • capillary tubes 36 as illustrated in FIG. 8, can be arranged in a gap-shaped receiving channel 35 in at least two or more rows 38, 39, 40 of capillary tubes 36.
  • not every capillary tube has a reference number 36 and not every melt channel has a reference number 22.
  • the capillary tubes 36 of a row 38, 39 or 40 can be connected to the capillary tubes 36 of the adjacent rows 38, 39 or 40 in the longitudinal direction of the row 38 , 39 or 40 be offset, for example by half the distance between two center lines 41 of two adjacent capillary tubes 36, which center lines 41 are thought to extend centrally through the capillary tubes 36.
  • Center lines 41 for selected capillary tubes 36 are each illustrated with a point.
  • three rows 38, 39, 40 of Kapil larrohren 36 are arranged side by side.
  • the capillary tubes 36 of a row 38, 39 or 40 are offset from the capillary tubes 36 of each adjacent row 38, 39 or 40.
  • only two rows can be arranged next to one another, for example.
  • two rows side by side with capillary tubes 36 in a row which are offset from the capillary tubes 36 of the other row in Rei direction.
  • a relatively high line density of melt channels 22 or orifices 23 can also be achieved by means of such embodiments.
  • the line density can be determined here by determining the number of capillary tube orifices 23 or capillary tube center lines 41 along a straight line L or line and on the straight line or line of straight lines which line is never L or route are through the centers of the Mün applications 23, through a center point of the mouth 23 and perpendicular to a center line or the center lines 41 extends perpendicular right intersecting.
  • the straight sections of the line stretch from center to center and / or center line 41 to center line 41, perpendicular to center line 41.
  • one or more rows 42, 43 of capillary tubes 36 can be arranged in one or at the walls 19, 20 of the melt nozzle 15 next to the linear output side 26, which is arranged at the end of the output tip 27 of the melt nozzle 15 is.
  • FIG. 9a shows in cross section an example of a melt nozzle 15 according to the invention with capillary tubes 36 arranged in the output section on the output side 26, which form melt channels 22 for the output of melt, and melt channels 22 in the walls 19,
  • the melt zekanäle in the walls 19, 20 next to the one or more rows of channels 38, 39, 40 are arranged in the output side 26 and open on the outer surfaces 24, 25.
  • the end surfaces of the capillary tubes 36 can be arranged at right angles to the longitudinal direction of extension of the capillary tubes 36 in the walls 19, 20.
  • the capillary tubes 36 preferably do not protrude beyond the wall surfaces 24, 25 in order not to obstruct the flow of air.
  • melt channels 22 in the walls 19, 20 can also be formed by arranging one or more capillary tubes 36 in one or more receiving channels 35.
  • the melt channels 22 in the walls 19, 20 can also be formed by arranging one or more capillary tubes 36 in one or more receiving channels 35.
  • not every capillary tube has a reference number 36 and not every melt channel has a reference number 22.
  • a high density of melt channels 22 measured along a line L can be achieved.
  • the line density can be determined in the same way as explained in connection with FIG. 8.
  • a high line density is always provided - for example as explained above - this is preferably at least 30 holes per inch to at least 50 holes per inch or more.
  • a nozzle body for a melt nozzle 15 is provided (instruction 101 in FIG several recording channels 35 contains.
  • the recording channels 35 can be taken gefer by a conventional technique. For example, receiving channels 35 can be drilled and / or eroded. Due to the relatively large diameter or the relatively large width, long receiving channels 35 can be produced.
  • Capillary tubes 36 are arranged in the one or more receiving channels 35 in the nozzle body (instruction 102) and fastened there (instruction 102).
  • the fastening term 102 can be done by press fitting, gluing, welding, but preferably by soldering. A long connection and thus a large-area connection can be made by means of soldering 102 be created between the capillary tube 36 and the nozzle body.
  • the soldering of the capillary tubes 36 is preferably carried out in a vacuum, preferably by diffusion soldering.
  • a diffusion soldering process is listed, for example, under the designation "diffusion brazing (in the furnace)" in Table 2 of the standard DIN EN 4632-001, Table 2.
  • soldering 103 for example by diffusion hard soldering, but also, for example, when gluing in, it must be ensured that solder or adhesive does not get into the capillary tube 36. to prevent the interior of the capillary tubes 36 from being clogged or contaminated.
  • FIG. 11 shows, in a longitudinal section, a section of a capillary tube 36 with an end 44 closed by welding.
  • the closure of the end 44 must be opened again after fastening (instruction 104). This can be done, for example, by erosion, in particular die sinking. To open the closures at one end 44 or both ends 44, 45, the end 44 or ends 44, 45 can be severed.
  • opening 104 the capillary tube 36 can be shortened in such a way that the remaining capillary tube 36 has a length that is at most twice the length of the receiving channel 35 of the melt nozzle 15 produced. In the course of opening 104 the Closure, the final contour of the melt nozzle 15 can be produced by erosion.
  • the "uncovering" of the capillaries requires a high level of manpower.
  • the prevention of soiling can be done, for example, by filling the capillary tube with a subsequently removable substance 102 '. For example, before welding 102 ′′ of one or both ends 44, 45.
  • the substance can be wax or waxy, for example.
  • the substance can be removed by heating 105 the melt nozzle 15.
  • Figure 11 shows an example that the interior of the capillary tube 36 is filled with a filler 46 that prevents a Contamination which cannot be removed from the capillary tube 36 or can only be removed with considerable effort from the capillary tube 36, when removing the closure at one end 44 or both ends 44, 45 enters the interior of the capillary tube 36, which forms the melt channel 22 should.
  • FIG. 12 shows in cross section a nozzle body in which a filled and closed capillary tube 36 is inserted.
  • FIG. 13 shows the embodiment according to FIG. 14, in which the closures of the two ends 44,
  • the manufactured nozzle device 14 can be subjected to a melt pressure of, for example, at least 60 bar or even at least 100 bar.
  • the nozzle device 14 is provided for the production of a random fiber product 34 with a melt nozzle 15 with an arrangement 38, 39, 40 of several melt channels 22.
  • the nozzle device 14 has a gas channel 17, 18 with an orifice 31, 32, which is assigned to a plurality of melt channels 22 of the arrangement 38, 39, 40.
  • the gas channel 17, 18 is set up to generate a gas ejection which detects the melt ejected from the melt channels 22, the melt nozzle 15 having an arrangement of capillary tubes 36 to form the melt channels 22.
  • the receiving channel 35 is gap-shaped.
  • the capillary tubes 36 are net angeord in the receiving channel 35, wherein the capillary tubes are arranged in the receiving channel 35 except in at least two rows.
  • the nozzle device 14 can have a gas channel 17,
  • the melt nozzle 15 has an arrangement of capillary tubes 36 arranged in a nozzle body.
  • the nozzle body has walls 19, 20, the ends of the capillary tubes 36, which form the melt channels 22 in the walls 19, 20 of the nozzle body of the melt nozzle 15, each terminating with one of the outer surfaces 24, 25.
  • Such capillary tubes open into only one of the outer surfaces and as a result have a flat, elliptical mouth.
  • the end surfaces of the capillary tubes 36 are arranged at right angles to the longitudinal direction of extension of the capillary tubes 36 in the walls 19, 20 and do not protrude beyond the wall surfaces 24, 25.
  • the mouths of these capillary tubes are flat and circular.
  • the capillary tubes 36 of one row can be offset from the capillary tubes 36 of an adjacent row.
  • the capillary tubes 36 can be arranged in one or more receiving channels 35, the one or more receiving channels 35 being closed around the capillary tube or tubes 36.
  • a receiving channel 35 can be provided for each capillary tube 36.
  • the receiving channel or channels 35 can have a length which is at least half as great as the length of the capillary tube 36.
  • the capillary tubes 36 can have an inner diameter of less than or equal to 500 micrometers, less than or equal to 400 micrometers, less than or equal to 300 micrometers, less than or equal to 200 micrometers or less than or equal to 100 micrometers, for example 50 micrometers.
  • the capillary tubes 36 can form melt channels 22 with a length-to-diameter ratio of greater than or equal to 20, greater than or equal to 35, greater than or equal to 50 or greater than or equal to 60.
  • the nozzle device 14 can be designed for an application of pressure to output the melt of 60 bar or more, preferably of 100 bar or more.
  • a nozzle device 14 according to the invention for producing a random fiber product 34 has a melt nozzle 15 with an arrangement 38, 39, 40 of several melt channels 22.
  • the nozzle device (14) has egg NEN gas channel 17, 18 with an orifice 31, 32, which a plurality of melt channels 22 of the arrangement 38, 39, 40 is assigned, wherein the gas channel 17, 18 is set up to generate a gas ejection which detects the melt ejected from the melt channels 22.
  • the melt nozzle 15 has an arrangement of capillary tubes 36 to form the melt channels 22.
  • a method 100 according to the invention for producing a nozzle device comprises providing 101 a nozzle body 15 with one or more receiving channels 35 and arranging 102 and fastening 103 capillary tubes 36 in the one or more receiving channels 35.

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Abstract

A nozzle device (14) according to the invention for producing a random-laid fiber product (34) comprises a melt nozzle (15) having an arrangement (38, 39, 40) of a plurality of melt channels (22). The nozzle device (14) comprises a gas channel (17, 18) having an opening (31, 32) which is associated with a plurality of melt channels (22) of the arrangement (38, 39, 40), wherein the gas channel (17, 18) is designed to produce a gas emission which the melt emitted from the melt channels (22) collects. According to the invention, the melt nozzle (15) comprises an arrangement of capillary tubes (36) in order to form the melt channels (22). A method (100) according to the invention for producing a nozzle device (14) comprises the providing (101) of a nozzle body (15) having one or more receiving channels (35) and the arranging (102) and fastening (103) of capillary tubes (36) in the one or more receiving channels (35).

Description

DÜSENEINRICHTUNG UND HERSTELLUNGSVERFAHREN EINER DÜSENEINRICHTUNG NOZZLE DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING A NOZZLE DEVICE
[0001] Die Erfindung betrifft eine Düseneinrichtung zur Herstellung eines Wirrfasererzeugnisses. The invention relates to a nozzle device for producing a random fiber product.
[0002] Aus WO 92/07121 ist eine Meltblow- Düseneinrichtung bekannt, welche eine Schmelzedüse mit ei ner Ausgabespitze aufweist, welche zwei einen Winkel ein schließende Flächen aufweist, die sich in einem streifen förmigen Flächenabschnitt treffen. Der streifenförmige Flä chenabschnitt weist eine Vielzahl von Öffnungen auf, die Mündungen von Schmelzekanälen bilden, welche sich durch die Ausgabespitze erstrecken. Die Schmelzekanäle können mit ei nem Polymer in einem fließfähigen Zustand beaufschlagt wer den, um das Polymer aus den Öffnungen auszustoßen. An der Schmelzedüse sind Platten angebracht, welche mit der Ausga bespitze der Schmelzedüse schlitzförmige Luftausgabekanäle bilden, die den Schmelzekanälen zugeordnet sind, um Luft zu jeder Seite der Reihe von Öffnungen im Wesentlichen in der Form von konvergierenden Luftblättern oder -schneiden aus zugeben. Diese Art Meltblow-Düsen (auch Exxon-Prinzip ge nannt) ist relativ einfach zu fertigen. Allerdings lassen sich Schmelzekanäle nur mit einem Länge-zu--Durchmesser- Verhältnis (L/D) von maximal 20, in der Regel <15 bohren, so dass die Ausbildung von feinsten Fasern begrenzt ist. [0002] From WO 92/07121 a meltblow nozzle device is known which has a melt nozzle with a dispensing tip which has two surfaces which enclose an angle and which meet in a strip-shaped surface section. The strip-shaped surface section has a plurality of openings which form the mouths of melt channels which extend through the dispensing tip. A polymer in a flowable state can be applied to the melt channels in order to expel the polymer from the openings. Plates are attached to the melt nozzle which, with the discharge tip of the melt nozzle, form slot-shaped air discharge channels which are associated with the melt channels to discharge air to either side of the series of openings essentially in the form of converging air blades or blades. This type of meltblow nozzle (also called the Exxon principle) is relatively easy to manufacture. However, melt channels can only be drilled with a length-to-diameter ratio (L / D) of a maximum of 20, usually <15, so that the formation of the finest fibers is limited.
