WO2023161115A1 - Air barrier for a meltblow die apparatus for producing a plurality of fiber strands from a polymer melt - Google Patents

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WO2023161115A1
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barrier
layer
air
capillary tube
barrier layer
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Sven Hauschildt
Günter SCHÜTT
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Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
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    • 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

  • Air barrier for a meltblowing die apparatus for producing a multiplicity of fibrous strands from a polymer melt
  • the present invention relates to an air barrier for smoothing process air flow to extrusion passages and for containing capillary tubes of a meltblowing die apparatus. Furthermore, the invention relates to an extrusion arrangement equipped with such an air barrier for a melt-blowing die device. Finally, the present invention also relates to a melt blowing die device for producing a multiplicity of fiber strands from a polymer melt with such an extrusion arrangement.
  • 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 2015/0322592 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.
  • the object of the invention was to specify an air barrier with improved mountability in a meltblowing die assembly. Likewise, the task was to specify an extrusion arrangement with such an air barrier. Finally, the task was also to specify a melt blowing die device with such an extrusion arrangement.
  • An air barrier according to the invention for equalizing a process air flow to extrusion passages and for accommodating capillary tubes of a meltblowing die device is equipped with at least one support layer and with at least one barrier layer supported by the support layer.
  • the support layer and the barrier layer have capillary tube receiving openings of different sizes for receiving capillary tubes and/or blocking pins of a nozzle plate.
  • capillary tube receiving openings of different sizes in the support layer and the barrier layer of the air barrier By providing capillary tube receiving openings of different sizes in the support layer and the barrier layer of the air barrier, contact of the respective layer with the capillary tube can be avoided or at least reduced in the areas with larger capillary tube receiving openings. In other words, the areas with larger capillary tube receiving openings are less likely to fail upon assembly of the air barrier a nozzle plate, damage to the capillary tubes or locking pins occurs. Thus, the mountability of the air barrier is improved.
  • At least one capillary tube receiving opening of the support layer can have a larger dimension than one of the capillary tube receiving openings of the barrier layer.
  • the barrier layer can be designed to limit the process air more than the support layer.
  • the dimension of the capillary tube receiving openings in the barrier layer can thus be such that a gap between the capillary tube receiving opening and a capillary tube received therein or a blocking pin received therein is smaller than a gap correspondingly between the latter components and the capillary tube receiving openings of the support layer is formed.
  • the capillary tube receiving openings in the barrier layer can be cylindrical and have a constant cross section.
  • the barrier layer can be thinner than the support layer. If the barrier layer is thinner than the support layer, the capillary tube receiving openings in the barrier layer can be made smaller in size without increasing the likelihood of damage to capillary tubes or blocking pins during assembly of the barrier layer or an air barrier formed from at least one barrier layer and one support layer .
  • the support layer and the barrier layer may have process air through-openings, which together flow passages for form a process air, with the dimensions of a process air through-opening in the support layer preferably being essentially identical to the dimensions of a corresponding process air through-opening in the barrier layer.
  • process air can be routed through the support layer and the barrier layer in a simple manner, it being advantageous to provide identical dimensions in order to obtain a flow through the air barrier which is as uniform as possible.
  • the flow passages can each have a constant cross section. In this way, the process air flow is further improved.
  • the flow passages can be arranged in a regular pattern.
  • the flow passages can be arranged in a similar pattern to the capillary tube-receiving openings, but offset from them.
  • At least one flow passage preferably each flow passage, can be arranged on an imaginary straight line which runs through the centers of at least two capillary tube receiving openings, for example on an imaginary diagonal of four capillary tube receiving openings arranged in a square.
  • a square arrangement of receiving openings can be understood here to mean that the respective receiving openings are arranged at the corner points of an imaginary square.
  • the capillary tube receiving openings of the support layer can be coaxial with the corresponding capillary lar tube receiving openings of the barrier layer can be arranged and/or the process air passage openings of the support layer can be arranged coaxially to the respectively corresponding process air passage openings of the barrier layer. This results in particularly favorable assembly properties and also flow properties for process air through the process air passage openings.
  • the at least one support layer and the at least one barrier layer can form a multi-layer and/or stacked structure and/or a plurality of support layers and/or a plurality of barrier layers can be provided. A particularly stable and at the same time easy to assemble overall structure can be ensured in this way.
  • the at least one barrier layer or a plurality of barrier layers can be bordered by two support layers. In this way, a particularly reliable air barrier with excellent sealing properties is obtained, which is easy to mount on a nozzle plate.
  • At least one support layer can be formed in one piece and/or at least one barrier layer can be formed in multiple parts, in particular by at least two layer segments that are adjacent in the plane of extension of the barrier layer.
  • the segments can be advantageous to make the segments smaller, the tighter the barrier layer is on the capillary tubes.
  • the support layer is longer, in particular unsegmented.
  • barrier layers that are adjacent in the direction of flow or stacking direction can be formed in multiple parts, each with two or more layer segments.
  • the ability to mount the barrier layers on the capillary tubes and blocking pins can be further improved by segmenting adjacent barrier layers.
  • each barrier layer can have at least two layer segments with different dimensions. At least two layer segments can in particular have different lengths. At least two layer segments of a barrier layer can be configured identically to two layer segments of an adjacent barrier layer, with the sequence of the identical layer segments in the adjacent barrier layers preferably being reversed.
  • Manufacturing costs are reduced by using identical layer segments in different barrier layers.
  • layer segments of different lengths arrangements can be created in which the layer segments of adjacent barrier layers are offset from one another. In this way it is avoided that a gap between adjacent layer segments extends over several barrier layers or the number of such gaps arranged one above the other is at least reduced. It can thus be prevented that process air can flow through the gap between two layer segments. Additional seals can therefore be dispensed with completely or their number can at least be reduced. In this way, in the case of an at least partially segmented design, flat gaskets, for example made of graphite, can be dispensed with. The risk of the process air being contaminated by such seals is thus reduced.
  • two barrier layers that are adjacent in a flow or stacking direction can have layer segment joints that are offset relative to one another.
  • the adjacent barrier layers can be divided asymmetrically and an air flow through the gap between two layer segments can be prevented or at least reduced by an overlapping arrangement of the layer segments of two adjacent barrier layers. In this way it can be prevented that process air can flow through the gap between two layer segments. Additional seals can therefore be completely dispensed with.
  • the layer segment joints can be designed to interlock.
  • the layer segments can have mutually corresponding edge sections, in particular edge contours, which enable essentially continuous contact of the edge sections, in particular linear contact.
  • the edge sections can have teeth, in particular with rounded teeth. In this way, a gap between the ply segments and leakage of air can be minimized or eliminated entirely.
  • Edge sections that correspond to one another can also contribute to ensuring correct assembly.
  • the corresponding edge sections can provide a type of coding that only allows a specific combination of the layer segments. In this way, it can be ensured that the layer segments are only arranged in the correct orientation and not the wrong way round.
  • the at least one support layer can be made from sheet metal.
  • the at least one barrier layer can be made from a foil, for example a metal foil, in particular a metal foil with a thickness of 0.1 to 0.3 mm.
  • a foil for example a metal foil, in particular a metal foil with a thickness of 0.1 to 0.3 mm.
  • the at least one barrier layer can be flexible, in particular limp or dimensionally unstable.
  • the at least one support layer can be rigid and/or dimensionally stable.
  • the thickness of the barrier layer can be less than 30%, less than 20%, preferably less than 10% than the thickness of the support layer.
  • an arrangement can be created in which, due to the material and structural properties of the sealing barrier layer, damage to the capillary tubes during assembly or disassembly can be reduced or completely prevented.
  • a barrier layer can deform locally when it comes into contact with a capillary tube, thereby avoiding damage to the capillary tube.
  • the rigid support layer whose dimensionally stable material and/or whose dimensionally stable structure could more easily damage a capillary tube, can be provided with larger capillary tube receiving openings, for example, when using such a barrier layer, in order to avoid contact between the support layer and the capillary tube.
  • a further aspect of the present invention relates to an extrusion arrangement for a meltblowing die apparatus comprising an air plate with a plurality of extrusion passages for blowing out fiber strands and an air barrier provided upstream of the air plate, as described above, an intermediate air chamber being formed between the air plate and the air barrier .
  • each extrusion passage can be designed to accommodate a capillary tube or a blocking pin of a nozzle plate, forming an air gap, in particular an annular gap.
  • the extrusion passages of the air panel may be in fluid communication with flow passages of the air barrier. In this way, process air can be supplied to the extrusion passages.
  • a further aspect of the present invention relates to a meltblowing die device for the production of a multiplicity of fiber strands from a polymer melt, with a die plate which has a multiplicity of capillary tubes, in each of which a capillary passage for extruding a fiber strand from a polymer melt is provided. is formed with an extrusion arrangement described above and with a process air inlet for the supply of process air to the extrusion arrangement, wherein the process air inlet is in fluid communication with the extrusion passages via the air barrier.
  • An arrangement can advantageously be created with the above configurations in which the inner air plate is replaced by an air barrier consisting of a sandwich of support layers, for example support plates, and barrier layers, in particular in the form of metal foils.
  • a sandwich can have two support layers and two barrier layers accommodated between these support layers.
  • the support layers can be formed in one piece and have capillary tube receiving openings, for example bores, which are significantly larger than the outer diameter of a capillary tube.
  • these capillary tube receiving openings can have a greater oversize, for example greater than 0.01 mm, in relation to the outer diameter of a capillary tube than capillary tube receiving openings in a barrier layer, which can have an oversize of 0.01 mm.
  • An air boundary or seal against the capillary tubes is formed by the barrier layers, for example metal foils, preferably with a thickness of 0.1 to 0.3 mm.
  • FIG. 1 is a sectional view of a meltblown die apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of an air barrier according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion of the arrangement shown in FIG.
  • 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 . In this case, the melt inlet 14 of the inlet plate 12 can open 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 region, into which the melt flow channel 22 of the perforated plate 18 opens.
  • the melt feed channel 26 leads to a melt distribution chamber, not shown in detail.
  • the baffle plate 24 may be provided with air inlet ducts 28 that are in fluid communication with the air inlet ducts 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 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.
  • the melt inlet 14 is in fluid communication with all of the capillary passages 34 .
