CN110541241A - 用于由连续长丝制造纺粘型非织造织物的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

用于由连续长丝制造纺粘型非织造织物的设备，设置用于纺出连续长丝的纺丝头并且设有用于利用冷却空气冷却纺出的连续长丝的冷却室。在所述冷却室的两个相对置的侧上分别设置一个空气供给室，冷却空气可以从所述空气供给室中被引导到冷却室中。在每个空气供给室上连接用于冷却空气的供给管道，其横截面面积在冷却空气过渡到空气供给室中处增大到空气供给室的横截面面积，空气供给室的横截面面积是供给管道的横截面面积的至少二倍。在每个空气供给室中设置流动整流器并且与流动整流器隔开地设置平面的均匀化元件以用于使被导入到空气供给室中的冷却空气流均匀化。均匀化元件具有多个开口，均匀化元件的自由通流面积为均匀化元件的总面积的1％至40％。

Description

用于由连续长丝制造纺粘型非织造织物的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于由连续长丝、尤其是由热塑性塑料制成的连续长丝制造纺粘型非织造织物的设备，其中，设置用于纺出连续长丝的纺丝头并且设置用于利用冷却空气冷却纺出的连续长丝的冷却室，其中，在该冷却室的相对置的侧上分别设置有一个空气供给室，其中，冷却空气相应地可以从相对置的空气供给室被导入到冷却室中并且在每个空气供给室上连接有至少一个用于供给冷却空气的供给管道。本发明还涉及一种相应的用于由连续长丝制造纺粘型非织造织物的方法。纺粘型非织造织物在本发明的范围内尤其指的是根据纺粘法制造的纺粘无纺布。连续长丝由于其可以说无限长的长度而不同于具有明显较短的长度(例如10mm至60mm)的短纤维。
背景技术
开头所述类型的设备和方法在实践中原则上以不同的实施形式已知。但许多所述已知的设备和方法具有如下缺点：以此产生的纺粘型非织造织物在其表面延伸尺寸上并不总是构造得足够均一或均匀。经常以所述方式制成的纺粘型非织造织物具有以疵点或缺陷点形式的干扰的不均匀性。不均匀性的数量通常随着生产能力或随着纱线速度提高而增加。在这种纺粘型非织造织物中典型的疵点通过所谓的“小滴”产生。所述小滴由一条或多条柔软的或熔融的长丝的断裂造成，从而产生熔化物积聚，所述熔化物积聚在纺粘型非织造织物中产生疵点。这样的基于“小滴”的疵点通常具有大于2mm×2mm的尺寸。另一方面，在非织造织物中的疵点也可能通过所谓的“硬块”产生。所述硬块如此形成：长丝通过应力损耗可能松弛、快速弹回并且形成球状物，该球状物在纺粘型非织造织物表面中产生缺陷点。这样的疵点通常小于2mm×2mm。
发明内容
与此相对地，本发明所基于的技术问题是，给出开头所述类型的一种设备，利用该设备能够制造非常均一且均匀的纺粘型非织造织物，所述纺粘型非织造织物至少很大程度上更确切地说主要在大于200kg/h/m的较高的生产能力时或在较高的纱线速度时构造成无疵点的或无缺陷的。此外，本发明所基于的技术问题是，给出一种相应的用于由连续长丝制造纺粘型非织造织物的方法。
为了解决所述技术问题，本发明教导一种用于由连续长丝、尤其是由热塑性塑料制成的连续长丝制造纺粘型非织造织物的设备，其中，设置用于纺出连续长丝的纺丝头并且设置用于利用冷却空气冷却纺出的连续长丝的冷却室，其中，在该冷却室的两个相对置的侧上分别设置有一个空气供给室，并且冷却空气能够分别从相对置的空气供给室被导入到冷却室中，
并且在每个空气供给室上连接有至少一个用于供给冷却空气的供给管道，该供给管道具有横截面面积QZ，其中，供给管道的所述横截面面积QZ在冷却空气过渡到空气供给室中处增大到空气供给室的横截面面积QL，其中，所述横截面面积QL是供给管道的横截面面积QZ的至少二倍、优选至少三倍，
其中，在每个空气供给室中优选设置有至少一个布置在冷却室上游的流动整流器，其中，在空气供给室中沿冷却空气的流动方向在所述流动整流器的上游并且与流动整流器间隔开距离地设置有至少一个平面的均匀化元件，该均匀化元件用于使引入到空气供给室中的冷却空气流均匀化，并且所述平面的均匀化元件具有多个开口，其中，所述平面的均匀化元件的自由通流面积为平面的均匀化元件的总面积的1％至40％、优选1.5％至40％、更优选2％至35％、特别优选2％至30％并且尤其是2％至25％。
适宜地，空气供给室的高度H或者说竖直高度H为400mm至1500mm、优选500mm至1200mm并且优选600mm至1000mm。本发明的一种特别优选的实施形式的特征是，空气供给室的高度H或者说竖直高度H在700mm至900mm之间。在本发明范围内，空气供给室在其高度H上被划分成在下面还将进一步阐述的室部段，这些室部段彼此相叠地或彼此竖直相叠地设置。适宜地，除高度H之外，上面给出的特征以及接下来列举的优选实施形式除了适用于空气供给室优选也适用于每个室部段。
此外，在本发明的范围内，用于冷却室的冷却空气供给基于长丝运动或向下指向的长丝流动通过吸入冷却空气实现和/或通过例如借助于至少一个风机主动吹入或导入冷却空气实现。如果使用用于吹入冷却空气的风机，推荐地是一种可调节的风机，尤其是被导入的冷却空气的体积流可以通过该风机调节。根据本发明的一种实施形式，通过多个风机实现吹入或导入冷却空气。
适宜地，供给管道的横截面面积QZ扩大3至15倍、优选4至15倍并且更优选5至15倍成为空气供给室的横截面面积QL。
