WO2023143935A1 - Schmelzblasdüsenvorrichtung zur herstellung einer vielzahl von fasersträngen aus einer polymerschmelze - Google Patents

Schmelzblasdüsenvorrichtung zur herstellung einer vielzahl von fasersträngen aus einer polymerschmelze Download PDF

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Günter SCHÜTT
Sven Hauschildt
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Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
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    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D01D5/098—Melt spinning methods with simultaneous stretching
    • D01D5/0985—Melt spinning methods with simultaneous stretching by means of a flowing gas (e.g. melt-blowing)

Definitions

  • Meltblowing die apparatus for producing a multiplicity of fiber strands from a polymer melt
  • the present invention relates to a meltblown die apparatus for producing a plurality of fibrous strands from a polymer melt. Furthermore, the invention relates to a melt-blowing apparatus equipped with such a melt-blowing die apparatus. Finally, the present invention also relates to a modular system for such a melt-blown die device.
  • a multi-row arrangement of a multiplicity of tubes, each with a capillary bore, is provided for the production of a multiplicity of fiber strands, as can be seen, for example, from the publication US 2015/032259 A1 or the publication DE 10 2020 001 132 A1.
  • the tubes are attached to a so-called nozzle plate in a multi-row arrangement.
  • An upper end of the tube forms an inlet at the top of the nozzle plate.
  • the tubes each protrude into an extrusion passage of an extrusion plate.
  • Process air may exit coaxially with the tubes via the extrusion passages and create a meltblowing stream as a polymer melt is extruded at each of the tubes.
  • up to 10,000 tubes are attached to a nozzle plate.
  • meltblown products In practical use it may be necessary to change the number of rows of dies or the number of tubes and extrusion passages, for example for the production of different meltblown products. Consequently, the production can be different Meltblown products also require a different number of rows of nozzles or tubes and extrusion passages and thereby also the use of different meltblown nozzle devices or die plates.
  • the object of the invention was to specify a melt-blowing nozzle device which has increased flexibility of use and at the same time can be manufactured or assembled with limited effort.
  • the task consisted of specifying a melt-blowing device with such a melt-blowing nozzle device.
  • the task also consisted in specifying a modular system for a melt blowing nozzle device.
  • a meltblowing die device for producing a large number of fiber strands from a polymer melt is equipped with at least one melt inlet for supplying a polymer melt, with a die plate which has a plurality of capillary passages for extruding fiber strands from a polymer melt, and with a distribution device for distributing a melt flow supplied to the melt inlet on the capillary passages of the nozzle plate.
  • the distribution device is constructed in one or more layers and has a channel structure in which a Fluid connection of the melt inlet is interrupted with at least one of the capillary passages of the nozzle plate and / or can be interrupted if necessary.
  • a multi-layer design of the distribution device enables a widely branched melt distribution and thus a fluid connection between the melt inlet and a relatively large number of capillary passages.
  • By interrupting a fluid connection of the melt inlet with at least one of the capillary passages of the nozzle plate according to the invention the emergence of a melt blowing stream from the respective capillary passage can be reliably avoided.
  • a melt-blowing nozzle device can be used with little effort for production processes in which a melt-blowing flow is desired only from a certain number or from a predetermined selection of existing capillary passages.
  • a complete exchange of the meltblowing nozzle device or the respective nozzle plate depending on the respective manufacturing process can thus be avoided. This results in an overall improved flexibility with regard to different applications and consequently also a reduction in operating costs.
  • the nozzle plate can in particular be a nozzle plate for a so-called melt blowing process or meltblown process.
  • the nozzle plate can have a fixed number of capillary passages and the number of fluid connections of the melt inlet with the plurality of capillary passages via the channel structure of the distribution device can be variable.
  • the flexibility of use with regard to a larger number of different manufacturing processes can be further improved in this way.
  • an optional activation and / or deactivation of individual and/or multiple capillary passages are made with respect to a meltblown flow.
  • the channel structure can be changed in such a way that the fluid connection of the melt inlet is established with individual capillary passages and/or entire rows of capillary passages. Additionally or alternatively, by replacing and/or supplementing and/or removing at least one layer of the distribution device, the channel structure can be modified such that the fluid connection of the melt inlet with individual capillary passages and/or entire rows of capillary passages is interrupted. In this way, the functionality of the meltblowing die device can be changed and adapted to the respectively desired manufacturing process with only minor intervention in the component structure. On the other hand, a large number of components of the melt blowing nozzle device can be retained, so that the use for numerous different production processes can be guaranteed with only low cost and assembly effort.
  • the multi-layer design of the distribution device is produced by several distribution plates lying one on top of the other in a pressure-tight manner. As a result, a particularly uniform and reliable distribution of the melt to the different capillary passages can be guaranteed.
  • a metal seal can be formed between at least two mutually adjacent distribution plates.
  • Separate sealing elements for example flat gaskets made of a graphite material, and thus also contamination from particles of such gaskets that become loose can be avoided in this way. Due to reduced contamination, cleaning of the meltblowing nozzle device or individual components can be carried out in longer cycles.
  • the distribution device can have a plurality of modularly assembled and/or interchangeably arranged distribution plates. A modular design of the distribution device ensures easy-to-handle adaptation to different application configurations, in particular with little assembly effort.
  • each of the distribution plates of the distribution device can have a multiplicity of passages and/or grooves for forming the channel structure for a melt flow.
  • the grooves or passages are preferably formed using an etching process. In the case of multi-layer distribution plates, this is preferably done on one side. In the case of a single-layer distribution panel, this is preferably done on two sides (Hills Technology).
  • a passage and/or a groove of a distribution plate can open into a groove and/or a passage of an adjacent distribution plate. Additionally or alternatively, a groove of a distribution plate can be formed for melt distribution to at least two passages of the same and/or an adjacently arranged distribution plate. For a compact structure, it can also be advantageous if a passage and/or a groove of a distribution plate arranged adjacent to the nozzle plate opens into a capillary passage of the nozzle plate.
  • the distribution plates are formed from very thin metal plates or metal foils, the grooves and/or openings of which are preferably produced by an etching process.
  • Such distribution plates can be manufactured with a high level of accuracy and allow the distribution device to be constructed with only a small overall height.
  • the distribution plates or metal foils designed as distribution plates can be made in particular from VA steel, high-grade steel or stainless steel.
  • At least one passage of a distribution plate and/or a capillary passage of the nozzle plate can be closed and/or metallically sealed by the surface of an adjacent distribution plate.
  • at least one passage of a distribution plate and/or a capillary passage of the nozzle plate can be closed and/or metallically sealed by the surface of an adjacent distribution plate.
  • a fluid connection of the melt inlet to a plurality of the capillary passages can be interrupted and/or interrupted if necessary.
  • the leakage of a melt blowing stream from a plurality of capillary passages can be securely avoided.
  • a melt-blowing nozzle device can be used with only little effort for production processes in which a melt-blowing flow from a relatively small number or from a smaller selection of existing capillary passages is desired.
  • a complete replacement of the meltblowing die assembly or the respective die plate for manufacturing processes in which a reduced number of meltblowing streams are required can thus be avoided.
  • a fluid connection of the melt inlet with a continuous and / or complete series of Capillary passages be interrupted and / or interrupted as needed.
  • a fluid connection of the melt inlet with a plurality of continuous and/or complete rows of capillary passages can be interrupted and/or interrupted as required. For example, disrupting a row or rows of capillary passages allows the outer edges of an array of capillary passages to be completely deactivated.
  • a fluid connection of the melt inlet to a regular arrangement of capillary passages and/or to a subset of a row of capillary passages can be interrupted and/or interrupted as needed.
  • the density and/or number of activated or deactivated capillary passages along the entire arrangement of capillary passages can thus be influenced and adjusted for the production process desired in each case.
  • the distribution device can be arranged interchangeably and/or its configuration of the channel structure can be changed, in particular by replacing and/or supplementing and/or removing one or more distribution plates. Consequently, the entire distribution device can be removed or removed from the melt-blowing nozzle device and its configuration of the channel structure can be changed in a removed state by replacing and/or supplementing and/or removing one or more distribution plates. Likewise, the configuration of the channel structure of the distribution device can be changed in a state installed in the melt-blowing die device by replacing and/or supplementing and/or removing one or more distribution plates.
  • the respective Distribution device can be completely replaced by a distribution device that has been prepared in its configuration of the channel structure. Machine downtimes or set-up times on a meltblowing device can be significantly reduced in this way.
  • the number and/or arrangement of passages and/or grooves and/or the course of grooves within the channel structure can be changed by replacing and/or supplementing and/or removing one or more distribution plates. Individual or multiple distribution plates can be replaced and/or supplemented and/or removed when the distribution device is installed in the melt-blowing die device and/or when it is removed from the melt-blowing die device. Changing the number and/or composition of the distribution plates can be accomplished with little effort and enables a large number of configurations to be implemented.
  • At least one replacement and/or additional plate designed as a distribution plate can be provided.
  • a replacement and/or additional plate is in a position removed from the melt-blowing nozzle device and can be installed or mounted in the melt-blowing nozzle device as required, namely by adding and/or replacing it with a distribution plate located in the installed position. In this way, a sufficiently large supply of distribution plates can be ensured, which can be used for the desired production process in each case with only little expenditure of time.
  • At least one process air inlet can be provided for the supply of process air.
  • Process air for generating a melt blowing stream during the extrusion of a polymer melt can be used in a reliable manner via such a process air inlet be made available or introduced into the meltblowing die device.
  • the process air inlet can preferably be in fluid connection with the nozzle plate via the distribution device.
  • a process air passage in the distribution device can preferably be formed separately and/or at a distance from the channel structure and/or outside of the channel structure. Additionally or alternatively, a process air passage can be arranged in an edge area of the distribution device. Such a process air passage can be provided in the distribution device with only little manufacturing effort, in particular without or with only slight geometric restrictions caused by the channel structure.
  • the number of process air passages in the distribution device can be particularly preferably lower, in particular at least 50% or at least 75% lower, than the number of fluid outlets of the channel structure provided for a melt stream.
  • a fluid outlet of the channel structure should be understood here as an outlet that opens into a capillary passage of the nozzle plate.
  • a process air flow can thus be routed through the distribution device without branching or with only a small number of branches, and in this respect a simple structural configuration can be ensured.
  • the distribution plates are each provided with a process air opening to form the process air passages of the distribution device.
  • the process air openings of the distribution plates can be aligned with one another when the distribution plates are in the assembled position, so that a process air passage is formed.
  • the process air openings can particularly preferably be arranged or formed on the respective distribution plate identically to and/or corresponding to the further distribution plates and possibly also to the further replacement and/or additional plates designed as distribution plates. Consequently, the process air openings can be provided on all distribution plates at an identical position along the longitudinal or surface extent of the respective distribution plate. In this way it can be ensured that the process air passages in the distribution device always remain open for the passage of process air, even in the case of replacement and/or removal and/or addition of a distribution plate or multiple distribution plates.
  • the capillary passages can be provided in tubes of the nozzle plate.
  • the nozzle plate may include a plurality of tubes each having one of the capillary passages formed therein. The formation of capillary passages in small tubes can reduce the manufacturing costs for a nozzle plate and also enables individual small tubes to be exchanged.
  • the nozzle plate can have at least one air passage opening, in particular for the fluid connection with at least one process air passage of the distribution device and/or with the process air inlet. Process air introduced into the meltblowing die device can thus be passed through the die plate, which further promotes a compact overall structure.
  • An air passage opening can preferably be formed in the nozzle plate separately and/or at a distance from the capillary passages and/or outside the arrangement of capillary passages. Additionally or alternatively, an air passage opening can be arranged in an edge area of the nozzle device. Such an air passage opening can be provided in the nozzle device with only little manufacturing effort, in particular without or with only minor geometric restrictions caused by the arrangement of capillary passages.
  • the number of air passage openings in the nozzle plate can be less, in particular at least 50% or at least 75% less, than the number of capillary passages.
  • a flow of process air can thus be routed through the nozzle plate without branching or significant diversion. A relatively simple design of the nozzle plate is thus ensured.
  • the meltblowing die device can have an extrusion plate which has a multiplicity of extrusion passages for blowing out the fiber strands.
  • an extrusion plate preferably lies adjacent and/or pressure-tight to the nozzle plate, in particular with an air distribution chamber penetrated by the capillary passages and/or small tubes. Consequently, an air distribution chamber can be formed between the nozzle plate and the extrusion plate. With such an air distribution chamber, process air can advantageously be evenly distributed to the extrusion passages provided in the extrusion plate.
  • An air passage opening of the die plate can also open into an air distribution chamber between the die plate and the extrusion plate.
