DE102008051836B4 - Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen aus in wenigstens einer Fadenschar vorliegenden Filamenten, bei denen im Schmelzspinnverfahren die Fäden aus Spinndüsen ausgepresst, in einem Blasschacht aerodynamisch verstreckt und abgekühlt und auf einer Unterdruck aufweisenden und auf ihrer Oberfläche eine Absaugströmung erzeugenden Ablage abgelegt werden, wobei oberhalb der Ablage Mittel vorgesehen sind, durch die der die Fadenschar umgebende Luftstrom in seiner Menge und Geschwindigkeit reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der Menge und Geschwindigkeit des Luftstroms (3) durch ein Ablenken der seitlichen Randmenge (8, 9) des Luftstroms (3, 30) durch mechanische Mittel (4, 40) erfolgt, so dass eine auf die Ablage (12) gerichtete Kernströmung (10, 11) verbleibt.
Description
- Technisches Gebiet
- Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen aus in wenigstens einer Fadenschar vorliegenden Filamenten bei dem im Schmelzspinnverfahren die Fäden aus Spinndüsen ausgepresst, in einem Blasschacht aerodynamisch verstreckt und abgekühlt und auf einer Unterdruck aufweisenden und auf seiner Oberfläche eine Absaugströmung erzeugenden Ablage abgelegt werden, wobei oberhalb der Ablage Mittel vorgesehen sind, durch die der die Fadenschar umgebende Luftstrom in seiner Menge und Geschwindigkeit reduziert wird.
- Bei der Herstellung von Spinnvliesen aus Filamenten aus hochpolymeren Substanzen wird die Substanz in geschmolzenem Zustand aus mehreren, in einer Geraden angeordneten Spinndüsenoffnungen ausgesponnen. In noch plastischem Zustand werden die Fäden durch einen Blasschacht geführt und darin aerodynamisch verstreckt. Danach werden sie auf einer perforierten, sich fortbewegenden Ablage, in Vliesform abgelegt. Die in den Blasschächten vorhandene Strömungsgeschwindigkeit der Luft liegt deutlich über der Fadenabzugsgeschwindigkeit. Dieses trifft insbesondere auch dann zu, wenn eine Venturi-Düse am Blasschacht verwendet wird. Dabei ergeben höhere Abzugsgeschwindigkeiten höhere Festigkeiten der einzelnen Fäden. Um eine möglichst gute Flächengleichmäßigkeit der Spinnvliese zu erreichen, werden unter anderem mehrere einzelne Spinnstellen hintereinander angeordnet. Dies führt zu verbesserten Flächeneigenschaften. Grundsätzlich soll das Spinnvlies jedoch in seinen Flächeneigenschaften isotrop sein. Dieses betrifft insbesondere das Flächengewicht sowie die Stärke, Festigkeit und Dehnung der Fäden.