  • the configuration can be designed in such a way that the fluid connection is interrupted as required.
  • the distribution device 30 can be provided with process air passages, not shown in detail, which are in fluid connection with the air inlet channels 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.
  • 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 capillary tube 46 can be held in each of the fitting bores 42 , with each capillary tube 46 forming a capillary passage 34 .
  • the open capillary tubes 46 with the capillary passages 34 are assigned to the distribution device 30 in such a way that each capillary tube 46 or each Capillary passage 34, a polymer melt can be fed. Accordingly, the capillary passages 34 are fluidically connected to the melt inlet 14 via the distribution device 30 .
  • a blocking pin 48 can be arranged in at least some of the fitting bores 42 . In contrast to a capillary 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 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 designed in several parts.
  • the extrusion plate 52 may include an air plate 56, which due to its position may also be referred to as an outer air plate, and an air barrier 80.
  • An air distribution chamber 58 is formed between the nozzle plate 32 and the air barrier 80 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 air barrier 80 and the air plate 56 .
  • the intermediate air chamber 60 can be in fluid communication with the air distribution chamber 58, in particular via air passages in the air barrier 80, which are not shown in detail in FIG process air is limited.
  • the extrusion passages 64 are formed in the air plate 56 in a corresponding pattern arrangement as the capillary tube 46 and blocking pin 48 arrangement in the die plate 32.
  • each of the extrusion passages 64 is penetrated by a capillary tube 46 and a blocking pin 48, respectively.
  • the capillary tubes 46 and blocking pins 48 extend through the air distribution chamber 58, through openings in the air barrier 80, through the air plenum 60 and through the extrusion passages 64 of the air plate 56.
  • an air gap 66 is formed between the capillary 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 capillary tubes 46 and result in a meltblown stream for extruding the respective polymer fibers.
  • capillary tubes 46 and two blocking pins 48 are shown side by side only as an example.
  • a multiplicity of capillary tubes 46 are held in a cross-machine direction CD running transversely to the plane of the drawing (see FIG. 2), which capillary tubes can extend over a working width of, for example, more than 2 m in length.
  • FIG. 1 Also shown in FIG. 1 is a partial view of meltblown die apparatus 10 according to one embodiment.
  • the partial view shows a portion of the extrusion plate 52 in an enlarged scale, more specifically a partial cross-sectional view through the meltblowing die assembly 10 in which a capillary tube 46 and a locking pin 48 are provided.
  • the enlarged view not only shows the arrangement already described in more detail, but also shows features of the air barrier 80. Additional features of the air barrier 80 can be seen in FIGS.
  • Fig. 2 shows an exploded perspective view of the air barrier 80 in combination with the nozzle plate 32.
  • FIG. 3 shows an enlarged view of a portion of the arrangement shown in FIG.
  • the air barrier 80 is formed from a sandwich of two support layers 90, 100 and two barrier layers 110, 120, which are received between the support layers 90, 100.
  • the upper support layer 90 delimits the air distribution chamber 58 and the lower support layer 100 delimits the intermediate air chamber 60.
  • the basic structure of the air barrier 80 can be seen from the enlarged partial area shown in FIG.
  • the barrier layers 110,120 have capillary tube receiving openings 112,122.
  • the support sheets 90,100 have capillary tube receiving openings 92,102 thereon.
  • the capillary tube receiving openings 92, 102, 112, 122 of the respective layers are arranged coaxially with the respective corresponding capillary tube receiving openings 92, 102, 112, 122 of respectively adjacent layers.
  • the diameters of the capillary tube receiving openings 92, 102 are formed larger than the capillary tube receiving openings 112, 122 of the barrier layers 110, 120.
  • the capillary tube receiving openings 112, 122 of the barrier layers 110, 120 are only slightly oversized with respect to capillary tubes 46 or locking pins 48.
  • the outer diameter of the capillary tubes 46 and blocking pins 48 is therefore only slightly smaller than the inner diameter of the capillary tube receiving openings 112, 122.
  • the barrier layers 110, 120 are therefore provided on the capillary tubes 46 and blocking pins 48 in a sealing or strongly process-air-limiting manner.
  • the clearance remaining between the capillary tube receiving openings 112, 122 of the barrier layers 110, 120 and the capillary tubes 46 or blocking pins 48 is so small that essentially no process air can flow along the capillary tubes 46 or blocking pins 48 through the barrier layers 110, 120.
  • the capillary tube receiving openings 92, 102 of the support layers 90, 100 are designed with a larger diameter and therefore not or hardly sealingly against the capillary tubes 46 or against the blocking pins 48. This simplifies assembly and disassembly and protects the capillary tubes 46 and locking pins 48 from damage.
  • the barrier layers 110, 120 are designed as metal foils.
  • the support layers 90, 100 are made of sheet metal and are dimensionally stable or more dimensionally stable than the barrier layer 110, 120.
  • the support layers 90, 100 and the barrier layers 110, 120 have process air passage openings 104, 114, 124, which together form flow passages for a process air.
  • the dimensions of the process air passage openings 104 in the support layers 90, 100 are essentially identical to the dimensions of a corresponding process air passage opening 114, 124 in the barrier layers 110, 120.
  • Flow passages for the process air with constant cross sections are thus created in each case.
  • the flow passages are arranged in a regular pattern as can be seen in FIG.
  • the capillary tube receiving ports 92, 102, 112, 122 are arranged in a square pattern of equal squares.
  • the capillary tube receiving openings 92, 102, 112, 122 are arranged at corner points of imaginary squares of identical dimensions.
  • the flow passages are also arranged in a square pattern of squares of equal size.
  • the flow passages are arranged at corner points of imaginary squares of identical dimensions.
  • the capillary tube receiving openings 92, 102, 112, 122 are each equidistant from four adjacent flow passages, thus each in the center of a square formed from four flow passages or process air passage openings 114, 124. Each capillary tube receiving opening 92, 102, 112, 122 is thus surrounded by four flow passages or process air passage openings.
  • the support layers 90, 100 can be formed in one piece, as shown in FIG.
  • the barrier layers 110, 120 can be constructed in several parts.
  • each barrier layer 110, 120 is formed from three layer segments 130, 132 of different lengths in the cross-machine direction CD, the three layer segments 130 of the barrier layer 110 being identical to the three layer segments 132 of the barrier layer 120.
  • the arrangement sequence of the three layer segments is inverted in the adjacent barrier layers 110, 120. In this way, the layer segments of the adjacent barrier layers 110, 120 are arranged offset from one another, as a result of which layer segment joints of the individual barrier layers are also arranged offset from one another. In this way, the sealing effect of the barrier layers 110, 120 is improved.
  • the layer segment joints can be designed to interlock.
  • the layer segments 130, 132 can have mutually corresponding edge sections 118, 128, which enable a substantially continuous contact of the edge sections. It is conceivable in particular re a line contact.
  • the edge sections 118, 128 can have teeth, which are preferably formed with rounded teeth.

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Abstract

The invention relates to an air barrier for equalizing a flow of process air to extrusion passages and for receiving capillary tubes of a meltblow die apparatus, having at least one support layer and having at least one barrier layer supported by the support layer. The support layer and the barrier layer have capillary tube receiving openings of different sizes for receiving capillary tubes and/or blocking pins of a nozzle plate.

Description

Luftbarriere für eine Schmelzblasdüsenvorrichtung zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze Air barrier for a meltblowing die apparatus for producing a multiplicity of fibrous strands from a polymer melt
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftbarriere zur Vergleichmäßigung einer Prozessluftströmung zu Extrusionsdurchlässen und zur Aufnahme von Kapillarröhrchen einer Schmelzblasdüsenvorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine mit einer solchen Luftbarriere ausgestattete Extrusionsanordnung für eine Schmelzblasdüsenvorrichtung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Schmelzblasdüsenvorrichtung zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze mit einer solchen Extrusionsanordnung. The present invention relates to an air barrier for smoothing process air flow to extrusion passages and for containing capillary tubes of a meltblowing die apparatus. Furthermore, the invention relates to an extrusion arrangement equipped with such an air barrier for a melt-blowing die device. Finally, the present invention also relates to a melt blowing die device for producing a multiplicity of fiber strands from a polymer melt with such an extrusion arrangement.
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 2015/0322592 Al oder der Druckschrift DE 10 2020 001 132 Al 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. In melt-blowing die devices, 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 2015/0322592 A1 or the publication DE 10 2020 001 132 A1. For this purpose, 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. On the opposite underside 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. For example, up to 10,000 tubes are attached to a nozzle plate.
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 und einer inneren Luftplatte auf die freien Enden der Röhrchen gesteckt werden muss. Der Austausch der Düsenplatte, der Extrusionsplatte oder einer inneren Luftplatte ist sehr kosten- und materialintensiv. Zudem führt die Demontage der inneren Luftplatte häufig zu Beschädigungen an den Röhrchen. Wird nur ein Röhrchen beschädigt, muss die Düsenplatte kostspielig instandgesetzt werden. However, the production of such a nozzle plate is associated with a great deal of effort and relatively high costs, in particular because of the small tubes attached to it. In addition, the assembly of such a melt blowing die device with a large number of tubes is complex, since the extrusion plate with the numerous extrusion passages and an inner air plate has to be plugged onto the free ends of the tubes. The replacement of the nozzle plate, the extrusion plate or a inner air plate is very expensive and material intensive. In addition, dismantling the inner air plate often leads to damage to the tubes. If only one tube is damaged, the nozzle plate must be repaired at great expense.
Vor dem oben dargelegten Hintergrund bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine Luftbarriere mit verbesserter Montierbarkeit in einer Schmelzblasdüsenanordnung anzugeben. Ebenso bestand die Aufgabe darin, eine Extrusionsanordnung mit einer solchen Luftbarriere anzugeben. Schließlich bestand die Aufgabe auch darin, eine Schmelzblasdüsenvorrichtung mit einer solchen Extrusionsanordnung anzugeben. Against the background set out above, the object of the invention was to specify an air barrier with improved mountability in a meltblowing die assembly. Likewise, the task was to specify an extrusion arrangement with such an air barrier. Finally, the task was also to specify a melt blowing die device with such an extrusion arrangement.