  • several or all of the air passage openings of the nozzle plate can open into such an air distribution chamber between the nozzle plate and the extrusion plate. In this way, process air can be supplied directly into the air distribution chamber via the nozzle plate.
  • the extrusion passages can be in fluid communication with the air plenum.
  • a process air can thus be performed starting from the air distribution chamber in the extrusion passages of the extrusion plate and the exit from the meltblowing die apparatus through extrusion passages to produce a meltblowing stream.
  • the capillary passages and/or tubes of the nozzle plate can preferably penetrate the extrusion passages of the extrusion plate, in particular with an annular gap between the respective extrusion passage and the respective tube. This allows process air to exit coaxially to the capillary passages or tubes and a melt blowing stream to be generated during the extrusion of a polymer melt at each of the capillary passages or tubes with a high degree of process reliability.
  • the extrusion plate can be formed in two parts.
  • the extrusion plate can have an inner air plate and an outer air plate.
  • the inner air plate may be located adjacent to the nozzle plate.
  • the air distribution chamber can thus be formed between the inner air plate and the nozzle plate.
  • an intermediate air chamber can be formed between the inner air plate and the outer air plate.
  • the intermediate air chamber can be in fluid communication with the air distribution chamber. From the air distribution chamber, process air can flow evenly into the intermediate air chamber between the inner and outer air plates. In this way, the inner air plate can fulfill the function of a barrier to even out the air flow.
  • the inner and outer air plates slide over the nozzle plate tubes for assembly.
  • the holes for the tubes of the nozzle plate are preferably larger. This creates a coaxial annular gap through which the process air flows. This flow entrains a melt escaping from the tubes of the nozzle plate and stretches it into very fine filaments.
  • the number of extrusion passages of the extrusion plate can be greater than the number of capillary passages and/or tubes of the die plate.
  • the number of extrusion passages of the extrusion plate can be greater than the number of capillary passages and/or tubes of the die plate.
  • blocking pins can also be held or fastened in the nozzle plate. Such blocking pins can also penetrate an extrusion passage, in particular with an annular gap between the respective extrusion passage and the respective blocking pin. The use of blocking pins can therefore take place with little or no influence on the pressure conditions in an air distribution chamber.
  • the melt inlet and/or the process air inlet can be formed in an inlet plate.
  • Such an inlet plate can in particular be designed as an adapter plate.
  • a polymer melt can be fed centrally into the melt-blowing die device via such an inlet plate.
  • the melt inlet can be formed centrally in an inlet plate.
  • process air can be fed separately from a polymer melt into the melt-blowing die device via an inlet plate.
  • a process air inlet may be formed off-center in the inlet panel.
  • an inlet plate embodied as an adapter plate can be embodied for fastening and/or mounting the entire melt-blowing nozzle device on or in a melt-blowing device, for example by means of adapted or specialized embodied fastening sections.
  • the melt-blowing nozzle device can have a perforated plate for receiving a screen filter for filtering a polymer melt.
  • a perforated plate can be accommodated in a recess of the inlet plate in an even more preferred manner be. With such an arrangement, proper positioning and fixation of a screen filter within the melt-blown die apparatus can be realized.
  • a polymer melt can be passed through a sieve filter positioned and fixed in this way via the melt inlet of the inlet plate.
  • An intermediate plate with at least one melt feed channel and/or a melt distribution chamber adjoining the distribution device can preferably be provided between the inlet plate and the distribution device. Additionally or alternatively, at least one process air passage can be provided in such an intermediate plate. It is thus possible to feed both the polymer melt and the respectively required process air into the channel structure of the distribution device, starting from the inlet plate. At the same time, in a melt distribution chamber, the polymer melt can already be distributed over a number of grooves and/or passages of the distribution plate of the distribution device adjoining the intermediate plate, so that a particularly uniform melt distribution can be achieved in the channel structure.
  • An intermediate plate described above can be arranged in a metal-sealing manner on the inlet plate and/or on the perforated plate for receiving a screen filter and/or on the distribution device, in particular a distribution plate of the distribution device. Additional sealing elements can be avoided as a result.
  • meltblowing apparatus particularly for making a web of fibrous polymeric material, having a meltblowing die apparatus as described above.
  • a melt blowing device can also be equipped with an extrusion device for extruding a polymer melt.
  • Yet another aspect of the present invention relates to a modular system for a melt-blowing nozzle device, in particular for a melt-blowing nozzle device described above and/or for a melt-blowing device described above, with a plurality of distribution plates which can be assembled in a modular manner to produce a multi-layer distribution device for the distribution of a melt stream, each of the distribution plates having a multiplicity of passages and/or grooves for forming a channel structure for a melt flow, wherein at least one of the distribution plates is designed as a replacement and/or additional plate and wherein at least one distribution plate is replaced by a replacement plate and/or by addition at least one additional plate and/or removal of a distribution plate, the distribution of a melt flow within the channel structure of a composite distribution device can be changed.
  • a multi-layer design of a distribution device by means of a modular system according to the invention initially enables widely branched melt distribution and thus a fluid connection between the melt inlet and a relatively large number of capillary passages.
  • the modular composition of the individual distribution plates allows the distribution device to be adapted to the desired production process with little handling effort.
  • a modularly composed distribution device can be adapted and used with little effort for other or further production processes in which a meltblown flow from a different number of existing capillary passages is desired.
  • a complete exchange of the respective meltblowing nozzle device or the respective nozzle plate depending on the respective manufacturing process can be avoided in this way.
  • a modular system according to the invention results in overall improved flexibility with regard to different applications, and a reduction in operating resource costs can be ensured as a result. It can be advantageous if by replacing and/or supplementing and/or removing at least one layer formed by a distribution plate, the channel structure can be changed in such a way that in the installation position of the distribution device the fluid connection of a melt inlet with individual and/or entire rows of capillary passages of a nozzle plate is established and/or interrupted.
  • Establishing and/or interrupting a fluid connection between the melt inlet and at least one of the capillary passages of a die plate using the modular system can ensure or prevent the exit of a melt blowing stream from the respective capillary passage, depending on the application.
  • Yet another aspect of the present invention relates to a method for adapting a modular system for a meltblowing die apparatus, in particular for adapting a modular system as described above, in which a plurality of distribution plates, each having a plurality of passages and/or grooves, to form a channel structure for a melt stream have, to produce a multi-layer distribution device for the distribution of a melt flow, are assembled in a modular manner, in which at least one of the distribution plates is removed from the plurality of assembled distribution plates and/or is replaced by a replacement plate designed as a distribution plate and/or in which the plurality of assembled distribution plates is replaced by an additional plate designed as a distribution plate is supplemented, the channel structure of the composite distribution device for distributing a melt flow being changed by replacing, adding and/or removing at least one distribution plate.
  • FIG. 1 is a sectional view of a meltblown die apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • meltblown die apparatus is a partial view of meltblown die apparatus according to another embodiment of the present invention along a section transverse to a machine direction;
  • Fig. 3 is a partial view of the meltblown die assembly of Fig. 2 along a section in a machine direction;
  • FIGS. 2 through 3 is a plan view of a manifold of the meltblowing die assembly of FIGS. 2 through 3;
  • FIG. 5 shows a plan view of a section of a first distribution plate of the distribution device from FIG. 4,
  • FIG. 6 shows a plan view of a section of a second distribution plate of the distribution device from FIG. 4,
  • FIG. 7 shows a plan view of a section of a third distribution plate of the distribution device from FIG. 4,
  • FIG. 8 shows a plan view of a section of a fourth distribution plate of the distribution device from FIG. 4, 9 is a partial view of the meltblowing die apparatus according to another embodiment of the present invention along a section transverse to a machine direction.
  • Fig. 10 is a partial cross-sectional view of the meltblown die assembly of Fig. 9 in a machine direction;
  • FIG. 11 is a plan view of a portion of the manifold of the meltblown die assembly of FIGS. 9 and 10;
  • FIG. 12 shows a plan view of a section of a first distribution plate of the distribution device from FIG. 11 .
  • FIG. 13 shows a top view of a section of a second distribution plate of the distribution device from FIG. 11 .
  • FIG. 14 shows a plan view of a section of a third distribution plate of the distribution device from FIG. 11 .
  • FIG. 15 shows a plan view of a section of a fourth distribution plate of the distribution device from FIG. 11 .
  • 16 is a partial cross-sectional view of a meltblowing die apparatus according to still another embodiment of the present invention in a machine direction;
  • Fig. 17 is a partial cross-sectional view of the meltblown die assembly of Fig. 16 in a machine direction;
  • FIG. 18 is a plan view of a portion of a manifold of the meltblown die assembly of FIGS. 16 and 17;
  • FIG. 19 shows a plan view of a section of a first distribution plate of the distribution device from FIG. 18,
  • FIG. 20 shows a plan view of a section of a second distribution plate of the distribution device from FIG. 18,
  • FIG. 21 shows a plan view of a section of a third distribution plate of the distribution device from FIG. 18,
  • FIG. 22 shows a plan view of a section of a fourth distribution plate of the distribution device from FIG. 18.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of one embodiment of a meltblown die apparatus 10 in accordance with the present invention.
  • the melt blow nozzle device 10 has an inlet plate 12 on which a melt inlet 14 can be formed in the center and a process air inlet 16 can be formed on both sides of the melt inlet 14 .
  • the process air inlets 16 are assigned to the long sides of the inlet plate 12 .
  • the inlet plate 12 usually has a number of such melt inlets 14 and/or process air inlets 16 .
  • the meltblowing die assembly 10 further includes a perforated plate 18 for receiving a screen filter 20 .
  • the screen filter 20 is designed to filter a polymer melt.
  • the perforated plate 18 can be positioned in a recess 13 of the inlet plate 12 .
  • the melt inlet 14 of the inlet plate 12 can open out into this recess 13 of the inlet plate 12 .
  • the screen filter 20 may be positioned adjacent the melt inlet 14 such that a polymer melt may flow through the melt inlet 14 to the screen filter 20 and from the screen filter 20 through a melt passageway 22 of the orifice plate 18 .
  • the intermediate plate 24 has a melt feed channel 26 in the middle area, in which the melt flow channel 22 of the perforated plate 18 opens.
  • the melt feed channel 26 leads to a melt distribution chamber 27.
  • the intermediate plate 24 can be provided eccentrically with air feed channels 28 which are in fluid communication with the air inlet channels 16 of the inlet plate 12.
  • a distribution device 30 is arranged adjacent to or in the installed position below the intermediate plate 24 .
  • a nozzle plate 32 is again arranged adjacent to or in the installed position below the distribution device 30 .
  • the distribution device 30 can therefore be arranged between the intermediate plate 24 and the nozzle plate 32 .
  • the die plate 32 has a plurality of capillary passages 34 for extruding fibrous strands from a polymer melt.
  • the distribution device 30 is designed to distribute a melt flow supplied via the melt inlet 14 to the capillary passages 34 of the nozzle plate 32 .
  • the distribution device 30 can be multi-layered and have a channel structure 36 in which a fluid connection of the melt inlet 14 with at least one of the capillary passages 34 of the nozzle plate 32 is interrupted and/or can be interrupted if necessary.
  • a fluid connection between the melt inlet 14 and all capillary passages 34 is established, but can be interrupted if necessary, as will be described below in relation to the further exemplary embodiments.
  • each of the distribution plates 38 has a plurality of passages and/or grooves to form the channel structure 36, such as is described in more detail below. It is also possible for a distribution plate 38 to have only one passage and/or only one groove.
  • the melt feed channel 26 of the intermediate plate 24 opens into the melt distribution chamber 27, which in turn is in fluid communication with the channel structure 36, so that a polymer melt can be conducted via the melt feed channel 26 and the melt distribution chamber 27 into the channel structure 36 of the distribution device 30.
  • the distribution device 30 can be provided eccentrically with process air passages 40 which are in fluid communication with the air inlet ducts 28 of the intermediate plate 24 . Consequently, process air can be routed through the distribution device 30 separately or at a distance from the channel structure 36 . At least one process air opening 44 can be provided in each of the distribution plates 38 for the formation of the process air passages 40, which is aligned with a process air opening of a respective adjacent distribution plate 38.
  • the distribution device 30 is associated with the nozzle plate 32, as already mentioned above.
  • the nozzle plate 32 has a large number of fitting bores 42 and a number of air passage openings 50 .
  • a tube 46 can be held in each of the fitting bores 42 , with each tube 46 forming a capillary passage 34 .
  • the open tubes 46 with the capillary passages 34 are assigned to the channel structure 36 of the distribution device 30 so that a polymer melt can be fed to each tube 46 or each capillary passage 34 .
  • the passages of the channel structure 36 open into the capillary passages 34 formed by the tubes 46.