- Stand der Technik
- Aus der
DE 13 03 569 A ist ein Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen bekannt geworden, bei dem eine hohe Reißfestigkeit sowie Gleichförmigkeit der Fadenablage erreicht wird, bei dem die Fadenschar unmittelbar beim Austreten aus den Düsenöffnungen zu beiden Seiten der Düsenöffnungen an sich bekannten schnell strömenden Luftbändern ausgesetzt wird und bei der Führung durch den Kanal sowohl durch diese Luftströmung als auch durch zusätzliche, in Fadenlaufrichtung einwirkende, durch die Kanalwände seitlich zugeführte Luftströme, bis zu einer teilweisen molekularen Orientierung der Fäden verstreckt wird. Nach dem Verlassen des Führungskanals wird die Fadenschar in eine Turbulenzzone eingebracht, wobei sie durch Hin- und Herschwingen und anschließendes Auffangen auf einem Drahtnetz mit Absaugung unter Überkreuzung zu einem Vlies aufgebaut wird. - Eine andere Möglichkeit um zu einer hohen Gleichmäßigkeit der Faserablage zu gelangen und damit zu einem gleichmäßigen Flächengewicht über die Materialbreite und -länge zu kommen, ist in der
DD 44 331 A5 - Durch die
DE 35 42 660 C2 ist es außerdem bekannt, eine erhöhte Gleichmäßigkeit der Vliesstruktur und der Flächengewichtsverteilung zu erreichen, indem die bei der Vliesablage entstehenden Turbulenzen vermieden werden. Der aus dem Blasschacht austretende Luftstrom trifft zusammen mit den Fäden auf die Fadenablage, wodurch während der Vliesbildung Turbulenzen entstehen. Hierdurch kann eine Verwirbelung der Fäden auftreten, die sich besonders bei der Herstellung von Spinnvliesen mit niedrigem Gewicht und hoher Gleichmäßigkeit störend auswirkt. Um diesen Missstand zu beheben, werden die linearen Fadenscharen hinter dem Abzugskanal durch Ablenkung des Luftstroms mit Hilfe von parallel angeordneten Schwenkvorrichtungen in eine Pendelbewegung versetzt und nach Durchlaufen einer Freiflugstrecke in der Vliesbildungszone über der Ablage derart aufgestaut, dass sie eine Ausgleichsstrecke durchlaufen, in der sie sich in einem Winkel von 30 Grad bis 40 Grad schräg zur Vlieslaufrichtung hin und her bewegen. Oberhalb der Ablage wird ein Luftpolster aufgebaut durch entsprechende Einstellung des Unterdrucks an der Ablage auf dem die Fadenscharen innerhalb der Ausgleichsstrecke gleiten und dadurch dem Auffangband verzögert zugeführt und auf diesem fixiert werden. Die Spinngeschwindigkeit der Fäden, die Strömungsgeschwindigkeit der Abzugsluft am Blasschachtende sowie die Absauggeschwindigkeit an der Ablage sind hier entsprechend aufeinander einzustellen. Für diese Einstellung ist ein hoher Steuerungsaufwand erforderlich. - Bei der
DE 42 36 514 A1 sind oberhalb der Ablage Mittel vorgesehen, durch die der die Fadenschar umgebende Luftstrom in seiner Menge und Geschwindigkeit reduziert wird. Hierfür ist der Absaugkanal für die Fäden in seinem unteren Bereich mit Durchbrüchen in den Kanalwänden versehen, durch die ein Teil des Luftstroms abgesaugt wird. - Auch bei dem Verfahren nach der
WO 2004/104 485 A2 - Darstellung der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln ein Spinnvlies mit einer hohen Gleichmäßigkeit der Vliesstruktur und der Flächengewichtsverteilung zu erreichen.
- Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche 2 bis 13 geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
- Bei durchgeführten Versuchen zeigte sich überraschend, dass es durch den Einsatz von mechanischen Mitteln oberhalb der Fadenablage möglich ist, die Geschwindigkeit des die Fadenschar umgebenden Luftstroms so zu reduzieren, dass keine Verwirbelung der Fäden auf der Ablage eintritt. Dabei wurden besonders gute Ergebnisse bei der Vliesablage dann erreicht, wenn die Geschwindigkeit der Luft beim Auftreffen der Luft auf die Ablage in etwa der Geschwindigkeit der abzulegenden Fäden vor ihrem Ablagevorgang entspricht.
- Die mechanischen Mittel sind so ausgebildet, dass mit der Reduzierung der Geschwindigkeit des Luftstroms auch dessen Menge reduziert wird. Die Reduzierung der Menge des Luftstroms und infolgedessen auch die Reduzierung seiner Geschwindigkeit wird durch ein Ablenken der seitlichen Randmengen des Luftstroms erreicht, so dass der aus dem Blasschacht austretenden Luftstrom, auch als Freistrahl bezeichnet, auf seine Kernströmung reduziert wird, welche auf die Ablage mitsamt den Fäden gerichtet ist. Dabei ist die ablenkte Luftmenge gleich oder größer als die verbliebene Luftmenge der Kernströmung des Luftstroms.