In Bezug auf die Luftbarriere ist diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst worden. Eine erfindungsgemäße Extrusionsanordnung ist in Anspruch 14 und eine Schmelzblasdüsenvorrichtung ist in Anspruch 15 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegebenen und werden nachfolgend erläutert. With regard to the air barrier, this object has been solved by the subject-matter of claim 1. An extrusion assembly according to the invention is set out in claim 14 and a meltblown die apparatus is set out in claim 15. Advantageous configurations are specified in the dependent claims and are explained below.
Eine erfindungsgemäße Luftbarriere zur Vergleichmäßigung einer Prozessluftströmung zu Extrusionsdurchlässen und zur Aufnahme von Kapillarröhrchen einer Schmelzblasdüsenvorrichtung ist mit zumindest einer Stützlage und mit zumindest einer von der Stützlage gestützten Barrierelage ausgestattet. Erfindungsgemäß weisen die Stützlage und die Barrierelage dabei unterschiedlich große Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen zum Aufnehmen von Kapillarröhrchen und/oder Blockierstiften einer Düsenplatte auf. An air barrier according to the invention for equalizing a process air flow to extrusion passages and for accommodating capillary tubes of a meltblowing die device is equipped with at least one support layer and with at least one barrier layer supported by the support layer. According to the invention, the support layer and the barrier layer have capillary tube receiving openings of different sizes for receiving capillary tubes and/or blocking pins of a nozzle plate.
Durch das Vorsehen unterschiedlich großer Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen in der Stützlage und der Barrierelage der Luftbarriere kann jeweils in den Bereichen mit größeren Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen ein Kontakt der jeweiligen Lage mit den Kapillarröhrchen vermieden beziehungsweise zumindest reduziert werden. Mit anderen Worten ist es in den Bereichen mit größeren Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen unwahrscheinlicher, dass bei einer Montage der Luftbarriere an einer Düsenplatte eine Beschädigung der Kapillarröhrchen oder Blockierstifte erfolgt. Somit wird die Montierbarkeit der Luftbarriere verbessert. By providing capillary tube receiving openings of different sizes in the support layer and the barrier layer of the air barrier, contact of the respective layer with the capillary tube can be avoided or at least reduced in the areas with larger capillary tube receiving openings. In other words, the areas with larger capillary tube receiving openings are less likely to fail upon assembly of the air barrier a nozzle plate, damage to the capillary tubes or locking pins occurs. Thus, the mountability of the air barrier is improved.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann zumindest eine Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnung der Stützlage eine größere Abmessung aufweisen als eine der Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen der Barrierelage. Indem zumindest eine in der Stützlage vorgesehenen Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnung größer ausgebildet wird, wird mehr Raum für die Aufnahme eines Kapillarröhrchens in der Stützlage geschaffen. Dadurch wird vermieden, dass bei der Montage einer die Stützfunktion innehabenden Struktur ein Kapillarröhrchen oder einen Blockierstift beschädigt wird. According to a further preferred embodiment, at least one capillary tube receiving opening of the support layer can have a larger dimension than one of the capillary tube receiving openings of the barrier layer. By making at least one capillary tube receiving opening provided in the backing sheet larger, more space is provided in the backing sheet for receiving a capillary tube. This avoids damaging a capillary tube or locking pin when assembling a structure that performs the support function.
Durch die Abmessungen der Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen kann die Barrierelage stärker prozessluftbegrenzend ausgebildet sein als die Stützlage. Die Abmessung der Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen in der Barrierelage kann somit dergestalt sein, dass ein Zwischenraum zwischen der Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnung und einem darin aufgenommenen Kapillarröhrchen oder einem darin aufgenommenen Blockierstift kleiner als ein Zwischenraum ist, der entsprechend zwischen den letztgenannten Bauteilen und den Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen der Stützlage ausgebildet wird. Die Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen in der Barrierelage können dabei zylindrisch ausgebildet sein und einen konstanten Querschnitt aufweisen. Due to the dimensions of the capillary tube receiving openings, the barrier layer can be designed to limit the process air more than the support layer. The dimension of the capillary tube receiving openings in the barrier layer can thus be such that a gap between the capillary tube receiving opening and a capillary tube received therein or a blocking pin received therein is smaller than a gap correspondingly between the latter components and the capillary tube receiving openings of the support layer is formed. The capillary tube receiving openings in the barrier layer can be cylindrical and have a constant cross section.
Die Barrierelage kann dünner als die Stützlage ausgebildet sein. Ist die Barrierelage dünner als die Stützlage ausgebildet, können die Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen in der Barrierelage mit kleinerer Abmessung ausgebildet werden, ohne die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung von Kapillarröhrchen oder Blockierstiften bei der Montage der Barrierelage beziehungsweise einer aus zumindest einer Barrierelage und einer Stützlage gebildeten Luftbarriere zu erhöhen. The barrier layer can be thinner than the support layer. If the barrier layer is thinner than the support layer, the capillary tube receiving openings in the barrier layer can be made smaller in size without increasing the likelihood of damage to capillary tubes or blocking pins during assembly of the barrier layer or an air barrier formed from at least one barrier layer and one support layer .
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann die Stützlage und die Barrierelage Prozessluft-Durchgangsöffnungen aufweisen, die gemeinsam Strömungsdurchgänge für eine Prozessluft bilden, wobei bevorzugt die Abmessung einer Prozessluft- Durchgangsöffnung der Stützlage im Wesentlichen identisch zu der Abmessung einer korrespondierenden Prozessluft-Durchgangsöffnung der Barrierelage ist. Auf diese Weise kann eine Ausgestaltung geschaffen werden, bei der die Prozessluft auf einfache Weise durch die Stützlage und die Barrierelage geführt werden kann, wobei es vorteilhaft sein kann, identische Abmessungen vorzusehen, um eine möglichst gleichmäßige Strömung durch die Luftbarriere zu erhalten. According to a further preferred embodiment, the support layer and the barrier layer may have process air through-openings, which together flow passages for form a process air, with the dimensions of a process air through-opening in the support layer preferably being essentially identical to the dimensions of a corresponding process air through-opening in the barrier layer. In this way, an embodiment can be created in which the process air can be routed through the support layer and the barrier layer in a simple manner, it being advantageous to provide identical dimensions in order to obtain a flow through the air barrier which is as uniform as possible.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung können die Strömungsdurchgänge jeweils einen konstanten Querschnitt aufweisen. Auf diese Weise wird die Prozessluftströmung weiter verbessert. According to a further preferred embodiment, the flow passages can each have a constant cross section. In this way, the process air flow is further improved.
Die Strömungsdurchgänge können in einem regelmäßigen Muster angeordnet sein. Beispielsweise können die Strömungsdurchgänge in einem ähnlichen Muster wie die Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen, jedoch versetzt zu diesen angeordnet sein. The flow passages can be arranged in a regular pattern. For example, the flow passages can be arranged in a similar pattern to the capillary tube-receiving openings, but offset from them.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann zumindest ein Strömungsdurchgang, vorzugsweise jeder Strömungsdurchgang, auf einer gedachten Geraden angeordnet sein, welche durch Mittelpunkte von zumindest zwei Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen verläuft, beispielsweise auf einer gedachten Diagonalen von vier quadratisch angeordneten Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen. Unter quadratischer Anordnung von Aufnahmeöffnungen kann hier verstanden werden, dass die jeweiligen Aufnahmeöffnungen an den Eckpunkten eines gedachten Quadrates angeordnet sind. Eine solche Anordnung vereinfacht einerseits die Herstellung der Barrierelage und der Stützlage und schafft andererseits ausreichend Abstand zwischen den Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen. Auf diese Weise kann eine Abdichtung zwischen den Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen und den Strömungsdurchgängen sichergestellt werden. According to a further preferred embodiment, at least one flow passage, preferably each flow passage, can be arranged on an imaginary straight line which runs through the centers of at least two capillary tube receiving openings, for example on an imaginary diagonal of four capillary tube receiving openings arranged in a square. A square arrangement of receiving openings can be understood here to mean that the respective receiving openings are arranged at the corner points of an imaginary square. Such an arrangement on the one hand simplifies the production of the barrier layer and the support layer and on the other hand creates sufficient spacing between the capillary tube receiving openings. In this way, a seal between the capillary tube receiving openings and the flow passages can be ensured.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung können die Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen der Stützlage koaxial zu den jeweils korrespondierenden Kapil- larröhrchen-Aufnahmeöffnungen der Barrierelage angeordnet sein und/oder können die Prozessluft-Durchgangsöffnungen der Stützlage koaxial zu den jeweils korrespondierenden Prozessluft-Durchgangsöffnungen der Barrierelage angeordnet sein. Hieraus ergeben sich besonders günstige Montageeigenschaften sowie auch Strömungseigenschaften für eine Prozessluft durch die Prozessluft-Durchgangsöffnungen. According to a further preferred embodiment, the capillary tube receiving openings of the support layer can be coaxial with the corresponding capillary lar tube receiving openings of the barrier layer can be arranged and/or the process air passage openings of the support layer can be arranged coaxially to the respectively corresponding process air passage openings of the barrier layer. This results in particularly favorable assembly properties and also flow properties for process air through the process air passage openings.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung können die zumindest eine Stützlage und die zumindest eine Barrierelage einen mehrlagigen und/oder übereinander gestapelten Aufbau bilden und/oder können eine Mehrzahl von Stützlagen und/oder eine Mehrzahl von Barrierelagen vorgesehen sein. Ein besonders stabiler und gleichzeitig einfach zu montierender Gesamtaufbau kann auf diese Weise sichergestellt werden. According to a further preferred embodiment, the at least one support layer and the at least one barrier layer can form a multi-layer and/or stacked structure and/or a plurality of support layers and/or a plurality of barrier layers can be provided. A particularly stable and at the same time easy to assemble overall structure can be ensured in this way.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann die zumindest eine Barrierelage oder eine Mehrzahl von Barrierelagen von zwei Stützlagen eingefasst sein. Auf diese Weise wird eine besonders zuverlässige Luftbarriere mit hervorragenden Dichteigenschaften erhalten, die einfach an einer Düsenplatte zu montieren ist. According to a further preferred embodiment, the at least one barrier layer or a plurality of barrier layers can be bordered by two support layers. In this way, a particularly reliable air barrier with excellent sealing properties is obtained, which is easy to mount on a nozzle plate.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann zumindest eine Stützlage einteilig ausgebildet sein und/oder zumindest eine Barrierelage mehrteilig ausgebildet sein, insbesondere durch zumindest zwei in Erstreckungsebene der Barrierelage benachbarte Lagensegmente. Durch mehrteilige Barrierelagen wird die Montierbarkeit der eng an den Kapillarröhrchen anzubringenden Barrierelagen weiter verbessert, da einzelne und kürzere Lagensegmente besser handhabbar als lange Segmente oder gar vollständig unsegmentierte Barrierelagen sind. Auf diese Weise können Beschädigungen an den Kapillarröhrchen und Blockierstiften mit weiter erhöhter Sicherheit vermieden werden. According to a further preferred embodiment, at least one support layer can be formed in one piece and/or at least one barrier layer can be formed in multiple parts, in particular by at least two layer segments that are adjacent in the plane of extension of the barrier layer. The ease of assembly of the barrier layers to be attached closely to the capillary tubes is further improved by multi-part barrier layers, since individual and shorter layer segments are easier to handle than long segments or even completely unsegmented barrier layers. In this way, damage to the capillary tubes and blocking pins can be avoided with further increased safety.