  • a blocking pin 48 can be arranged in at least some of the fitting bores 42 . In contrast to a tube 46, such a blocking pin 48 prevents the passage of melt.
  • the air passage openings 50 of the nozzle plate 32 are in fluid connection with the process air passages 40 of the distribution device 30 .
  • An extrusion plate 52 is arranged adjacent to the die plate 32 or on its underside.
  • the extrusion plate 52 can be formed in two parts and have an inner air plate 54 and an outer air plate 56 .
  • An air distribution chamber 58 is formed between the nozzle plate 32 and the inner air plate 54 of the extrusion plate 52 .
  • the air passage openings 50 of the nozzle plate 32 are in fluid communication with the air distribution chamber 58 so that process air can be conducted into the air distribution chamber 58 via the air passage openings 50 of the nozzle plate 32 .
  • An intermediate air chamber 60 can be formed between the inner air plate 54 and the outer air plate 56 .
  • the intermediate air chamber 60 can be in fluid connection with the air distribution chamber 58, in particular via air passages 62 in the inner air plate 54.
  • the outer air plate 56 has a plurality of extrusion passages 64, through which the intermediate air chamber 60 is limited on its underside or in the flow direction of a process air.
  • the extrusion passages 64 are formed in the outer air plate 56 in a corresponding pattern arrangement as the tube 46 and blocking pin 48 arrangement in the die plate 32.
  • each of the extrusion passages 64 is penetrated by a tube 46 and a blocking pin 48, respectively.
  • the tubes 46 and blocking pins 48 extend through the air distribution chamber 58, through openings in the inner air plate 54, through the intermediate air chamber 60 and through the extrusion passages 64 of the outer air plate 56.
  • the free ends of the tubes 46 and blocking pins 48 extend below the outer air plate 56.
  • an air gap 66 is formed between the tube 46 and the extrusion passage 64 and between the blocking pin 48 and the extrusion passage 64, respectively.
  • Such an air gap 66 allows the process air flowing from the air plenum 60 to exit coaxially with the tubes 46 and result in a meltblown stream for extruding the respective polymer fibers.
  • tubes 46 and two blocking pins 48 are shown side by side only as an example.
  • a multiplicity of tubes 46 are held in a transverse machine direction CD running transversely to the plane of the drawing, which can extend over a working width of, for example, more than 2 m in length.
  • the number of capillary passages 34 or tubes 46 of the nozzle plate 32 can be fixed or unchangeable.
  • the number of fluid connections of the melt inlet 14 to the plurality of capillary passages 34 via the channel structure 36 of the distribution device 30 can be variable.
  • the channel structure 36 can be changed in such a way that the fluid connection of the melt inlet 14 with individual capillary passages 34 and/or entire rows of capillary passages 34 is established and/or interrupted , as will be described in more detail below.
  • FIG. 2 shows a partial view of meltblown die assembly 10 according to another embodiment taken along a cross-machine direction CD; and FIG. 3 shows a partial view of meltblown die apparatus 10 of FIG. 2 taken along a machine direction MD.
  • the melt-blowing nozzle device 10 has a total of four distribution plates 38 which form a distribution device 30 with a channel structure 36 .
  • Fig. 4 shows a plan view of a portion of the distribution device 30 of 2 and 3.
  • the individual distributor plates 38 of the distributor device 30 from FIG. 4 are shown in sections in FIGS. 5 to 8.
  • FIG. 5 shows a plan view of a section of the first distribution plate 38 of the distribution device 30 from FIG. 4
  • FIG. 6 shows a plan view of a section of the second distribution plate 38 of the distribution device 30 from FIG. 4
  • FIG. 7 shows a plan view a portion of the third distribution plate 38 of the distribution device 30 from FIG. 4
  • FIG. 8 shows a plan view of a portion of the fourth distribution plate 38 of the distribution device 30 from FIG. 4.
  • the distribution plates 38 according to FIGS arranged adjacent to each other.
  • the section of the first distribution plate 38 shown in FIG. 5 has two passages 68
  • the section of the second distribution plate 38 shown in FIG. 6 has two grooves 70 into which the passages 68 of the first distribution plate 38 open in the installed position.
  • the section of the third distribution plate 38 shown in FIG. 7 has four passages 68 which are in fluid communication with the grooves 70 of the second distribution plate 38 in the installed position.
  • the section of the fourth distribution plate 38 shown in FIG. 8 has four cross-shaped grooves 70 which are in fluid communication with the passages of the third distribution plate 38 in the installed position. In the installed position, the cross-shaped grooves 70 are in turn in fluid connection with the capillary passages 34 of the nozzle plate 32.
  • the channel structure 36 can be changed in such a way that the fluid connection of the melt inlet 14 with individual capillary passages 34 and/or entire rows of capillary passages 34 is established and/or interrupted, such as is described in more detail below with reference to the exemplary embodiments according to FIGS. 9 to 15 and 16 to 22.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view of meltblowing die assembly 10 of still another embodiment along a cross-machine direction CD; and FIG. 10 is a partial cross-sectional view of meltblown die assembly 10 of FIG. 9 along a machine direction MD.
  • 11 shows a plan view of a portion of the manifold assembly 30 of the meltblown die assembly 10 of FIGS. 9 and 10.
  • the individual manifold plates 38 of the manifold assembly 30 of FIG. 11 are shown in FIGS. 12-15. 12 shows a plan view of a section of a first distribution plate 38 of the distribution device 30 from FIG. 11
  • FIG. 13 shows a plan view of a section of a second distribution plate 38 of the distribution device 30 from FIG. 11
  • FIG. 14 shows a plan view a section of a third distribution plate 38 of the distribution device 30 from FIG. 11 and
  • FIG. 15 shows a plan view of a section of a fourth distribution plate 38 of the distribution device 30 from FIG. 11 .
  • the distribution plates 38 according to FIGS. 12 to 15 are arranged with increasing numbering in the direction of flow adjacent to one another.
  • the embodiment according to FIGS. 9 to 15 differs from the embodiment according to FIGS. 2 to 8 only in the design of the fourth distribution plate 38 shown in FIG. 15.
  • the section of the fourth distribution plate 38 shown in FIG. 8 has linear and diagonal grooves 70 which are in fluid communication with the passages 68 of the third distribution plate 38 in the installed position. In the installed position, the diagonally extending grooves 70 are in turn in fluid communication with every second capillary passage 34 of the nozzle plate 32.
  • FIG. 16 shows a partial view of meltblown die assembly 10 according to yet another embodiment taken along a cross-machine direction CD; and FIG. 17 shows a partial view of meltblown die apparatus 10 of FIG. 16 taken along a machine direction MD.
  • 18 shows a plan view of a portion of the manifold assembly 30 of the meltblown die assembly 10 of FIGS. 16 and 17.
  • the individual manifold plates 38 of the manifold assembly 30 of FIG. 18 are shown in FIGS. 19-22.
  • 19 shows a plan view of a section of a first distribution plate 38 of the distribution device 30 from FIG. 18,
  • FIG. 20 shows a plan view of a section of a second distribution plate 38 of the distribution device 30 from FIG. 18,
  • FIG. 21 shows a plan view 18 and
  • FIG. 22 shows a top view of a section of a fourth distribution plate 38 of the distribution device 30 from FIG. 18.
  • the distribution plates 38 according to FIGS. 19 to 22 are numbered in ascending order in the flow direction arranged adjacent to each other.
  • the embodiment according to FIGS. 16 to 22 differs from the embodiment according to FIGS. 2 to 8 only in the design of the second, third and fourth distribution plate 38 shown in FIGS. 20 to 22.
  • the section of the second distribution plate shown in FIG 38 has roof-shaped or V-shaped grooves 70 which are in fluid communication with the passages 68 of the first distribution plate 38 in the installed position.
  • the section of the third distribution plate 38 shown in FIG. 21 has four passages 68 which are in fluid connection with the grooves 70 of the second distribution plate 38 in the installed position.
  • the positioning of the passages 68 in the distribution plate 38 shown in FIG. 21 differs from the positioning of the passages 68 in the distribution plate 38 shown in FIG. 7.
  • FIG Section of the fourth distribution plate 38 has four grooves 70 running linearly along the cross-machine direction CD, which are in fluid communication with the passages 68 of the third distribution plate 38 in the installed position.
  • the grooves 70 of the fourth distributor plate 38 according to FIG. 22 are in turn in fluid communication with two rows of capillary passages 34 of the nozzle plate 32.
  • the distribution systems 30 of the respective meltblowing die device 10 shown in FIGS. 1 to 22 can form part of a modular system for a meltblowing die device 10 .
  • a modular system can in particular have a plurality of distribution plates 38 which can be assembled in a modular manner to produce a multi-layer distribution device 30 for the distribution of a melt flow.
  • Each of the distribution plates has a large number of passages 68 and/or grooves 70 for forming a channel structure 36 for a melt flow, with at least one of the distribution plates 38 being embodied as a replacement and/or additional plate and with at least one distribution plate 38 being replaced by a replacement plate and/or by adding at least one additional plate and/or removing a distribution plate 38, the distribution of a melt flow within the channel structure 36 of a composite distribution device 30 can be changed.
  • a modular system can be replaced by all of those shown in FIGS. 5 to 8, 12 to
  • distribution plates 38 may be formed. In a In the installed position, for example, only four of the distribution plates 38 shown can be required and the further distribution plates 38 can be designed or provided as replacement and/or additional plates. By replacing and/or adding and/or removing the channel structure 36 can be changed and thus a melt flow to one or more capillary passages 34 can be released and/or blocked.

Landscapes

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Abstract

Schmelzblasdüsenvorrichtung zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze, mit zumindest einem Schmelzeeinlass für die Zuführung einer Polymerschmelze, mit einer Düsenplatte, die eine Mehrzahl von Kapillardurchlässen zum Extrudieren von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze aufweist, und mit einer Verteileinrichtung zur Verteilung eines über den Schmelzeeinlass zugeführten Schmelzestroms auf Kapillardurchlässe der Düsenplatte, wobei die Verteileinrichtung mehrlagig ausgebildet ist und eine Kanalstruktur aufweist, in der eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses mit zumindest einem der Kapillardurchlässe der Düsenplatte unterbrochen ist und/oder bedarfsweise unterbrochen werden kann.

Description

Schmelzblasdüsenvorrichtung zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmelzblasdüsenvorrichtung zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze. Ferner betrifft die Erfindung eine mit einer solchen Schmelzblasdüsenvorrichtung ausgestattete Schmelzblasvorrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Modulsystem für eine solche Schmelzblasdüsenvorrichtung.
Bei Schmelzblasdüsenvorrichtungen ist zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen eine mehrreihige Anordnung einer Vielzahl von Röhrchen mit jeweils einer Kapillarbohrung vorgesehen, wie beispielsweise der Druckschrift US 2015/032259 A1 oder der Druckschrift DE 10 2020 001 132 A1 entnommen werden kann. Hierzu sind die Röhrchen in einer mehrreihigen Anordnung an einer sogenannten Düsenplatte befestigt. Ein oberes Ende der Röhrchen bildet dabei einen Einlass an der Oberseite der Düsenplatte aus. An der gegenüberliegenden Unterseite der Düsenplatte ragen die Röhrchen jeweils bis in einen Extrusionsdurchlass einer Extrusionsplatte hervor. Über die Extrusionsdurchlässe kann eine Prozessluft koaxial zu den Röhrchen austreten und einen Schmelzblasstrom beim Extrudieren einer Polymerschmelze an jedem der Röhrchen erzeugen. Es werden beispielsweise bis zu 10.000 Röhrchen an einer Düsenplatte befestigt.
Im praktischen Einsatz kann es erforderlich sein, die Anzahl von Düsenreihen beziehungsweise die Anzahl von Röhrchen und Extrusionsdurchlässen zu verändern, beispielsweise für die Herstellung unterschiedlicher Schmelzblasprodukte. Mithin kann die Herstellung unterschiedlicher Schmelzblasprodukte auch eine unterschiedliche Anzahl von Düsenreihen beziehungsweise Röhrchen und Extrusionsdurchlässen und dadurch auch den Einsatz unterschiedlicher Schmelzblasdüsenvorrichtungen oder Düsenplatten erfordern.
Die Herstellung einer solchen Düsenplatte ist insbesondere aufgrund der daran befestigten Röhrchen jedoch mit hohem Aufwand und verhältnismäßig hohen Kosten verbunden. Zudem ist die Montage einer solchen Schmelzblasdüsenvorrichtung mit einer hohen Anzahl an Röhrchen aufwendig, da die Extrusionsplatte mit den zahlreichen Extrusionsdurchlässen auf die freien Enden der Röhrchen gesteckt werden muss. Sowohl der Austausch der Düsenplatte als auch der gesamten Schmelzblasdüsenvorrichtung ist somit kosten- und materialintensiv.
