PL211891B1 - Urządzenie do wytwarzania włókniny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wytwarzania włókniny, w szczególności włókniny nazywanej zwykle nazwą rodzajową „spunbond”, która wytwarzana jest z ciągłych włókienek syntetycznych.

Ze stanu techniki jest znane urządzenie do wytwarzania włókniny, które zawiera, w kolejności od góry do dołu, podzespoły do wytwarzania kurtyny włókienek, szczelinowe urządzenie snujące do snucia kurtyny włókienek, dyfuzor, który tworzy kanał dla snutych włókienek o przekroju poprzecznym wzdłuż grubości kurtyny, który nigdy nie maleje, a przynajmniej raz rośnie, a także przenośnik służący do zbierania włókienek opuszczających dyfuzor.

Podzespoły do wytwarzania kurtyny włókienek zawierają zwykle wytłaczarkę, przeznaczoną do wytłaczania roztopionego polimeru organicznego przez filierę z wywierconymi licznymi otworami, tak aby utworzyć kurtynę włókienek, a także, poniżej filiery, urządzenie do schładzania kurtyny włókienek. Szczelinowe urządzenie snujące, służące do snucia włókienek kurtyny, posiada w ogólności przeciwległe ściany boczne oraz przeciwległe ściany czołowe, które tworzą podłużną szczelinę wlotową, przeznaczoną do wprowadzania włókienek, a także podłużną szczelinę wylotową, z której wychodzą włókienka. Pomiędzy wlotem a wylotem biegnie szczelinowy kanał, przez który przechodzą włókienka, snute w wyniku wtryskiwania strumienia powietrza do szczelinowego kanału, który to strumień jest wystarczający do wysnuwania tych włókienek. Poniżej szczelinowego urządzenia snującego, przeznaczonego do snucia włókienek kurtyny, znajduje się dyfuzor, który przeznaczony jest do rozpościerania napływającej kurtyny. Włóknina, która powstaje w ten sposób na przenośniku zbierającym, położonym poniżej dyfuzora, jest dzięki temu bardziej jednorodna.

Celem wynalazku jest jeszcze większa poprawa jednorodności włókniny, co odbija się także na lepszym wyglądzie i wytrzymałości mechanicznej.

Urządzenie do wytwarzania włókniny, zawierające podzespoły do wytwarzania kurtyny włókienek, pod którymi znajduje się szczelinowe urządzenie snujące do snucia włókienek kurtyny, zaś pod szczelinowym urządzeniem snującym znajduje się dyfuzor tworzący kanał dla wysnuwanych włókienek, mający niemalejący przekrój poprzeczny wzdłuż szerokości kurtyny, zaś poniżej dyfuzora znajduje się przenośnik do zbierania włókienek opuszczających dyfuzor, według wynalazku charakteryzuje się tym, że dyfuzor znajduje się w odstępie od szczelinowego urządzenia snującego, przy czym odległość między dyfuzorem a urządzeniem snującym wynosi korzystnie od 3 do 20 mm, a przy dolnej części szczelinowego urządzenia snującego względnie w dyfuzorze jest umieszczony elektrostatyczny separator do elektrostatycznego rozdzielania włókienek.

Separator jest zamontowany przy dolnym zakończeniu szczelinowego urządzenia snującego.

Separator jest zamontowany przy szczycie dyfuzora.

Separator jest zamontowany na wysokości odpowiadającej górnemu poziomowi trzech czwartych całkowitej wysokości dyfuzora a korzystnie w górnej jednej czwartej części całkowitej wysokości dyfuzora.

Dyfuzor posiada boczne otwory biegnące na całej długości ścian dyfuzora.

Szerokość d szczeliny snującej urządzenia snującego jest mniejsza niż szerokość D kanału przy szczycie dyfuzora.

Separator posiada igły, które są cofnięte względem powierzchni kanału przechodzącego przez dyfuzor.

Dzięki oddzieleniu separatora od dyfuzora o pewną odległość, występuje równomierny strumień powietrza wzdłuż długości dyfuzora, tak iż prędkość powietrza w dyfuzorze jest bardzo równomierna na jego szerokości, unikając tym samym wahań prędkości, które mogą powodować nagromadzanie się włókienek, szkodliwe pod względem równomierności nakładania włókienek na przenośnik.