[0003] Aus US 6833 104 B2 ist eine Düseneinrichtung be kannt, mittels welcher sehr feine Polymerfasern erzeugt werden können. Die Düse wird durch Verbinden dünner Platten hergestellt, in die die Schmelzekanäle durch Ätzen einge bracht werden. Diese Fertigungstechnik erlaubt sehr lange Schmelzekanäle und die Düse widersteht hohen Drücken. Je doch ist das Fertigungsverfahren sehr teuer. Außerdem kön nen solche Düsen bauartbedingt nicht in bestehenden Stan dardspinnköpfen eingesetzt werden. From US 6833 104 B2 a nozzle device is known by means of which very fine polymer fibers can be produced. The nozzle is made by connecting thin plates into which the melt channels are introduced by etching. This manufacturing technique allows a very long time Melt channels and the nozzle can withstand high pressures. However, the manufacturing process is very expensive. In addition, due to the design, such nozzles cannot be used in existing standard spinning heads.
[0004] US 2005/0056956 Al offenbart eine Düseneinrich tung mit einer Düsenplatte, welche einen Hohlraum zum Be aufschlagen mit Gas begrenzt. Durch den Hohlraum erstrecken sich Schmelzedüsen, welche mit Polymerschmelze gespeist werden können. Die Schmelzedüsen erstrecken sich durch eine Gasverteilungsplatte, eine Öffnung eines Abstandshalters sowie durch Aufnahmeöffnungen einer Abschlussplatte. Die Aufnahmeöffnungen bilden Gasausstoßöffnungen, wobei eine Gasausstoßöffnung je einer Schmelzedüse zugeordnet ist. Die Schmelzedüse ist in der Gasausstoßöffnung derart angeord net, dass Gas um die Schmelzedüse herum zwischen der Schmelzedüse und dem Rand der Gasausstoßöffnung ausgestoßen werden kann, so dass das Gas das Ende der Schmelzedüse und die aus der Schmelzedüse ausgestoßene Polymerschmelze man telartig umgibt. Die Baugröße der einzelnen Schmelzedüsen mit jeweils zugeordneten Gasauslassöffnungen erfordert eine Anordnung der Schmelzedüsen auf relativ großer Fläche, um auf eine ausreichende Düsenanzahl zu kommen. Dies wiederum erschwert die homogene Schmelzeverteilung und Gasverteilung im Vergleich zu Meltblow-Düseneinrichtungen mit auf einer Linie angeordneten Schmelzedüsen. US 2005/0056956 A1 discloses a nozzle device with a nozzle plate which delimits a cavity for being hit with gas. Melt nozzles, which can be fed with polymer melt, extend through the cavity. The melt nozzles extend through a gas distribution plate, an opening in a spacer and through receiving openings in an end plate. The receiving openings form gas ejection openings, one gas ejection opening being assigned to each melt nozzle. The melt nozzle is arranged in the gas ejection opening such that gas can be ejected around the melt nozzle between the melt nozzle and the edge of the gas ejection opening, so that the gas surrounds the end of the melt nozzle and the polymer melt ejected from the melt nozzle. The size of the individual melt nozzles with their associated gas outlet openings requires the melt nozzles to be arranged over a relatively large area in order to achieve a sufficient number of nozzles. This in turn makes the homogeneous melt distribution and gas distribution more difficult in comparison to meltblow nozzle devices with melt nozzles arranged on a line.
[0005] Neben der Schmelzedurchsatzrate ist die Anzahl der Schmelzekanäle der entscheidende Faktor in Bezug auf die Produktivität und somit sehr wichtig für die Wirt schaftlichkeit einer Meltblow-Anlage. Industriell einge setzte Düsen umfassen Kapillarbohrungen in einer Anzahl von 30 bis 50 Löchern pro Zoll (HPI). Die Düsen müssen aus ei nem hochlegierten Werkzeugstahl gefertigt sein, welcher starken Temperaturwechselbeanspruchungen über einen langen Zeitraum standhält. Die Schmelzedurchsatzrate hängt von dem Druck ab, mit welchem die Schmelze beaufschlagt wird, um diese aus der Düse zu drücken. Materialbedingt und Kon struktionsbedingt sind hier Grenzen gesetzt. In addition to the melt throughput rate, the number of melt channels is the decisive factor with regard to productivity and thus very important for the economic viability of a meltblow system. Nozzles used in industry include capillary bores ranging in number from 30 to 50 holes per inch (HPI). The nozzles must be made of a high-alloy tool steel, which can withstand strong temperature changes over a long period of time Withstands period. The melt throughput rate depends on the pressure with which the melt is applied in order to force it out of the nozzle. Depending on the material and construction, there are limits here.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein ver bessertes Konzept für eine Meltblow-Düseneinrichtung anzu geben. The object of the present invention is to provide an improved concept for a meltblow nozzle device.
[0007] Diese Aufgabe wird mit einer Düseneinrichtung nach Anspruch 1 sowie einem Verfahren zur Herstellung einer Düseneinrichtung nach Anspruch 11 gelöst: This object is achieved with a nozzle device according to claim 1 and a method for producing a nozzle device according to claim 11:
[0008] Die erfindungsgemäße Düseneinrichtung zur Her stellung eines Wirrfasererzeugnisses bzw. Meltblow- Düseneinrichtung weist eine Schmelzedüse mit einer Anord nung von mehreren Schmelzekanälen auf und einen Gaskanal mit einer Mündung auf, welche mehreren Schmelzekanälen der Anordnung zugeordnet ist. Die Düseneinrichtung kann mehrere Gaskanäle aufweisen, deren Mündungen jeweils mehreren Schmelzekanälen der Anordnung zugeordnet sind. Der Gaskanal ist dazu eingerichtet, einen Gasausstoß zu erzeugen, wel cher die aus den Mündungen der Schmelzekanäle ausgestoßene Schmelze erfasst. Die erfindungsgemäße Schmelzedüse weist zur Bildung der Schmelzekanäle eine Anordnung von Kapillar rohren auf. Insbesondere können die Mündungen der Schmelze kanäle von je einem Kapillarrohr gebildet sein. Der oder die Gaskanäle sind vorzugsweise spaltförmig. Die Mündung oder die Mündungen des oder der Gaskanäle erstrecken sich vorzugsweise entlang der Anordnung von Kapillarrohren, wel che insbesondere eine Reihe oder mehrere (wenigstens zwei) Reihen von Kapillarrohren sein kann. Eine Mündung kann we nigstens einer Reihe von Schmelzekanälen zugeordnet sein. The nozzle device according to the invention for producing a random fiber product or meltblow nozzle device has a melt nozzle with an arrangement of several melt channels and a gas channel with an orifice which is assigned to several melt channels of the arrangement. The nozzle device can have several gas channels, the mouths of which are each assigned to several melt channels of the arrangement. The gas channel is set up to generate a gas ejection which detects the melt ejected from the mouths of the melt channels. The melt nozzle according to the invention has an arrangement of capillary tubes to form the melt channels. In particular, the mouths of the melt channels can each be formed by a capillary tube. The gas channel or channels are preferably gap-shaped. The mouth or mouths of the gas channel (s) preferably extend along the arrangement of capillary tubes, which can in particular be a row or several (at least two) rows of capillary tubes. A mouth can be assigned to at least a number of melt channels.
[0009] Wenn, wie erfindungsgemäß, die Schmelzekanäle von Kapillarrohren gebildet sind, können Schmelzekanäle gebil- det werden, welche ein großes Länge-zu-Durchmesser- Verhältnis aufweisen. Damit kann die Düseneinrichtung bei vorgegebenem Durchmesser der Schmelzekanäle mit einer rela tiv großen Wandstärke benachbart zu den Schmelzekanälen ausgebildet sein. Insbesondere kann der Aufnahmekanal in der Schmelzedüse zur Aufnahme einer oder mehrerer Kapillar rohre eine große Länge aufweisen, was die Schmelzedüse sehr stabil sein lässt. Dies wiederum erlaubt, die Schmelzekanä le mit einem relativ großen Schmelzedruck zu beaufschlagen, was wiederum zu einer hohen Schmelzedurchsatzrate führt. Insgesamt kann dadurch die Wirtschaftlichkeit und Produkti vität gegenüber bekannten Düseneinrichtungen erhöht werden, bei denen eine Anordnung von mehreren Schmelzekanälen einem Gaskanal zugeordnet ist. Die Erfindung ermöglicht zudem extrem feine Fasern herzustellen. Bislang war die Feinheit dadurch begrenzt, dass die Bohrungen, welche die Schmelzausstoßkanäle bilden, herstellungsbedingt keine ent sprechend feinen Durchmesser aufweisen konnten. Denn auf grund der mittels Bohrungen maximal erzeugbaren Länge-zu- Durchmesser-Verhältnisse hätte bislang ein noch feinerer Bohrungsdurchmesser zu einer entsprechend noch geringeren Länge der Schmelzekanäle geführt und dadurch bedingt zu ei ner geringeren Wandstärke, um die Schmelzausstoßöffnungen herum. Dies wiederum hätte möglicherweise eine Reduzierung des Drucks erforderlich gemacht, mit welchem die Schmelze kanäle beaufschlagt werden. Mit der Erfindung können bis lang bestehende technische Grenzen überwunden werden. Mit den erfindungsgemäß möglichen langen Schmelzeausstoßkanälen können sehr feine Fasern mit hoher Reproduzierbarkeit und hoher Produktivität erzeugt werden. If, as according to the invention, the melt channels are formed by capillary tubes, melt channels can be formed det, which have a large length-to-diameter ratio. In this way, with a given diameter of the melt channels, the nozzle device can be designed with a relatively large wall thickness adjacent to the melt channels. In particular, the receiving channel in the melt nozzle for receiving one or more capillary tubes can have a great length, which allows the melt nozzle to be very stable. This in turn allows the melt channels to be subjected to a relatively high melt pressure, which in turn leads to a high melt throughput rate. Overall, the economy and productivity can be increased compared to known nozzle devices in which an arrangement of several melt channels is assigned to a gas channel. The invention also enables extremely fine fibers to be produced. So far, the fineness has been limited by the fact that the bores that form the melt discharge channels could not have a correspondingly fine diameter due to the manufacturing process. Because of the maximum length-to-diameter ratios that can be generated by means of bores, an even finer bore diameter would have led to a correspondingly even shorter length of the melt channels and, as a result, to a smaller wall thickness around the melt ejection openings. This in turn might have made it necessary to reduce the pressure with which the melt channels are acted upon. With the invention, long-existing technical limits can be overcome. With the long melt ejection channels possible according to the invention, very fine fibers can be produced with high reproducibility and high productivity.
[0010] Weitere vorteilhafte optionale Merkmale und Aus führungsformen ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung. [0010] Further advantageous optional features and embodiments emerge from the following description.
[0011] Die Düseneinrichtung ist vorzugsweise für eine Druckbeaufschlagung zur Ausgabe der Schmelze von 60 bar o- der mehr, bevorzugt sogar 100 bar oder mehr, ausgelegt. Insbesondere ist vorzugsweise die Wandstärke der Schmelze düse an den Schmelzekanälen derart groß, dass diese mit ei nem entsprechenden Druck beaufschlagt werden können. The nozzle device is preferably for a Pressurization for dispensing the melt of 60 bar or more, preferably even 100 bar or more, is designed. In particular, the wall thickness of the melt nozzle at the melt channels is preferably so great that they can be subjected to a corresponding pressure.
[0012] Die Kapillarrohre können in einer oder mehreren Aufnahmekanälen angeordnet sein. Der eine oder die mehreren Aufnahmekanäle sind um das Kapillarrohr oder die Kapillar rohre herum, welche der Aufnahmekanal enthält, bevorzugt geschlossen. Der eine oder die mehreren Aufnahmekanäle kön nen beispielsweise um das Kapillarrohr oder die Kapillar rohre herum, welche der Aufnahmekanal enthält, geschlossen sein, indem der Aufnahmekanal um das Kapillarrohr oder die Kapillarrohre mit Lot gefüllt ist. The capillary tubes can be arranged in one or more receiving channels. The one or more receiving channels are preferably closed around the capillary tube or tubes which the receiving channel contains. The one or more receiving channels can be closed, for example, around the capillary tube or tubes which the receiving channel contains, in that the receiving channel around the capillary tube or tubes is filled with solder.