Vor dem oben dargelegten Hintergrund bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine Schmelzblasdüsenvorrichtung anzugeben, die eine erhöhter Einsatzflexibilität aufweist und gleichzeitig mit begrenztem Aufwand hergestellt beziehungsweise montiert werden kann. Ebenso bestand die Aufgabe darin, eine Schmelzblasvorrichtung mit einer solchen Schmelzblasdüsenvorrichtung anzugeben. Schließlich bestand die Aufgabe auch darin, ein Modulsystem für eine Schmelzblasdüsenvorrichtung anzugeben.
Eine erfindungsgemäße Schmelzblasdüsenvorrichtung zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze ist mit zumindest einem Schmelzeeinlass für die Zuführung einer Polymerschmelze, mit einer Düsenplatte, die eine Mehrzahl von Kapillardurchlässen zum Extrudieren von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze aufweist, und mit einer Verteileinrichtung zur Verteilung eines über den Schmelzeeinlass zugeführten Schmelzestroms auf Kapillardurchlässe der Düsenplatte ausgestattet.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die Verteileinrichtung einlagig oder mehrlagig ausgebildet ist und eine Kanalstruktur aufweist, in der eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses mit zumindest einem der Kapillardurchlässe der Düsenplatte unterbrochen ist und/oder bedarfsweise unterbrochen werden kann.
Eine mehrlagige Ausbildung der Verteileinrichtung ermöglicht eine weit verzweigte Schmelzeverteilung und somit eine Fluidverbindung zwischen dem Schmelzeeinlass und einer verhältnismäßig großen Anzahl an Kapillardurchlässen. Durch eine erfindungsgemäße Unterbrechung einer Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses mit zumindest einem der Kapillardurchlässe der Düsenplatte kann der Austritt eines Schmelzblasstroms aus dem jeweiligen Kapillardurchlass sicher vermieden werden. Eine Schmelzblasdüsenvorrichtung lässt sich auf diese Weise mit nur geringem Aufwand für Herstellprozesse einsetzen, in denen ein Schmelzblasstrom nur aus einer bestimmten Anzahl beziehungsweise aus einer vorbestimmten Auswahl von vorhandenen Kapillardurchlässen gewünscht ist. Ein vollständiger Austausch der Schmelzblasdüsenvorrichtung oder der jeweiligen Düsenplatte in Abhängigkeit des jeweiligen Herstellprozesses kann somit vermieden werden. Es ergibt sich hierdurch eine insgesamt verbesserte Flexibilität im Hinblick auf unterschiedliche Anwendungen und folglich auch eine Reduzierung von Betriebsmittelkosten.
Bei der Düsenplatte kann es sich insbesondere um eine Düsenplatte für ein sogenanntes Schmelzblasverfahren beziehungsweise Meltblown-Verfahren handeln.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann die Düsenplatte eine feste Anzahl von Kapillardurchlässen aufweisen und die Anzahl der Fluidverbindungen des Schmelzeeinlasses mit der Mehrzahl von Kapillardurchlässen über die Kanalstruktur der Verteileinrichtung kann veränderbar sein. Die Einsatzflexibilität im Hinblick auf eine größere Anzahl unterschiedlicher Herstellprozesse lässt sich auf diese Weise weiter verbessern. Insbesondere kann durch eine Veränderung der Kanalstruktur eine wahlweise Aktivierung und/oder Deaktivierung einzelner und/oder mehrerer Kapillardurchlässe im Hinblick auf einen Schmelzblasstrom vorgenommen werden.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann durch Austausch und/oder Ergänzung und/oder Entfernung von mindestens einer Lage der Verteileinrichtung die Kanalstruktur derart veränderbar sein, dass die Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses mit einzelnen Kapillardurchlässen und/oder ganzer Reihen von Kapillardurchlässen hergestellt wird. Zusätzlich oder alternativ kann durch Austausch und/oder Ergänzung und/oder Entfernung von mindestens einer Lage der Verteileinrichtung der Kanalstruktur derart veränderbar sein, dass die Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses mit einzelnen Kapillardurchlässen und/oder ganzer Reihen von Kapillardurchlässen unterbrochen wird. Auf diese Weise kann die Funktionalität der Schmelzblasdüsenvorrichtung mit nur geringfügigem Eingriff in den Komponentenaufbau verändert und an den jeweils gewünschten Herstellprozess angepasst werden. Eine große Anzahl an Komponenten der Schmelzblasdüsenvorrichtung kann hingegen beibehalten werden, sodass mit nur geringem Kosten- und Montageaufwand der Einsatz für zahlreiche unterschiedliche Herstellprozesse gewährleistet werden kann.
Es kann weiter von Vorteil sein, wenn die mehrlagige Ausbildung der Verteileinrichtung durch mehrere druckdicht aufeinanderliegende Verteilplatten erzeugt ist. Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige und sichere Schmelzeverteilung auf die unterschiedlichen Kapillardurchlässe gewährleistet werden.
Weiter bevorzugt kann zwischen wenigstens zwei zueinander angrenzenden Verteilplatten eine metallische Dichtung ausgebildet sein. Gesonderte Dichtelemente, beispielsweise Flachdichtungen aus einem Graphitmaterial, und somit auch Verunreinigungen durch sich lösende Partikel solcher Dichtungen können auf diese Weise vermieden werden. Aufgrund verringerter Verschmutzung können Reinigungen der Schmelzblasdüsenvorrichtung beziehungsweise einzelner Komponenten in längeren Zyklen durchgeführt werden. In noch weiter bevorzugter Weise kann die Verteileinrichtung mehrere modular zusammengesetzte und/oder austauschbar angeordnete Verteilplatten aufweisen. Ein modularer Aufbau der Verteileinrichtung gewährleistet eine handhabungsfreundliche Anpassung an unterschiedliche Einsatzkonfigurationen, insbesondere mit geringem Montageaufwand.
Gemäß einer noch weiter bevorzugten Ausgestaltung kann jede der Verteilplatten der Verteileinrichtung eine Vielzahl von Durchlässen und/oder Nuten zur Ausbildung der Kanalstruktur für einen Schmelzestrom aufweisen. Hierdurch kann eine besonders weit verzweigte Verteilung des Schmelzestroms sichergestellt und damit eine sehr große Anzahl von Kapillardurchlässen mit einer Polymerschmelze zwecks Erzeugung von Schmelzblasströmen versorgt werden.
Die Nuten beziehungsweise Durchlässe werden bevorzugt mit einem Ätzverfahren ausgebildet. Bei mehrlagigen Verteilplatten erfolgt dies bevorzugt einseitig. Bei einer einlagigen Verteilplatte erfolgt dies bevorzugt zweiseitig (Hills-Technology).
Für einen kompakten und konstruktiv einfachen Aufbau kann ein Durchlass und/oder eine Nut einer Verteilplatte in einer Nut und/oder einem Durchlass einer angrenzenden Verteilplatte münden. Zusätzlich oder alternativ kann eine Nut einer Verteilplatte zur Schmelzeverteilung auf wenigstens zwei Durchlässe derselben und/oder einer angrenzend angeordneten Verteilplatte ausgebildet sein. Für einen kompakten Aufbau kann es ebenso von Vorteil sein, wenn ein Durchlass und/oder eine Nut einer angrenzend zur Düsenplatte angeordneten Verteilplatte in einem Kapillardurchlass der Düsenplatte mündet.
In noch weiter bevorzugter Weise sind die Verteilplatten aus sehr dünnen Metallplatten beziehungsweise Metallfolien gebildet, deren Nuten und/oder Durchlässe bevorzugt durch ein Ätzverfahren erzeugt sind. Solche Verteilplatten lassen sich in hoher Genauigkeit herstellen und ermöglichen einen Gesamtaufbau der Verteileinrichtung mit nur geringer Aufbauhöhe. Die Verteilplatten beziehungsweise als Verteilplatten ausgebildeten Metallfolien können insbesondere aus einem VA-Stahl, einem Edelstahl oder einem rostfreien Stahl gefertigt sein.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann zur Unterbrechung einer Fluidverbindung mit zumindest einem der Kapillardurchlässe zumindest ein Durchlass einer Verteilplatte und/oder ein Kapillardurchlass der Düsenplatte durch die Oberfläche einer angrenzend angeordneten Verteilplatte verschlossen und/oder metallisch abgedichtet sein. Ebenso kann zur Unterbrechung einer Fluidverbindung mit zumindest einem der Kapillardurchlässe zumindest ein Durchlass einer Verteilplatte und/oder ein Kapillardurchlass der Düsenplatte durch die Oberfläche einer angrenzend angeordneten Verteilplatte bedarfsweise verschlossen und/oder metallisch abgedichtet werden. Eine solche metallische Abdichtung gewährleistet ohne den Einsatz gesonderter Dichtelemente ein hohes Maß an Betriebssicherheit.
In noch weiter bevorzugter Weise kann in der Kanalstruktur der Verteileinrichtung eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses mit einer Mehrzahl der Kapillardurchlässe unterbrochen sein und/oder bedarfsweise unterbrochen werden. Der Austritt eines Schmelzblasstroms aus einer Mehrzahl von Kapillardurchlässen kann hierdurch sicher vermieden werden. Eine Schmelzblasdüsenvorrichtung lässt sich hierdurch mit nur geringem Aufwand für Herstellprozesse einsetzen, in denen ein Schmelzblasstrom aus einer verhältnismäßig geringen Anzahl beziehungsweise aus einer kleineren Auswahl vorhandener Kapillardurchlässen gewünscht ist. Ein vollständiger Austausch der Schmelzblasdüsenvorrichtung oder der jeweiligen Düsenplatte für Herstellprozesse, in denen eine verringerte Anzahl an Schmelzblasströmen erforderlich ist, kann somit vermieden werden.
Noch weiter bevorzugt kann in der Kanalstruktur eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses mit einer durchgehenden und/oder vollständigen Reihe von Kapillardurchlässen unterbrochen sein und/oder bedarfsweise unterbrochen werden. Ferner kann in der Kanalstruktur eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses mit mehreren durchgehenden und/oder vollständigen Reihen von Kapillardurchlässen unterbrochen sein und/oder bedarfsweise unterbrochen werden. Eine Unterbrechung einer Reihe oder mehrerer Reihen von Kapillardurchlässen ermöglicht es beispielsweise, die äußeren Ränder einer Anordnung von Kapillardurchlässen vollständig zu deaktivieren.
Zusätzlich oder alternativ kann in der Kanalstruktur eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses mit einer regelmäßigen Anordnung von Kapillardurchlässen und/oder mit einer Teilmenge einer Reihe von Kapillardurchlässen unterbrochen sein und/oder bedarfsweise unterbrochen werden. Die Dichte und/oder Anzahl von aktivierten beziehungsweise deaktivierten Kapillardurchlässen entlang der gesamten Anordnung von Kapillardurchlässen kann somit beeinflusst und für den jeweils gewünschten Herstellprozess eingestellt werden.
Gemäß einer noch weiter bevorzugten Ausgestaltung kann die Verteileinrichtung austauschbar angeordnet und/oder in ihrer Konfiguration der Kanalstruktur veränderbar sein, insbesondere durch Austausch und/oder Ergänzung und/oder Entfernung einzelner oder mehrerer Verteilplatten. Mithin kann die gesamte Verteileinrichtung aus der Schmelzblasdüsenvorrichtung entnommen beziehungsweise ausgebaut werden und in einem ausgebauten Zustand in ihrer Konfiguration der Kanalstruktur durch Austausch und/oder Ergänzung und/oder Entfernung einzelner oder mehrerer Verteilplatten veränderbar sein. Ebenso kann die Verteileinrichtung in einem in der Schmelzblasdüsenvorrichtung eingebauten Zustand in ihrer Konfiguration der Kanalstruktur durch Austausch und/oder Ergänzung und/oder Entfernung einzelner oder mehrerer Verteilplatten veränderbar sein.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung können mehrere Verteileinrichtungen vorgesehen sein. Zur Veränderung der jeweils vorliegenden Kanalstruktur in der Schmelzblasdüsenvorrichtung kann die jeweilige Verteileinrichtung vollständig durch eine in ihrer Konfiguration der Kanalstruktur vorbereiteten Verteileinrichtung ausgetauscht werden. Maschinenausfallzeiten beziehungsweise Rüstzeiten an einer Schmelzblasvorrichtung lassen sich auf diese Weise nennenswert verringern.