W wyniku poddania włókienek kurtyny działaniu separatora elektrostatycznego, który wywołuje wzajemne odpychanie się włókienek, efekt równomiernego dopasowywania prędkości włókienek wytwarzanych przez dyfuzor jest łączony z elektrostatycznym efektem wewnątrz rdzenia kurtyny. Zapewnia to więc, iż kurtyna jest tak równomierna, jak tylko jest to możliwe. Ponadto, w przypadku separatora elektrostatycznego działającego na włókienka, gdy wciąż jeszcze znajdują się one blisko siebie, albo przy wylocie szczelinowego urządzenia snującego albo w początkowym obszarze dyfuzora, możliwe jest utrzymanie napięcia zasilania separatora elektrostatycznego na stosunkowo niskim poziomie, na przykład między 10 a 40 kV, zapobiegając powstawaniu łuków elektrycznych, które mogłyby powodować poważne uszkodzenia włókniny. Przy tym zużycie energii elektrycznej przez instalację pozostaje niewielkie.

PL 211 891 B1

Korzystnie, dyfuzor znajduje się w odstępie od szczelinowego urządzenia snującego, zwłaszcza w odległości od 3 do 20 mm, korzystnie od 5 do 13 mm. Odległość ta umoż liwia uzyskanie bocznego dopływu powietrza z każdej strony dyfuzora w wyniku efektu Venturiego, gdzie powietrze wypychane ze szczelinowego urządzenia snującego z dużą prędkością (około 50 do 60 m/s) wywołuje silne ssanie na wlocie dyfuzora. Ilość powietrza wciąganego przez efekt Venturiego zależy od prędkości powietrza wypychanego przez szczelinowe urządzenie snujące oraz odległości szczelinowego urządzenia snującego od dyfuzora.

Gdy separator elektrostatyczny położony jest w kierunku wierzchu dyfuzora, korzystne jest, aby szerokość wierzchu kanału dyfuzora była tylko nieco większa, na przykład od 2 do 5 mm, niż szerokość, skierowanego ku niemu szczelinowego urządzenia snującego, tak aby zapobiec dotykaniu przez niektóre z włókienek opuszczających szczelinowe urządzenie snujące ścian dyfuzora, co mogłoby powodować liczne widoczne defekty. Dobre rezultaty otrzymano dla szerokości szczelinowego urządzenia snującego pomiędzy 5 a 15 mm, a także szerokości przy wierzchu kanału dyfuzora między 7 a 20 mm.

Korzystnie, na jednej ze ścian lub obydwu ścianach dyfuzora znajduje się od jednego do pięciu otworów bocznych. Otwory te, które biegną na całej długości dyfuzora i wybiegają na zewnątrz, umożliwiają zrównoważenie ciśnienia statycznego, powstającego w dyfuzorze, zapobiegając dzięki temu rozdzieleniu się strumienia powietrza wzdłuż ścian. Otwory te mogą mieć szerokości od 3 do 10 mm. Chronią one przed efektami krawędziowymi i dają równomierny profil na wylocie dyfuzora, co daje lepszy rozkład włókienek na przenośniku.

Według jednego przykładu wykonania urządzenia według wynalazku, dyfuzor 6 utworzony jest z dwóch rozbieżnych płytek, przy czym kąt między tymi płytami wynosi od 3° do 30°, a korzystnie pomiędzy 3° i 10° i może być tak dopasowany, aby zoptymalizować szybkość, z jaką powietrze spływa w dyfuzorze oraz szybkość powietrza wypychanego z dyfuzora przed poł o ż eniem wł ókienek na przenośniku. Pozwala to na dopasowanie prędkości zgodnie z właściwościami wytwarzanego produktu, gramaturą, gęstością liniową włókienek i innymi czynnikami. Dobre rezultaty uzyskane zostały w przypadku dyfuzora o długości między 100 a 600 mm, dla odległości między dnem dyfuzora a przenośnikiem od 50 do 500 mm.

Separator elektrostatyczny zawiera igły, które są korzystnie wycofane względem powierzchni kanału, tworzonego w dyfuzorze, na przykład o około 1 mm od powierzchni ściany, tak aby zapobiegać gromadzeniu się włókienek na igłach w fazie uruchamiania instalacji.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny urządzenia według wynalazku, fig. 2 - przekrój poprzeczny dyfuzora, a fig. 3 - przekrój poprzeczny górnej części dyfuzora z fig. 2 w powiększeniu.

Urządzenie według wynalazku zawiera wytłaczarkę 1, zasilaną przez syntetyczny polimer, a takż e filierę 2, służącą do formowania kurtyny włókienek 3. Filiera tworzona jest przez płytę, zawierającą liczne otwory o średnicy, która zależy od wytłaczanych włókienek. Otwory te rozmieszczone są w licznych równoległych rzędach. Na szerokości filiery, wynoszącej 140 mm, obecnych jest, przykładowo, 18 rzędów otworów.