[0013] Es ist beispielsweise möglich, dass je Kapillar rohr ein eigener Aufnahmekanal vorgesehen ist. It is possible, for example, that a separate receiving channel is provided for each capillary tube.
[0014] Im Sinne einer besonders hohen Stabilität der Schmelzedüse können der oder die Aufnahmekanäle je eine Länge aufweisen, die wenigstens halb so groß ist, wie die Länge jedes der Kapillarrohre der gefertigten Düseneinrich tung. In the sense of a particularly high stability of the melt nozzle, the receiving channel or channels can each have a length which is at least half as large as the length of each of the capillary tubes of the nozzle device manufactured.
[0015] Im Sinne einer hohen Dichte an Schmelzekanälen wird es als vorteilhaft angesehen, wenn mehrere Kapillar rohre in einem Aufnahmekanal angeordnet sind. Der Aufnahme kanal kann spaltförmig sein. Die Kapillarrohre sind in dem Aufnahmekanal mit geringem Abstand voneinander, bevorzugt aber Kapillarrohrwand an Kapillarrohrwand angeordnet. In terms of a high density of melt channels, it is considered advantageous if several capillary tubes are arranged in a receiving channel. The recording channel can be gap-shaped. The capillary tubes are arranged in the receiving channel at a small distance from one another, but preferably capillary tube wall to capillary tube wall.
[0016] Die Kapillarrohre können in dem Aufnahmekanal in einer oder mehreren (mindestens zwei) Reihen angeordnet sein. Mit mehreren Reihen kann eine hohe Liniendichte an Schmelzekanälen erreicht werden, wobei zur Bestimmung der Liniendichte beispielsweise die kombinierte Anzahl an Schmelzekanälen entlang und auf einer gedachten geraden Li nie bestimmt werden kann, wobei die Linie senkrecht zur Durchströmungsrichtung eines Schmelzekanals ausgerichtet ist. Die Kapillarrohre einer Reihe können zu den Kapillar rohren einer benachbarten Reihe versetzt angeordnet sein und ein Abschnitt jedes Kapillarrohres einer Reihe kann zwischen in der benachbarten Reihe aufeinanderfolgender Ka pillarrohre angeordnet sein, so dass die Kapillarrohre im Sinne einer hohen Dichte an Mündungen eng beieinander ange ordnet sind. The capillary tubes can be arranged in the receiving channel in one or more (at least two) rows. With several rows, a high line density of melt channels can be achieved, with the combined number of, for example, being used to determine the line density Melt channels along and on an imaginary straight line can never be determined, the line being perpendicular to the direction of flow through a melt channel. The capillary tubes of a row can be arranged offset to the capillary tubes of an adjacent row and a portion of each capillary tube of a row can be arranged between successive Ka pillarrohre in the adjacent row, so that the capillary tubes are arranged closely together in the sense of a high density of mouths .
[0017] Der Innendurchmesser der Kapillarrohre kann bei spielsweise kleiner oder gleich 500 Mikrometer, kleiner o- der gleich 400 Mikrometer, kleiner oder gleich 300 Mikrome ter oder kleiner oder gleich 200 Mikrometer, insbesondere kleiner oder gleich 100 Mikrometer, beispielsweise 50 Mik rometer, sein. The inner diameter of the capillary tubes can, for example, be less than or equal to 500 micrometers, less than or equal to 400 micrometers, less than or equal to 300 micrometers or less than or equal to 200 micrometers, in particular less than or equal to 100 micrometers, for example 50 micrometers .
[0018] Die Verwendung von Kapillarrohren macht es mög lich, dass die Schmelzekanäle in Ausführungsformen ein Län- gen-Durchmesser-Verhältnis von größer als oder gleich 20 aufweisen. Die Schmelzekanäle können insbesondere ein Län- ge-zu-Durchmesser-Verhältnis von größer als oder gleich 35, größer als oder gleich 50 oder größer als oder gleich 60 aufweisen. The use of capillary tubes makes it possible for the melt channels in embodiments to have a length-to-diameter ratio of greater than or equal to 20. The melt channels can in particular have a length-to-diameter ratio of greater than or equal to 35, greater than or equal to 50 or greater than or equal to 60.
[0019] Die Düseneinrichtung kann grundsätzlich nach dem Exxon-Prinzip gestaltet sein. Insbesondere kann die Schmel zedüse eine Schmelzedüse für eine Düseneinrichtung nach dem Exxon-Prinzip sein, wobei jedoch anstelle von Bohrungen Ka pillarrohre eingesetzt sind. The nozzle device can in principle be designed according to the Exxon principle. In particular, the melt nozzle can be a melt nozzle for a nozzle device according to the Exxon principle, but instead of holes Ka pillar pipes are used.
[0020] Die Düseneinrichtung kann dazu eingerichtet sein, dass die ein oder mehreren Gasausstoßöffnungen einen blatt- oder schneidenförmigen Gasausstoß ergeben, und zwar unter einem Winkel von größer 0° zur Ausstoßrichtung der Schmel ze. Gasausstoßöffnungen können insbesondere konvergierende, beispielsweise blatt- oder schneidenförmige, Gasausstöße erzeugen . The nozzle device can be set up so that the one or more gas ejection openings result in a sheet-shaped or blade-shaped gas ejection, namely under an angle greater than 0 ° to the ejection direction of the melt. Gas ejection openings can in particular generate converging, for example sheet-shaped or blade-shaped, gas ejections.
[0021] Die Gasanblasung, insbesondere Luftanblasung, durch den wenigstens einen Gaskanal erfolgt vorzugsweise unter einem Winkel zu der Strömungsrichtung des Schmelzeka nals durch dessen Mündung, welcher von Null Grad verschie den ist. Der Winkel kann beispielsweise von einschließlich 25° bis einschließlich 35°, insbesondere etwa 30°, betra gen. Wenn die Schmelze, welche durch die Anordnung der Ka pillarrohre tritt, von zwei Seiten, durch zwei Luftkanäle mit Luft beaufschlagt wird, ist der Winkel in dem die Luft- anblasung erfolgt zu der Strömungsrichtung des Schmelzeka nals vorzugsweise von beiden Seiten gleich, z.B. jeweils 30°. The gas blowing, in particular air blowing, through the at least one gas channel is preferably carried out at an angle to the flow direction of the melt channel through its mouth, which is different from zero degrees. The angle can, for example, from 25 ° up to and including 35 °, in particular about 30 °, betra conditions. If the melt, which passes through the arrangement of the capillary tubes, is exposed to air from two sides through two air ducts, the angle is in where the air is blown in to the flow direction of the melt channel, preferably the same from both sides, for example 30 ° in each case.
[0022] Die Wände der Schmelzedüse können beispielsweise konvergieren bzw. konvergierende Wandflächen aufweisen, welcher in dem Ausgabeabschnitt bzw. an der Ausgabeseite des Düsenkörpers an der Spitze desselben aufeinander tref fen. Die Wandflächen können beispielsweise einen Winkel von zweimal etwa 30°, d.h. etwa 60° einschließen. The walls of the melt nozzle can, for example, converge or have converging wall surfaces which meet one another in the output section or on the output side of the nozzle body at the tip thereof. The wall surfaces can, for example, enclose an angle of two times about 30 °, i.e. about 60 °.
[0023] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Düseneinrichtung, wie hierin beschrieben, weist zu mindest das Bereitstellen eines Düsenkörpers mit einer oder mehreren Aufnahmekanälen und das Anordnen von Kapillarroh ren in dem einen oder den mehreren Aufnahmekanälen auf. Die Aufnahmekanäle werden um die Kapillarrohre vorzugsweise ge schlossen. Zur Befestigung der Kapillarrohre in den Aufnah mekanälen kommen insbesondere in Betracht: Presspassung, Schweißen, Kleben, Löten. Die Befestigungsart Löten ist be sonders vorteilhaft, da diese die Ausbildung von langen Verbindungen und damit großflächigen Verbindungen zwischen den Kapillarrohren und den Wänden des Aufnahmekanals oder der Aufnahmekanäle erlauben. The method according to the invention for producing a nozzle device, as described herein, has at least the provision of a nozzle body with one or more receiving channels and the arrangement of capillary tubes in the one or more receiving channels. The receiving channels are preferably closed around the capillary tubes. For fastening the capillary tubes in the receiving channels, the following can be considered in particular: press fit, welding, gluing, soldering. The soldering type of fastening is particularly advantageous because it allows the formation of long connections and thus large-area connections between allow the capillary tubes and the walls of the receiving channel or channels.
[0024] Als besonders vorteilhaft zum Befestigen der Ka pillarrohre in dem einen oder den mehreren Aufnahmekanälen hat sich das an sich bekannte Verfahren des Diffusionslö tens herausgestellt. Dieses führt zu einer intermetalli schen Phase mit einer Schmelztemperatur der Verbindung, welche höher ist als die des Lotes. Dies macht ein Reinigen durch Ausheizen auch bei sehr hohen Temperaturen möglich, bzw. die Temperatur während des Reinigungsprozesses muss weniger genau gesteuert werden. The known method of diffusion soldering has proven to be particularly advantageous for fastening the capillary tubes in the one or more receiving channels. This leads to an intermetallic phase with a melting temperature of the connection which is higher than that of the solder. This makes cleaning by bakeout possible even at very high temperatures, or the temperature during the cleaning process does not have to be controlled as precisely.
[0025] Vor dem Einlöten werden die Kapillarrohre vor zugsweise zumindest einseitig verschlossen, bevorzugt beid seitig verschlossen. Die Kapillarrohre können beispielswei se durch Schweißen geschlossen werden, insbesondere Laser schweißen. Dies führt dazu, dass Lot beim Einlöten nicht in die Kapillarrohre laufen kann. Bevorzugt werden die Kapil larrohre gefüllt, um den Eintrag von Verunreinigungen in die Kapillarrohre beim Wiederöffnen der zumindest einseitig oder beidseitig verschlossenen Kapillarrohre zu verhindern. Before soldering, the capillary tubes are preferably closed at least on one side, preferably closed on both sides. The capillary tubes can be closed for example se by welding, in particular laser welding. This means that solder cannot run into the capillary tubes during soldering. The capillary tubes are preferably filled in order to prevent the entry of impurities into the capillary tubes when the capillary tubes, which are closed at least on one or both sides, are reopened.