Die Anzahl und/oder Anordnung von Durchlässen und/oder Nuten und/oder der Verlauf von Nuten innerhalb der Kanalstruktur kann durch Austausch und/oder Ergänzung und/oder Entfernung einzelner oder mehrerer Verteilplatten veränderbar sein. Ein Austausch und/oder eine Ergänzung und/oder eine Entfernung einzelner oder mehrerer Verteilplatten kann in einem in der Schmelzblasdüsenvorrichtung eingebauten und/oder in einem aus der Schmelzblasdüsenvorrichtung ausgebauten Zustand der Verteileinrichtung vorgenommen werden. Die Veränderung der Anzahl und/oder Zusammenstellung der Verteilplatten lässt sich mit nur geringem Aufwand bewerkstelligen und ermöglicht die Realisierung einer hohen Anzahl von Konfigurationen.
Noch weiter bevorzugt kann zumindest eine als Verteilplatte ausgebildete Austausch- und/oder Zusatzplatte vorgesehen sein. Eine solche Austausch- und/oder Zusatzplatte befindet sich im Sinne der vorliegenden Lehre in einer aus der Schmelzblasdüsenvorrichtung ausgebauten Stellung und kann bedarfsweise in die Schmelzblasdüsenvorrichtung eingebaut beziehungsweise in diese montiert werden, nämlich durch Hinzufügung und/oder durch Austausch mit einer in Einbaustellung befindlichen Verteilplatte. Es kann auf diese Weise ein ausreichend großer Vorrat an Verteilplatten sichergestellt werden, die mit nur geringem Zeitaufwand für den jeweils gewünschten Herstellprozess zum Einsatz kommen können.
Gemäß einer noch weiter bevorzugten Ausgestaltung kann zumindest ein Prozesslufteinlass für die Zuführung von Prozessluft vorgesehen sein. Über einen solchen Prozesslufteinlass kann in zuverlässiger Weise Prozessluft für die Erzeugung eines Schmelzblasstrom beim Extrudieren einer Polymerschmelze zur Verfügung gestellt beziehungsweise in die Schmelzblasdüsenvorrichtung eingeleitet werden.
Der Prozesslufteinlass kann in bevorzugter Weise über die Verteileinrichtung in Fluidverbindung mit der Düsenplatte stehen. Hierdurch kann ein konstruktiv einfacher und kompakter Aufbau gewährleistet werden, insbesondere frei von Prozessluftumleitungen um die Verteileinrichtung herum.
In bevorzugter Weise kann ein Prozessluftdurchlass in der Verteileinrichtung gesondert und/oder beabstandet von der Kanalstruktur und/oder außerhalb der Kanalstruktur ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Prozessluftdurchlass in einem Randbereich der Verteileinrichtung angeordnet sein. Ein solcher Prozessluftdurchlass lässt sich mit nur geringem Fertigungsaufwand in der Verteileinrichtung bereitstellen, insbesondere ohne oder mit nur geringen durch die Kanalstruktur bedingten geometrischen Restriktionen.
Die Anzahl von Prozessluftdurchlässen in der Verteileinrichtung kann in besonders bevorzugter Weise geringer sein, insbesondere um mindestens 50% oder um mindestens 75% geringer sein, als die Anzahl der für einen Schmelzestrom vorgesehenen Fluidauslässe der Kanalstruktur. Ein Fluidauslass der Kanalstruktur soll hier verstanden werden als ein Auslass, der in einem Kapillardurchlass der Düsenplatte mündet. Somit kann ein Prozessluftstrom ohne Verzweigung oder mit nur geringer Verzweigung durch die Verteileinrichtung geleitet und insoweit eine einfache konstruktive Ausgestaltung gewährleistet werden.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung sind die Verteilplatten zur Ausbildung der Prozessluftdurchlässe der Verteileinrichtung jeweils mit einer Prozessluftöffnung versehen. Die Prozessluftöffnungen der Verteilplatten können in zusammengesetzter Stellung der Verteilplatten zueinander fluchten, sodass ein Prozessluftdurchlass gebildet wird. Besonders bevorzugt können auf der jeweiligen Verteilplatte die Prozessluftöffnungen identisch zu und/oder korrespondierend zu den weiteren Verteilplatten und gegebenenfalls auch zu den weiteren als Verteilplatten ausgebildeten Austausch- und/oder Zusatzplatten angeordnet beziehungsweise ausgebildet sein. Mithin können die Prozessluftöffnungen auf sämtlichen Verteilplatten an einer identischen Position entlang der Längs- beziehungsweise Flächenerstreckung der jeweiligen Verteilplatte vorgesehen sein. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass in der Verteileinrichtung die Prozessluftdurchlässe stets für den Durchtritt von Prozessluft freigegeben bleiben, auch im Falle des Austauschs und/oder der Entfernung und/oder der Hinzufügung einer Verteilplatte oder mehrerer Verteilplatten.
Noch weiter bevorzugt können die Kapillardurchlässe in Röhrchen der Düsenplatte vorgesehen sein. Die Düsenplatte kann eine Vielzahl von Röhrchen aufweisen, in denen jeweils einer der Kapillardurchlässe ausgebildet ist. Die Ausbildung von Kapillardurchlässen in Röhrchen kann den Fertigungsaufwand für eine Düsenplatte verringern und ermöglicht zudem auch den Austausch einzelner Röhrchen.
In weiter bevorzugter Weise kann die Düsenplatte zumindest eine Luftdurchlassöffnung aufweisen, insbesondere für die Fluidverbindung mit zumindest einem Prozessluftdurchlass der Verteileinrichtung und/oder mit dem Prozesslufteinlass. Somit kann in die Schmelzblasdüsenvorrichtung eingebrachte Prozessluft durch die Düsenplatte hindurchgeleitet werden, wodurch ein kompakter Gesamtaufbau weiter begünstigt wird.
Bevorzugt kann eine Luftdurchlassöffnung in der Düsenplatte gesondert und/oder beabstandet von den Kapillardurchlässen und/oder außerhalb der Anordnung von Kapillardurchlässen ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann eine Luftdurchlassöffnung in einem Randbereich der Düsenvorrichtung angeordnet sein. Eine solche Luftdurchlassöffnung lässt sich mit nur geringem Fertigungsaufwand in der Düsenvorrichtung bereitstellen, insbesondere ohne oder mit nur geringen durch die Anordnung von Kapillardurchlässen bedingten geometrischen Restriktionen.
Die Anzahl von Luftdurchlassöffnungen in der Düsenplatte kann in besonders bevorzugter Weise geringer sein, insbesondere um mindestens 50% oder um mindestens 75% geringer sein, als die Anzahl der Kapillardurchlässe. Ein Prozessluftstrom kann somit ohne Verzweigung oder nennenswerter Umleitung durch die Düsenplatte geleitet werden. Eine verhältnismäßig einfache konstruktive Ausgestaltung der Düsenplatte wird damit gewährleistet.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann die Schmelzblasdüsenvorrichtung eine Extrusionsplatte aufweisen, die eine Vielzahl von Extrusionsdurchlässen zum Ausblasen der Faserstränge aufweist. Eine solche Extrusionsplatte liegt bevorzugt angrenzend und/oder druckdicht zur Düsenplatte an, insbesondere mit einer von den Kapillardurchlässen und/oder Röhrchen durchdrungenen Luftverteilkammer. Mithin kann zwischen der Düsenplatte und der Extrusionsplatte eine Luftverteilkammer ausgebildet sein. Durch eine solche Luftverteilkammer kann eine Prozessluft in vorteilhafter Weise auf die jeweils in der Extrusionsplatte vorgesehenen Extrusionsdurchlässe gleichmäßig verteilt werden.
Eine Luftdurchlassöffnung der Düsenplatte kann ferner in einer Luftverteilkammer zwischen der Düsenplatte und der Extrusionsplatte münden. Insbesondere können mehrere oder sämtliche Luftdurchlassöffnungen der Düsenplatte in einer solchen Luftverteilkammer zwischen der Düsenplatte und der Extrusionsplatte münden. Es kann auf diese Weise eine unmittelbare Prozessluftzufuhr über die Düsenplatte in die Luftverteilkammer erfolgen.
Gemäß einer noch weiter bevorzugten Ausgestaltung können die Extrusionsdurchlässe in Fluidverbindung mit der Luftverteilkammer stehen. Eine Prozessluft kann somit ausgehend von der Luftverteilkammer in die Extrusionsdurchlässen der Extrusionsplatte geführt und über die Extrusionsdurchlässen zur Erzeugung eines Schmelzblasstroms aus der Schmelzblasdüsenvorrichtung austreten.
In bevorzugter Weise können die Kapillardurchlässe und/oder Röhrchen der Düsenplatte die Extrusionsdurchlässe der Extrusionsplatte durchdringen, insbesondere mit einem Ringspalt zwischen dem jeweiligen Extrusionsdurchlass und dem jeweiligen Röhrchen. Dies ermöglicht, dass Prozessluft koaxial zu den Kapillardurchlässen beziehungsweise Röhrchen austreten und mit einem hohen Maß an Prozesssicherheit ein Schmelzblasstrom beim Extrudieren einer Polymerschmelze an jedem der Kapillardurchlässen beziehungsweise Röhrchen erzeugt werden kann.
In weiter bevorzugter Weise kann die Extrusionsplatte zweiteilig ausgebildet sein. Die Extrusionsplatte kann insbesondere eine innere Luftplatte und eine äußere Luftplatte aufweisen. Die innere Luftplatte kann angrenzend zur Düsenplatte angeordnet sein. Die Luftverteilkammer kann demnach zwischen der inneren Luftplatte und der Düsenplatte ausgebildet sein. Durch die Anordnung einer Luftverteilkammer kann sich die Prozessluft oberhalb der inneren Luftplatte gleichmäßig verteilen.
Zwischen der inneren Luftplatte und der äußeren Luftplatte kann in weiter bevorzugter Weise eine Luftzwischenkammer ausgebildet sein. Die Luftzwischenkammer kann in Fluidverbindung mit der Luftverteilkammer stehen. Von der Luftverteilkammer kann Prozessluft gleichmäßig in die Luftzwischenkammer zwischen der inneren und äußeren Luftplatte strömen. Die innere Luftplatte kann auf diese Weise die Funktion einer Barriere zur Vergleichmäßigung der Luftströmung erfüllen.
Die innere und die äußere Luftplatte können zwecks Montage über die Röhrchen der Düsenplatte geschoben werden. Jedoch sind bei der äußeren Luftplatte bevorzugt die Bohrungen für die Röhrchen der Düsenplatte größer. Dadurch bildet sich ein koaxialer Ringspalt durch den die Prozessluft strömt. Diese Strömung reißt eine aus den Röhrchen der Düsenplatte austretende Schmelze mit und verstreckt sie zu sehr feinen Filamenten.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann die Anzahl von Extrusionsdurchlässen der Extrusionsplatte größer sein als die Anzahl von Kapillardurchlässen und/oder Röhrchen der Düsenplatte. Es besteht somit die Möglichkeit, dass nur einige der Extrusionsdurchlässe für die Erzeugung eines Schmelzblasstroms eingesetzt werden. Beispielsweise können in der Düsenplatte auch Blockierstifte gehalten oder befestigt sein. Solche Blockierstifte können ebenfalls einen Extrusionsdurchlass durchdringen, insbesondere mit einem Ringspalt zwischen dem jeweiligen Extrusionsdurchlass und dem jeweiligen Blockierstift. Der Einsatz von Blockierstiften kann somit ohne oder mit nur geringem Einfluss auf die Druckverhältnisse in einer Luftverteilkammer erfolgen.
In noch weiter bevorzugter Weise kann der Schmelzeeinlass und/oder der Prozesslufteinlass in einer Einlassplatte ausgebildet sein. Eine solche Einlassplatte kann insbesondere als Adapterplatte ausgebildet sein. Über eine solche Einlassplatte kann eine Polymerschmelze zentral in die Schmelzblasdüsenvorrichtung zugeführt werden. Der Schmelzeeinlass kann mittig in einer Einlassplatte ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann über eine Einlassplatte eine Prozessluft gesondert von einer Polymerschmelze in die Schmelzblasdüsenvorrichtung zugeführt werden. Ein Prozesslufteinlass kann außermittig in der Einlassplatte ausgebildet sein. Weiterhin kann eine als Adapterplatte ausgebildete Einlassplatte für die Befestigung und/oder Montage der gesamten Schmelzblasdüsenvorrichtung an oder in einer Schmelzblasvorrichtung ausgebildet sein, beispielsweise durch angepasste oder spezialisiert ausgebildete Befestigungsabschnitte.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann die Schmelzblasdüsenvorrichtung eine Lochplatte zur Aufnahme eines Siebfilters zur Filtrierung einer Polymerschmelze aufweisen. Eine solche Lochplatte kann in noch weiter bevorzugter Weise in einer Ausnehmung der Einlassplatte aufgenommen sein. Durch eine solche Anordnung kann eine geeignete Positionierung und Fixierung eines Siebfilters innerhalb der Schmelzblasdüsenvorrichtung realisiert werden. Über den Schmelzeeinlass der Einlassplatte kann eine Polymerschmelze durch einen derart positionierten und fixierten Siebfilter hindurchgeführt werden.