Na wyjściu, to znaczy bezpośrednio poniżej filiery 2, obecna jest jednostka chłodząca 4, służąca do obniżania temperatury włókienek i składająca się z kolejnych stref 4a, 4b, 4c, które pozwalają na poddanie włókienek 3 działaniu strumieni powietrza, którego prędkość i temperatura mogą być regulowane. Długość tej strefy chłodzenia może wynosić około 1200 mm.

Poniżej jednostki chłodzącej 4 znajduje się konwencjonalne urządzenie snujące 5 ze szczeliną F. Składa się ono z dwóch ścian, które tworzą między sobą kanał w postaci szczeliny F, do której wtryskiwane jest sprężone powietrze, na przykład pod ciśnieniem 0,5 bar. To szczelinowe urządzenie snujące 5 umożliwia zassanie kurtyny włókienek oraz porwanie jej przez strumienie powietrza o dużej prędkości, powodując wysnuwanie włókienek.

W korzystnym przykładzie wykonania, jak pokazano na fig. 3, za szczelinowym urządzeniem snującym 5 przy szczycie dyfuzora 6 znajduje się separator elektrostatyczny włókienek. Separator ten zawiera zasadniczo dwie skierowane ku sobie płyty, 8 i 9, w jednej z których znajduje się osłona, służąca do umieszczenia sztabki 10, wykonanej z przewodzącego elektrycznie materiału, z której w kierunku ściany 8 wystają igły 11, które to igły jednakże nie wystają poza wewnętrzną powierzchnię 12 ściany 9. Ściana 8 i sztabka 10 podłączone są do generatora prądu 13, tak iż między igłami 11 a ścianą 8 powstaje pole elektryczne.

Poniżej szczelinowego urządzenia snującego 5 zamontowany jest dyfuzor 6 o długości od 100 do 600 mm. Dyfuzor 6, przedstawiony w szczególności na fig. 2, posiada dwie ściany 14, 15, tworzące

PL 211 891 B1 między sobą kąt 5° i zaopatrzone w trzy otwory 16 biegnące na całej długości ścian dyfuzora. Dyfuzor 6 położony jest 10 mm poniżej urządzenia snującego 5, a szerokość d szczeliny snującej jest mniejsza niż szerokość D wierzchu kanału, tworzonego przez dyfuzor 6. Jak pokazano na fig. 2, w ścianie 15 dyfuzora 6 zamontowany jest elektrostatyczny separator 17 tego samego rodzaju co urządzenie snujące 10, 11, 13, przedstawione na fig. 3.

Poniżej dyfuzora 6 znajduje się konwencjonalny przenośnik 7, w odległości od 50 do 500 mm od dyfuzora.

W odmianie wykonania urządzenia według wynalazku, elektrostatyczny separator znajduje się w dolnej części szczelinowego urz ą dzenia snują cego 5.

Claims (7)

1. Urządzenie do wytwarzania włókniny, zawierające podzespoły do wytwarzania kurtyny włókienek, pod którymi znajduje się szczelinowe urządzenie snujące do snucia włókienek kurtyny, zaś pod szczelinowym urządzeniem snującym znajduje się dyfuzor tworzący kanał dla wysnuwanych włókienek, mający niemalejący przekrój poprzeczny wzdłuż szerokości kurtyny, zaś poniżej dyfuzora znajduje się przenośnik do zbierania włókienek opuszczających dyfuzor, znamienne tym, że dyfuzor (6) znajduje się w odstępie od szczelinowego urządzenia snującego (5), przy czym odległość między dyfuzorem (6) a urządzeniem snującym (5) wynosi korzystnie od 3 do 20 mm, a przy dolnej części szczelinowego urządzenia snującego (5) względnie w dyfuzorze (6) jest umieszczony elektrostatyczny separator do elektrostatycznego rozdzielania włókienek.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że separator (17) jest zamontowany przy dolnym zakończeniu szczelinowego urządzenia snującego (5).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że separator (17) jest zamontowany przy szczycie dyfuzora (6).

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że separator (17) jest zamontowany na wysokości odpowiadającej górnemu poziomowi trzech czwartych całkowitej wysokości dyfuzora (6), a korzystnie w górnej jednej czwartej części całkowitej wysokości dyfuzora (6).

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że dyfuzor (6) posiada boczne otwory (16) biegnące na całej długości ścian dyfuzora (6).

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że szerokość (d) szczeliny snującej urządzenia snującego (5) jest mniejsza niż szerokość (D) kanału przy szczycie dyfuzora (6).

7. Urządzenie według zastrz. 2 albo 3, albo 6, znamienne tym, że separator posiada igły (11), które są cofnięte względem powierzchni kanału przechodzącego przez dyfuzor (6).