此外，在本发明范围内，至少一个均匀化元件或所述均匀化元件构造成开孔元件或开孔板和/或均匀化筛。构造成均匀化元件的开孔元件或开孔板装备有多个或许多孔开口。推荐地，这些孔开口分别具有1mm至12mm、适宜地1mm至10mm、优选1.5mm至9mm并且特别优选1.5mm至8mm的开口直径。如果对于孔开口而言基于其几何构型可以测量多个开口直径，则本发明在此指的是孔开口的最小开口直径d。如果均匀化元件的孔开口具有不同的直径，则开口直径d或者说最小开口直径d适宜地指的是平均开口直径d或者说平均最小开口直径d。如果均匀化元件构造成均匀化筛，则该均匀化元件具有多个或许多网孔。推荐的是，这些均匀化筛具有0.1mm至0.6mm、优选0.1mm至0.5mm、优选0.12mm至0.4mm并且非常优选0.15mm至0.35mm的网孔宽度。网孔宽度在这里指的是网孔的两个相对置的线之间的距离并且尤其是网孔的两个相对置的线之间的最小距离。因此例如当网孔具有带有不同长度的矩形侧的矩形横截面面积时，测量所述两个较长的矩形侧之间的网孔宽度。当均匀化筛的网孔具有不同的网孔宽度时，网孔宽度尤其指的是均匀化筛的网孔的平均网孔宽度。推荐地，均匀化筛具有0.05mm至0.4mm、优选0.06mm至0.35mm的线厚度或平均线厚度并且具有非常优选0.07mm至0.3mm的线厚度。
此外，在本发明范围内，多个平面的均匀化元件在空气供给室中与空气供给室的流动整流器间隔开距离地设置，更确切地说优选沿冷却空气的流动方向依次相继地并且彼此间隔开距离地设置在空气供给室中。在此，间隔开距离设置在空气供给室中的平面的均匀化元件的表面适宜地彼此平行地或基本上彼此平行地设置或至少大致彼此平行地设置。在本发明的范围内，所述平面的均匀化元件的表面横向于冷却空气的流动方向设置在相应的空气供给室中并且按照一种优选的实施形式垂直于或基本上垂直于冷却空气的流动方向设置在空气供给室中。
根据本发明的推荐的实施形式，所述至少一个设置在空气供给室中的平面的均匀化元件以距离a1沿冷却空气的流动方向设置在相应的空气供给室的流动整流器的上游。在此，所述距离a1大于0并且优选大于10mm。适宜地，所述距离a1为至少50mm、优选至少80mm并且优选至少100mm。按照本发明的特别推荐的实施形式，当多个平面的均匀化元件设置在空气供给室中时，所述距离a1涉及最靠近地设置在流动整流器上游的均匀化元件。如果以距离a1设置在流动整流器上游的均匀化元件应该是均匀化筛，则所述均匀化筛应当与流动整流器的可能存在的流动筛进行区分。下面还详细说明这样的流动筛或者说流动整流器的这样的流动筛。
根据本发明的非常推荐的实施形式，在空气供给室中依次相继设置有多个均匀化元件。适宜地，沿流动方向依次相继设置在一个空气供给室中的两个均匀化元件之间的距离ax为至少40mm、优选至少50mm、优选至少80mm并且非常优选至少100mm。已经指出，在此根据已被证明的实施形式所述平面的均匀化元件横向于并且按照一种推荐的实施形式垂直于或基本上垂直于冷却空气的流动方向设置。
按照本发明，平面的均匀化元件(尤其是开孔元件或开孔板和/或均匀化筛)的自由通流面积是平面的均匀化元件的总面积的1％至40％、优选2％至35％并且优选2％至30％。根据一种推荐的实施形式，所述平面的均匀化元件的自由通流面积合计为平面的均匀化元件的总面积的2％至25％、优选2％至20％并且尤其是2％至18％。自由通流面积在本发明的范围内指的是如下面积，该面积可被冷却空气自由穿流并且因此优选不会被板元件、线元件或类似构件挡住。本发明的一种非常推荐的实施形式的特征在于，依次相继设置在空气供给室中的均匀化元件的自由通流面积从均匀化元件到均匀化元件朝向流动整流器或朝向冷却室增加。适宜地，具有距流动整流器或距冷却室最小的距离均匀化元件具有所有均匀化元件的最大自由通流面积。
在本发明的范围内，均匀化元件的面积(尤其是开孔元件或开孔板和/或均匀化筛)至少在所配设的空气供给室的横截面面积QL的大部分上或在空气供给室的所配设的室部段的横截面面积的大部分上延伸。本发明的已被证明的实施形式的特征在于，均匀化元件的面积在所配设的空气供给室或空气供给室的所配设的室部段的整个横截面面积上或基本上整个横截面面积上延伸。
在本发明的范围内，流入到空气供给室或空气供给室的室部段中的冷却空气被分配到、尤其是均匀地分配到空气供给室或室部段的宽度和高度上。根据本发明的一种优选的实施形式，供给管道的横截面面积QZ呈阶梯状地扩大到空气供给室的横截面面积QL或扩大到空气供给室的室部段的横截面面积。根据另一种推荐的实施形式，供给管道的横截面面积QZ连续地扩大到空气供给室的横截面面积QL或扩大到空气供给室的室部段的横截面面积。在此，根据一种实施变型方案，横截面面积的阶梯形的和/或连续的扩大沿所有四个限定方形空气供给室的横截面的侧壁实现。此外，在本发明的范围内，供给管道的横截面QZ构造成圆滑的并且优选在横截面中是圆形的。原则上，供给管道的横截面可以在几何上构造成不同型式的、例如矩形的。