Beispielsweise kann es von Vorteil sein, die Segmente kleiner zu gestalten, je dichtender die Barrierelage an den Kapillarröhrchen ausgebildet ist. Gleichzeitig kann insbesondere dann, wenn die Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen in der Stützlage so aus- gebildet sind, dass die Kapillarröhrchen mit Spiel aufgenommen werden können, die Stützlage länger, insbesondere unsegmentiert ausgebildet werden. For example, it can be advantageous to make the segments smaller, the tighter the barrier layer is on the capillary tubes. At the same time, particularly when the capillary tube receiving openings in the support layer are designed in such a way are formed so that the capillary tubes can be accommodated with play, the support layer is longer, in particular unsegmented.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung können in Strömungsrichtung oder Stapelrichtung benachbarte Barrierelagen mehrteilig ausgebildet sein, jede mit zwei oder mehr Lagensegmenten. Durch die Segmentierung von benachbarten Barrierelagen kann die Montierbarkeit der Barrierelagen auf den Kapillarröhrchen und Blockierstiften weiter verbessert werden. According to a further preferred embodiment, barrier layers that are adjacent in the direction of flow or stacking direction can be formed in multiple parts, each with two or more layer segments. The ability to mount the barrier layers on the capillary tubes and blocking pins can be further improved by segmenting adjacent barrier layers.
In bevorzugter Anordnung kann jede Barrierelage zumindest zwei Lagensegmente mit unterschiedlichen Abmessungen aufweisen. Zumindest zwei Lagensegmente können dabei insbesondere unterschiedliche Längen aufweisen. Dabei können zumindest zwei Lagensegmente einer Barrierelage identisch zu zwei Lagensegmenten einer benachbarten Barrierelage ausgebildet sein, wobei bevorzugt die Reihenfolge der identischen Lagensegmente in den benachbarten Barrierelagen umgekehrt ist. In a preferred arrangement, each barrier layer can have at least two layer segments with different dimensions. At least two layer segments can in particular have different lengths. At least two layer segments of a barrier layer can be configured identically to two layer segments of an adjacent barrier layer, with the sequence of the identical layer segments in the adjacent barrier layers preferably being reversed.
Durch die Verwendung identischer Lagensegmente in unterschiedlichen Barrierelagen werden die Herstellungskosten reduziert. Gleichzeitig können durch die Verwendung unterschiedlich langer Lagensegmente Anordnungen geschaffen werden, bei denen die Lagensegmente benachbarter Barrierelagen versetzt zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise wird vermieden, dass sich ein Spalt zwischen angrenzenden Lagensegmenten sich über mehrere Barrierelagen erstreckt oder wird die Anzahl derartiger übereinander angeordneter Spalte zumindest reduziert. Somit kann verhindert werden, dass Prozessluft durch den Spalt zwischen zwei Lagensegmenten strömen kann. Auf zusätzliche Dichtungen kann daher vollständig verzichtet werden oder deren Anzahl zumindest reduziert werden. Auf diese Weise kann bei zumindest teilweise segmentierter Bauart auf Flachdichtungen, beispielsweise aus Graphit, verzichtet werden. Die Gefahr einer Verunreinigung der Prozessluft durch derartige Dichtungen wird somit reduziert. Damit einhergehend wird auch der Reinigungsaufwand zum Beseitigen etwaiger Verunreinigungen reduziert. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung können zwei in einer Strömungs- oder Stapelrichtung benachbarte Barrierelagen zueinander versetzte Lagensegmentstöße aufweisen. Mit anderen Worten können die benachbarten Barrierelagen asymmetrisch aufgeteilt sein und durch überlappende Anordnung der Lagensegmente von zwei benachbarten Barrierelagen kann eine Luftströmung durch den Spalt zwischen zwei Lagensegmenten verhindert oder zumindest reduziert werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Prozessluft durch den Spalt zwischen zwei Lagensegmenten strömen kann. Auf zusätzliche Dichtungen kann daher vollständig verzichtet werden. Manufacturing costs are reduced by using identical layer segments in different barrier layers. At the same time, by using layer segments of different lengths, arrangements can be created in which the layer segments of adjacent barrier layers are offset from one another. In this way it is avoided that a gap between adjacent layer segments extends over several barrier layers or the number of such gaps arranged one above the other is at least reduced. It can thus be prevented that process air can flow through the gap between two layer segments. Additional seals can therefore be dispensed with completely or their number can at least be reduced. In this way, in the case of an at least partially segmented design, flat gaskets, for example made of graphite, can be dispensed with. The risk of the process air being contaminated by such seals is thus reduced. As a result, the cleaning effort required to remove any contamination is also reduced. According to a further preferred embodiment, two barrier layers that are adjacent in a flow or stacking direction can have layer segment joints that are offset relative to one another. In other words, the adjacent barrier layers can be divided asymmetrically and an air flow through the gap between two layer segments can be prevented or at least reduced by an overlapping arrangement of the layer segments of two adjacent barrier layers. In this way it can be prevented that process air can flow through the gap between two layer segments. Additional seals can therefore be completely dispensed with.
Die Lagensegmentstöße können ineinandergreifend ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Lagensegmente zueinander korrespondierende Randabschnitte, insbesondere Randkonturen aufweisen, die einen im Wesentlichen durchgängigen Kontakt der Randabschnitte ermöglichen, insbesondere einen Linienkontakt. Ebenso können die Randabschnitte eine Verzahnung aufweisen, insbesondere mit abgerundeten Zähnen. Auf diese Weise kann ein Spalt zwischen den Lagensegmenten und ein Durchtritt von Luft minimiert oder vollständig beseitigt werden. Zueinander korrespondierende Randabschnitte können dabei auch dazu beitragen, eine korrekte Montage sicherzustellen. Insbesondere kann durch die korrespondierenden Randabschnitte eine Art Codierung vorgesehen sein, die nur eine bestimmte Kombination der Lagensegmente zulässt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Lagensegmente ausschließlich in korrekter Ausrichtung und nicht falsch herum aneinander angeordnet werden. The layer segment joints can be designed to interlock. Alternatively or additionally, the layer segments can have mutually corresponding edge sections, in particular edge contours, which enable essentially continuous contact of the edge sections, in particular linear contact. Likewise, the edge sections can have teeth, in particular with rounded teeth. In this way, a gap between the ply segments and leakage of air can be minimized or eliminated entirely. Edge sections that correspond to one another can also contribute to ensuring correct assembly. In particular, the corresponding edge sections can provide a type of coding that only allows a specific combination of the layer segments. In this way, it can be ensured that the layer segments are only arranged in the correct orientation and not the wrong way round.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann die zumindest eine Stützlage aus einem Blech hergestellt sein. Die zumindest eine Barrierelage kann aus einer Folie hergestellt sein, beispielsweise einer Metallfolie, insbesondere einer Metallfolie mit einer Dicke von 0,1 bis 0,3 mm. Durch die Verwendung einer derartigen Folie kann einerseits eine Abdichtung gegen die Kapillarröhrchen geschaffen werden und andererseits verhindert werden, dass bei Demontage der Folie ein Kapillarröhrchen beschädigt wird. Die zumindest eine Barrierelage kann flexibel, insbesondere biegeschlaff beziehungsweise forminstabil, sein. Die zumindest eine Stützlage kann starr und/oder formstabil sein. Die Dicke der Barrierelage kann weniger als 30%, weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10% betragen als die Dicke der Stützlage. Auf diese Weise kann eine Anordnung geschaffen werden, bei der aufgrund der Material- und Struktureigenschaft der dichtenden Barrierelage eine Beschädigung der Kapillarröhrchen bei deren Montage oder Demontage reduziert oder vollständig verhindert werden kann. Insbesondere kann sich eine solche Barrierelage bei einem Kontakt mit einem Kapillarröhrchen lokal Verformen, wodurch eine Beschädigung des Kapillarröhrchens vermieden wird. Die starre Stützlage, deren formstabiles Material und/oder deren formstabile Struktur ein Kapillarröhrchen leichter beschädigen könnte, kann bei Verwendung einer solchen Barrierelage beispielsweise mit größeren Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen versehen sein, um einen Kontakt zwischen Stützlage und Kapillarröhrchen zu vermeiden. According to a further preferred embodiment, the at least one support layer can be made from sheet metal. The at least one barrier layer can be made from a foil, for example a metal foil, in particular a metal foil with a thickness of 0.1 to 0.3 mm. By using such a foil, on the one hand a seal against the capillary tubes can be created and on the other hand a capillary tube can be prevented from being damaged when the foil is dismantled. The at least one barrier layer can be flexible, in particular limp or dimensionally unstable. The at least one support layer can be rigid and/or dimensionally stable. The thickness of the barrier layer can be less than 30%, less than 20%, preferably less than 10% than the thickness of the support layer. In this way, an arrangement can be created in which, due to the material and structural properties of the sealing barrier layer, damage to the capillary tubes during assembly or disassembly can be reduced or completely prevented. In particular, such a barrier layer can deform locally when it comes into contact with a capillary tube, thereby avoiding damage to the capillary tube. The rigid support layer, whose dimensionally stable material and/or whose dimensionally stable structure could more easily damage a capillary tube, can be provided with larger capillary tube receiving openings, for example, when using such a barrier layer, in order to avoid contact between the support layer and the capillary tube.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Extrusionsanordnung für eine Schmelzblasdüsenvorrichtung, aufweisend eine Luftplatte mit einer Vielzahl von Extrusionsdurchlässen zum Ausblasen von Fasersträngen und einer stromaufwärts der Luftplatte vorgesehenen Luftbarriere, wie sie voranstehend beschrieben ist, wobei zwischen der Luftplatte und der Luftbarriere eine Luftzwischenkammer ausgebildet ist. A further aspect of the present invention relates to an extrusion arrangement for a meltblowing die apparatus comprising an air plate with a plurality of extrusion passages for blowing out fiber strands and an air barrier provided upstream of the air plate, as described above, an intermediate air chamber being formed between the air plate and the air barrier .