[0026] Weitere Merkmale und Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, nachfolgender Beschreibung sowie den Figuren. Es zeigen beispielhaft: [0026] Further features and embodiments emerge from the subclaims, the following description and the figures. It shows by way of example:
[0027] Figur 1 - eine Meltblow-Einrichtung in schemati scher, teilgeschnittener Ansicht, Figure 1 - a meltblow device in a schematic, partially sectioned view,
[0028] Figur 2 - eine vergrößerte Ansicht eines Aus schnitts der Darstellung der Düseneinrichtung gemäß Figur 1 im Bereich der Mündungen der Schmelze- und Gaskanäle, Figure 2 - an enlarged view of a section of the representation of the nozzle device according to Figure 1 in the area of the mouths of the melt and gas channels,
[0029] Figur 3 - eine noch weiter vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der Darstellung der Düseneinrichtung ge mäß Figur 2, [0030] Figur 4 - eine Schmelzedüse in einer Draufsicht auf die Ausgabeseite, FIG. 3 - an even further enlarged view of a section of the representation of the nozzle device according to FIG. 2, Figure 4 - a melt nozzle in a plan view of the output side,
[0031] Figur 5 - eine der Figur 3 weitgehend entspre chende Ansicht einer erfindungsgemäßen Düseneinrichtung mit Kapillarrohren in der Schmelzedüse, welche Schmelzekanäle bilden, FIG. 5 - a view largely corresponding to FIG. 3 of a nozzle device according to the invention with capillary tubes in the melt nozzle which form melt channels,
[0032] Figur 6 - eine Draufsicht auf eine Ausgabeseite einer Schmelzedüse mit mehreren Kapillarrohren in je einem Aufnahmekanal, Figure 6 - a plan view of an output side of a melt nozzle with several capillary tubes in each one receiving channel,
[0033] Figur 7 - eine Draufsicht auf eine Ausgabeseite einer Schmelzedüse mit mehreren Kapillarrohren in einem spaltartigen Aufnahmekanal, Figure 7 - a plan view of an output side of a melt nozzle with several capillary tubes in a gap-like receiving channel,
[0034] Figur 8 - eine Draufsicht auf eine Ausgabeseite einer Schmelzedüse mit mehreren Reihen von Kapillarrohren in einem spaltartigen Aufnahmekanal, Figure 8 - a plan view of an output side of a melt nozzle with several rows of capillary tubes in a gap-like receiving channel,
[0035] Figur 9a - eine Ausführungsform mit Schmelzekanä len in den Flanken einer Schmelzedüse in einer Schnittan sicht, FIG. 9a - an embodiment with melt channels in the flanks of a melt nozzle in a sectional view,
[0036] Figur 9b - eine stark schematische Draufsicht auf einen Abschnitt der Schmelzedüse gemäß Figur 9a, FIG. 9b - a highly schematic plan view of a section of the melt nozzle according to FIG. 9a,
[0037] Figur 10 - ein Ablaufschema eines erfindungsgemä ßen Verfahrens, FIG. 10 - a flow chart of a method according to the invention,
[0038] Figur 11 - eine ausschnittsweise Schnittansicht durch ein Kapillarrohr mit einem verschlossenen Ende und einem Füllstoff im Innenraum, Figure 11 - a partial sectional view through a capillary tube with a closed end and a filler in the interior,
[0039] Figur 12 - eine Schnittansicht durch eine Schmel zedüse mit einem darin angeordneten beidenends verschlosse nen Kapillarrohr und darin enthaltenem Füllstoff, und [0040] Figur 13 - eine Schnittansicht durch die Schmel zedüse gemäß Figur 12 nach dem Entfernen des Verschlusses der Enden des Kapillarrohres. FIG. 12 shows a sectional view through a melt nozzle with a capillary tube arranged therein, closed at both ends, and filler contained therein, and FIG FIG. 13 - a sectional view through the melting nozzle according to FIG. 12 after the closure of the ends of the capillary tube has been removed.
[0041] Figur 1 zeigt ein Beispiel einer Meltblow- Einrichtung 10. Die Meltblow-Einrichtung 10 weist ein Abla ge 11, einen Extruder 12 zum Aufschmelzen eines Kunst stoffs, in der Regel eines Kunststoffgranulats, und eine daran angeschlossene Spinnpumpe 13 zum Zuführen der Schmel ze zu einer Düseneinrichtung 14 auf. Die Düseneinrichtung 14 kann beispielsweise einen Schmelzeverteiler, Schmelze filter und verschiedene Temperatur- und Druckmessfühler aufweisen, ohne dass diese im Detail dargestellt wären. Die Düseneinrichtung 14 weist zudem eine Schmelzedüse 15 und eine Einrichtung 16 mit wenigstens einem bevorzugt wenigs tens zwei Kanälen 17, 18 zur Beaufschlagung der ausgestoße nen Schmelze mit Luft aufweisen. Die Schmelzedüse 15 kann einen Abschnitt eines oder mehrerer Kanäle der Einrichtung 16 zur Beaufschlagung mit Luft bilden. In anderen Ausfüh rungsformen sind die Kanäle 17, 18 zur Beaufschlagung mitFigure 1 shows an example of a meltblow device 10. The meltblow device 10 has a tray 11, an extruder 12 for melting a plastic, usually a plastic granulate, and a connected spinning pump 13 for supplying the melt ze to a nozzle device 14. The nozzle device 14 can, for example, have a melt distributor, melt filter and various temperature and pressure sensors, without these being shown in detail. The nozzle device 14 also has a melt nozzle 15 and a device 16 with at least one, preferably at least two, channels 17, 18 for applying air to the expelled melt. The melt nozzle 15 can form a section of one or more channels of the device 16 for the application of air. In other embodiments, the channels 17, 18 are to be acted upon
Luft in einem oder mehreren Körpern angeordnet, welche von der Schmelzedüse 15 gesonderte Körper sind, welche aller dings an der Schmelzedüse 15 befestigt sein können. Air is arranged in one or more bodies, which are separate bodies from the melt nozzle 15, which all things can be attached to the melt nozzle 15.
[0042] Die in Figur 1 dargestellte Düseneinrichtung 14 gehört zu einer Art Düseneinrichtungen 14, die auf eine Er findung der Firma Exxon zurückgehen. Diese Art Düsenein richtungen 14 wird daher häufig als nach dem Exxon-Prinzip arbeitend beschrieben. The nozzle device 14 shown in Figure 1 belongs to a type of nozzle device 14 that go back to an invention by Exxon. This type of Düsenein devices 14 is therefore often described as operating on the Exxon principle.
[0043] Figur 2 zeigt einen Ausschnitt (s. Kasten mit ge strichelten Linien in Figur 1) der Ansicht gemäß Figur 1. Figur 3 zeigt einen Ausschnitt der Ansicht gemäß Figur 2. Wie Figur 2 zeigt, ist die Schmelzedüse 15 im Querschnitt etwa prismenförmig. Die Schmelzedüse 15 weist zwei Wände 19, 20 auf. Zwischen den Wänden 19, 20 verläuft in der Re gel ein Schmelzeverteilkanal 21, von welchem Schmelzekanäle 22 mit einer Mündung an einer Ausgabeseite der SchmelzedüseFIG. 2 shows a detail (see box with dashed lines in FIG. 1) of the view according to FIG. 1. FIG. 3 shows a detail of the view according to FIG. 2. As FIG. 2 shows, the melt nozzle 15 is approximately prismatic in cross section . The melt nozzle 15 has two walls 19, 20 on. Between the walls 19, 20 there is usually a melt distribution channel 21, from which melt channels 22 have an opening on an output side of the melt nozzle
22 ausgehen. Die Wände 19, 20 weisen Außenflächen 24, 25 auf, die in der etwa streifenförmigen Ausgabeseite 26 der Schmelzedüse 15 aufeinander treffen. Die Wände 19, 20 bil den auf Grund der spitz zulaufenden Stellung der Wände 19, 20 eine Ausgabespitze 27 der Schmelzedüse 15. 22 go out. The walls 19, 20 have outer surfaces 24, 25 which meet in the approximately strip-shaped output side 26 of the melt nozzle 15. The walls 19, 20 form a discharge point 27 of the melt nozzle 15 due to the tapering position of the walls 19, 20.
[0044] In bekannten Schmelzedüsen 15 können Schmelzeka näle 22 durch Kapillarbohrungen gebildet sein. Die Kapil larbohrungen, Schmelzekanäle 22 bzw. Öffnungen oder Mündun gen 23 in der Ausgabeseite 26 sind in der Regel einreihig hintereinander angeordnet. Die Schmelzekanäle 22 haben üb licherweise Innendurchmesser im Bereich von 0,2 - 0,4 mm und besitzen ein Längen-Durchmesserverhältnis L/d von 5-15. Die Kapillarbohrungen weisen einen konstanten Durchmesser bzw. Querschnitt auf. In known melt nozzles 15, melt channels 22 can be formed by capillary bores. The Kapil larbohrungen, melt channels 22 or openings or Mündun gene 23 in the output side 26 are usually arranged in a row one behind the other. The melt channels 22 usually have internal diameters in the range of 0.2-0.4 mm and have a length-to-diameter ratio L / d of 5-15. The capillary bores have a constant diameter or cross section.
[0045] Die Meltblow-Einrichtung 10 weist eine Einrich tung 16 zur Beaufschlagung der aus den Mündungen 23 der Schmelzekanäle 22 austretenden Schmelze mit einem Luftstrom auf. Diese Einrichtung 16 weist zwei als Luftschneiden be- zeichnete Einrichtungen auf. Diese werden durch wenigstens zwei Luftkanäle 17, 18 gebildet, welche mit Luft beauf schlagbar sind. Die Luftkanäle 17, 18 sind beiderseits der Anordnung 30, z.B. einer oder mehrere Reihen, von MündungenThe meltblow device 10 has a device 16 for applying an air stream to the melt emerging from the mouths 23 of the melt channels 22. This device 16 has two devices referred to as air cutting. These are formed by at least two air channels 17, 18, which can be hit with air beauf. The air ducts 17, 18 are on either side of the arrangement 30, for example one or more rows, of mouths
23 der Schmelzekanäle 22 angeordnet. Die Luftkanäle 17, 18 sind jeweils der Anordnung 30 von Mündungen zugeordnet, durch welche die Schmelze aus der Schmelzedüse 15 austritt. Jeder Luftkanal 17, 18 weist eine langgestreckte Mündung auf 31, 32, welche sich entlang der Anordnung 30 erstreckt. 23 of the melt channels 22 are arranged. The air channels 17, 18 are each assigned to the arrangement 30 of mouths through which the melt emerges from the melt nozzle 15. Each air duct 17, 18 has an elongated mouth 31, 32 which extends along the arrangement 30.
[0046] Die Schmelzedüse 15 kann gegenüber den Mündungen 31, 32 der Luftschneiden leicht zurückversetzt sein (Ver satz V). Den engsten Querschnitt der Konstruktion für die austretende Primärluft bildet somit der Austrittspalt 33 an dem Ende der Ausgabespitze 27. In dem Austrittsspalt 33 weist die Primärluft die maximale Strömungsgeschwindigkeit auf. Nach dem Exxon-Prinzip erfolgt die Anblasung der aus den Schmelzekanälen ausgetriebenen Schmelze in einem Winkel von ca. 60° (2 x 30°). Möglich ist insbesondere ein Winkel im Bereich von einschließlich 50° (2 x 25°) bis einschließ lich 70° (2 x 35°). Der Winkel a (z.B. 60°) wird von ge dachten Mittellinien 47 eingeschlossen, welche gedacht in der Querschnittsebene der Schmelzedüse 15 liegend, jeweils in der Mitte zwischen der Wandfläche 24, 25 der Wand 19, 20 der Schmelzedüse 15 und der gegenüberliegenden weiteren Fläche verlaufen, welche mit der Wandfläche 24, 25 den Luftkanal 17, 18 begrenzt. Die Mittellinien 47 sind bevor zugt symmetrisch zur Mittellinie 41. The melt nozzle 15 can be set back slightly with respect to the mouths 31, 32 of the air cutting edges (offset V). The narrowest cross-section of the construction for the exiting primary air thus forms the exit gap 33 at the end of the dispensing tip 27. In the exit gap 33, the primary air has the maximum flow velocity. According to the Exxon principle, the melt expelled from the melt channels is blown at an angle of approx. 60 ° (2 x 30 °). In particular, an angle in the range from 50 ° (2 x 25 °) up to and including 70 ° (2 x 35 °) inclusive is possible. The angle a (e.g. 60 °) is enclosed by imaginary center lines 47, which are imagined lying in the cross-sectional plane of the melt nozzle 15, each in the middle between the wall surface 24, 25 of the wall 19, 20 of the melt nozzle 15 and the opposite further surface which bounds the air duct 17, 18 with the wall surface 24, 25. The center lines 47 are given symmetrically to the center line 41.
[0047] Bei dem Meltblow-Verfahren wird das Kunststoff granulat in dem Extruder 12 aufgeschmolzen und über die Spinnpumpe 13 der Düseneinrichtung 14 kontinuierlich zuge führt. Die aus der Schmelzedüse 15 extrudierte Polymer schmelze wird unmittelbar nach Austritt von einem konver gierenden temperierten Luftstrom aus den Luftkanälen 17, 18In the meltblow process, the plastic granulate is melted in the extruder 12 and continuously fed to the nozzle device 14 via the spinning pump 13. The polymer melt extruded from the melt nozzle 15 is released from the air ducts 17, 18 immediately after it emerges from a converging, tempered air stream
- der sogenannten Primärluft - erfasst, welche sich unmit telbar nach Düsenaustritt mit der Umgebungsluft - der soge nannten Sekundärluft - mischt. Die sich aus der Schmelze bildenden Fasern kühlen auf dem Weg zur Ablage 11 ab und werden als verschlungene Fasern in Form eines Vliesstoffes 34 aufgefangen. Die Ablage erfolgt meist auf einer luft durchlässigen Struktur 11, wie beispielsweise auf einem Ab lageband 11 oder auf einer Siebtrommel 11, die zusätzlich mit einem Unterdrück versehen ist. Dies dient dazu, die Fa sern auf der Ablage 11 zu halten und überschüssige Primär luft abzuführen. - the so-called primary air - which mixes with the ambient air - the so-called secondary air - immediately after the nozzle exits. The fibers that form from the melt cool on the way to the tray 11 and are caught as intertwined fibers in the form of a nonwoven fabric 34. The filing takes place mostly on an air-permeable structure 11, such as on a From position belt 11 or on a sieve drum 11, which is also provided with a vacuum. This serves to keep the fibers on the shelf 11 and to remove excess primary air.