本发明基于这样的认识：根据空气供给室的按照本发明的构型可以实现冷却空气的优化的均匀化以及尤其是可以实现将冷却空气良好均匀地分布在小的空间上。就此而言，本发明还基于这样的认识：冷却空气流的按照本发明均匀化有利地在技术问题的解决方案方面影响所纺制的长丝。最终得到高质量的长丝铺设体或非织造织物铺设体并且非织造织物铺设体中的疵点或缺陷点可以被避免或者说至少很大程度上最小化。在此，本发明还基于这样认识：冷却空气流的优化的均匀化通过按照本发明的特征的组合实现并且首先通过一方面设置在空气供给室中的均匀化元件并且另一方面按照本发明的横截面面积扩大的组合实现。附加地，设置在空气供给室中的流动整流器非常有效地有助于冷却空气流的均匀化。通过按照本发明的均匀化元件，在一定程度上促成冷却空气流在流动整流器上游的预定向，从而显然能够实现更有效地使用流动整流器。根据空气供给室的按照本发明的构型在冷却空气流中的湍流能够很大程度上被避免并且也可以产生影响，因为可以防止不希望的不对称的空气流动轮廓。结果是通过空气供给室的构型实现将空气体积流优化地导入到冷却室中。关于冷却空气供给的不希望的供给误差可以简单地并且没有问题地得到补偿。这也涉及在相对置的空气供给室之间不希望的供给差别。就此而言，通过按照本发明的具有冷却室和空气供给室的冷却装置的设计在一定程度上实现“容许误差的构造”。设置在空气供给室中的均匀化元件在一定程度上满足压力消耗器的目的。利用这些均匀化元件也可以有针对性地调节所希望的吹气轮廓或冷却空气速度轮廓。因此无问题地可能的是，例如实现块状轮廓，在该块状轮廓时空气速度在所有位置上是相同的或者说一定程度上相同的。“***的”和不对称的冷却空气速度轮廓同样是可能的。
根据本发明的一种优选的实施形式，在将冷却空气导入到空气供给室中时(尤其是在均匀化元件的上游)实现冷却空气的预分布。由此，在一定程度上实现对均匀化元件或压力消耗器的前置的辅助。在该背景下，以尖楔形通道、具有间隙板覆盖部的间隙通道以及流出棱锥体或类似物形式的流动元件可以用作预分布元件。用于冷却空气的供给管道为此目的也可以构造成分段的。在供给管道换向的区域中就此而言也可以给管件安装叶片。原则上，所述安装叶片可以在空气供给室中继续进行，则从而尤其是造成空气供给室的分段。
本发明的一种优选的实施形式的特征在于，输送给空气供给室的冷却空气体积流被分成多个部分体积流。在本发明的范围内，这些部分体积流通过单独的部分供给管道和/或通过分段的供给管道的部段流入。此外，在本发明的范围内，空气供给室对应于所输送的部分体积流被分成多个室部段，其中，适宜地每个室部段配设给一个部分体积流。根据推荐的实施形式，冷却空气体积流被分成两个至五个、尤其是两个至四个并且优选两个至三个部分体积流。适宜地，每个部分体积流的空气速度和/或空气温度和/或空气湿度单独地被调节并且适宜地适应于相应的处理要求。推荐地，至少两个部分体积流的冷却空气具有不同的空气速度和/或不同的空气温度和/或不同的空气湿度。在本发明的范围内，冷却空气的每个部分体积流配设有空气供给室的一个室部段，该室部段通入到流动整流器中。根据本发明的一种特别优选的实施形式，流动整流器或连续的流动整流器在所有的室部段上以及因此适宜地在所配设的空气供给室的高度或者说竖直高度上延伸。
在本发明的范围内，在空气供给室的每个室部段中设置有至少一个均匀化元件、优选多个均匀化元件。在此，所述均匀化元件可以连续地在空气供给室的整个高度上延伸，或也可以在各室部段中设置单独的均匀化元件。在其它方面，均匀化元件的所有在此描述的特征也适用于设置在单个室部段中的均匀化元件。适宜地，在每个室部段中存在有多个沿冷却空气的流动方向依次相继设置的均匀化元件。
本发明的一种非常推荐的实施形式的特征在于，空气供给室或两个相对置的空气供给室中的每个空气供给室被划分成至少两个、优选两个室部段。优选地，从所述室部段中优选分别能够供给不同温度或空气温度的冷却空气。在本发明的范围内，每个室部段能够被供给冷却空气的至少一个部分体积流。
此外，在本发明的范围内，空气速度和/或空气体积流在冷却室或空气供给室的一定高度上在CD方向上(横向于机器方向MD)在设备的整个宽度上是均匀的或基本上均匀的或一定程度上均匀的。当然可能的是，冷却空气速度和/或冷却空气体积流在冷却室或空气供给室的高度或竖直高度上是不同的。
按照本发明，在每个空气供给室中设置有至少一个沿空气流动方向设置在冷却室上游的流动整流器。根据本发明的优选的实施形式，流动整流器具有多个横向于、优选垂直于或者说基本上垂直于长丝运动方向或长丝流定向的流动通道，其中，所述流动通道通过通道壁限定。推荐地，流动整流器的通流面积大于流动整流器的总面积或者说横截面面积的85％并且优选大于90％。推荐的是，流动整流器的通流面积大于91％、优选大于92％并且特别优选大于92.5％。在此，流动整流器的通流面积尤其是涉及流动整流器的可被冷却空气自由穿流的流动横截面，该流动横截面不会被通道壁或通道壁的厚度和/或可能设置在各流动通道之间或各通道壁之间的间隔保持件阻塞。在计算通流面积时尤其是不考虑设置在流动整流器上的并且尤其是在流动整流器上游或下游设置在流动整流器上的流动筛。在本发明的范围内，在计算流动整流器的通流面积时忽略所述流动筛。根据优选的实施形式，流动整流器的流动通道的长度L与流动通道的内径Di的比值L/Di为1至15、优选1至10并且优选1.5至9。对于流动整流器的流动通道而言，内径从一个通道壁出发到对置的通道壁进行测量。如果在流动通道中根据其横截面面积可测量多个不同的内径，则内径Di适宜地指的是流动通道的最小内径Di。因此，如果所述流动通道关于其横截面具有不同的内径，则所述术语“最小内径Di”涉及在流动通道中测量的最小内径。因此，所述最小内径Di在规则的六边形形式的横截面中在两个相对置的侧之间进行测量并且不是在六边形的两个相对置的角之间进行测量。如果在各流动通道中的最小内径变化，则最小内径Di尤其是指的是关于多个流动通道取中间值的最小内径或平均最小内径。