In bevorzugter Weise kann zwischen der Einlassplatte und der Verteileinrichtung eine Zwischenplatte mit wenigstens einem Schmelzezulaufkanal und/oder einer an die Verteileinrichtung angrenzenden Schmelzeverteilkammer vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann in einer solchen Zwischenplatte wenigstens ein Prozessluftdurchlass vorgesehen sein. Damit ist eine Einspeisung sowohl der Polymerschmelze als auch der jeweils erforderlichen Prozessluft ausgehend von der Einlassplatte in die Kanalstruktur der Verteileinrichtung möglich. Gleichzeitig kann in einer Schmelzeverteilkammer bereits eine Aufteilung der Polymerschmelze auf mehrere Nuten und/oder Durchlässe der an die Zwischenplatte angrenzenden Verteilplatte der Verteileinrichtung möglich, sodass eine besonders gleichmäßige Schmelzeverteilung in der Kanalstruktur bewerkstelligt werden kann.
Eine voranstehend beschriebene Zwischenplatte kann metallisch abdichtend an der Einlassplatte und/oder an der Lochplatte zur Aufnahme eines Siebfilters und/oder an der Verteileinrichtung, insbesondere einer Verteilplatte der Verteileinrichtung, angeordnet sein. Zusätzliche Dichtelemente können hierdurch vermieden werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Schmelzblasvorrichtung, insbesondere zur Herstellung einer Stoffbahn aus faserförmigem Polymermaterial, mit einer voranstehend beschriebenen Schmelzblasdüsenvorrichtung.
In bevorzugter Weise kann eine Schmelzblasvorrichtung ferner mit einer Extrusionsvorrichtung zur Extrusion einer Polymerschmelze ausgestattet sein. Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Modulsystem für eine Schmelzblasdüsenvorrichtung, insbesondere für eine voranstehend beschriebene Schmelzblasdüsenvorrichtung und/oder für eine voranstehend beschriebene Schmelzblasvorrichtung, mit einer Mehrzahl von Verteilplatten, die zur Erzeugung einer mehrlagigen Verteileinrichtung für die Verteilung eines Schmelzestroms modular zusammensetzbar sind, wobei jede der Verteilplatten eine Vielzahl von Durchlässen und/oder Nuten zur Ausbildung einer Kanalstruktur für einen Schmelzestrom aufweist, wobei wenigstens eine der Verteilplatten als Austausch- und/oder Zusatzplatte ausgebildet ist und wobei durch Austausch mindestens einer Verteilplatte durch einer Austauschplatte und/oder durch Hinzufügung mindestens einer Zusatzplatte und/oder Entfernung einer Verteilplatte die Verteilung eines Schmelzestroms innerhalb der Kanalstruktur einer zusammengesetzten Verteileinrichtung veränderbar ist.
Eine mehrlagige Ausbildung einer Verteileinrichtung durch ein erfindungsgemäßes Modulsystem ermöglicht zunächst eine weit verzweigte Schmelzeverteilung und somit eine Fluidverbindung zwischen dem Schmelzeeinlass und eine verhältnismäßig große Anzahl an Kapillardurchlässen. Gleichzeitig ermöglicht die modulare Zusammenstellung der einzelnen Verteilplatten eine Anpassung der Verteileinrichtung an den jeweils gewünschten Herstellprozess mit geringem Handhabungsaufwand. Eine modular zusammengesetzte Verteileinrichtung lässt sich mit nur geringem Aufwand für andere oder weitere Herstellprozesse anpassen und einsetzen, in denen ein Schmelzblasstrom aus einer anderen Anzahl vorhandener Kapillardurchlässen gewünscht ist. Ein vollständiger Austausch der jeweiligen Schmelzblasdüsenvorrichtung oder der jeweiligen Düsenplatte in Abhängigkeit des jeweiligen Herstellprozesses kann auf diese Weise vermieden werden. Folglich ergibt sich durch ein erfindungsgemäßes Modulsystem eine insgesamt verbesserte Flexibilität im Hinblick auf unterschiedliche Anwendungen und eine Reduzierung von Betriebsmittelkosten kann hierdurch sichergestellt werden. Es kann von Vorteil sein, wenn durch Austausch und/oder Ergänzung und/oder Entfernung mindestens einer durch eine Verteilplatte ausgebildete Lage die Kanalstruktur derart veränderbar ist, dass in Einbaustellung der Verteileinrichtung die Fluidverbindung eines Schmelzeeinlasses mit einzelnen und/oder ganzer Reihen von Kapillardurchlässen einer Düsenplatte hergestellt und/oder unterbrochen wird.
Durch eine mittels des Modulsystems erzeugte Herstellung und/oder Unterbrechung einer Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses mit zumindest einem der Kapillardurchlässe einer Düsenplatte kann der Austritt eines Schmelzblasstroms aus dem jeweiligen Kapillardurchlass in Abhängigkeit des Anwendungsfalls sichergestellt oder vermieden werden.
Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung eines Modulsystems für eine Schmelzblasdüsenvorrichtung, insbesondere zur Anpassung eines voranstehend beschriebenen Modulsystems, bei dem eine Mehrzahl von Verteilplatten, die jeweils eine Vielzahl von Durchlässen und/oder Nuten zur Ausbildung einer Kanalstruktur für einen Schmelzestrom aufweisen, zur Erzeugung einer mehrlagigen Verteileinrichtung für die Verteilung eines Schmelzestroms modular zusammengesetzt werden, bei dem wenigstens eine der Verteilplatten aus der Mehrzahl zusammengesetzter Verteilplatten entnommen wird und/oder durch eine als Verteilplatte ausgebildete Austauschplatte ersetzt wird und/oder bei dem die Mehrzahl zusammengesetzter Verteilplatten durch eine als Verteilplatte ausgebildete Zusatzplatte ergänzt wird, wobei durch Austausch, Hinzufügung und/oder Entfernung zumindest einer Verteilplatte die Kanalstruktur der zusammengesetzten Verteileinrichtung zur Verteilung eines Schmelzestroms verändert wird.
Die voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen und Vorteile bezüglich der Schmelzblasdüsenvorrichtung zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze gelten in gleicher Wese für die voranstehend beschriebene Schmelzblasvorrichtung, für das voranstehend beschriebene Modulsystem sowie auch für das beschriebene Verfahren zur Anpassung eines Modulsystems.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Schmelzblasdüsenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entlang eines Schnitts quer zu einer Maschinenrichtung,
Fig. 3 eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung aus Fig. 2 entlang eines Schnitts in einer Maschinenrichtung,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Verteileinrichtung der Schmelzblasdüsenvorrichtung aus Fig. 2 bis 3,
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer ersten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 4,
Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer zweiten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 4,
Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer dritten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 4,
Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer vierten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 4, Fig. 9 eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entlang eines Schnitts quer zu einer Maschinenrichtung,
Fig. 10 eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung aus Fig. 9 entlang eines Schnitts in einer Maschinenrichtung,
Fig. 11 eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Verteileinrichtung der Schmelzblasdüsenvorrichtung aus Fig. 9 und 10,
Fig. 12 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer ersten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 11 ,
Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer zweiten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 11 ,
Fig. 14 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer dritten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 11 ,
Fig. 15 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer vierten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 11 ,
Fig. 16 eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entlang eines Schnitts quer zu einer Maschinenrichtung,
Fig. 17 eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung aus Fig. 16 entlang eines Schnitts in einer Maschinenrichtung,
Fig. 18 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Verteileinrichtung der Schmelzblasdüsenvorrichtung aus Fig. 16 und 17, Fig. 19 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer ersten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 18,
Fig. 20 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer zweiten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 18,
Fig. 21 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer dritten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 18,
Fig. 22 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer vierten Verteilplatte der Verteileinrichtung aus Fig. 18.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 weist eine Einlassplatte 12 auf, an welcher mittig ein Schmelzeeinlass 14 und zu beiden Seiten des Schmelzeeinlasses 14 jeweils eine Prozesslufteinlass 16 ausgebildet sein kann. Die Prozesslufteinlässe 16 sind den Längsseiten der Einlassplatte 12 zugeordnet. Die Einlassplatte 12 weist üblicherweise mehrere derartiger Schmelzeeinlässe 14 und/oder Prozesslufteinlässe 16 auf.
Die Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 weist ferner eine Lochplatte 18 zur Aufnahme eines Siebfilters 20 auf. Der Siebfilter 20 ist zur Filtrierung einer Polymerschmelze ausgebildet. Die Lochplatte 18 kann in einer Ausnehmung 13 der Einlassplatte 12 positioniert sein. Dabei kann der Schmelzeeinlass 14 der Einlassplatte 12 in dieser Ausnehmung 13 der Einlassplatte 12 münden.
Der Siebfilter 20 kann angrenzend an den Schmelzeeinlass 14 positioniert sein, sodass eine Polymerschmelze durch den Schmelzeeinlass 14 zum Siebfilter 20 und von dem Siebfilter 20 durch einen Schmelzedurchlaufkanal 22 der Lochplatte 18 fließen kann. Angrenzend an die Einlassplatte 12 und die Lochplatte 18 kann eine Zwischenplatte 24 angeordnet sein, die druckdicht mit der Einlassplatte 12 beziehungsweise auch mit der Lochplatte 18 verbunden ist. Die Zwischenplatte 24 weist im mittleren Bereich einen Schmelzezulaufkanal 26 auf, in dem der Schmelzedurchlaufkanal 22 der Lochplatte 18 mündet. Der Schmelzezulaufkanal 26 führt zu einer Schmelzeverteilkammer 27. Außermittig kann die Zwischenplatte 24 mit Luftzulaufkanälen 28 versehen sein, die mit den Lufteinlasskanälen 16 der Einlassplatte 12 in Fluidverbindung stehen.
Angrenzend zur beziehungsweise in Einbaustellung unterhalb der Zwischenplatte 24 ist eine Verteileinrichtung 30 angeordnet. Wiederum angrenzend zur beziehungsweise in Einbaustellung unterhalb der Verteileinrichtung 30 ist eine Düsenplatte 32 angeordnet. Die Verteileinrichtung 30 kann mithin zwischen der Zwischenplatte 24 und der Düsenplatte 32 angeordnet sein. Die Düsenplatte 32 weist eine Mehrzahl von Kapillardurchlässen 34 zum Extrudieren von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze auf.
Die Verteileinrichtung 30 ist zur Verteilung eines über den Schmelzeeinlasses 14 zugeführten Schmelzestroms auf die Kapillardurchlässe 34 der Düsenplatte 32 ausgebildet. Dabei kann die Verteileinrichtung 30 mehrlagig ausgebildet sein und eine Kanalstruktur 36 aufweisen, in der eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses 14 mit zumindest einem der Kapillardurchlässe 34 der Düsenplatte 32 unterbrochen ist und/oder bedarfsweise unterbrochen werden kann. In der Konfiguration gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses 14 mit sämtlichen Kapillardurchlässen 34 hergestellt, kann jedoch bedarfsweise unterbrochen werden, wie nachfolgend noch in Bezug auf die weiteren Ausführungsbeispiele beschrieben wird.
Für die mehrlagige Ausbildung der Verteileinrichtung 30 weist diese eine Mehrzahl von Verteilplatten 38 auf. Jede der Verteilplatten 38 weist eine Mehrzahl von Durchlässen und/oder Nuten zur Ausbildung der Kanalstruktur 36 auf, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird. Es ist ebenso möglich, dass eine Verteilplatte 38 nur einen Durchlass und/oder nur eine Nut aufweist.
Der Schmelzezulaufkanal 26 der Zwischenplatte 24 mündet in der Schmelzeverteilkammer 27, die wiederum mit der Kanalstruktur 36 in Fluidverbindung steht, sodass eine Polymerschmelze über den Schmelzezulaufkanal 26 und der Schmelzeverteilkammer 27 in die Kanalstruktur 36 der Verteileinrichtung 30 geleitet werden kann.
Außermittig kann die Verteileinrichtung 30 mit Prozessluftdurchlässen 40 versehen sein, die mit den Luftzulaufkanälen 28 der Zwischenplatte 24 in Fluidverbindung stehen. Mithin kann Prozessluft gesondert beziehungsweise beabstandet zur Kanalstruktur 36 durch die Verteileinrichtung 30 geleitet werden. Für die Ausbildung der Prozessluftdurchlässe 40 kann in jeder der Verteilplatten 38 zumindest eine Prozessluftöffnung 44 vorgesehen sein, die mit einer Prozessluftöffnung einer jeweils benachbarten Verteilplatte 38 fluchtet.