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung kann jeder Extrusionsdurchlass zur Aufnahme eines Kapillarröhrchens oder eines Blockierstifts einer Düsenplatte unter Bildung eines Luftspalts, insbesondere eines Ringspalts, ausgebildet sein. Die Extrusionsdurchlässe der Luftplatte können mit Strömungsdurchgängen der Luftbarriere in Fluidverbindung stehen. Auf diese Weise kann den Extrusionsdurchlässen Prozessluft zugeführt werden. According to a further preferred embodiment, each extrusion passage can be designed to accommodate a capillary tube or a blocking pin of a nozzle plate, forming an air gap, in particular an annular gap. The extrusion passages of the air panel may be in fluid communication with flow passages of the air barrier. In this way, process air can be supplied to the extrusion passages.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Schmelzblasdüsenvorrichtung zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze, mit einer Düsenplatte, die eine Vielzahl von Kapillarröhrchen aufweist, in denen jeweils ein Kapillardurchlass zum Extrudieren eines Faserstrangs aus einer Polymerschmelze aus- gebildet ist, mit einer voranstehend beschriebenen Extrusionsanordnung und mit einem Prozesslufteinlass für die Zuführung von Prozessluft zu der Extrusionsanordnung, wobei der Prozesslufteinlass über die Luftbarriere mit den Extrusionsdurchlässen in Fluidverbindung steht. A further aspect of the present invention relates to a meltblowing die device for the production of a multiplicity of fiber strands from a polymer melt, with a die plate which has a multiplicity of capillary tubes, in each of which a capillary passage for extruding a fiber strand from a polymer melt is provided. is formed with an extrusion arrangement described above and with a process air inlet for the supply of process air to the extrusion arrangement, wherein the process air inlet is in fluid communication with the extrusion passages via the air barrier.
In vorteilhafter Weise kann mit den voranstehenden Ausgestaltungen eine Anordnung geschaffen werden, bei der die innere Luftplatte durch eine Luftbarriere bestehend aus einem Sandwich aus Stützlagen, beispielsweise Stützblechen, und Barrierelagen, insbesondere in Form von Metallfolien, ersetzt wird. Ein solches Sandwich kann zwei Stützlagen und zwei zwischen diesen Stützlagen aufgenommene Barrierelagen aufweisen. Die Stützlagen können einteilig ausgebildet sein und Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen, beispielsweise Bohrungen, aufweisen, die deutlich größer sind als der Außendurchmesser eines Kapillarröhrchens. Insbesondere können diese Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen bezogen auf den Außendurchmesser eines Kapillarröhrchens ein größeres Übermaß, beispielsweise größer als 0,01 mm, aufweisen als Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen in einer Barrierelage, welche ein Übermaß von 0,01 mm aufweisen können. Eine Luftbegrenzung oder Abdichtung gegenüber den Kapillarröhrchen wird durch die Barrierelagen, beispielsweise Metallfolien, bevorzugt mit einer Dicke von 0,1 bis 0,3 mm, gebildet. An arrangement can advantageously be created with the above configurations in which the inner air plate is replaced by an air barrier consisting of a sandwich of support layers, for example support plates, and barrier layers, in particular in the form of metal foils. Such a sandwich can have two support layers and two barrier layers accommodated between these support layers. The support layers can be formed in one piece and have capillary tube receiving openings, for example bores, which are significantly larger than the outer diameter of a capillary tube. In particular, these capillary tube receiving openings can have a greater oversize, for example greater than 0.01 mm, in relation to the outer diameter of a capillary tube than capillary tube receiving openings in a barrier layer, which can have an oversize of 0.01 mm. An air boundary or seal against the capillary tubes is formed by the barrier layers, for example metal foils, preferably with a thickness of 0.1 to 0.3 mm.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch: The invention is described below by way of example with reference to the attached figures. They show, each schematically:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Schmelzblasdüsenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 1 is a sectional view of a meltblown die apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Luftbarriere gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs der in Fig. 2 gezeigten Anordnung. 2 is a perspective view of an air barrier according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an enlarged view of a portion of the arrangement shown in FIG.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic sectional view of one embodiment of a meltblown die apparatus 10 in accordance with the present invention.
Die Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 weist eine Einlassplatte 12 auf, an welcher mittig ein Schmelzeeinlass 14 und zu beiden Seiten des Schmelzeeinlasses 14 jeweils ein 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. 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 .
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 diese Ausnehmung 13 der Einlassplatte 12 münden. 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 . In this case, the melt inlet 14 of the inlet plate 12 can open into this recess 13 of the inlet plate 12 .
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. 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 .
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 den der Schmelzedurchlaufkanal 22 der Lochplatte 18 mündet. Der Schmelzezulaufkanal 26 führt zu einer nicht näher dargestellten Schmelzeverteilkammer. 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. Adjacent to the inlet plate 12 and the perforated plate 18 there can be an intermediate plate 24 which is connected to the inlet plate 12 and also to the perforated plate 18 in a pressure-tight manner. The intermediate plate 24 has a melt feed channel 26 in the middle region, into which the melt flow channel 22 of the perforated plate 18 opens. The melt feed channel 26 leads to a melt distribution chamber, not shown in detail. Off-center, the baffle plate 24 may be provided with air inlet ducts 28 that are in fluid communication with the air inlet ducts 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.
Die Verteileinrichtung 30 ist zur Verteilung eines über den Schmelzeeinlass 14 zugeführten Schmelzestroms auf die Kapillardurchlässe 34 der Düsenplatte 32 ausgebildet. Obwohl dies nicht näher dargestellt ist, kann die Verteileinrichtung 30 mehrlagig ausgebildet sein und eine Kanalstruktur 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. Die Konfiguration kann dabei so ausgestaltet sein, dass die Fluidverbindung bedarfsweise unterbrochen wird. 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 . Although this is not shown in detail, the distribution device 30 can be multi-layered and have a channel structure 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. In the configuration according to the exemplary embodiment in FIG. 1 , the melt inlet 14 is in fluid communication with all of the capillary passages 34 . The configuration can be designed in such a way that the fluid connection is interrupted as required.
Außermittig kann die Verteileinrichtung 30 mit nicht näher dargestellten Prozessluftdurchlässen versehen sein, die mit den Luftzulaufkanälen 28 der Zwischenplatte 24 in Fluidverbindung stehen. Mithin kann Prozessluft gesondert beziehungsweise beab- standet zur Kanalstruktur durch die Verteileinrichtung 30 geleitet werden. Eccentrically, the distribution device 30 can be provided with process air passages, not shown in detail, which are in fluid connection with the air inlet channels 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.
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 Kapillarröhrchen 46 gehalten sein, wobei jedes Kapillarröhrchen 46 einen Kapillardurchlass 34 bildet. Die offenen Kapillarröhrchen 46 mit den Kapillardurchlässen 34 sind der Verteileinrichtung 30 so zugeordnet, dass jedem Kapillarröhrchen 46 beziehungsweise jedem Kapillardurchlass 34 eine Polymerschmelze zuführbar ist. Demnach sind die Kapillardurchlässe 34 über die Verteileinrichtung 30 mit dem Schmelzeeinlass 14 fluidverbunden. 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 capillary tube 46 can be held in each of the fitting bores 42 , with each capillary tube 46 forming a capillary passage 34 . The open capillary tubes 46 with the capillary passages 34 are assigned to the distribution device 30 in such a way that each capillary tube 46 or each Capillary passage 34, a polymer melt can be fed. Accordingly, the capillary passages 34 are fluidically connected to the melt inlet 14 via the distribution device 30 .
Ferner kann in zumindest einigen der Passbohrungen 42 jeweils ein Blockierstift 48 angeordnet sein. Ein solcher Blockierstift 48 verhindert im Gegensatz zu einem Kapillarröhrchen 46 den Durchtritt von Schmelze. Furthermore, a blocking pin 48 can be arranged in at least some of the fitting bores 42 . In contrast to a capillary tube 46, such a blocking pin 48 prevents the passage of melt.
Die Luftdurchlassöffnungen 50 der Düsenplatte 32 stehen mit den Prozessluftdurchlässen der Verteileinrichtung 30 in Fluidverbindung. The air passage openings 50 of the nozzle plate 32 are in fluid connection with the process air passages of the distribution device 30 .
Angrenzend an die Düsenplatte 32 beziehungsweise an deren Unterseite ist eine Extrusionsplatte 52 angeordnet. Die Extrusionsplatte 52 kann mehrteilig ausgebildet sein. Die Extrusionsplatte 52 kann eine Luftplatte 56, welche aufgrund ihrer Position auch als äußere Luftplatte bezeichnet werden kann, und eine Luftbarriere 80 aufweisen. Zwischen der Düsenplatte 32 und der Luftbarriere 80 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. An extrusion plate 52 is arranged adjacent to the die plate 32 or on its underside. The extrusion plate 52 can be designed in several parts. The extrusion plate 52 may include an air plate 56, which due to its position may also be referred to as an outer air plate, and an air barrier 80. An air distribution chamber 58 is formed between the nozzle plate 32 and the air barrier 80 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 .