本发明的一种优选的实施形式的特征在于，流动整流器在其冷却空气流入侧上和/或在其冷却空气流出侧上具有至少一个流动筛。在此适宜地，所述流动筛或流动筛的表面积横向于并且优选垂直于或者说基本上垂直于流动整流器的流动通道的纵向方向设置。按照特别推荐的实施形式，流动整流器不仅在其冷却空气流入侧上而且在其冷却空气流出侧上具有这样的流动筛。在此，所述流动筛适宜地直接并且与流动整流器无间隔地设置在流动整流器上。推荐地，流动筛具有0.1mm至0.5mm、适宜地0.1mm至0.4mm并且优选0.15mm至0.34mm的网孔宽度。在此，网孔宽度指的是网孔的两个相对置的(金属)线之间的距离并且尤其是网孔的两个相对置的线之间的最小距离。推荐地，流动筛具有0.1mm至0.5mm、优选0.1mm至0.4mm并且非常优选0.15mm至0.34mm的线厚度。流动整流器的流动筛应当与设置在空气供给室中的均匀化筛进行区分。根据推荐的实施形式，流动整流器具有至少一个流动筛、优选两个流动筛，并且附加地至少一个均匀化元件并且非常优选地多个均匀化元件设置在所配设的空气供给室中。
按照本发明，所述连续长丝借助于纺丝头纺出并且被输送给用于利用冷却空气冷却长丝的冷却室。在本发明的范围内，至少一个用于纺制长丝的纺丝箱体横向于机器方向(MD方向)设置。按照本发明一种非常优选的实施形式，所述纺丝箱体在此垂直于或者说基本上垂直于机器方向定向。但在本发明的范围内也可能的是，纺丝箱体倾斜于机器方向设置。本发明的一种推荐的实施形式的特征在于，在纺丝头与冷却室之间设置有至少一个单体抽吸装置。通过这种单体抽吸装置，空气从在纺丝头下方的长丝形成空间中被吸出。由此，除连续长丝以外出现的气体(诸如单体、低聚物、分解产物等等)可以从设备中被移除。单体抽吸装置优选具有至少一个抽吸室，适宜地至少一个抽吸式风机连接到所述至少一个抽吸室上。推荐的是，在长丝的流动方向上在单体抽吸装置上附接按照本发明的具有空气供给室的冷却室。适宜地，长丝从冷却室中被导入到用于拉伸长丝的拉伸装置中。在本发明的范围内，在冷却室上连接有中间通道，该中间通道将冷却室与拉伸装置的拉伸井道连接。
本发明的一种更特别优选的实施形式的特征在于，由冷却装置和拉伸装置组成的组合体或者说由冷却装置、中间通道和拉伸井道组成的组合体构造成封闭的***。在此，封闭的***尤其指的是，除了将冷却空气输送到冷却室中之外，不再发生到该组合体中的其它空气供给。按照本发明实施的冷却空气流的均匀化尤其在这样的封闭***中是非常具有优点的。尤其是在这种封闭***中得到具有非常均匀的无疵点的特性的纺粘型非织造织物。
按照本发明的一种推荐的实施形式，在所述拉伸装置上沿长丝的流动方向连接有至少一个扩散器，长丝被引导通过该扩散器。适宜地，所述扩散器包括沿长丝铺设的方向扩张的扩散器横截面或者说发散的扩散器部分。在本发明的范围内，长丝被铺设在用于长丝铺设或非织造织物铺设的铺设装置上。适宜地，所述铺设装置是铺设筛带或空气可渗透的铺设筛带。通过所述铺设装置或通过所述铺设筛带，由长丝构成的非织造织物幅沿机器方向(MD)被运走。
推荐的是，在长丝的铺设区域中处理空气被抽吸通过或从下面被抽吸通过铺设装置或铺设筛带。由此可以实现特别稳定的长丝铺设或者说非织造织物铺设。所述抽吸结合按照本发明的冷却空气流的均匀化具有特别有利的重要性。在铺设在铺设装置上之后，长丝铺设体或非织造织物幅适宜地被输送给其它处理措施、尤其是轧光。
为了解决所述技术问题，本发明还教导一种用于由连续长丝、尤其是由热塑性塑料制成的连续长丝制造纺粘型非织造织物的方法，其中，将所述连续长丝由纺丝头纺出并且在冷却室中利用冷却空气冷却，其中，冷却空气从设置在冷却室的相对置的侧上的空气供给室中被导入到冷却室中，
并且在空气供给室中的冷却空气被引导通过至少一个平面的用于使冷却空气均匀化的均匀化元件，其中，所述平面的均匀化元件具有多个开口并且该平面的均匀化元件的自由通流面积为平面的均匀化元件的总面积的1％至40％、优选2％至35％并且优选2％至30％，并且冷却空气在所述至少一个平面的均匀化元件之后优选通过流动整流器被导入到冷却室中。
按照本发明的方法的一种特别优选的实施形式的特征在于，所述长丝在冷却室中由具有0.15m/s至3m/s、优选0.15m/s至2.5m/s并且优选0.17m/s至2.3m/s的空气速度的冷却空气加载。适宜地，所述空气速度(以m/s为单位)借助于具有80mm直径d的叶轮风速计来测量、更确切地说在100×100mm的栅格上测量。在此，空气速度离线地并且因此在没有长丝穿流冷却室的情况下被测量。在所述离线状态下，冷却空气的速度矢量优选垂直于或基本上垂直于设备的纵向中心轴线或长丝流动方向FS定向。按照本发明的方法的一种推荐的实施形式的特征在于，所述长丝在冷却室中以200m3/h/m至14000m3/h/m、优选250m3/h/m至13000m3/h/m并且更优选300m3/h/m至12000m3/h/m的冷却空气体积流加载。在此，m3/h/m指的是每一米冷却室宽度的体积流。在此，所述冷却室宽度横向于机器方向并且因此沿CD方向延伸。
接着是用于按照本发明的设备的具有典型的冷却空气流入参数的一种实施例，该设备具有两个相对置的空气供给室的分别两个彼此相叠设置的室部段。在此，在上部的室部段和下部的室部段中分别供给不同温度的冷却空气。两个相对置的室部段的冷却空气的温度在此相一致。一方面给出用于产生由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制成的连续长丝的典型参数并且另一方面给出用于产生由聚丙烯制成的连续长丝的典型参数。在聚丙烯运行方式中，附加地列举优选的最小值(左栏)和优选的最大值(右栏)。在那里分别给出的冷却空气体积流涉及从两个相对置的室部段中进入的体积流。在后面的表中给出室部段的高度、冷却空气体积流和冷却空气速度。