Der Verteileinrichtung 30 ist die Düsenplatte 32 zugeordnet, wie voranstehend bereits erwähnt. Die Düsenplatte 32 weist eine Vielzahl von Passbohrungen 42 und mehrere Luftdurchlassöffnungen 50 auf. In den Passbohrungen 42 kann jeweils ein Röhrchen 46 gehalten sein, wobei jedes Röhrchen 46 einen Kapillardurchlass 34 bildet. Die offenen Röhrchen 46 mit den Kapillardurchlässen 34 sind der Kanalstruktur 36 der Verteileinrichtung 30 zugeordnet, so dass jedem Röhrchen 46 beziehungsweise jedem Kapillardurchlass 34 eine Polymerschmelze zuführbar ist. Hierfür münden die Durchlässe der Kanalstruktur 36 in den durch die Röhrchen 46 gebildeten Kapillardurchlässen 34.
Ferner kann in zumindest einigen der Passbohrungen 42 jeweils ein Blockierstift 48 angeordnet sein. Ein solcher Blockierstift 48 verhindert im Gegensatz zu einem Röhrchen 46 den Durchtritt von Schmelze. Die Luftdurchlassöffnungen 50 der Düsenplatte 32 stehen mit den Prozessluftdurchlässen 40 der Verteileinrichtung 30 in Fluidverbindung.
Angrenzend an die Düsenplatte 32 beziehungsweise an deren Unterseite ist eine Extrusionsplatte 52 angeordnet. Die Extrusionsplatte 52 kann zweiteilig ausgebildet sein und eine innere Luftplatte 54 sowie eine äußere Luftplatte 56 aufweisen. Zwischen der Düsenplatte 32 und der inneren Luftplatte 54 der Extrusionsplatte 52 ist eine Luftverteilkammer 58 ausgebildet. Die Luftdurchlassöffnungen 50 der Düsenplatte 32 stehen in Fluidverbindung mit der Luftverteilkammer 58, sodass Prozessluft über die Luftdurchlassöffnungen 50 der Düsenplatte 32 in die Luftverteilkammer 58 geleitet werden kann.
Zwischen der inneren Luftplatte 54 sowie der äußeren Luftplatte 56 kann eine Luftzwischenkammer 60 ausgebildet sein. Die Luftzwischenkammer 60 kann in Fluidverbindung mit der Luftverteilkammer 58 stehen, insbesondere über Luftdurchlässe 62 in der inneren Luftplatte 54. Die äußere Luftplatte 56 weist ein Mehrzahl von Extrusionsdurchlässen 64 auf, durch die die Luftzwischenkammer 60 zu ihrer Unterseite beziehungsweise in Strömungsrichtung einer Prozessluft begrenzt ist.
Die Extrusionsdurchlässe 64 sind in der äußeren Luftplatte 56 in korrespondierender Musteranordnung ausgebildet, wie die Anordnung aus Röhrchen 46 und Blockierstiften 48 in der Düsenplatte 32. So wird jeder der Extrusionsdurchlässe 64 durch ein Röhrchen 46 beziehungsweise durch einen Blockierstift 48 durchdrungen. Demnach verlaufen die Röhrchen 46 und Blockierstifte 48 durch die Luftverteilkammer 58, durch Öffnungen in der inneren Luftplatte 54, durch die Luftzwischenkammer 60 sowie durch die Extrusionsdurchlässe 64 der äußeren Luftplatte 56. Die freien Enden der Röhrchen 46 sowie der Blockierstifte 48 erstrecken sich bis unterhalb der äußeren Luftplatte 56. In jeder der Extrusionsdurchlässe 64 bildet sich zwischen dem Röhrchen 46 und dem Extrusionsdurchlass 64 beziehungsweise zwischen dem Blockierstift 48 und dem Extrusionsdurchlass 64 ein Luftspalt 66. Durch einen solchen Luftspalt 66 dringt die aus der Luftzwischenkammer 60 strömende Prozessluft koaxial zu den Röhrchen 46 nach außen und führt zu einem Schmelzblasstrom zum Extrudieren der jeweiligen Polymerfasern.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur beispielhaft vier Röhrchen 46 sowie zwei Blockierstifte 48 nebeneinander dargestellt. In einer quer zur Zeichnungsebene verlaufenden Maschinenquerrichtung CD sind demgegenüber eine Vielzahl von Röhrchen 46 gehalten, die sich über eine Arbeitsbreite von beispielsweise über 2 m Länge erstrecken können. So ist es üblich, dass mehr als 10.000 Röhrchen 48 an einer Düsenplatte 32 gehalten sind.
Die Anzahl von Kapillardurchlässen 34 beziehungsweise Röhrchen 46 der Düsenplatte 32 kann festgelegt beziehungsweise unveränderbar sein. Demgegenüber kann die Anzahl der Fluidverbindungen des Schmelzeeinlasses 14 mit der Mehrzahl von Kapillardurchlässen 34 über die Kanalstruktur 36 der Verteileinrichtung 30 veränderbar sein. Insbesondere durch Austausch und/oder Ergänzung und/oder Entfernung von mindestens einer Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 die Kanalstruktur 36 derart veränderbar sein, dass die Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses 14 mit einzelnen Kapillardurchlässen 34 und/oder ganzer Reihen von Kapillardurchlässen 34 hergestellt und/oder unterbrochen wird, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird.
Fig. 2 zeigt eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel entlang eines Schnitts in Maschinenquerrichtung CD und Fig. 3 zeigt eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 aus Fig. 2 entlang eines Schnitts in einer Maschinenrichtung MD.
Im Unterschied zum Ausführungsführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weist die Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 gemäß Fig. 2 und 3 insgesamt vier Verteilplatten 38 auf, die eine Verteileinrichtung 30 mit einer Kanalstruktur 36 bilden. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Verteileinrichtung 30 der Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 aus Fig. 2 und 3. Die einzelnen Verteilplatten 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 4 sind in den Fig. 5 bis 8 abschnittsweise dargestellt. So zeigt Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Abschnitt der ersten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 4, Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt der zweiten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 4, Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt der dritten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 4 und Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt der vierten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 4. Die Verteilplatten 38 gemäß Fig. 5 bis 8 sind mit aufsteigender Nummerierung in Strömungsrichtung angrenzend zueinander angeordnet.
Der in Fig. 5 gezeigte Abschnitt der ersten Verteilplatte 38 weist zwei Durchlässe 68 auf, der in Fig. 6 gezeigte Abschnitt der zweiten Verteilplatte 38 weist zwei Nuten 70 auf, in welche die Durchlässe 68 der ersten Verteilplatte 38 in Einbaustellung münden. Der in Fig. 7 gezeigte Abschnitt der dritten Verteilplatte 38 weist vier Durchlässe 68 auf, die in Einbaustellung in Fluidverbindung mit den Nuten 70 der zweiten Verteilplatte 38 stehen. Der in Fig. 8 gezeigte Abschnitt der vierten Verteilplatte 38 weist vier kreuzförmige Nuten 70 auf, die in Einbaustellung in Fluidverbindung mit den Durchlässen der dritten Verteilplatte 38 stehen. Die kreuzförmigen Nuten 70 stehen in Einbaustellung wiederum in Fluidverbindung mit den Kapillardurchlässen 34 der Düsenplatte 32.
In der Konfiguration gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 bis 8 ist aufgrund der Ausgestaltung der Verteilplatten 38, insbesondere der Durchlässe 68 und der Nuten 70 in den Verteilplatten 38, eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses 14 mit sämtlichen Kapillardurchlässen 34 hergestellt. Sämtliche Kapillardurchlässe 34 sind demnach aktiviert.
Beispielsweise durch Austausch von mindestens einer der Verteilplatten 38 kann die Kanalstruktur 36 derart veränderbar sein, dass die Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses 14 mit einzelnen Kapillardurchlässen 34 und/oder ganzer Reihen von Kapillardurchlässen 34 hergestellt und/oder unterbrochen wird, wie nachfolgend in Bezug auf die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 9 bis 15 sowie 16 bis 22 noch näher beschrieben wird.
Fig. 9 zeigt eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel entlang eines Schnitts in Maschinenquerrichtung CD und Fig. 10 zeigt eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 aus Fig. 9 entlang eines Schnitts in einer Maschinenrichtung MD. Fig. 11 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Verteileinrichtung 30 der Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 aus Fig. 9 und 10. Die einzelnen Verteilplatten 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 11 sind in den Fig. 12 bis 15 dargestellt. So zeigt Fig. 12 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer ersten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 11 , Fig. 13 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer zweiten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 11 , Fig. 14 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer dritten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 11 und Fig. 15 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer vierten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 11 . Die Verteilplatten 38 gemäß Fig. 12 bis 15 sind mit aufsteigender Nummerierung in Strömungsrichtung angrenzend zueinander angeordnet.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 bis 15 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 bis 8 lediglich durch die Ausgestaltung der in Fig. 15 dargestellten vierten Verteilplatte 38. Der in Fig. 8 gezeigte Ausschnitt der vierten Verteilplatte 38 weist linear und diagonal verlaufende Nuten 70 auf, die in Einbaustellung in Fluidverbindung mit den Durchlässen 68 der dritten Verteilplatte 38 stehen. Die diagonal verlaufenden Nuten 70 stehen in Einbaustellung wiederum in Fluidverbindung mit jedem zweiten Kapillardurchlass 34 der Düsenplatte 32.
In der Konfiguration gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 9 bis 15 ist in Einbaustellung aufgrund der Ausgestaltung der vierten Verteilplatte 38 in Fig. 15, insbesondere der lediglich diagonal verlaufenden Nuten 70, eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses 14 mit jedem zweiten Kapillardurchlass 34 hergestellt und mit den weiteren Kapillardurchlässen 34 blockiert. Nur die Hälfte der Kapillardurchlässe 34 ist demnach aktiviert und die andere Hälfte der Kapillardurchlässe 34 ist deaktiviert. Die deaktivierten Kapillardurchlässe sind in Fig. 11 durch ein Kreuz markiert.
Fig. 16 zeigt eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel entlang eines Schnitts in Maschinenquerrichtung CD und Fig. 17 zeigt eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 aus Fig. 16 entlang eines Schnitts in einer Maschinenrichtung MD. Fig. 18 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Verteileinrichtung 30 der Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 aus Fig. 16 und 17. Die einzelnen Verteilplatten 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 18 sind in den Fig. 19 bis 22 dargestellt. So zeigt Fig. 19 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer ersten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 18, Fig. 20 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer zweiten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 18, Fig. 21 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer dritten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 18 und Fig. 22 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer vierten Verteilplatte 38 der Verteileinrichtung 30 aus Fig. 18. Die Verteilplatten 38 gemäß Fig. 19 bis 22 sind mit aufsteigender Nummerierung in Strömungsrichtung angrenzend zueinander angeordnet.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 16 bis 22 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 bis 8 lediglich durch die Ausgestaltung der in den Fig. 20 bis 22 dargestellten zweiten, dritten und vierten Verteilplatte 38. Der in Fig. 20 gezeigte Ausschnitt der zweiten Verteilplatte 38 weist dachförmig beziehungsweise V-förmig verlaufende Nuten 70 auf, die in Einbaustellung in Fluidverbindung mit den Durchlässen 68 der ersten Verteilplatte 38 stehen. Der in Fig. 21 gezeigte Ausschnitt der dritten Verteilplatte 38 weist vier Durchlässe 68 auf, die in Einbaustellung in Fluidverbindung mit den Nuten 70 der zweiten Verteilplatte 38 stehen. Die Positionierung der Durchlässe 68 in der Verteilplatte 38 gemäß Fig. 21 unterscheidet sich jedoch von der Positionierung der Durchlässe 68 in der Verteilplatte 38 gemäß Fig. 7. Der in Fig. 22 gezeigte Ausschnitt der vierten Verteilplatte 38 weist vier linear entlang der Maschinenquerrichtung CD verlaufende Nuten 70 auf, die in Einbaustellung in Fluidverbindung mit den Durchlässen 68 der dritten Verteilplatte 38 stehen. Die Nuten 70 der vierten Verteilplatte 38 gemäß Fig. 22 stehen wiederum in Fluidverbindung mit zwei Reihen von Kapillardurchlässen 34 der Düsenplatte 32.