[0048] Die Kapillarbohrungsdichte und die Schmelzedurch- satzrate sind entscheidende Faktoren für den wirtschaftli chen Betrieb einer Meltblow-Einrichtung 10. The capillary bore density and the melt penetration rate are decisive factors for the economic operation of a meltblow device 10.
[0049] Kapillarbohrungen mit Durchmessern im Bereich von d=0,2-0,4 mm können im Allgemeinen nur bis zu einer Länge von maximal dem zwanzigfachen, d.h. 20 d, des Durchmessers gefertigt werden. In der Regel werden Schmelzedüsen mit ei nem Lange-zu-Durchmesser-Verhältnis von 8 bis maximal 15 hergestellt. Ein größeres Verhältnis von Länge zu Durchmes ser als 20 ist bei solch feinen Durchmessern durch Bohren nicht in der notwendigen Präzision herstellbar. Eine klei ner Schmelzekanaldurchmesser führt zu einer zwangsweise schlanken Ausführung der Wände 19, 20 bzw. Schenkel der Schmelzedüse 15, da der Schmelzekanal nicht mit einer be liebigen Länge gefertigt werden kann. Dies ist verbunden mit einer dünnen Ausgestaltung der Wände 19, 20 an deren empfindlichster Stelle. Dadurch kann eine Exxon-Düse mit gebohrten Schmelzekanälen 22 maximal mit einem Druck von 30-50 bar beaufschlagt werden. Der Polymerdurchsatz (g/h/min = grams/hole/minute) erzeugt einen entsprechenden Innendruck. Für feinste Fasern, produziert mit kleinsten Kapillaren, ist deshalb die Produktivität (g/h/min) nach oben begrenzt. Capillary bores with diameters in the range of d = 0.2-0.4 mm can generally only be made up to a length of a maximum of twenty times, i.e. 20 d, the diameter. As a rule, melt nozzles with a length-to-diameter ratio of 8 to a maximum of 15 are produced. A larger ratio of length to diameter than 20 cannot be produced with the necessary precision by drilling with such fine diameters. A small melt channel diameter leads to a necessarily slim design of the walls 19, 20 or legs of the melt nozzle 15, since the melt channel cannot be manufactured with any length. This is associated with a thin design of the walls 19, 20 at their most sensitive point. As a result, an Exxon nozzle with drilled melt channels 22 can be subjected to a maximum pressure of 30-50 bar. The polymer throughput (g / h / min = grams / hole / minute) generates a corresponding internal pressure. For the finest fibers, produced with the smallest capillaries, the productivity (g / h / min) is therefore limited.
[0050] Zur Lösung wird ein Aufnahmekanal 35 mit einer größeren Querabmessung gefertigt, als eine Kapillarbohrung nach dem Stand der Technik hat, und dieser Aufnahmekanal 35 oder zumindest ein Abschnitt dieses Aufnahmenkanals 35 wird mit einem Kapillarrohr 36 oder mehreren (wenigstens zwei) Kapillarrohren 36 aufgefüllt. Je ein Kapillarrohr 36 bildet mit seinem Rohrkanal einen Schmelzekanal 22. Kapillarrohre 36 können in nahezu beliebiger Länge über einen weiten Durchmesser- und Wandstärkenbereich hergestellt werden. Da bei können die Kapillarrohre 36 sehr kleine Kapillarrohrin nendurchmesser aufweisen. Beispielsweise können die Kapil- larrohre 36 einen Innendurchmesser von 0,1 Millimeter bis einschließlich 0,5 Millimeter aufweisen oder einen Durch messer von kleiner oder gleich 0,1 Millimeter. Das Länge- zu-Innendurchmesser-Verhältnis kann in Ausführungsformen beispielsweise größer oder gleich 15 oder mehr sein, bei spielsweise größer oder gleich 20 oder mehr. To solve this, a receiving channel 35 is made with a larger transverse dimension than a capillary bore according to the prior art, and this receiving channel 35 or at least a portion of this receiving channel 35 is filled with a capillary tube 36 or several (at least two) capillary tubes 36 . Each capillary tube 36 with its tube channel forms a melt channel 22. Capillary tubes 36 can be manufactured in almost any length over a wide range of diameters and wall thicknesses. Since the capillary tubes 36 can have very small Kapillarrohrin n diameters. For example, the cap- Larrohre 36 have an inner diameter of 0.1 millimeters up to and including 0.5 millimeters or a diameter of less than or equal to 0.1 millimeters. The length-to-inner diameter ratio can, in embodiments, be greater than or equal to 15 or more, for example greater than or equal to 20 or more.
[0051] Mittels der Verwendung von Kapillarrohren 36 kön nen beispielsweise Schmelzekanäle 22 einschließlich Mündun gen 23 erzeugt werden, welche einen Innendurchmesser von kleiner oder gleich 500 Mikrometer, kleiner oder gleich 400 Mikrometer, kleiner oder gleich 300 Mikrometer, kleiner o- der gleich 200 Mikrometer, kleiner oder gleich 100 Mikrome ter oder kleiner oder gleich 75 Mikrometer, beispielsweise 50 Mikrometer, aufweisen. Das Länge-zu-Durchmesser- Verhältnis der Schmelzekanäle kann dabei beispielsweise größer oder gleich 15 oder mehr sein, beispielsweise größer oder gleich 20 oder mehr. Insbesondere kann das Länge-zu- Durchmesser-Verhältnis größer oder gleich 35, größer oder gleich 50 oder größer oder gleich 60 sein. Solche Schmelze kanäle 22 wären mittels Bohren nicht herstellbar. Using capillary tubes 36, for example, melt channels 22 including mouths 23 can be generated which have an internal diameter of less than or equal to 500 micrometers, less than or equal to 400 micrometers, less than or equal to 300 micrometers, less than or equal to 200 micrometers , less than or equal to 100 micrometers or less than or equal to 75 micrometers, for example 50 micrometers. The length-to-diameter ratio of the melt channels can be, for example, greater than or equal to 15 or more, for example greater than or equal to 20 or more. In particular, the length-to-diameter ratio can be greater than or equal to 35, greater than or equal to 50 or greater than or equal to 60. Such melt channels 22 could not be produced by means of drilling.
[0052] Wesentliche Vorteile der Erfindung sind die Er möglichung der Fertigung ultrafeiner Fasern und/oder Fasern mit hoher Produktivität aufgrund möglicher hoher Drücke und damit hohen Durchsätzen. Erfindungsgemäß kann die Länge des Schmelzekanals oder des Kapillarrohrs beispielsweise 5-10 mal größer als üblich sein. Die Dicke der Wand 19,20 an der empfindlichsten Stelle kann beispielsweise um bis zu das zwei- bis dreifache größer sein als bei bekannten Schmelze düsen 15. Dadurch kann der ertragbare Innendruck und der Polymerdurchsatz um beispielsweise bis zu das zwei bis dreifache steigen. Beispielweise kann die Düseneinrichtung 14 derart stabil ausgelegt sein, dass der Schmelzedruck in dem Schmelzeverteilkanal 21 oder jedem Schmelzekanal 22 we nigstens 60 bar, besonders bevorzugt wenigstens 100 bar aufweisen kann. Dies führt zu einer entsprechend größeren Produktivität um beispielsweise bis zu das zwei- bis drei fache. Weiterhin ermöglicht eine erhöhte Länge jedes der Schmelzekanäle 22 bis zur Mündung 23 eine verbesserte Uni formität der Fasern untereinander. Essential advantages of the invention are the ability to manufacture ultrafine fibers and / or fibers with high productivity due to possible high pressures and thus high throughputs. According to the invention, the length of the melt channel or the capillary tube can be, for example, 5-10 times greater than usual. The thickness of the wall 19, 20 at the most sensitive point can, for example, be up to two to three times greater than in known melt nozzles 15. This can increase the tolerable internal pressure and the polymer throughput by, for example, up to two to three times. For example, the nozzle device 14 can be designed to be stable in such a way that the melt pressure in the melt distribution channel 21 or each melt channel 22 is at least 60 bar, particularly preferably at least 100 bar may have. This leads to a correspondingly higher productivity, for example up to two to three times as much. Furthermore, an increased length of each of the melt channels 22 up to the mouth 23 enables an improved uni formity of the fibers with one another.
[0053] Figur 4 zeigt zur Veranschaulichung eine bei spielhafte Ansicht auf die streifenförmige Ausgabeseite 26 der Schmelzedüse 15 des Ausführungsbeispiels gemäß Figuren 1 bis 3, in welcher die Schmelzekanäle 22 münden. For illustration, FIG. 4 shows an exemplary view of the strip-shaped output side 26 of the melt nozzle 15 of the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3, in which the melt channels 22 open.
[0054] Figur 5 zeigt eine der Figur 3 entsprechende Dar stellung eines Querschnitts durch eine Meltblow-Einrichtung 10 mit einer erfindungsgemäßen Schmelzedüse 15. Die vorste hende Beschreibung zu den Figuren 1 bis 3 sowie deren Dar stellung können für das erfindungsgemäße Ausführungsbei spiel gemäß Figur 4 herangezogen werden. Wie in der Dar stellung ersichtlich, ist allerdings im Unterschied zu der Schmelzedüse 15 gemäß Figuren 1 bis 3 in der Schmelzedüse 15 ein Kapillarrohr 36 angeordnet, welches anstelle einer Kapillarbohrung einen Schmelzekanal 22 und vorzugsweise auch dessen Mündung 23 zur Ausgabe von Schmelze bildet. Dieses Kapillarrohr 36 weist ein größeres Länge-zu- Innendurchmesser-Verhältnis auf, als die Kapillarbohrung dargestellt in Figur 3. FIG. 5 shows a representation corresponding to FIG. 3 of a cross section through a meltblow device 10 with a melt nozzle 15 according to the invention. The above description of FIGS. 1 to 3 and their representation can be used for the exemplary embodiment according to the invention according to FIG can be used. As can be seen in the illustration, however, in contrast to the melt nozzle 15 according to FIGS. 1 to 3, a capillary tube 36 is arranged in the melt nozzle 15, which instead of a capillary bore forms a melt channel 22 and preferably also its mouth 23 for dispensing melt. This capillary tube 36 has a larger length-to-inner diameter ratio than the capillary bore shown in FIG. 3.
[0055] Im Übrigen ist in bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen kein Luftkanal 17, 18 vorhanden, welcher ein bestimmtes Kapillarrohr 36 umgeben würde, aber kein weiteres, oder welcher eine bestimmte Gruppe von Kapillar rohren 36 umgeben würde, aber keine weitere. In addition, in preferred embodiments according to the invention, there is no air duct 17, 18 which would surround a certain capillary tube 36, but not another, or which would surround a certain group of capillary tubes 36, but no other.
[0056] Die Wände 19, 20 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 haben, wie aus der Figur ersichtlich, eine größere Dicke an für die Stabilität, insbesondere Druckstabilität, entscheidenden Stellen der Schmelzedüse 15 als die entspre- chenden Wände 19, 20 der Schmelzedüse 15 gemäß Figur 3. As can be seen from the figure, the walls 19, 20 in the exemplary embodiment according to FIG. 4 have a greater thickness at points of the melt nozzle 15 that are decisive for stability, in particular pressure stability, than the corresponding corresponding walls 19, 20 of the melt nozzle 15 according to FIG. 3.