上部的室部段
下部的室部段
PET PP(最小) PP(最大)
高度 mm 600 600 600
空气体积流 m<sup>3</sup>/h/m 11000 3000 8000
冷却空气速度 m/s 2.04 0.56 1.48
当利用按照本发明的方法制造由聚丙烯(PP)制成的连续长丝时，在空气供给室中或在空气供给室的室部段中的冷却空气速度优选为0.25m/s至1.9m/s、适宜地为0.3m/s至1.8m/s并且优选为0.35m/s至1.7m/s。在制造PP连续长丝时，冷却空气体积流为优选500m3/h/m至9500m3/h/m、优选600m3/h/m至8300m3/h/m并且特别优选650m3/h/m至8100m3/h/m。当利用按照本发明的方法制造由聚酯制成的连续长丝时，冷却空气速度为优选0.15m/s至3m/s并且优选为0.15m/s至2.5m/s。在制造聚酯连续长丝时，冷却空气体积流推荐地为200m3/h/m至14000m3/h/m并且优选为250m3/h/m至13000m3/h/m。
根据本发明的一种推荐的实施形式，从两个相对置的空气供给室或两个相对置的室部段中导入相同的空气量或基本上相同的空气量以及因此相同的冷却空气体积流或基本上相同的冷却空气体积流。但也可能的是，由两个相对置的空气供给室或室部段供给不同的冷却空气体积流。冷却空气体积流的分配然后可以关于相对置的空气供给室或相对置的室部段适宜地在40％至60％之间(不对称的冷却空气导入)。根据另一种实施变型方案也可以实现不对称的冷却空气导入，其方式为：空气供给室或室部段的上部区域被遮挡，其中，所述遮挡可以在多达100mm的高度上进行。此外，不对称的关系可以通过如下方式调节，即相对置的空气供给室或室部段彼此高度偏移地设置。所述高度偏移可以多达100mm。此外，空气供给室或室部段的多达100mm的侧向偏移(沿CD方向)也是可能的。此外，上述措施也可以互相结合。此外，在本发明的范围内，关于沿CD方向的空气供给室或室部段的宽度，边缘区域可以被遮挡。因此，所述将冷却空气导入到冷却室中可以在CD宽度的85％至90％上均匀地且均一地实现，然而在边缘区域中可以单独被调节。
当在按照本发明的方法的范围内长丝或纺粘型非织造织物由聚烯烃、尤其是由聚丙烯制成时，能够以超过2000m/min、尤其是超过2200m/min或超过2500m/min的纱线速度或长丝速度工作。如果在本发明的范围内长丝或纺粘型非织造织物由聚酯、尤其是由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制成，可实现超过4000m/min、尤其是超过5000m/min的纱线速度。所述纱线速度可以特别是在按照本发明的措施的过程中没有质量损耗的情况下实现。在本发明的范围内，按照本发明的设备这样设计或设计成，使得能够以所述纱线速度工作。在纱线速度高时，空气供给室的按照本发明的设计特别已被证明是有利的。根据按照本发明的方法的一种实施形式，以大于150kg/h/m或大于200kg/h/m的生产能力工作。
本发明基于这样的认识：利用按照本发明的设备并且利用按照本发明的方法可以实现质量出色的并且尤其是在其表面延伸尺寸上具有非常均匀的特性的纺粘型非织造织物。纺粘型非织造织物在本发明的范围内可以很大程度上无疵点地或无缺陷点地制成或至少可以很大程度上使疵点或缺陷最小化。在此要特别强调，这些优点也可以在上述的高的长丝速度时以及在高生产能力时实现。根据空气供给室的按照本发明的构型以及根据冷却空气流的按照本发明的均匀化可以实现所产生的纺粘型非织造织物的有利特性。本发明基于这样的认识：冷却空气的均匀化非常积极地影响长丝，从而最终可以防止或很大程度上最小化在非织造织物幅中的疵点或缺陷点。冷却空气的均匀化可以通过相对花费少的并且尽管如此有效的措施来实现。这导致，按照本发明的设备的特征也在于小的设备配置以及低成本性。与此对应地，按照本发明的方法也可以相对简单且较少耗费地被实施。
附图说明
接下来借助仅一种实施例描述的附图更详细地说明本发明。附图以示意图示出：
图1示出按照本发明的设备的纵断面，
图2示出图1中包括冷却室和空气供给室的冷却装置的放大部分，
图3示出第一种实施形式的空气供给室的剖面，
图4示出根据图3的内容的第二种实施形式，
图5以剖面示出具有连接的空气供给室的分段的供给管道，
图6示出具有连接于上游和下游的流动筛的流动整流器的组合体的透视图，并且
图7示出流动整流器部段的横截面面积。
具体实施方式
附图示出按照本发明的用于由连续长丝1、尤其是由热塑性塑料制成的连续长丝1制造纺粘型非织造织物的设备。该设备包括用于纺制连续长丝1的纺丝头2。所述纺制的连续长丝1被导入到冷却装置3中，该冷却装置具有冷却室4和设置在该冷却室4的两个相对置的侧上的空气供给室5、6。所述冷却室4和空气供给室5、6横向于设备的机器方向MD以及因此沿设备的CD方向延伸。冷却空气从所述相对置的空气供给室5、6中被导入到冷却室4中。
在纺丝头2与冷却装置3之间优选并且在该实施例中设置单体抽吸装置7。通过所述单体抽吸装置7可以将在纺丝过程中出现的干扰气体从设备中移除。所述气体例如可以是单体、低聚物或分解产物以及类似物质。