In der Konfiguration gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 9 bis 15 ist aufgrund der Ausgestaltung der zweiten bis vierten Verteilplatte 38 in Fig. 20 bis 22 eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses 14 mit der Hälfte der Kapillardurchlässe 34 entlang von zwei Reihen hergestellt und mit der weiteren Hälfte von Kapillardurchlässen 34 entlang von zwei weiteren Reihen blockiert. Nur die Hälfte der Kapillardurchlässe 34 sind demnach aktiviert und die andere Hälfte der Kapillardurchlässe 34 ist deaktiviert. Die deaktivierten Kapillardurchlässe 34 sind in Fig. 18 durch ein Kreuz markiert und verlaufen entlang von zwei voneinander beabstandeten Reihen.
Die in den Fig. 1 bis 22 gezeigten Verteilsysteme 30 der jeweiligen Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 können Teil eines Modulsystems für eine Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 bilden. Ein solches Modulsystem kann insbesondere eine Mehrzahl von Verteilplatten 38 aufweisen, die zur Erzeugung einer mehrlagigen Verteileinrichtung 30 für die Verteilung eines Schmelzestroms modular zusammensetzbar sind. Jede der Verteilplatten weist eine Vielzahl von Durchlässen 68 und/oder Nuten 70 zur Ausbildung einer Kanalstruktur 36 für einen Schmelzestrom auf, wobei wenigstens eine der Verteilplatten 38 als Austausch- und/oder Zusatzplatte ausgebildet ist und wobei durch Austausch mindestens einer Verteilplatte 38 durch einer Austauschplatte und/oder durch Hinzufügung mindestens einer Zusatzplatte und/oder Entfernung einer Verteilplatte 38 die Verteilung eines Schmelzestroms innerhalb der Kanalstruktur 36 einer zusammengesetzten Verteileinrichtung 30 veränderbar ist.
Beispielsweise kann ein Modulsystem durch sämtliche in den Fig. 5 bis 8, 12 bis
15 sowie 19 bis 22 gezeigten Verteilplatten 38 gebildet sein. In einer Einbaustellung können beispielsweise nur vier der gezeigten Verteilplatten 38 erforderlich sein und die weiteren Verteilplatten 38 können als Austausch- und/oder Zusatzplatte ausgebildet beziehungsweise vorgesehen sein. Durch Austausch und/oder Hinzufügung und/oder Entfernung kann die Kanalstruktur 36 verändert und damit auch ein Schmelzefluss zu einzelnen oder mehreren Kapillardurchlässen 34 freigegeben und/oder blockiert werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Schmelzblasdüsenvorrichtung
12 Einlassplatte
13 Ausnehmung
14 Schmelzeeinlass
16 Prozesslufteinlass
18 Lochplatte
20 Siebfilter
22 Schmelzedurchlaufkanal
24 Zwischenplatte
26 Schmelzezulaufkanal
28 Luftzulaufkanal
30 Verteileinrichtung
32 Düsenplatte
34 Kapillardurchlass
36 Kanalstruktur
38 Verteilplatte
40 Prozessluftdurchlass
42 Passbohrung
44 Prozessluftöffnung
46 Röhrchen
48 Blockierstift
50 Luftdurchlassöffnung
52 Extrusionsplatte
54 innere Luftplatte
56 äußere Luftplatte
58 Luftverteilkammer
60 Luftzwischenkammer
62 Luftdurchlass
64 Extrusionsdurchlass 66 Luftspalt
68 Durchlass
70 Nut
CD Maschinenquerrichtung MD Maschinenrichtung

Claims
PATENTANSPRÜCHE Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze,
- mit zumindest einem Schmelzeeinlass (14) für die Zuführung einer Polymerschmelze, mit einer Düsenplatte (32), die eine Mehrzahl von Kapillardurchlässen (34) zum Extrudieren von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze aufweist, und
- mit einer Verteileinrichtung (30) zur Verteilung eines über den Schmelzeeinlass (14) zugeführten Schmelzestroms auf Kapillardurchlässe (34) der Düsenplatte (32),
- wobei die Verteileinrichtung (30) einlagig oder mehrlagig ausgebildet ist und eine Kanalstruktur (36) aufweist, in der eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses (14) mit zumindest einem der Kapillardurchlässe (34) der Düsenplatte (32) unterbrochen ist und/oder bedarfsweise unterbrochen werden kann. Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenplatte (32) eine feste Anzahl von Kapillardurchlässen (34) aufweist und dass die Anzahl der Fluidverbindungen des Schmelzeeinlasses (14) mit der Mehrzahl von Kapillardurchlässen (34) über die Kanalstruktur (36) der Verteileinrichtung (30) veränderbar ist. Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Austausch und/oder Ergänzung und/oder Entfernung von mindestens einer Lage der Verteileinrichtung (30) die Kanalstruktur (36) derart veränderbar ist, dass die Fluidverbindung des
Schmelzeeinlasses (14) mit einzelnen Kapillardurchlässen (34) und/oder ganzer Reihen von Kapillardurchlässen (34) hergestellt und/oder unterbrochen wird.
4. Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrlagige Ausbildung der Verteileinrichtung (30) durch mehrere druckdicht aufeinanderliegende Verteilplatten (38) erzeugt ist und/oder dass zwischen wenigstens zwei zueinander angrenzenden Verteilplatten (38) eine metallische Dichtung ausgebildet ist und/oder dass die Verteileinrichtung (30) mehrere modular zusammengesetzte und/oder austauschbar angeordnete Verteilplatten (38) aufweist.
5. Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Verteilplatten (38) der Verteileinrichtung (30) eine Vielzahl von Durchlässen (68) und/oder Nuten (70) zur Ausbildung der Kanalstruktur (36) für einen Schmelzestrom aufweist und/oder dass ein Durchlass (68) und/oder eine Nut (70) einer Verteilplatte (38) in einer Nut (70) und/oder einem Durchlass (68) einer angrenzenden Verteilplatte (38) mündet und/oder dass eine Nut (70) einer Verteilplatte (38) zur Schmelzeverteilung auf wenigstens zwei Durchlässe (68) derselben und/oder einer angrenzend angeordneten Verteilplatte (38) ausgebildet ist.
6. Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterbrechung einer Fluidverbindung mit zumindest einem der Kapillardurchlässe (34) zumindest ein Durchlass (68) einer Verteilplatte (38) und/oder ein Kapillardurchlass (34) durch die Oberfläche einer angrenzend angeordneten Verteilplatte (38) verschlossen und/oder metallisch abgedichtet ist und/oder bedarfsweise verschlossen und/oder metallisch abgedichtet werden kann. Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kanalstruktur (36) eine Fluidverbindung des Schmelzeeinlasses (14) mit einer Mehrzahl der Kapillardurchlässe (34), insbesondere mit einer durchgehenden und/oder vollständigen Reihe von Kapillardurchlässen (34) und/oder mit einer regelmäßigen Anordnung von Kapillardurchlässen (34) und/oder mit einer Teilmenge einer Reihe von Kapillardurchlässen (34), unterbrochen ist und/oder bedarfsweise unterbrochen werden kann. Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung (30) austauschbar angeordnet und/oder in ihrer Konfiguration der Kanalstruktur (36) veränderbar ist, insbesondere durch Austausch und/oder Ergänzung einzelner oder mehrerer Verteilplatten (38), und/oder dass die Anzahl und/oder Anordnung von Durchlässen (68) und/oder Nuten (70) und/oder der Verlauf von Nuten (70) innerhalb der Kanalstruktur durch Austausch einzelner oder mehrerer Verteilplatten (38) veränderbar ist. Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Prozesslufteinlass (16) für die Zuführung von Prozessluft vorgesehen ist und/oder dass der Prozesslufteinlass (16) über die Verteileinrichtung (30) in Fluidverbindung mit der Düsenplatte (32) steht und/oder wobei ein Prozessluftdurchlass (40) in der Verteileinrichtung (30) gesondert von der Kanalstruktur (36) und/oder außerhalb der Kanalstruktur (36) ausgebildet ist und/oder in einem Randbereich der Verteileinrichtung (30) angeordnet ist und/oder dass die Anzahl von Prozessluftdurchlässen (40) in der Verteileinrichtung (30) geringer ist, insbesondere um mindestens 50% oder um mindestens 75% geringer ist, als die Anzahl der für einen Schmelzestrom vorgesehenen Fluidauslässe der Kanalstruktur (36). Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillardurchlässe (34) in Röhrchen (46) der Düsenplatte (32) vorgesehen sind und/oder dass die Düsenplatte (32) eine Vielzahl von Röhrchen (46) aufweist, in denen jeweils einer der Kapillardurchlässe (34) ausgebildet ist, und/oder dass die Düsenplatte (32) zumindest eine Luftdurchlassöffnung (50) aufweist, insbesondere für die Fluidverbindung mit zumindest einem Prozessluftdurchlass (40) der Verteileinrichtung (30) und/oder mit dem Prozesslufteinlass (16), wobei eine Luftdurchlassöffnung (50) in der Düsenplatte (32) gesondert von den Kapillardurchlässen (34) und/oder außerhalb der Kapillardurchlässe (34) ausgebildet ist und/oder in einem Randbereich der Düsenvorrichtung (32) angeordnet ist und/oder dass die Anzahl von Luftdurchlassöffnungen (50) in der Düsenplatte (32) geringer ist, insbesondere um mindestens 50% oder um mindestens 75% geringer ist, als die Anzahl der Kapillardurchlässe (34). Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Extrusionsplatte (52), die eine Vielzahl von Extrusionsdurchlässen (64) zum Ausblasen der Faserstränge aufweist, wobei die Extrusionsplatte (52) bevorzugt angrenzend zur Düsenplatte (32) mit einer von den Kapillardurchlässen (34) und/oder Röhrchen (46) durchdrungenen Luftverteilkammer (58) druckdicht anliegt und/oder wobei eine Luftdurchlassöffnung (50) der Düsenplatte (32) in eine Luftverteilkammer (58) zwischen Düsenplatte (32) und Extrusionsplatte (52) mündet. Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsdurchlässe (64) in Fluidverbindung mit der Luftverteilkammer (58) stehen und/oder dass die Kapillardurchlässe (34) und/oder Röhrchen (46) der Düsenplatte (32) die Extrusionsdurchlässe (64) der Extrusionsplatte (52) durchdringen, insbesondere mit einem Ringspalt (66) zwischen dem jeweiligen Extrusionsdurchlass (64) und dem jeweiligen Röhrchen (46), und/oder dass die Anzahl von Extrusionsdurchlässen (64) der Extrusionsplatte (52) größer ist als die Anzahl von Kapillardurchlässen (34) und/oder Röhrchen (46) der Düsenplatte (32). Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzeeinlass (14) und/oder der Prozesslufteinlass (16) in einer Einlassplatte (12) ausgebildet ist und/oder dass zwischen der Einlassplatte (12) und der Verteileinrichtung (30) eine Zwischenplatte (24) mit wenigstens einem Schmelzezulaufkanal (26) und/oder einer an die Verteileinrichtung (30) angrenzenden Schmelzeverteilkammer (27) und/oder mit wenigstens einem Prozessluftdurchlass (28) vorgesehen ist. Schmelzblasvorrichtung, insbesondere zur Herstellung einer Stoffbahn aus faserförmigem Polymermaterial, mit einer Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche. Modulsystem für eine Schmelzblasdüsenvorrichtung (10), insbesondere für eine Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und/oder für eine Schmelzblasvorrichtung (10) nach Anspruch 14, mit einer Mehrzahl von Verteilplatten (38), die zur Erzeugung einer mehrlagigen Verteileinrichtung (30) für die Verteilung eines Schmelzestroms modular zusammensetzbar sind, wobei jede der Verteilplatten (38) eine Vielzahl von Durchlässen (68) und/oder Nuten (70) zur Ausbildung einer Kanalstruktur (36) für einen Schmelzestrom aufweist, wobei wenigstens eine der Verteilplatten (38) als Austausch- und/oder Zusatzplatte ausgebildet ist und wobei durch Austausch mindestens einer Verteilplatte (38) durch eine Austauschplatte und/oder durch Hinzufügung mindestens einer Zusatzplatte und/oder Entfernung einer Verteilplatte (38) die Verteilung eines Schmelzestroms innerhalb der Kanalstruktur (36) einer zusammengesetzten Verteileinrichtung (30) veränderbar ist. Modulsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch Austausch und/oder Ergänzung und/oder Entfernung von mindestens einer durch eine Verteilplatte (38) ausgebildete Lage der Kanalstruktur (36) derart veränderbar ist, dass in Einbaustellung der Verteileinrichtung (30) die
Fluidverbindung eines Schmelzeeinlasses (14) mit einzelnen und/oder ganzer Reihen von Kapillardurchlässen (34) einer Düsenplatte (32) hergestellt und/oder unterbrochen wird.
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