[0057] Das Kapillarrohr 36 kann im Querschnitt insbeson dere eine runde, insbesondere kreisrunde, Außenkontur und eine runde, insbesondere kreisrunde Innenkontur aufweisen. Es wäre grundsätzlich möglich Kapillarrohre 36 mit im Quer schnitt innen und/oder außen zumindest abschnittsweise po lygonaler Kontur einzusetzen, jedoch ist dies wegen des Fertigungsaufwands und der Kosten für solche Kapillarohre nicht bevorzugt. The cross section of the capillary tube 36 can in particular have a round, in particular circular, outer contour and a round, in particular circular inner contour. In principle, it would be possible to use capillary tubes 36 with a cross-sectioned inside and / or outside at least partially polygonal contour, but this is not preferred because of the manufacturing effort and the costs of such capillary tubes.
[0058] Die Figuren 6 bis 8 zeigen schematisch eine Draufsicht auf streifenförmige Ausgabeseiten 26 von Ausfüh rungsbeispielen der Erfindung. Figures 6 to 8 show schematically a plan view of strip-shaped output sides 26 of exemplary embodiments of the invention.
[0059] In einem Ausführungsbeispiel werden Kapillarrohre 36 in diskret angeordneten Aufnahmebohrungen, welche Auf nahmekanäle 35 bilden, mit Abstand voneinander eingebracht. Ein Beispiel dafür ist in Figur 6 veranschaulicht. Der Auf nahmekanal 35 zwischen dem Kapillarrohr 36 und der Innen wandfläche 37 des Aufnahmekanals 35 ist geschlossen. Der Aufnahmekanal 35 zwischen dem Kapillarrohr 36 kann bei spielsweise mit Lot gefüllt sein und/oder der Bereich zwi schen Aufnahmekanal 35 und Kapillarrohr 36 kann aufgrund einer Presspassung eine Dicke von Null aufweisen, so dass der Aufnahmekanal 35 zwischen dem Kapillarrohr 36 und der Innenwandfläche 37 des Aufnahmekanals 35 geschlossen ist. In one embodiment, capillary tubes 36 are introduced at a distance from one another in discretely arranged receiving bores, which form receiving channels 35. An example of this is illustrated in FIG. On the receiving channel 35 between the capillary tube 36 and the inner wall surface 37 of the receiving channel 35 is closed. The receiving channel 35 between the capillary tube 36 can be filled with solder, for example, and / or the area between the receiving channel 35 and the capillary tube 36 can have a thickness of zero due to a press fit, so that the receiving channel 35 between the capillary tube 36 and the inner wall surface 37 of the Receiving channel 35 is closed.
[0060] Es sind Ausführungsformen möglich, in denen al ternativ oder zusätzlich Kapillarrohre 36 in einem spalt förmigen Aufnahmekanal 35 in einer Reihe hintereinander an geordnet sind. Ein Beispiel ist in Figur 7 veranschaulicht. Embodiments are possible in which, as an alternative or in addition, capillary tubes 36 are arranged in a row one behind the other in a gap-shaped receiving channel 35. An example is illustrated in FIG.
[0061] Die Dicke der Wand 19, 20 der Kapillarrohre 36 kann in Ausführungsbeispielen der limitierende Faktor für die Liniendichte der Löcher sein, für deren Angabe die Ein- heit Löcher pro Zoll (holes per inch, hpi) üblich ist. The thickness of the wall 19, 20 of the capillary tubes 36 can, in exemplary embodiments, be the limiting factor for the line density of the holes. Holes per inch (hpi) is common.
[0062] Eine besonders hohe Liniendichte kann durch Ver wendung besonders dünnwandiger Kapillarrohre 36 erzielt werden. Alternativ oder zusätzlich können Kapillarrohre 36, wie dies in Figur 8 veranschaulicht ist, in einem spaltför migen Aufnahmekanal 35 in wenigstens zwei oder mehr Reihen 38, 39, 40 von Kapillarrohren 36 angeordnet sein. In Figur 8 trägt der Übersichtlichkeit halber nicht jedes Kapillar rohr ein Bezugszeichen 36 und nicht jeder Schmelzekanal ein Bezugszeichen 22. Die Kapillarrohre 36 einer Reihe 38, 39 oder 40 können zu den Kapillarrohren 36 der benachbarten Reihen 38, 39 oder 40 in Längsrichtung der Reihe 38, 39 o- der 40 versetzt sein, beispielsweise um den halben Abstand zwischen zwei Mittellinien 41 zweier benachbarter Kapillar rohre 36, welche Mittellinien 41 sich gedacht jeweils mittig durch die Kapillarrohre 36 erstrecken. Mittellinien 41 sind für ausgewählte Kapillarrohre 36 jeweils mit einem Punkt veranschaulicht. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fi gur 8 sind beispielsweise drei Reihen 38, 39, 40 von Kapil larrohren 36 nebeneinander angeordnet. Die Kapillarrohre 36 einer Reihe 38, 39 oder 40 sind zu den Kapillarrohren 36 jeder benachbarten Reihe 38, 39 oder 40 versetzt. Alterna tiv können in Ausführungsbeispielen beispielsweise nur zwei Reihen nebeneinander angeordnet sein. Beispielsweise zwei Reihen nebeneinander mit Kapillarrohren 36 einer Reihe, welche zu den Kapillarrohren 36 der anderen Reihe in Rei henrichtung versetzt sind. A particularly high line density can be achieved by using particularly thin-walled capillary tubes 36. Alternatively or additionally, capillary tubes 36, as illustrated in FIG. 8, can be arranged in a gap-shaped receiving channel 35 in at least two or more rows 38, 39, 40 of capillary tubes 36. In FIG. 8, for the sake of clarity, not every capillary tube has a reference number 36 and not every melt channel has a reference number 22. The capillary tubes 36 of a row 38, 39 or 40 can be connected to the capillary tubes 36 of the adjacent rows 38, 39 or 40 in the longitudinal direction of the row 38 , 39 or 40 be offset, for example by half the distance between two center lines 41 of two adjacent capillary tubes 36, which center lines 41 are thought to extend centrally through the capillary tubes 36. Center lines 41 for selected capillary tubes 36 are each illustrated with a point. In the embodiment according to Fi gur 8, for example, three rows 38, 39, 40 of Kapil larrohren 36 are arranged side by side. The capillary tubes 36 of a row 38, 39 or 40 are offset from the capillary tubes 36 of each adjacent row 38, 39 or 40. Alternatively, in exemplary embodiments, only two rows can be arranged next to one another, for example. For example, two rows side by side with capillary tubes 36 in a row, which are offset from the capillary tubes 36 of the other row in Rei direction.
[0063] Auch mittels solcher Ausführungsformen kann eine relativ hohe Liniendichte von Schmelzekanälen 22 bzw. Mün dungen 23 erzielt werden. Die Liniendichte kann hier be stimmt werden, indem die Anzahl der Kapillarrohrmündungen 23 oder Kapillarrohremittellinien 41 entlang einer geraden Linie L oder Streckenzug und auf der geraden Linie oder dem Streckenzug aus geraden Strecken bestimmt wird, welche Li- nie L oder Streckenzug sind durch die Mittelpunkte der Mün dungen 23, durch einen Mittelpunkt der Mündung 23 und senk recht zu einer Mittellinie oder die Mittellinien 41 senk recht schneidend erstreckt. Die geraden Strecken des Stre ckenzugs erstrecken sich von Mittelpunkt zu Mittelpunkt und/oder Mittellinie 41 zu Mittellinie 41, senkrecht zur Mittellinie 41. A relatively high line density of melt channels 22 or orifices 23 can also be achieved by means of such embodiments. The line density can be determined here by determining the number of capillary tube orifices 23 or capillary tube center lines 41 along a straight line L or line and on the straight line or line of straight lines which line is never L or route are through the centers of the Mün applications 23, through a center point of the mouth 23 and perpendicular to a center line or the center lines 41 extends perpendicular right intersecting. The straight sections of the line stretch from center to center and / or center line 41 to center line 41, perpendicular to center line 41.
[0064] Alternativ oder zusätzlich können eine oder meh rere Reihen 42, 43 von Kapillarrohren 36 in einer oder bei den Wänden 19, 20 der Schmelzedüse 15 neben der linienför migen Ausgabeseite 26 angeordnet sein, welcher an dem Ende der Ausgabespitze 27 der Schmelzedüse 15 angeordnet ist. Eine Ausführungsform mit in den Flanken der Ausgabespitze 27 angeordneten Reihen 42, 43 von Kapillarrohren 36, welche Reihen 42, 43 sich parallel zu der einen oder den mehreren Reihen 38, 39, 40 in der Ausgabeseite 26 erstrecken, ist in Figur 9 veranschaulicht. Figur 9a zeigt im Querschnitt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Schmelzedüse 15 mit in dem Ausgabeabschnitt an der Ausgabeseite 26 angeordneten Kapil larrohren 36, welche Schmelzekanäle 22 zur Ausgabe von Schmelze bilden, und Schmelzekanälen 22 in den Wänden 19,Alternatively or additionally, one or more rows 42, 43 of capillary tubes 36 can be arranged in one or at the walls 19, 20 of the melt nozzle 15 next to the linear output side 26, which is arranged at the end of the output tip 27 of the melt nozzle 15 is. An embodiment with rows 42, 43 of capillary tubes 36 arranged in the flanks of the dispensing tip 27, which rows 42, 43 extend parallel to the one or more rows 38, 39, 40 in the dispensing side 26, is illustrated in FIG. FIG. 9a shows in cross section an example of a melt nozzle 15 according to the invention with capillary tubes 36 arranged in the output section on the output side 26, which form melt channels 22 for the output of melt, and melt channels 22 in the walls 19,
20 des Düsenkörpers der Schmelzedüse 15, wobei die Schmel zekanäle in den Wänden 19, 20 neben dem einen oder den meh reren Reihen von Kanälen 38, 39, 40 in der Ausgabeseite 26 angeordnet sind und an den Außenflächen 24, 25 münden. Wie in Figur 9a veranschaulicht schließen die Enden der Kapil larrohre 36, welche die Schmelzekanäle 22 in den Wänden 19, 20 des Düsenkörpers der Schmelzedüse 15 bilden, bevorzugt mit den Außenflächen 24, 25 ab. Andernfalls können die End flächen der Kapillarrohre 36 zur Längserstreckungsrichtung der Kapillarrohre 36 rechtwinklig in den Wänden 19, 20 an geordnet sein. Bevorzugt stehen die Kapillarrohre 36 nicht über die Wandflächen 24, 25 hervor, um den Luftstrom nicht zu behindern. [0065] Figur 9b zeigt schematisch eine Draufsicht auf die Ausgabeseite 26 der Schmelzedüse 15 gemäß Figur 9a. Die Schmelzekanäle 22 in den Wänden 19, 20 können ebenfalls durch Anordnen eines oder mehrerer Kapillarrohre 36 in ei ner oder mehreren Aufnahmekanälen 35 gebildet sein. Der Übersichtlichkeit halber trägt nicht jedes Kapillarrohr ein Bezugszeichen 36 und nicht jeder Schmelzekanal ein Bezugs zeichen 22. Mittels der beschriebenen Lösung kann eine hohe Dichte an Schmelzekanälen 22 gemessen entlang einer Linie L erzielt werden. Die Liniendichte kann ebenso wie im Zusam menhang mit Figur 8 erläutert ermittelt werden. 20 of the nozzle body of the melt nozzle 15, the melt zekanäle in the walls 19, 20 next to the one or more rows of channels 38, 39, 40 are arranged in the output side 26 and open on the outer surfaces 24, 25. As illustrated in FIG. 9a, the ends of the capillary tubes 36, which form the melt channels 22 in the walls 19, 20 of the nozzle body of the melt nozzle 15, preferably end with the outer surfaces 24, 25. Otherwise, the end surfaces of the capillary tubes 36 can be arranged at right angles to the longitudinal direction of extension of the capillary tubes 36 in the walls 19, 20. The capillary tubes 36 preferably do not protrude beyond the wall surfaces 24, 25 in order not to obstruct the flow of air. FIG. 9b schematically shows a top view of the output side 26 of the melt nozzle 15 according to FIG. 9a. The melt channels 22 in the walls 19, 20 can also be formed by arranging one or more capillary tubes 36 in one or more receiving channels 35. For the sake of clarity, not every capillary tube has a reference number 36 and not every melt channel has a reference number 22. By means of the solution described, a high density of melt channels 22 measured along a line L can be achieved. The line density can be determined in the same way as explained in connection with FIG. 8.