沿长丝流动方向FS，在冷却装置3的下游连接有拉伸装置8，长丝1在该拉伸装置中被拉伸。所述拉伸装置8优选并且在该实施例中具有中间通道9，该中间通道将冷却装置3与拉伸装置8的拉伸井道10连接。根据特别优选的实施形式并且在该实施例中，包括冷却装置3和拉伸装置8的组合体或者说包括冷却装置3、中间通道9和拉伸井道10的组合体构造成封闭的***。在此，封闭的***尤其指的是，除了在冷却装置3中供给冷却空气之外，不再发生到该组合体中的其它空气供给。
优选地并且在该实施例中，沿长丝流动方向FS在拉伸装置8上附接扩散器11，长丝1被引导通过该扩散器。根据一种推荐的实施形式并且在该实施例中，在拉伸装置8或在拉伸井道10与扩散器11之间设置有二级空气入口间隙12，其用于将二级空气导入到扩散器11中。优选地并且在该实施例中，长丝在穿过扩散器11之后被铺设在构造成铺设筛带13的铺设装置上。铺设长丝体或非织造织物幅14然后利用所述铺设筛带13沿机器方向MD被输出或运走。适宜地并且在该实施例中，在铺设装置的下方或在铺设筛带13的下方设置有用于将空气或处理空气抽吸通过铺设装置13的抽吸装置。在此优选地并且在该实施例中，在扩散器出口下方在铺设筛带13下方设置有抽吸区域15。优选地，所述抽吸区域15至少在扩散器出口的宽度B上延伸。推荐地并且在该实施例中，抽吸区域15的宽度b大于扩散器出口的宽度B。
根据优选的实施形式并且在该实施例中，每个空气供给室5、6被划分成两个室部段16、17，不同温度的冷却空气可以相应地从所述室部段中被供给。在该实施例中，具有温度T1的冷却空气可以从上部的室部段16中相应地被供给，而具有不同于温度T1的温度T2的冷却空气可以相应地从两个下部的室部段17中被供给。
根据优选的实施形式并且在该实施例中，在每个空气供给室5、6中在冷却室侧分别设置有一个流动整流器18，该流动整流器优选地并且在该实施例中在每个空气供给室5、6的两个室部段16、17上延伸。在此，所述两个流动整流器18用于整流遇到长丝1的冷却空气流。另外下面还将详细说明流动整流器18。
按照本发明，在每个空气供给室5、6上连接有至少一个用于供给冷却空气的供给管道22。所述供给管道22具有横截面面积QZ，其中，所述横截面面积QZ在冷却空气过渡到空气供给室5、6中处增大到空气供给室5、6的横截面面积QL。在此，所述横截面面积QL优选是供给管道22的横截面面积QZ的至少三倍并且优选是至少四倍那么大。在本发明的范围内，供给管道22的横截面面积QZ扩大3至15倍变成空气供给室5、6的横截面面积QL。
此外，在本发明的范围内，在每个空气供给室5、6中设置有至少一个平面的均匀化元件23，所述均匀化元件用于使导入到空气供给室5、6中的冷却空气流均匀化。适宜地，在空气供给室5、6的每个室部段17、17中设置至少一个平面的均匀化元件23。根据特别优选的实施形式，所述均匀化元件23构造成开孔元件、尤其是具有多个孔开口25的开孔板24和/或构造成具有多个或许多网孔27的均匀化筛26。根据本发明的特别优选的实施形式并且在该实施例中，在每个空气供给室5、6中或在每个室部段16、17中分别有多个均匀化元件23与流动整流器18间隔开距离地沿冷却空气的流动方向依次相继地并且彼此间隔开距离地设置。在此，推荐地并且在该实施例中，在流动整流器18与最邻近流动整流器18的均匀化元件23之间的距离a1为至少50mm、优选至少100mm。在沿流动方向依次相继设置在空气供给室5、6中或室部段16、17中的均匀化元件23之间的距离ax同样为至少50mm、优选至少100mm。
按照本发明，所述平面的均匀化元件23的自由通流面积或者说可自由地被冷却空气穿流的面积为平面的均匀化元件23的总面积的1％至40％、优选2％至35％并且优选2％至30％。根据一种实施变型方案，所述平面的均匀化元件23的自由通流面积为2％至25％、适宜地为2％至20％并且尤其是2％至15％。特别优选地并且在该实施例中，依次相继设置的均匀化元件23的自由通流面积或者说可自由地被冷却空气穿流的面积从均匀化元件23到均匀化元件23朝向所配设的流动整流器18或朝向冷却室4增加。此外，适宜地并且在该实施例中，均匀化元件23的面积在所配设的空气供给室5、6或所配设的室部段16、17的整个横截面面积QL上延伸。
在图3和图4中分别示出空气供给室5的一个剖面。代替针对整个空气供给室5、6，所述示图也可以针对空气供给室5、6的仅一个室部段16、17。在根据图3的实施例中，供给管道22的横截面QZ直接地并且没有阶梯地增大到空气供给室5的横截面面积QL。在所述空气供给室5中，沿冷却空气的流动方向在流动整流器18的上游设置有四个均匀化元件23。所述均匀化元件23.0在该实施例中位于供给管道22与空气供给室5之间的过渡区域中并且仅在供给管道22的横截面QZ上延伸。其它的均匀化元件23.1、23.2和23.3分别彼此间隔开距离地并且与流动整流器18间隔开距离地设置在空气供给室5中。它们在空气供给室5的整个横截面QL上延伸。在后面的表中示例性地给出用于根据图3的均匀化元件23.0至23.3的且对于分别1000mm的(在CD方向上)设备宽度而言的典型参数。在表的左栏中首先列举均匀化元件23的以mm为单位的竖直高度h，在其右侧旁边是每个均匀化元件23的总面积并且在右侧旁边的两个栏中在给出以百分数并且以mm2为单位的自由的或可自由地被冷却空气穿流的通流面积。相对自由的面积由下面的公式计算出：均匀化元件的横截面面积×均匀化元件的通流面积/在整流器的区域中流出横截面的面积。因此，对于均匀化元件23.1、23.2和23.3，相对自由的面积(以百分数)与自由通流面积(以百分数)相一致。仅对于具有对应于供给管道22的横截面面积的均匀化元件23.0得出仅1％的相对自由的面积。所述距离a(以mm为单位)对应于各单个均匀化元件23与流动整流器18的距离a。当将均匀化元件23的相对自由面积绘制在所述均匀化元件23相对于流动整流器18的距离a上时，在最后一栏中的积分值对应于曲线下方的积分。