Zwischen der Luftbarriere 80 sowie der Luftplatte 56 kann eine Luftzwischenkammer 60 ausgebildet sein. Die Luftzwischenkammer 60 kann in Fluidverbindung mit der Luftverteilkammer 58 stehen, insbesondere über in Fig. 1 nicht näher dargestellte Luftdurchlässe in der Luftbarriere 80. Die Luftplatte 56 weist eine 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 Luftplatte 56 in korrespondierender Musteranordnung ausgebildet, wie die Anordnung aus Kapillarröhrchen 46 und Blockierstiften 48 in der Düsenplatte 32. So wird jeder der Extrusionsdurchlässe 64 durch ein Kapillarröhrchen 46 beziehungsweise durch einen Blockierstift 48 durchdrungen. Demnach verlaufen die Kapillarröhrchen 46 und die Blockierstifte 48 durch die Luftverteilkammer 58, durch Öffnungen in der Luftbarriere 80, durch die Luftzwischenkammer 60 sowie durch die Extrusionsdurchlässe 64 der Luftplatte 56. Die freien Enden der Kapillarröhrchen 46 sowie der Blockierstifte 48 erstrecken sich bis unterhalb der äußeren Luftplatte 56. In jedem der Extrusionsdurchlässe 64 bildet sich zwischen dem Kapillarröhrchen 46 und dem Extrusionsdurchlass 64 beziehungsweise zwischen dem Blockierstift 48 und dem Extrusionsdurchlass 64 ein Luftspalt 66. An intermediate air chamber 60 can be formed between the air barrier 80 and the air plate 56 . The intermediate air chamber 60 can be in fluid communication with the air distribution chamber 58, in particular via air passages in the air barrier 80, which are not shown in detail in FIG process air is limited. The extrusion passages 64 are formed in the air plate 56 in a corresponding pattern arrangement as the capillary tube 46 and blocking pin 48 arrangement in the die plate 32. Thus, each of the extrusion passages 64 is penetrated by a capillary tube 46 and a blocking pin 48, respectively. Accordingly, the capillary tubes 46 and blocking pins 48 extend through the air distribution chamber 58, through openings in the air barrier 80, through the air plenum 60 and through the extrusion passages 64 of the air plate 56. The free ends of the capillary tubes 46 and blocking pins 48 extend below the outer ones Air plate 56. In each of the extrusion passages 64, an air gap 66 is formed between the capillary tube 46 and the extrusion passage 64 and between the blocking pin 48 and the extrusion passage 64, respectively.
Durch einen solchen Luftspalt 66 dringt die aus der Luftzwischenkammer 60 strömende Prozessluft koaxial zu den Kapillarröhrchen 46 nach außen und führt zu einem Schmelzblasstrom zum Extrudieren der jeweiligen Polymerfasern. Such an air gap 66 allows the process air flowing from the air plenum 60 to exit coaxially with the capillary tubes 46 and result in a meltblown stream for extruding the respective polymer fibers.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur beispielhaft 14 Kapillarröhrchen 46 sowie zwei Blockierstifte 48 nebeneinander dargestellt. In einer quer zur Zeichnungsebene verlaufenden Maschinenquerrichtung CD (siehe Fig.2) sind demgegenüber eine Vielzahl von Kapillarröhrchen 46 gehalten, die sich über eine Arbeitsbreite von beispielsweise über 2 m Länge erstrecken können. So ist es üblich, dass mehr als 10.000 Kapillarröhrchen 48 an einer Düsenplatte 32 gehalten sind. In the embodiment shown in FIG. 1, 14 capillary tubes 46 and two blocking pins 48 are shown side by side only as an example. In contrast, a multiplicity of capillary tubes 46 are held in a cross-machine direction CD running transversely to the plane of the drawing (see FIG. 2), which capillary tubes can extend over a working width of, for example, more than 2 m in length. Thus, it is common for more than 10,000 capillary tubes 48 to be held on a nozzle plate 32.
In Fig. 1 ist ferner eine Teilansicht der Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Teilansicht zeigt einen Teilbereich der Extrusionsplatte 52 in vergrößerter Darstellung, genauer gesagt einen Ausschnitt der Schnittdarstellung durch die Schmelzblasdüsenvorrichtung 10, in welchem ein Kapillarröhrchen 46 und ein Blockierstift 48 vorgesehen sind. Die vergrößerte Darstellung zeigt dabei nicht nur die bereits beschriebene Anordnung detaillierter, sondern zeigt auch Merkmale der Luftbarriere 80. Weitere Merkmale der Luftbarriere 80 sind aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich. Also shown in FIG. 1 is a partial view of meltblown die apparatus 10 according to one embodiment. The partial view shows a portion of the extrusion plate 52 in an enlarged scale, more specifically a partial cross-sectional view through the meltblowing die assembly 10 in which a capillary tube 46 and a locking pin 48 are provided. The enlarged view not only shows the arrangement already described in more detail, but also shows features of the air barrier 80. Additional features of the air barrier 80 can be seen in FIGS.
Fig. 2 zeigt eine Explosionsdarstellung der Luftbarriere 80 in perspektivischer Darstellung in Kombination mit der Düsenplatte 32. Fig. 2 shows an exploded perspective view of the air barrier 80 in combination with the nozzle plate 32.
Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs der in Fig. 2 gezeigten Anordnung. FIG. 3 shows an enlarged view of a portion of the arrangement shown in FIG.
Die Luftbarriere 80 ist gemäß der in den Figuren gezeigten Konfiguration aus einem Sandwich aus zwei Stützlagen 90, 100 und zwei Barrierelagen 110, 120 gebildet, die zwischen den Stützlagen 90, 100 aufgenommen sind. In Strömungsrichtung einer Prozessluft strömt diese bei der gezeigten Anordnung zunächst durch eine obere Stützlage 90 der beiden Stützlagen 90, 100, anschließend durch eine obere Barrierelage 110 und eine untere Barrierelage 120 der beiden Barrierelagen 110, 120, und schließlich durch eine untere Stützlage 100. Die obere Stützlage 90 begrenzt die Luftverteilkammer 58 und die untere Stützlage 100 begrenzt die Luftzwischenkammer 60. According to the configuration shown in the figures, the air barrier 80 is formed from a sandwich of two support layers 90, 100 and two barrier layers 110, 120, which are received between the support layers 90, 100. In the flow direction of a process air, this flows in the arrangement shown first through an upper support layer 90 of the two support layers 90, 100, then through an upper barrier layer 110 and a lower barrier layer 120 of the two barrier layers 110, 120, and finally through a lower support layer 100. The upper support layer 90 delimits the air distribution chamber 58 and the lower support layer 100 delimits the intermediate air chamber 60.
Der grundsätzliche Aufbau der Luftbarriere 80 ist aus dem in Fig. 1 dargestellten vergrößerten Teilbereich ersichtlich. Die Barrierelagen 110, 120 weisen Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen 112, 122 auf. Die Stützlagen 90, 100 weisen Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen 92, 102 auf. Die Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen 92, 102, 112, 122 der jeweiligen Lagen sind koaxial zu den jeweils korrespondierenden Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen 92, 102, 112, 122 jeweils benachbarter Lagen angeordnet. The basic structure of the air barrier 80 can be seen from the enlarged partial area shown in FIG. The barrier layers 110,120 have capillary tube receiving openings 112,122. The support sheets 90,100 have capillary tube receiving openings 92,102 thereon. The capillary tube receiving openings 92, 102, 112, 122 of the respective layers are arranged coaxially with the respective corresponding capillary tube receiving openings 92, 102, 112, 122 of respectively adjacent layers.
Die Durchmesser der Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen 92, 102 sind größer ausgebildet als die Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen 112, 122 der Barrierelagen 110, 120. Die Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen 112, 122 der Barrierelagen 110, 120 sind mit nur einem geringen Übermaß in Bezug auf Kapillarröhrchen 46 oder Blockierstifte 48 versehen. Der Außendurchmesser der Kapillarröhrchen 46 und Blockierstifte 48 ist somit nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen 112, 122. Die Barrierelagen 110, 120 sind daher dichtend beziehungsweise stark prozessluftbegrenzend an den Kapillarröhrchen 46 und Blockierstiften 48 vorgesehen. The diameters of the capillary tube receiving openings 92, 102 are formed larger than the capillary tube receiving openings 112, 122 of the barrier layers 110, 120. The capillary tube receiving openings 112, 122 of the barrier layers 110, 120 are only slightly oversized with respect to capillary tubes 46 or locking pins 48. The outer diameter of the capillary tubes 46 and blocking pins 48 is therefore only slightly smaller than the inner diameter of the capillary tube receiving openings 112, 122. The barrier layers 110, 120 are therefore provided on the capillary tubes 46 and blocking pins 48 in a sealing or strongly process-air-limiting manner.
Das zwischen den Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen 112, 122 der Barrierelagen 110, 120 und den Kapillarröhrchen 46 beziehungsweise Blockierstiften 48 verbleibende Spiel ist so gering, dass im Wesentlichen keine Prozessluft entlang den Kapillarröhrchen 46 beziehungsweise Blockierstiften 48 durch die Barrierelagen 110, 120 strömen kann. Dagegen sind die Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen 92, 102 der Stützlagen 90, 100 mit größerem Durchmesser und mithin nicht oder kaum dichtend gegen die Kapillarröhrchen 46 beziehungsweise gegen die Blockierstifte 48 ausgebildet. Dies vereinfacht die Montage und Demontage und schützt die Kapillarröhrchen 46 und Blockierstifte 48 vor Beschädigungen. The clearance remaining between the capillary tube receiving openings 112, 122 of the barrier layers 110, 120 and the capillary tubes 46 or blocking pins 48 is so small that essentially no process air can flow along the capillary tubes 46 or blocking pins 48 through the barrier layers 110, 120. In contrast, the capillary tube receiving openings 92, 102 of the support layers 90, 100 are designed with a larger diameter and therefore not or hardly sealingly against the capillary tubes 46 or against the blocking pins 48. This simplifies assembly and disassembly and protects the capillary tubes 46 and locking pins 48 from damage.
Die Barrierelagen 110, 120 sind als Metallfolien ausgebildet. Die Stützlagen 90, 100 sind aus Metallblechen hergestellt und im Vergleich zur Barrierelage 110, 120 formstabil oder formstabiler ausgebildet. The barrier layers 110, 120 are designed as metal foils. The support layers 90, 100 are made of sheet metal and are dimensionally stable or more dimensionally stable than the barrier layer 110, 120.