[0066] Wie in Ausführungsformen auch immer für eine hohe Liniendichte gesorgt ist - beispielsweise wie oben erläu tert -, diese beträgt vorzugsweise wenigstens 30 Löcher pro Zoll bis wenigstens 50 Löcher pro Zoll oder mehr. However, in embodiments, a high line density is always provided - for example as explained above - this is preferably at least 30 holes per inch to at least 50 holes per inch or more.
[0067] Im Rahmen eines beispielhaften Verfahrens 100 (s. Figur 10) zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Düsenein richtung 14 bzw. einer erfindungsgemäßen Schmelzedüse 15 wird ein Düsenkörper für eine Schmelzedüse 15 bereitge stellt (Anweisung 101 in Figur 10), welcher Düsenkörper ei nen oder mehrere Aufnahmekanäle 35 enthält. Die Aufnahmeka näle 35 können mittels einer herkömmlichen Technik gefer tigt werden. Beispielsweise können Aufnahmekanäle 35 ge bohrt und/oder erodiert werden. Auf Grund des relativ gro ßen Durchmessers bzw. der relativ großen Breite können lan ge Aufnahmekanäle 35 hergestellt werden. As part of an exemplary method 100 (see FIG. 10) for producing a nozzle device 14 according to the invention or a melt nozzle 15 according to the invention, a nozzle body for a melt nozzle 15 is provided (instruction 101 in FIG several recording channels 35 contains. The recording channels 35 can be taken gefer by a conventional technique. For example, receiving channels 35 can be drilled and / or eroded. Due to the relatively large diameter or the relatively large width, long receiving channels 35 can be produced.
[0068] Es werden Kapillarrohre 36 in dem einen oder meh reren Aufnahmekanälen 35 in dem Düsenkörper angeordnet (An weisung 102) und dort befestigt (Anweisung 102). Das Befes tigen 102 kann durch Presspassung, Kleben, Schweißen, be vorzugt aber durch Löten erfolgen. Mittels Löten 102 kann eine lange Verbindung und damit großflächige Verbindung zwischen dem Kapillarrohr 36 und dem Düsenkörper geschaffen werden. Das Einlöten der Kapillarrohre 36 erfolgt vorzugs weise im Vakuum, vorzugsweise durch Diffusionslöten. Ein Diffusionslötverfahren wird beispielsweise unter der Be zeichnung „Diffusionshartlöten (im Ofen)" in Tabelle 2 der Norm DIN EN 4632-001, Tabelle 2 aufgeführt. Dadurch ent steht zwischen Lot und Grundwerkstoff eine Legierung, die einen weit höheren Schmelzpunkt als der Lotwerkstoff hat. Dadurch entsteht eine sehr gute Festigkeit bei hohen Tempe raturen. Beim Einlöten 103, beispielsweise durch Diffusi onshartlöten, aber auch beispielsweise beim Einkleben muss sichergestellt werden, dass Lot oder Klebstoff nicht in das Kapillarrohr 36 gelangt. Auch bei anderen Herstellungsver fahren kann es erforderlich sein, zu verhindern, dass das Innere der Kapillarrohre 36 zugesetzt oder verunreinigt wird. Capillary tubes 36 are arranged in the one or more receiving channels 35 in the nozzle body (instruction 102) and fastened there (instruction 102). The fastening term 102 can be done by press fitting, gluing, welding, but preferably by soldering. A long connection and thus a large-area connection can be made by means of soldering 102 be created between the capillary tube 36 and the nozzle body. The soldering of the capillary tubes 36 is preferably carried out in a vacuum, preferably by diffusion soldering. A diffusion soldering process is listed, for example, under the designation "diffusion brazing (in the furnace)" in Table 2 of the standard DIN EN 4632-001, Table 2. This creates an alloy between solder and base material that has a much higher melting point than the solder material. This results in very good strength at high temperatures. During soldering 103, for example by diffusion hard soldering, but also, for example, when gluing in, it must be ensured that solder or adhesive does not get into the capillary tube 36. to prevent the interior of the capillary tubes 36 from being clogged or contaminated.
[0069] Eine Möglichkeit, dies zu verhindern, ist, das Kapillarrohr 36 vor dem Einsetzen oder zumindest vor dem Verlöten an einem Ende 44 oder an beiden Enden 44, 45 des Kapillarohres 36 zu verschließen (Anweisung 102''). Bei spielsweise zu verschweißen, insbesondere mittels Laser schweißen. Figur 11 zeigt in einem Längsschnitt einen Ab schnitt eines Kapillarrohres 36 mit einem durch Verschwei ßen geschlossenen Ende 44. One possibility to prevent this is to close the capillary tube 36 before insertion or at least before soldering at one end 44 or at both ends 44, 45 of the capillary tube 36 (instruction 102 ″). For example to be welded, in particular to weld by means of a laser. FIG. 11 shows, in a longitudinal section, a section of a capillary tube 36 with an end 44 closed by welding.
[0070] Der Verschluss des Endes 44 muss nach der Befes tigung wieder geöffnet werden (Anweisung 104). Dies kann beispielsweise durch Erodieren, insbesondere Senkerodieren, geschehen. Zum Öffnen der Verschlüsse an dem einen Ende 44 oder beiden Enden 44, 45 kann das Ende 44 bzw. können die Enden 44, 45 abgetrennt werden. Bei dem Öffnen 104 kann das Kapillarrohr 36 derart gekürzt werden, dass das verbleiben de Kapillarrohr 36 eine Länge aufweist, die höchstens dem zweifachen der Länge des Aufnahmekanals 35 der gefertigten Schmelzedüse 15 entspricht. Im Zuge des Öffnens 104 des Verschlusses kann die Endkontur der Schmelzedüse 15 durch Erodieren hergestellt werden. The closure of the end 44 must be opened again after fastening (instruction 104). This can be done, for example, by erosion, in particular die sinking. To open the closures at one end 44 or both ends 44, 45, the end 44 or ends 44, 45 can be severed. When opening 104, the capillary tube 36 can be shortened in such a way that the remaining capillary tube 36 has a length that is at most twice the length of the receiving channel 35 of the melt nozzle 15 produced. In the course of opening 104 the Closure, the final contour of the melt nozzle 15 can be produced by erosion.
[0071] Beim Entfernen 104 des Verschlusses sollte ideal erweise dafür Sorge getragen sein, dass Verschmutzungen nicht in das Kapillarrohr 36 gelangen können. Durch vorste hend beschriebenen Erosionsprozess beispielsweise könnte feinster Metallabtrag in die von dem Kapillarrohr 36 um schlossene Kapillare gelangen. Dieser Metallabtrag kann nur schwer wieder entfernt werden. Das „Freilegen" der Kapilla ren erfordert hohe Arbeitskräfteeinsatz. Das Verhindern der Verschmutzung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Kapillarrohr mit einer nachträglich entfernbaren Sub stanz gefüllt 102' wird. Beispielsweise vor dem Verschwei ßen 102'' des einen oder der beiden Enden 44, 45. Die Sub stanz kann beispielsweise Wachs oder wachsartig sein. Die Substanz kann durch Ausheizen 105 der Schmelzedüse 15 wie der entfernt werden. Figur 11 zeigt beispielhaft, dass der Innenraum des Kapillarrohres 36 mit einem Füllstoff 46 ge füllt ist, der verhindert, dass eine Verunreinigung, welche sich nicht aus dem Kapillarrohr 36 oder nur mit erheblichem Aufwand aus dem Kapillarrohr 36 entfernen lässt, bei dem Entfernen des Verschlusses an einem Ende 44 oder beiden En den 44, 45 in den Innenraum des Kapillarrohrs 36 gelangt, welcher den Schmelzekanal 22 bilden soll. When removing 104 the closure, care should ideally be taken to ensure that dirt cannot get into the capillary tube 36. By means of the erosion process described above, for example, the finest metal removal could get into the capillary closed by the capillary tube 36. This metal removal can only be removed with difficulty. The "uncovering" of the capillaries requires a high level of manpower. The prevention of soiling can be done, for example, by filling the capillary tube with a subsequently removable substance 102 '. For example, before welding 102 ″ of one or both ends 44, 45. The substance can be wax or waxy, for example. The substance can be removed by heating 105 the melt nozzle 15. Figure 11 shows an example that the interior of the capillary tube 36 is filled with a filler 46 that prevents a Contamination which cannot be removed from the capillary tube 36 or can only be removed with considerable effort from the capillary tube 36, when removing the closure at one end 44 or both ends 44, 45 enters the interior of the capillary tube 36, which forms the melt channel 22 should.
[0072] Figur 12 zeigt im Querschnitt einen Düsenkörper, in welchen ein gefülltes und verschlossenes Kapillarrohr 36 eingesetzt ist. Figur 13 zeigt die Ausführungsform gemäß Figur 14, in welcher die Verschlüsse der beiden Enden 44,FIG. 12 shows in cross section a nozzle body in which a filled and closed capillary tube 36 is inserted. FIG. 13 shows the embodiment according to FIG. 14, in which the closures of the two ends 44,
45 entfernt sind, das Füllmaterial 46 jedoch noch in dem Kapillarrohr 36 enthalten ist. 45 are removed, but the filler material 46 is still contained in the capillary tube 36.
[0073] Die gefertigte Düseneinrichtung 14 kann mit einem Schmelzedruck von beispielsweise wenigstens 60 bar oder so gar wenigstens 100 bar beaufschlagt werden. [0074] Die Düseneinrichtung 14 ist zur Herstellung eines Wirrtasererzeugnisses 34 mit einer Schmelzedüse 15 mit ei ner Anordnung 38, 39, 40 von mehreren Schmelzekanälen 22 vorgesehen. Die Düseneinrichtung 14 weist einen Gaskanal 17, 18 mit einer Mündung 31, 32 auf, welche mehreren Schmelzekanälen 22 der Anordnung 38, 39, 40 zugeordnet ist. Der Gaskanal 17, 18 ist dazu eingerichtet, einen Gasausstoß zu erzeugen, welcher die aus den Schmelzekanälen 22 ausge stoßene Schmelze erfasst, wobei die Schmelzedüse 15 zur Bildung der Schmelzekanäle 22 eine Anordnung von Kapillar rohren 36 aufweist. Der Aufnahmekanal 35 ist spaltförmig. Die Kapillarrohre 36 sind in dem Aufnahmekanal 35 angeord net, wobei die Kapillarrohre in dem Aufnahmekanal 35 außer dem in mindestens zwei Reihen angeordnet sind. The manufactured nozzle device 14 can be subjected to a melt pressure of, for example, at least 60 bar or even at least 100 bar. The nozzle device 14 is provided for the production of a random fiber product 34 with a melt nozzle 15 with an arrangement 38, 39, 40 of several melt channels 22. The nozzle device 14 has a gas channel 17, 18 with an orifice 31, 32, which is assigned to a plurality of melt channels 22 of the arrangement 38, 39, 40. The gas channel 17, 18 is set up to generate a gas ejection which detects the melt ejected from the melt channels 22, the melt nozzle 15 having an arrangement of capillary tubes 36 to form the melt channels 22. The receiving channel 35 is gap-shaped. The capillary tubes 36 are net angeord in the receiving channel 35, wherein the capillary tubes are arranged in the receiving channel 35 except in at least two rows.