总和：49.6
根据图3的空气供给室5的高度H在该实施例中可能为500mm并且空气供给室5从流动整流器18直到供给管道22的入口的长度L可能为1000mm。按照本发明的特别优选的实施形式，上面阐述的积分值的总和超过45、优选超过50和优选超过65。
在图4中示出按照本发明的空气供给室5的第二种实施形式。在此也使用四个均匀化元件23.0至23.3。然而，区别于根据图3的实施例，在此供给管道22的横截面QZ阶梯形地扩张到空气供给室5的总横截面面积QL。适宜地，在方形空气供给室5中的所述阶梯形扩张在所有四个壁上朝向流动整流器18实现。除了由于阶梯形横截面扩张的区别，在根据图4的实施例中的尺寸在其它方面对应于在根据图3中的实施例的尺寸。用于图4的实施形式的参数类似于关于图3的表在下表中列举：
总和：47.4
在图5中示出将弯曲的供给管道22连接到空气供给室5上的连接区域。根据该实施例，在供给管道22中设置有分段元件28，该分段元件将供给管道22划分成多个单个管道部段。基于所述分段或给管件安装叶片可以实现附加地使冷却空气流均匀化。尤其是，冷却空气流在此经受预均匀化并且因此在一定程度上为空气供给室5中的进一步均匀化或均一化做好准备。
图6示出优选在本发明的范围内使用的流动整流器18的透视图。所述流动整流器18用于整流遇到长丝1的冷却空气流。为此，推荐地并且在该实施例中每个流动整流器18具有多个垂直于长丝流动方向FS定向的流动通道19。所述流动通道19分别由通道壁20限定并且优选构造成直线的。根据优选的实施形式并且在所述实施例中，每个流动整流器18的可被自由穿流的通流面积大于流动整流器18的总面积的90％。被证明有利的并且在该实施例中，流动通道19的长度L与流动通道19的最小内径Di的比值在1至10之间的范围内、适宜地在1至9之间的范围内。流动整流器18的流动通道19可以例如并且在图7的实施例中具有六边形的或蜂窝形的横截面。在此，所述最小内径Di在所述六边形的相对置的侧之间进行测量。
按照优选的实施形式并且在该实施例中，每个流动整流器18不仅在其冷却空气流入侧ES上而且在其冷却空气流出侧AS上具有流动筛21。优选地并且在该实施例中，每个流动整流器18的两个流动筛21直接设置在流动整流器18的上游或下游。就此而言，流动筛21应当与构造成均匀化筛26的均匀化元件23进行区分。推荐地并且在该实施例中，流动整流器18的两个流动筛21或所述流动筛21的表面垂直于流动整流器18的流动通道19的纵向方向定向。已证明的是，流动筛21具有0.1mm至0.5mm并且优选0.1mm至0.4mm的网孔宽度以及0.05mm至0.35mm并且优选0.05mm至0.32mm的线厚度。

Claims (20)

1.一种用于由连续长丝(1)、尤其是由热塑性塑料制成的连续长丝(1)制造纺粘型非织造织物的设备，其中，设置用于纺出连续长丝(1)的纺丝头(2)并且存在用于利用冷却空气冷却纺出的连续长丝(1)的冷却室(4)，其中，在该冷却室(4)的两个相对置的侧上分别设置有一个空气供给室(5，6)，并且冷却空气能够分别从相对置的空气供给室(5，6)被导入到冷却室(4)中，
并且在每个空气供给室上连接有至少一个用于供给冷却空气的供给管道(22)，该供给管道具有横截面面积QZ，其中，所述横截面面积QZ在冷却空气过渡到空气供给室(5，6)中处增大到空气供给室(5，6)的横截面面积QL，其中，所述横截面面积QL是供给管道(22)的横截面面积QZ的至少二倍、优选至少三倍，
其中，在每个空气供给室(5，6)中设置至少一个布置在冷却室(4)上游的流动整流器(18)，其中，在空气供给室(5，6)中沿冷却空气的流动方向在所述流动整流器(18)的上游并且与流动整流器(18)间隔开距离地设置至少一个平面的均匀化元件(23)，该均匀化元件用于使被导入到空气供给室(5，6)中的冷却空气流均匀化，并且所述平面的均匀化元件(23)具有多个开口，其中，所述平面的均匀化元件(23)的自由通流面积为平面的均匀化元件(23)的总面积的1％至40％、优选2％至35％并且优选2％至30％。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，沿长丝(1)的流动方向在冷却室(4)上连接拉伸装置(8)，并且冷却室(4)和所述拉伸装置(8)构造成封闭***，除了将冷却空气供给到冷却室(4)中的空气供给之外，不再发生其它的向该封闭***中的空气供给。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述空气供给室(5，6)具有400mm至1500mm、优选500mm至1200mm并且优选600mm至1000mm的高度H或竖直高度H。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述供给管道(22)的横截面面积QZ扩大3至15倍成为空气供给室(5，6)的横截面面积QL。