- Der in der Ablage vorhandene Unterdruck wird hierbei reduziert, so dass er allein für das Festhalten des auf der Ablage abgelegten Vlieses dient. Die Geschwindigkeit der Absaugströmung der Luft an der Ablage ist dabei gleich der Geschwindigkeit der Kernströmung, wenn sie auf die Ablage trifft. Eine Stauung der Luft an der Ablage wird hierdurch vermieden.
- Die an der Ablenkstelle abgelenkte Luftmenge wird nach Außen abgeführt und kann als Blasluft am Blasschacht wieder verwendet werden.
- In der einfachsten Ausführung der Erfindung wird für die Luftablenkung ein Luftablenkeinsatz aus einer Blende verwendet. Dabei ist die lichte Weite der Blende so gewählt, dass sie der lichten Weite der Austrittsöffnung des Blasschachtes entspricht. Die Blende wird unterhalb des Blasschachtes eingesetzt mit einem Abstand zur Ablage, der ausreichend ist, so dass die Geschwindigkeit der Kernströmung an der Ablage den gewollten Wert erreicht. Die aus der Blende austretende Kernströmung bildet nach der Blende erneut einen Freistrahl aus, dessen Impuls sich aufgrund des stark reduzierten Volumenstroms sehr schnell abbaut, so dass über der Ablage die Luftgeschwindigkeiten des neuen Freistrahls und der Absaugung an der Ablage in der gleichen Größenordnung liegen. Gegebenenfalls kann die Blende auch mit einem Strömungsleitkanal versehen werden, welcher eine stärkere Laminarströmung zur Folge hat. Bei sehr hohen Abzugsgeschwindigkeiten des Luftstroms im Blaskanal kann es auch günstig sein, wenn mehrere Blenden für die Ablenkung von Luftstromteilen untereinander angeordnet sind. In diesem Fall wirkt sich der Strömungsleitkanal besonders günstig aus.
- In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens werden unterhalb der Blende bzw. der Blenden mechanische und/oder pneumatische Mittel für ein Verschwenken der Fäden vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform können Vliesstoffe mit besonders geringen Flächengewichten und sehr hoher Gleichmäßigkeit herstellt werden. Dabei ist es für den Gebrauch der Blenden günstig, wenn die Blende und die Mittel für das Verschwenken der Fäden zu einer Einheit zusammengefasst sind.
- Schließlich ist es von Vorteil, wenn die Ablage der Fäden auf einem horizontal ausgerichteten endlosen Siebband erfolgt. Dies unterstützt ebenfalls die Gleichmäßigkeit des Spinnvlieses.