Wie aus Fig. 3 gut erkennbar ist, weisen die Stützlagen 90, 100 und die Barrierelagen 110, 120 Prozessluft-Durchgangsöffnungen 104, 114, 124 auf, die gemeinsam Strömungsdurchgänge für eine Prozessluft bilden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Abmessungen der Prozessluft-Durchgangsöffnungen 104 der Stützlagen 90, 100 im Wesentlichen identisch zu der Abmessung einer korrespondierenden Prozessluft-Durchgangsöffnung 114, 124 der Barrierelagen 110, 120. Somit sind jeweils Strömungsdurchgänge für die Prozessluft mit konstanten Querschnitten geschaffen. Die Strömungsdurchgänge sind in einem regelmäßigen Muster angeordnet, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Die Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen 92, 102, 112, 122 sind in einem Quadratmuster aus gleich großen Quadraten angeordnet. Mit anderen Worten sind die Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen 92, 102, 112, 122 an Eckpunkten von gedachten Quadraten identischer Abmessung angeordnet. Die Strömungsdurchgänge sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls in einem Quadratmuster aus gleich großen Quadraten angeordnet. Mit anderen Worten sind die Strömungsdurchgänge an Eckpunkten von gedachten Quadraten identischer Abmessung angeordnet. Dabei sind die Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen 92, 102, 112, 122 jeweils gleich weit von vier benachbarten Strömungsdurchgängen, somit jeweils mittig in einem aus vier Strömungsdurchgängen beziehungsweise Prozessluft-Durchgangsöffnungen 114, 124 gebildeten Quadrat, vorgesehen. Jede Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnung 92, 102, 112, 122 ist somit von vier Strömungsdurchgängen beziehungsweise Prozessluft- Durchgangsöffnungen umgeben. As can be seen clearly from FIG. 3, the support layers 90, 100 and the barrier layers 110, 120 have process air passage openings 104, 114, 124, which together form flow passages for a process air. In the exemplary embodiment shown, the dimensions of the process air passage openings 104 in the support layers 90, 100 are essentially identical to the dimensions of a corresponding process air passage opening 114, 124 in the barrier layers 110, 120. Flow passages for the process air with constant cross sections are thus created in each case. The flow passages are arranged in a regular pattern as can be seen in FIG. The capillary tube receiving ports 92, 102, 112, 122 are arranged in a square pattern of equal squares. In other words, the capillary tube receiving openings 92, 102, 112, 122 are arranged at corner points of imaginary squares of identical dimensions. In the embodiment shown, the flow passages are also arranged in a square pattern of squares of equal size. In other words, the flow passages are arranged at corner points of imaginary squares of identical dimensions. The capillary tube receiving openings 92, 102, 112, 122 are each equidistant from four adjacent flow passages, thus each in the center of a square formed from four flow passages or process air passage openings 114, 124. Each capillary tube receiving opening 92, 102, 112, 122 is thus surrounded by four flow passages or process air passage openings.
Die Stützlagen 90, 100 können einteilig ausgebildet sein, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die Barrierelagen 110, 120 können mehrteilig ausgebildet sein. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jede Barrierelage 110, 120 aus drei in Maschinenquerrichtung CD unterschiedlich langen Lagensegmenten 130, 132 gebildet, wobei die drei Lagensegmente 130 der Barrierelage 110 identisch zu den drei Lagensegmenten 132 der Barrierelage 120 ausgebildet sind. Die Anordnungsabfolge der drei Lagensegmente ist in den benachbarten Barrierelagen 110, 120 invertiert. Auf diese Weise sind die Lagensegmente der benachbarten Barrierelagen 110, 120 zueinander versetzt angeordnet, wodurch Lagensegmentstöße der einzelnen Barrierelagen ebenfalls versetzt zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise wird die Dichtwirkung der Barrierelagen 110, 120 verbessert. The support layers 90, 100 can be formed in one piece, as shown in FIG. The barrier layers 110, 120 can be constructed in several parts. In the embodiment shown in Fig. 2, each barrier layer 110, 120 is formed from three layer segments 130, 132 of different lengths in the cross-machine direction CD, the three layer segments 130 of the barrier layer 110 being identical to the three layer segments 132 of the barrier layer 120. The arrangement sequence of the three layer segments is inverted in the adjacent barrier layers 110, 120. In this way, the layer segments of the adjacent barrier layers 110, 120 are arranged offset from one another, as a result of which layer segment joints of the individual barrier layers are also arranged offset from one another. In this way, the sealing effect of the barrier layers 110, 120 is improved.
Obwohl dies in den Figuren nicht näher dargestellt ist, können die Lagensegmentstöße ineinandergreifend ausgebildet sein. Die Lagensegmente 130, 132 können zueinander korrespondierende Randabschnitte 118, 128 aufweisen, die einen im Wesentlichen durchgängigen Kontakt der Randabschnitte ermöglichen. Denkbar ist dabei insbesonde- re ein Linienkontakt. Beispielsweise können die Randabschnitte 118, 128 eine Verzahnung aufweisen, die vorzugsweise mit abgerundeten Zähnen ausgebildet ist. Although this is not shown in more detail in the figures, the layer segment joints can be designed to interlock. The layer segments 130, 132 can have mutually corresponding edge sections 118, 128, which enable a substantially continuous contact of the edge sections. It is conceivable in particular re a line contact. For example, the edge sections 118, 128 can have teeth, which are preferably formed with rounded teeth.
Bezugszeichenliste Reference List
10 Schmelzblasdüsenvorrichtung 10 Meltblown Die Apparatus
12 Einlassplatte 12 inlet plate
13 Ausnehmung 13 recess
14 Schmelzeeinlass 14 melt inlet
16 Prozesslufteinlass 16 process air inlet
18 Lochplatte 18 hole plate
20 Siebfilter 20 mesh filters
22 Schmelzedurchlaufkanal 22 melt flow channel
24 Zwischenplatte 24 intermediate plate
26 Schmelzezulaufkanal 26 melt feed channel
28 Luftzulaufkanal 28 air intake duct
30 Verteileinrichtung 30 distribution device
32 Düsenplatte 32 nozzle plate
34 Kapillardurchlass 34 capillary passage
42 Passbohrung 42 fitting hole
46 Kapillarröhrchen 46 capillary tubes
48 Blockierstift 48 locking pin
50 Luftdurchlassöffnung 50 air passage opening
52 Extrusionsplatte 52 Extrusion Plate
56 Luftplatte 56 air plate
58 Luftverteilkammer 58 air distribution chamber
60 Luftzwischenkammer 64 Extrusionsdurchlass 60 air chamber 64 extrusion passage
66 Luftspalt 66 air gap
80 Luftbarriere 80 air barrier
90 Stützlage 90 support layer
92 Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnung 92 capillary tube receiving port
100 Stützlage 100 support layer
102 Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnung102 capillary tube receiving port
104 Prozessluft-Durchgangsöffnung104 process air passage opening
110 Barrierelage 110 barrier layer
112 Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnung112 Capillary tube receiving port
114 Prozessluft-Durchgangsöffnung114 process air passage opening
116 Lagensegmentstoß 116 ply segment shock
118 Randabschnitt 118 edge section
120 Barrierelage 120 barrier layer
122 Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnung122 capillary tube receiving port
124 Prozessluft-Durchgangsöffnung124 process air passage opening
126 Lagensegmentstoß 126 ply segment shock
128 Randabschnitt 128 edge section
130 Lagensegment 130 ply segment
132 Lagensegment 132 ply segment
CD Maschinenquerrichtung CD cross machine direction

Claims

Patentansprüche Luftbarriere (80) zur Vergleichmäßigung einer Prozessluftströmung zu Extrusionsdurchlässen (64) und zur Aufnahme von Kapillarröhrchen (46) einer Schmelzblasdüsenvorrichtung (10), mit zumindest einer Stützlage (90, 100) und mit zumindest einer von der Stützlage (90, 100) gestützten Barrierelage (110, 120), wobei die Stützlage (90, 100) und die Barrierelage (110, 120) unterschiedlich große Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen (92, 102, 112, 122) zum Aufnehmen von Kapillarröhrchen (46) und/oder Blockierstiften (48) einer Düsenplatte (32) aufweisen. Luftbarriere (80) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnung (92, 102) der Stützlage (90, 100) eine größere Abmessung aufweist als eine der Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen (112, 122) der Barrierelage (110, 120) und/oder dass durch die Abmessungen der Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen (92, 102, 112, 122) die Barrierelage (110, 120) stärker prozessluftbegrenzend ausgebildet ist als die Stützlage (90, 100) und/oder wobei die Barrierelage (110, 120) dünner als die Stützlage (90, 100) ausgebildet ist. Luftbarriere (80) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützlage (90, 100) und die Barrierelage (110, 120) Prozessluft-Durchgangsöffnungen (104, 114, 124) aufweisen, die gemeinsam Strömungsdurchgänge für eine Prozessluft bilden, wobei bevorzugt die Abmessung einer Prozessluft-Durchgangsöffnung (104) der Stützlage (90, 100) im Wesentlichen identisch zu der Abmessung einer korrespondierenden Prozessluft-Durchgangsöffnung (114, 124) der Barrierelage (110, 120) ist. Claims Air barrier (80) for equalizing a process air flow to extrusion passages (64) and for receiving capillary tubes (46) of a meltblowing die device (10), with at least one support layer (90, 100) and with at least one of the support layer (90, 100) supported Barrier layer (110, 120), wherein the support layer (90, 100) and the barrier layer (110, 120) have differently sized capillary tube receiving openings (92, 102, 112, 122) for receiving capillary tubes (46) and/or blocking pins (48 ) have a nozzle plate (32). Air barrier (80) according to Claim 1, characterized in that at least one capillary tube-receiving opening (92, 102) of the support layer (90, 100) has a larger dimension than one of the capillary tube-receiving openings (112, 122) of the barrier layer (110, 120 ) and/or that the dimensions of the capillary tube receiving openings (92, 102, 112, 122) mean that the barrier layer (110, 120) is designed to limit the process air more than the support layer (90, 100) and/or the barrier layer (110, 120 ) is thinner than the support layer (90, 100). Air barrier (80) according to Claim 1, characterized in that the support layer (90, 100) and the barrier layer (110, 120) have process air passage openings (104, 114, 124) which together form flow passages for a process air, with preferably the Dimension of a process air passage opening (104) of the support layer (90, 100) is essentially identical to the dimension of a corresponding process air passage opening (114, 124) of the barrier layer (110, 120).