[0075] Die Düseneinrichtung 14 kann einen Gaskanal 17,The nozzle device 14 can have a gas channel 17,
18 mit einer Mündung 31, 32 aufweisen, welche mehreren Schmelzekanälen 22 der Anordnung 38, 39, 40 zugeordnet ist. Der Gaskanal 17, 18 ist dazu eingerichtet, einen Gasausstoß zu erzeugen, welcher die aus den Schmelzekanälen 22 ausge stoßene Schmelze erfasst. Die Schmelzedüse 15 weist zur Bildung der Schmelzekanäle 22 eine Anordnung von in einem Düsenkörper angeordneten Kapillarrohren 36 auf. Der Düsen körper weist Wände 19, 20 auf, wobei die Enden der Kapil larrohre 36, welche die Schmelzekanäle 22 in den Wänden 19, 20 des Düsenkörpers der Schmelzedüse 15 bilden, jeweils mit einer der Außenflächen 24, 25 abschließen. Solche Kapillar rohre münden jeweils in nur einer der Außenflächen und wei sen dadurch eine ebene, elliptische Mündung auf. Alternativ sind die Endflächen der Kapillarrohre 36 zur Längserstre ckungsrichtung der Kapillarrohre 36 rechtwinklig in den Wänden 19, 20 angeordnet und stehen nicht über die Wandflä chen 24, 25 hervor. Die Mündungen dieser Kapillarrohre sind eben und kreisförmig. [0076] Die Kapillarrohre 36 einer Reihe können zu den Kapillarrohren 36 einer benachbarten Reihe versetzt ange ordnet sein. 18 with a mouth 31, 32, which is assigned to a plurality of melt channels 22 of the arrangement 38, 39, 40. The gas channel 17, 18 is set up to generate a gas ejection which detects the melt ejected from the melt channels 22. To form the melt channels 22, the melt nozzle 15 has an arrangement of capillary tubes 36 arranged in a nozzle body. The nozzle body has walls 19, 20, the ends of the capillary tubes 36, which form the melt channels 22 in the walls 19, 20 of the nozzle body of the melt nozzle 15, each terminating with one of the outer surfaces 24, 25. Such capillary tubes open into only one of the outer surfaces and as a result have a flat, elliptical mouth. Alternatively, the end surfaces of the capillary tubes 36 are arranged at right angles to the longitudinal direction of extension of the capillary tubes 36 in the walls 19, 20 and do not protrude beyond the wall surfaces 24, 25. The mouths of these capillary tubes are flat and circular. The capillary tubes 36 of one row can be offset from the capillary tubes 36 of an adjacent row.
[0077] Die Kapillarrohre 36 können in einem oder mehre ren Aufnahmekanälen 35 angeordnet sein, wobei der eine oder die mehreren Aufnahmekanäle 35 um das oder die Kapillarroh re 36 geschlossen sind. Je Kapillarrohr 36 kann ein Aufnah mekanal 35 vorgesehen sein. The capillary tubes 36 can be arranged in one or more receiving channels 35, the one or more receiving channels 35 being closed around the capillary tube or tubes 36. A receiving channel 35 can be provided for each capillary tube 36.
[0078] Der oder die Aufnahmekanäle 35 können eine Länge aufweisen, die wenigstens halb so groß ist, wie die Länge des Kapillarrohrs 36. The receiving channel or channels 35 can have a length which is at least half as great as the length of the capillary tube 36.
[0079] Die Kapillarrohre 36 können einen Innendurchmes ser von kleiner oder gleich 500 Mikrometer, kleiner oder gleich 400 Mikrometer, kleiner oder gleich 300 Mikrometer, kleiner oder gleich 200 Mikrometer oder kleiner oder gleich 100 Mikrometer, beispielsweise 50 Mikrometer aufweisen. The capillary tubes 36 can have an inner diameter of less than or equal to 500 micrometers, less than or equal to 400 micrometers, less than or equal to 300 micrometers, less than or equal to 200 micrometers or less than or equal to 100 micrometers, for example 50 micrometers.
[0080] Die Kapillarrohre 36 können Schmelzekanäle 22 mit einem Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis von größer oder gleich 20, größer oder gleich 35, größer oder gleich 50 o- der größer oder gleich 60 bilden. The capillary tubes 36 can form melt channels 22 with a length-to-diameter ratio of greater than or equal to 20, greater than or equal to 35, greater than or equal to 50 or greater than or equal to 60.
[0081] Die Düseneinrichtung 14 kann für eine Druckbeauf schlagung zur Ausgabe der Schmelze von 60 bar oder mehr, bevorzugt von 100 bar oder mehr ausgelegt sein. The nozzle device 14 can be designed for an application of pressure to output the melt of 60 bar or more, preferably of 100 bar or more.
[0082] Eine erfindungsgemäße Düseneinrichtung 14 zur Herstellung eines Wirrfasererzeugnisses 34 weist eine Schmelzedüse 15 mit einer Anordnung 38, 39, 40 von mehreren Schmelzekanälen 22 auf. Die Düseneinrichtung (14) weist ei nen Gaskanal 17, 18 mit einer Mündung 31, 32 auf, welche mehreren Schmelzekanälen 22 der Anordnung 38, 39, 40 zuge ordnet ist, wobei der Gaskanal 17, 18 dazu eingerichtet ist, einen Gasausstoß zu erzeugen, welcher die aus den Schmelzekanälen 22 ausgestoßene Schmelze erfasst. Erfin dungsgemäß weist die Schmelzedüse 15 zur Bildung der Schmelzekanäle 22 eine Anordnung von Kapillarrohren 36 auf. Ein erfindungsgemäßes Verfahren 100 zur Herstellung einer Düseneinrichtung weist das Bereitstellen 101 eines Düsen körpers 15 mit einem oder mehreren Aufnahmekanälen 35 und das Anordnen 102 und Befestigen 103 von Kapillarrohren 36 in dem einen oder den mehreren Aufnahmekanälen 35 auf. A nozzle device 14 according to the invention for producing a random fiber product 34 has a melt nozzle 15 with an arrangement 38, 39, 40 of several melt channels 22. The nozzle device (14) has egg NEN gas channel 17, 18 with an orifice 31, 32, which a plurality of melt channels 22 of the arrangement 38, 39, 40 is assigned, wherein the gas channel 17, 18 is set up to generate a gas ejection which detects the melt ejected from the melt channels 22. In accordance with the invention, the melt nozzle 15 has an arrangement of capillary tubes 36 to form the melt channels 22. A method 100 according to the invention for producing a nozzle device comprises providing 101 a nozzle body 15 with one or more receiving channels 35 and arranging 102 and fastening 103 capillary tubes 36 in the one or more receiving channels 35.
Bezugszeichenliste: List of reference symbols:

Claims

Patentansprüche : Patent claims:
1. Düseneinrichtung (14) zur Herstellung eines Wirr fasererzeugnisses (34) mit einer Schmelzedüse (15) mit ei ner Anordnung (38, 39, 40) von mehreren Schmelzekanälen (22), wobei die Düseneinrichtung (14) einen Gaskanal (17,1. Nozzle device (14) for producing a tangled fiber product (34) with a melt nozzle (15) with an arrangement (38, 39, 40) of several melt channels (22), the nozzle device (14) having a gas channel (17,
18) mit einer Mündung (31, 32) aufweist, welche mehreren Schmelzekanälen (22) der Anordnung (38, 39, 40) zugeordnet ist, wobei der Gaskanal (17, 18) dazu eingerichtet ist, ei nen Gasausstoß zu erzeugen, welcher die aus den Schmelzeka nälen (22) ausgestoßene Schmelze erfasst, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schmelzedüse (15) zur Bildung der Schmelzekanäle (22) eine Anordnung von Kapillarrohren (36) aufweist . 18) with a mouth (31, 32) which is assigned to a plurality of melt channels (22) of the arrangement (38, 39, 40), the gas channel (17, 18) being set up to generate a gas output which the Detects melt ejected from the melt channels (22), characterized in that the melt nozzle (15) has an arrangement of capillary tubes (36) to form the melt channels (22).
2. Düseneinrichtung (14) nach Anspruch 1, wobei die Kapillarrohre (36) in einem oder mehreren Aufnahmekanälen (35) angeordnet sind, wobei der eine oder die mehreren Auf nahmekanäle (35) um das oder die Kapillarrohre (36) ge schlossen sind. 2. Nozzle device (14) according to claim 1, wherein the capillary tubes (36) are arranged in one or more receiving channels (35), wherein the one or more receiving channels (35) to the or the capillary tube (36) are closed GE.
3. Düseneinrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei je Kapillarrohr (36) ein Aufnahmekanal3. Nozzle device (14) according to one of the preceding claims, wherein each capillary tube (36) has a receiving channel
(35) vorgesehen ist. (35) is provided.
4. Düseneinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Aufnahmekanal (35) spaltförmig ist und wo bei die Kapillarrohre (36) in dem Aufnahmekanal (35) ange ordnet sind. 4. Nozzle device (14) according to one of claims 1 to 3, wherein the receiving channel (35) is gap-shaped and where the capillary tubes (36) in the receiving channel (35) are arranged.
5. Düseneinrichtung (14) nach Anspruch 4, wobei die Kapillarrohre in dem Aufnahmekanal (35) in einer oder meh reren (mindestens 2) Reihen angeordnet sind. 5. Nozzle device (14) according to claim 4, wherein the capillary tubes are arranged in the receiving channel (35) in one or more (at least 2) rows.
6. Düseneinrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der oder die Aufnahmekanäle (35) eine Län- ge aufweisen, die wenigstens halb so groß ist, wie die Län ge des Kapillarrohrs (36). 6. nozzle device (14) according to any one of the preceding claims, wherein the one or more receiving channels (35) a Län- ge that is at least half as large as the length of the capillary tube (36).
7. Düseneinrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapillarrohre (36) einen Innendurch messer von kleiner oder gleich 500 Mikrometer, kleiner oder gleich 400 Mikrometer, kleiner oder gleich 300 Mikrometer, kleiner oder gleich 200 Mikrometer oderkleiner oder gleich 100 Mikrometer, beispielsweise 50 Mikrometer aufweisen. 7. Nozzle device (14) according to one of the preceding claims, wherein the capillary tubes (36) have an inner diameter of less than or equal to 500 micrometers, less than or equal to 400 micrometers, less than or equal to 300 micrometers, less than or equal to 200 micrometers or less than or equal to 100 micrometers , for example 50 microns.
8. Düseneinrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kapillarrohre (36) Schmelzekanäle (22) mit einem Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis von größer oder gleich 20,größer oder gleich 35, größer oder gleich 50 oder größer oder gleich 60 bilden. 8. Nozzle device (14) according to one of the preceding claims, wherein the capillary tubes (36) melt channels (22) with a length-to-diameter ratio of greater than or equal to 20, greater than or equal to 35, greater than or equal to 50 or greater or equal 60 form.
9. Düseneinrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Düseneinrichtung (14) für eine Druck beaufschlagung zur Ausgabe der Schmelze von 60 bar oder mehr, bevorzugt von 100 bar oder mehr ausgelegt ist. 9. Nozzle device (14) according to one of the preceding claims, wherein the nozzle device (14) is designed for a pressure application to output the melt of 60 bar or more, preferably of 100 bar or more.
10. Schmelzedüse (15) für eine Düseneinrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche. 10. melt nozzle (15) for a nozzle device (14) according to one of the preceding claims.
11. Verfahren (100) zur Herstellung einer Düsenein richtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufwei send: Bereitstellen (101) eines Düsenkörpers (15) mit einem oder mehreren Aufnahmekanälen (35) und Anordnen (102) und Befestigen (103) von Kapillarrohren (36) in dem einen oder den mehreren Aufnahmekanälen (35). 11. The method (100) for producing a Düsenein direction (14) according to any one of claims 1 to 10, aufwei send: providing (101) a nozzle body (15) with one or more receiving channels (35) and arranging (102) and fastening ( 103) of capillary tubes (36) in the one or more receiving channels (35).
12. Verfahren (100) nach Anspruch 11, wobei die Ka pillarrohre (36) in den einen oder die mehreren Aufnahmeka näle (35) eingelötet werden. 12. The method (100) according to claim 11, wherein the Ka pillarrohre (36) in the one or more receiving channels (35) are soldered.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Kapillar rohre (36) in den einen oder mehreren Aufnahmekanäle (35) mittels Diffusionslöten eingelötet werden. 13. The method according to claim 12, wherein the capillary tubes (36) are soldered in the one or more receiving channels (35) by means of diffusion soldering.
14. Verfahren (100) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Kapillarrohre (36) vor dem Einlöten (103) zumindest einseitig verschlossen (102'') werden, z.B. mittels Laser schweißen. 14. The method (100) according to claim 12 or 13, wherein the capillary tubes (36) are closed on at least one side (102 ″) prior to soldering (103), for example by means of laser welding.
15. Verfahren (100) nach Anspruch 14, wobei die Ka pillarrohre (36) gefüllt werden, um den Eintrag von Verun reinigungen in die Kapillarrohre (36) beim Wiederöffnen (104) zu verhindern. 15. The method (100) according to claim 14, wherein the Ka pillarrohre (36) are filled in order to prevent the entry of Verun cleanings into the capillary tubes (36) when reopening (104).
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