- Kurzbeschreibung der Zeichnung
- Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
- Es zeigt in schematischer Darstellung:
-
1 die prinzipielle Anordnung einer Blende im Luftstrom unterhalb eines Blasschachtes; -
2 die Blende nach1 mit unterhalb derselben angeordneten Schwenkklappen; -
3 eine Ausführungsform, bei der die Blende durch koanderförmig ausgebildete Schwenkklappen ersetzt wurde; -
4 die Anordnung einer Blende mit gleichzeitiger Verwendung von Luftstrahlen zur Verschwenkung der Fadenscharen; -
5 die Zusammenfassung von Blende und Luftstrahlverschwenkung zu einer Einheit; -
6 eine Ausführungsform der Blende mit einem Strömungsleitkanal und gleichzeitiger Luftzuführung für ein Verschwenken der Fäden und -
7 die Anordnung von zwei Blenden untereinander mit zusätzlicher Schwenkmöglichkeit für die Fäden. - Ausführung der Erfindung
- In der
1 ist schematisch die einfachste Ausführungsform des vorliegenden Erfindungsgedankens dargestellt. Die aus dem Blasschacht1 austretenden Fäden2 sind von dem Luftstrom3 umgeben. Unterhalb des Blasschachtes1 ist die Blende4 angeordnet, deren lichte Weite5 der lichten Weite6 der Austrittsöffnung des Blasschachtes1 entspricht. Durch die Blende4 wird der aus der Austrittsöffnung7 des Blasschachtes1 austretende Luftstrom3 – auch als Freistrahl bezeichnet – in seiner Menge reduziert, indem die seitlichen Randmengen8 ,9 des Luftstroms abgelenkt werden, so dass lediglich eine Kernströmung10 ,11 verbleibt, die auf die Ablage12 gerichtet ist. In der Kernströmung10 ,11 befinden sich die Fäden2 , die als Fadenschar auf der Ablage12 abgelegt werden. Der Abstand A der Blende4 von der Ablage12 ist so gewählt, dass der Impuls der Kernströmung10 ,11 so abgebaut wird, dass die Geschwindigkeit der Kernströmung und die Geschwindigkeit der Fäden2 beim Auftreffen auf die Ablage12 in etwa gleich sind. Die abgelenkte Luftmenge8 ,9 ist mindestens gleich, bevorzugt aber größer als die verbliebene Luftmenge der Kernströmung10 ,11 . Die Ablage wird in an sich bekannter Weise mit Unterdruck betrieben, wodurch an den Öffnungen14 in der Ablage12 eine Ansaugströmung15 auftritt, welche das abgelegte Vlies an der Ablage12 hält. Die Geschwindigkeit der Absaugströmung15 und die Geschwindigkeit der Kernströmung10 ,11 sind aufeinander abgestimmt, so dass sie in etwa gleich sind. Die vom Luftstrom3 abgelenkte Luftmenge wird abgesogen und dem Blasschacht1 wieder zugeführt. Hierfür werden an sich bekannte Luftströmungs- und Luftfördereinrichtungen verwendet. Es zeigte sich überraschend, dass alleine durch diesen einfachen Aufbau ein sehr gleichmäßiges Vlies mit sehr geringem Flächengewicht herstellbar ist. Diese Gleichmäßigkeit kann noch dadurch verbessert werden, wenn mehrere Einzelspinnstellen nach dem gezeigten Aufbau in Ablagerichtung hintereinander angeordnet werden. - Die
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zusätzlich zu der Ausführungsform nach der1 unterhalb der Blende4 Schwenkklappen16 ,17 vorgesehen sind, die bei Bedarf zur Erhöhung der Gleichmäßigkeit des Spinnvlieses eingesetzt werden können. - Bei der
3 werden koanderförmige Schwenkklappen16 ,17 eingesetzt, die derart zueinander angeordnet und ausgebildet sind, dass sie neben dem Verschwenken der Fäden2 auch noch gleichzeitig die Ablenkung der seitlichen Randmengen8 ,9 des Luftstroms3 übernehmen. - Die
4 zeigt eine Ausführungsform, bei der unterhalb der Blende4 Luftführungskanäle18 ,19 angebracht sind, deren Austrittsstrahlen20 ein Verschwenken der Fäden2 bewirken. - Bei der
5 sind Blende4 und die Druckluftkanäle18 ,19 zu einer Einheit zusammengefasst. In entsprechender Weise können auch die Schwenkklappen16 ,17 – wie sie in der2 gezeigt sind – mit der Blende4 zusammengefasst werden. - Eine besonders günstige Ausführungsform des Zusammenfassens von Blende