4. Luftbarriere (80) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsdurchgänge jeweils einen konstanten Querschnitt aufweisen und/oder dass die Strömungsdurchgänge in einem regelmäßigen Muster angeordnet sind. 4. Air barrier (80) according to claim 3, characterized in that the flow passages each have a constant cross-section and/or that the flow passages are arranged in a regular pattern.
5. Luftbarriere (80) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Strömungsdurchgang, vorzugsweise jeder Strömungsdurchgang, auf einer gedachten Geraden angeordnet ist, welche durch Mittelpunkte von zumindest zwei Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen (92, 102, 112, 122) verläuft, beispielsweise auf einer gedachten Diagonalen von vier quadratisch angeordneten Kapillarröhrchen-Aufnahmeöffnungen (92, 102, 112, 122). 5. Air barrier (80) according to one of Claims 3 or 4, characterized in that at least one flow passage, preferably each flow passage, is arranged on an imaginary straight line which passes through the centers of at least two capillary tube receiving openings (92, 102, 112, 122 ) runs, for example on an imaginary diagonal of four square capillary tube receiving openings (92, 102, 112, 122).
6. Luftbarriere (80) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen (92, 102) der Stützlage (90, 100) koaxial zu den jeweils korrespondierenden Kapillarröhrchen- Aufnahmeöffnungen (112, 122) der Barrierelage (110, 120) angeordnet sind und/oder dass die Prozessluft-Durchgangsöffnungen (104) der Stützlage (90, 100) koaxial zu den jeweils korrespondierenden Prozessluft-Durchgangsöffnungen (114, 124) der Barrierelage (110, 120) angeordnet sind. 6. Air barrier (80) according to one of the preceding claims, characterized in that the capillary tube receiving openings (92, 102) of the support layer (90, 100) are coaxial with the respective corresponding capillary tube receiving openings (112, 122) of the barrier layer (110, 120) are arranged and/or that the process air passage openings (104) of the support layer (90, 100) are arranged coaxially to the respectively corresponding process air passage openings (114, 124) of the barrier layer (110, 120).
7. Luftbarriere (80) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stützlage (90, 100) und die zumindest eine Barrierelage (110, 120) einen mehrlagigen und/oder übereinander gestapelten Aufbau bilden und/oder dass eine Mehrzahl von Stützlagen (90, 100) und/oder eine Mehrzahl von Barrierelagen (110, 120) vorgesehen ist. 7. Air barrier (80) according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one support layer (90, 100) and the at least one barrier layer (110, 120) form a multi-layer and/or stacked structure and/or that a plurality of support layers (90, 100) and/or a plurality of barrier layers (110, 120) is provided.
8. Luftbarriere (80) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Barrierelage (110, 120) oder eine Mehrzahl von Barrierelagen (110, 120) von zwei Stützlagen (90, 100) eingefasst ist. Luftbarriere (80) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Stützlage (90, 100) einteilig ausgebildet ist und/ oder zumindest eine Barrierelage (110, 120) mehrteilig ausgebildet ist, insbesondere durch zumindest zwei in Erstreckungsebene der Barrierelage (110, 120) benachbarte Lagensegmente (130, 132). Luftbarriere (80) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung oder Stapelrichtung benachbarte Barrierelagen (110, 120) mehrteilig ausgebildet sind, jede mit zwei oder mehr Lagensegmenten (130, 132), wobei bevorzugt jede Barrierelage (110, 120) zumindest zwei Lagensegmente (130, 132) mit unterschiedlichen Abmessungen aufweist, insbesondere zumindest zwei Lagensegmente (130, 132) mit unterschiedlichen Längen, und/oder wobei zumindest zwei Lagensegmente (130) einer Barrierelage (110) identisch zu zwei Lagensegmenten (132) einer benachbarten Barrierelage (120) ausgebildet sind, wobei bevorzugt die Reihenfolge der identischen Lagensegmente (130, 132) in den benachbarten Barrierelagen (110, 120) umgekehrt ist. Luftbarriere (80) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in einer Strömungs- oder Stapelrichtung benachbarte Barrierelagen (110, 120) zueinander versetzte Lagensegmentstöße (116, 126) aufweisen und/oder die Lagensegmentstöße ineinandergreifend ausgebildet sind und/oder wobei die Lagensegmente (130, 132) zueinander korrespondierende Randabschnitte (118, 128), insbesondere Randkonturen aufweisen, die einen im Wesentlichen durchgängigen Kontakt der Randabschnitte ermöglichen, insbesondere einen Linienkontakt, und/oder wobei die Randabschnitte (118, 128) eine Verzahnung aufweisen können, insbesondere mit abgerundeten Zähnen. Luftbarriere (80) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stützlage (90, 100) aus einem Blech hergestellt ist und/oder die zumindest eine Barrierelage (110, 120) aus einer Folie hergestellt ist, beispielsweise einer Metallfolie, insbesondere einer Metallfolie mit einer Di- cke von 0,1 bis 0,3 mm, und/oder dass die zumindest eine Barrierelage (110, 120) flexibel und/oder die zumindest eine Stützlage (90, 100) starr und/oder formstabil ist, und/oder dass die Dicke der Barrierelage (110, 120) weniger als 30%, weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10% beträgt als die Dicke der Stützlage (90, 100). Extrusionsanordnung (52) für eine Schmelzblasdüsenvorrichtung (10), aufweisend eine Luftplatte (56) mit einer Vielzahl von Extrusionsdurchlässen (64) zum Ausblasen von Fasersträngen und einer stromaufwärts der Luftplatte (56) vorgesehenen Luftbarriere (80) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der Luftplatte (56) und der Luftbarriere (80) eine Luftzwischenkammer (60) ausgebildet ist. Extrusionsanordnung (52) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Extrusionsdurchlass (64) zur Aufnahme eines Kapillarröhrchens (46) oder eines Blockierstifts (48) einer Düsenplatte (32) unter Bildung eines Luftspalts (66) ausgebildet ist und/oder dass die Extrusionsdurchlässe (64) der Luftplatte (56) mit Strömungsdurchgängen der Luftbarriere (80) in Fluidverbindung stehen. Schmelzblasdüsenvorrichtung (10) zur Herstellung einer Vielzahl von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze, 8. Air barrier (80) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one barrier layer (110, 120) or a plurality of barrier layers (110, 120) is bordered by two support layers (90, 100). Air barrier (80) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one support layer (90, 100) is designed in one piece and/or at least one barrier layer (110, 120) is designed in multiple parts, in particular by at least two in the plane of extension of the barrier layer (110 , 120) adjacent ply segments (130, 132). Air barrier (80) according to one of the preceding claims, characterized in that barrier layers (110, 120) adjacent in the direction of flow or stacking direction are of multipart design, each with two or more layer segments (130, 132), with each barrier layer (110, 120) preferably has at least two layer segments (130, 132) with different dimensions, in particular at least two layer segments (130, 132) with different lengths, and/or wherein at least two layer segments (130) of one barrier layer (110) are identical to two layer segments (132) of an adjacent one Barrier layer (120) are formed, the order of the identical layer segments (130, 132) in the adjacent barrier layers (110, 120) preferably being reversed. Air barrier (80) according to one of Claims 9 or 10, characterized in that two barrier layers (110, 120) which are adjacent in a flow or stacking direction have layer segment joints (116, 126) which are offset relative to one another and/or the layer segment joints are designed to interlock and/or wherein the layer segments (130, 132) have mutually corresponding edge sections (118, 128), in particular edge contours, which enable essentially continuous contact of the edge sections, in particular line contact, and/or the edge sections (118, 128) can have teeth , especially with rounded teeth. Air barrier (80) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one support layer (90, 100) is made from sheet metal and/or the at least one barrier layer (110, 120) is made from a foil, for example a metal foil, in particular a metal foil with a di- thickness of 0.1 to 0.3 mm, and/or that the at least one barrier layer (110, 120) is flexible and/or the at least one support layer (90, 100) is rigid and/or dimensionally stable, and/or that the thickness of the barrier layer (110, 120) is less than 30%, less than 20%, preferably less than 10% than the thickness of the support layer (90, 100). An extrusion assembly (52) for a meltblowing die apparatus (10), comprising an air plate (56) having a plurality of extrusion passages (64) for blowing out fibrous strands and an air barrier (80) provided upstream of the air plate (56) according to any one of the preceding claims, wherein between an intermediate air chamber (60) is formed between the air plate (56) and the air barrier (80). Extrusion assembly (52) according to claim 13, characterized in that each extrusion passage (64) is designed to receive a capillary tube (46) or a blocking pin (48) of a die plate (32) to form an air gap (66) and/or that the extrusion passages (64) of the air plate (56) are in fluid communication with flow passages of the air barrier (80). Meltblowing die device (10) for producing a large number of fiber strands from a polymer melt,
- mit einer Düsenplatte (32), die eine Vielzahl von Kapillarröhrchen (46) aufweist, in denen jeweils ein Kapillardurchlass (34) zum Extrudieren eines Faserstrangs aus einer Polymerschmelze ausgebildet ist, - with a nozzle plate (32) which has a multiplicity of capillary tubes (46), in each of which a capillary passage (34) is formed for extruding a fiber strand from a polymer melt,
- mit einer Extrusionsanordnung (52) nach einem der Ansprüche 13 oder 14 und - with an extrusion arrangement (52) according to any one of claims 13 or 14 and
- mit einem Prozesslufteinlass (16) für die Zuführung von Prozessluft zu der Extrusionsanordnung (52), - with a process air inlet (16) for the supply of process air to the extrusion arrangement (52),
- wobei der Prozesslufteinlass (16) über die Luftbarriere (80) mit den Extrusionsdurchlässen (64) in Fluidverbindung steht. - wherein the process air inlet (16) is in fluid communication with the extrusion passages (64) via the air barrier (80).
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