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，流动整流器(18)具有多个横向于长丝(1)或长丝流的运动方向定向的流动通道(19)，其中，该流动通道(19)由通道壁(20)限定并且流动整流器(18)的通流面积优选大于85％、优选大于90％，并且优选地流动通道(19)的长度L与流动通道(19)的内径D的比值L/D为1至15、优选为1至10并且优选为1.5至9。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，输送给一个空气供给室(5，6)的冷却空气体积流被分成多个部分体积流，这些部分体积流通过单独的各部分供给管道和/或通过分段的供给管道的各分段流入。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述冷却空气体积流被分成二至五个、优选二至三个部分体积流。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其中，至少两个部分体积流的冷却空气具有不同的空气速度和/或不同的空气温度和/或不同的空气湿度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，空气供给室(5，6)被划分成至少两个、优选两个室部段(16，17)，优选地从所述室部段能够分别供给不同温度的冷却空气，并且每个室部段(16，17)能够被供给冷却空气的至少一个部分体积流。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中，至少一个均匀化元件(23)构造成开孔元件、尤其是具有多个孔开口(25)的开孔板(24)，并且所述孔开口(25)优选具有1mm至10mm、优选1.5mm至9mm并且非常优选1.5mm至8mm的开口直径d。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的设备，其中，均匀化元件(23)构造成具有多个或许多网孔(27)的均匀化筛，其中，该均匀化筛优选具有0.1mm至0.5mm、优选0.12mm至0.4mm并且非常优选0.15mm至0.35mm的网孔宽度(26)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其中，所述至少一个平面的均匀化元件(23)以至少50mm、优选至少80mm并且优选至少100mm的距离a1沿冷却空气的流动方向设置在相应的空气供给室(5，6)的流动整流器(18)的上游。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其中，多个均匀化元件(23)与流动整流器(18)间隔开距离地沿冷却空气的流动方向依次相继地并且彼此间隔开距离地设置在空气供给室(5，6)中。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，在沿流动方向依次相继设置在一个空气供给室(5，6)中的两个均匀化元件(23)之间的距离ax为至少50mm、优选至少80mm并且优选至少100mm。
15.根据权利要求13或14所述的设备，其中，所述依次相继设置的均匀化元件(23)的自由通流面积从均匀化元件(23)到均匀化元件(23)地朝向所配设的流动整流器(18)增加。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的设备，其中，均匀化元件(23)的面积至少在所配设的空气供给室(5，6)的横截面面积QL的大部分上或在空气供给室(5，6)的所配设的室部段(16，18)的横截面面积的大部分上延伸。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的设备，其中，供给管道(22)的横截面面积QZ呈阶梯状地、尤其是以多个阶梯的形式或连续地扩大到空气供给室(5，6)的横截面面积QL或扩大到空气供给室(5，6)的室部段(16，17)的横截面面积。
18.一种用于由连续长丝、尤其是由热塑性塑料制成的连续长丝(1)制造纺粘型非织造织物的方法，其中，所述连续长丝(1)由纺丝头纺出并且在冷却室(4)中利用冷却空气冷却，其中，将冷却空气从设置在冷却室(4)的相对置的各侧上的空气供给室(5，6)中导入到冷却室(4)中，
其中，将冷却空气在空气供给室(5，6)中引导通过至少一个用于使冷却空气均匀化的平面的均匀化元件(23)，所述平面的均匀化元件(23)具有多个开口，并且所述平面的均匀化元件(23)的自由通流面积为平面的均匀化元件(23)的总面积的1％至40％、优选2％至35％并且优选2％至30％，
并且将冷却空气在所述至少一个平面的均匀化元件(23)之后通过流动整流器(18)导入到冷却室(4)中。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，在冷却室(4)中以具有0.15m/s至3m/s、优选0.15m/s至2.5m/s并且优选0.17m/s至2.3m/s的空气速度的冷却空气加载所述长丝。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，在冷却室(4)中以200m3/h/m至14000m3/h/m、优选250m3/h/m至13000m3/h/m并且优选300m3/h/m至12000m3/h/m的冷却空气体积流加载所述长丝。
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