4 und Druckluftkanal18 ,19 ist in der6 gezeigt. Hier wird der überwiegende Teil des Freistrahls3 durch die Blende4 abgelenkt. Durch die Blende4 wird nur eine geringere Menge als Kernströmung10 ,11 durchgelassen. Die Blende4 ist mit dem Strömungsleitkanal22 versehen, durch welchen eine Vergleichmäßigung der als Fadenschar vorliegenden Fäden2 erfolgt. Über die Kanäle18 ,19 wird in Intervallen Luft der Kernströmung zugeführt und dadurch die Fäden einem Verschwenken unterworfen. - Eine höchsten Ansprüchen gerecht werdende Ausführungsform zeigt die
7 . Hier sind zwei Blenden4 ,40 vorgesehen, die untereinander angeordnet sind. Jede der Blenden4 ,40 führt eine Randmenge8 ,80 ,9 ,90 nach Außen ab, die erste Blende4 , die Randmengen8 ,9 aus dem Freiluftstrahl3 und die Blende40 die Randmengen80 ,90 aus dem Freiluftstrahl30 . Beide Blenden4 ,40 sind mit Strömungskanälen22 ,23 versehen. Unterhalb des Strömungskanals22 der Blende4 bildet sich aus der die Blende4 verlassenden Kernströmung wieder der Freistrahl30 aus; was in gleicher Weise auch unterhalb der Blende23 stattfindet. Die aus der Blende23 austretende Kernströmung zusammen mit der Fadenschar2 wird durch die koanderförmigen Klappen16 ,17 verschwenkt. Diese Ausführungsform gestattet ein sehr genaues Einstellen der Anlage auf die gewünschten Luftgeschwindigkeiten beim Auftreffen auf die Ablage12 .
Claims (13)
- Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen aus in wenigstens einer Fadenschar vorliegenden Filamenten, bei denen im Schmelzspinnverfahren die Fäden aus Spinndüsen ausgepresst, in einem Blasschacht aerodynamisch verstreckt und abgekühlt und auf einer Unterdruck aufweisenden und auf ihrer Oberfläche eine Absaugströmung erzeugenden Ablage abgelegt werden, wobei oberhalb der Ablage Mittel vorgesehen sind, durch die der die Fadenschar umgebende Luftstrom in seiner Menge und Geschwindigkeit reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der Menge und Geschwindigkeit des Luftstroms (
3 ) durch ein Ablenken der seitlichen Randmenge (8 ,9 ) des Luftstroms (3 ,30 ) durch mechanische Mittel (4 ,40 ) erfolgt, so dass eine auf die Ablage (12 ) gerichtete Kernströmung (10 ,11 ) verbleibt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Luft beim Auftreffen der Luft auf die Ablage (
12 ) in etwa der Geschwindigkeit der abzulegenden Fäden (2 ) vor ihrem Ablagevorgang entspricht. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die abgelenkte Luftmenge (
8 ,9 ) gleich oder größer als die verbliebene Luftmenge der Kernströmung (10 ,11 ) ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Absaugströmung (
15 ) der Luft an der Ablage (12 ) gleich der Geschwindigkeit der Kernströmung (10 ,11 ) ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die abgelenkte Luftmenge von der Ablenkstelle nach außen außerhalb der Anlage abgeführt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftablenkeinsatz aus einer Blende (
4 ) besteht. - Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite (
5 ) der Blende (4 ) der lichten Weite (6 ) der Austrittsöffnung (7 ) des Blasschachtes (1 ) entspricht. - Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (
4 ) mit einem Strömungsleitkanal (22 ,23 ) versehen ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Blenden (
4 ,40 ) untereinander vorhanden sind. - Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Blende (
4 ) bzw. der Blenden (4 ,40 ) mechanische und/oder pneumatische Mittel (16 ,17 ) für ein Verschwenken der Fäden (2 ) vorgesehen sind. - Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (
4 ) bzw. die Blenden (4 ,40 ) für das Verschwenken der Fäden (2 ) zu einer Einheit zusammengefasst sind. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablage (
12 ) ein endloses Siebband ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftablenkeinsatz aus seitlich in den Luftraum (
3 ) einschwenkbaren Klappen (16 ,17 ) besteht.
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Effective date: 20121214 |