DE2821823C2

DE2821823C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von langfaserigen Vlies-Stoffen

Info

Publication number: DE2821823C2
Application number: DE2821823A
Authority: DE
Inventors: Heihachi Okazaki Aichi Ikehara; Masahiko Minamide; Hideo Okamoto; Hiko Takabe; Makoto Nishinomlya Hyogo Takei
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1977-05-26
Filing date: 1978-05-19
Publication date: 1985-06-27
Also published as: FR2392159A1; DE2821823A1; JPS5851541B2; JPS53147875A; GB1577505A; FR2392159B3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung lur Herstellung von langfaserigen Vliesstoffen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derariige Vorrichtung ist aus der US-PS 37 34 803 bekannt.

Bei der Anordnung mehrerer Düsen nebeneinander beeinllußt der Saum de.i aus ji jer Düse ausgeblasenen Luftslrahles, wenn er die sammelnde Oberfläche erreicht, die Ränder der quer b- lachbarten Düsen, so daß die Ausbreitung der Luftstrahlen in Querrichtung luf der sammelnden Oberfläche behindert wird wodurch das Ausmaß der Qucrausbrcitung und Verflechtung der die Schicht bildenden Fasern eingeichränkt wird. Die Vliesfestigkeit in Querrichtung wird ilso verringert, obwohl jede einzelne Abzugsdüse für »ich alleine ein isotropes Vlies liefern würde.

Am Beispiel einer Fadenabzugsduse mit kreisförmiger Ausblasöffnung, wie in Fig 1 dargestellt, wird dies erläutert. In dem Falle, in dem eine Anzahl von Abzugsdüsen in einer Reihe rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der die Schicht aufnehmenden Sammelfläche angeordnet ist, stoßen die Fasern auf die Strahlsäume aus den benachbarten Abzugsdüsen, so daß »ie. wie es in Fig. 2 dargestellt ist. beim Fintreffen auf der Sammelfläche ein elliptisches Muster bilden, dessen Hauptachse sich in der durch den Pfeil angezeigten Bewegungsrichtung der Schicht erstreckt. Damit des halb die Fasern veranlaßt werden, auch dann ein kreisförmiges Muster, wie in Fig. I. /u beschreiben, wenn eine Anzahl von Düsen in einer Reihe angeordnet »ind. muß man den Strahl von leder Düse da/u bringen, •in elliptisches Muster, wie in F ι g. !. /u beschreiben, was durch die aus der US PS 37 !4HOi bekannten Sprei/hatibe möglich ist.

Der Öffnungswinkel der Spreizhaube, bzw. der Neigungswinkel der Seilenwände ist der Winkel, der durch die erzeugenden Linien der einander in der Richtung der Hauptachse gegenüberliegenden Teile der inneren Oberfläche der Spreizhaube gebildet wird. Ist dieser groß, dann ist das von dem aus jeder Abzugsdüse herkommenden Strahl auf der SchichtsanimelNäche entworfene Mustef eine Ellipse, deren Hauptachse sich

6i rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Schicht erstreckt. Hierdurch wird ein Vliesstoff hergestellt, dessen Querfestigkeit höher ist als seine Längsfestigkeit. Wenn andererseits der öffnungswinkel klein ist, dann ist die von jedem Ejektorstrahl auf der Schielnsammelfläche entworfene Figur nahezu kreisförmig und ein isotropischer Vliesstoff, bei dem die Querfestigkeit nahe/u gleich der Längsfestigkeit ist, wird erzeugt.

Der Öffnungswinkel einer Spreizhaubt- wird nun durch das Verhältnis der Längs- zu der Querfestigkeit des erwünschten Vliesstoffes, den Druck der den Ejektoren die Fasern zuführenden Hochdruck-Luft und den inneren Durchmesser der Abzugsdüsen-Ausblasöffnungen bestimmt. Wenn das beabsichtigte I.ängsquerfestigkeits-Verhältnis oder der Druck der zu den Ejektoren geführten Druckluft geändert werden muß, dann muß bei den bekannten Vliesherstellungsvorrichtungen unbequemerweise auch die Abzugsdüse und die Spreizhaube gegen eine andere ausgetauscht werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Fadenabzugsdüse für die Vliesherstellung zu finden, die bequem und schnell die Veränderung der Faserstrahlausbreitung gestattet. Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs dadurch gelöst, daß die Seitenwände der Spreizhaube eben sind, daß die Spreizhaube relativ zum Ausblasrohr in Blasrichtung verschiebbar ist. ifid daß eine Vorrichtung zum Fixieren der Spreizhaube in der eingestellten Relativlage vorgesehen ist, wobei die Gesamtlänge der Spreizhaube gleich der bei dem gegebenen Neigungswinkel der Seitenwande der Sprei/haube minimal erforderlichen Länge in der äußersten ausgefahrenen Stellung der Spreizhaube relativ /um Ausblasrohrende ist.

Damit wird erreicht, daß jedes gewünschte Längs-Quer Festigkeits Verhältnis eines hergestellten Vliesstoffs durch den Betrag der relativen Einführung des unteren Endes des Ab/ugsdusen Ausblasrohres in die Sprei/haube einstellbar ist. Dabei braucht die Vorrichtung nur so lang /ti sein (miiiimp! erforderliche Länge), daß in der äußersten ausgefahienen Stellung der Sprei/haube die Begrenzung des frei austretenden Luftstrahls gerade π der Ebene der geneigten Seitenflächen der Sprei/haube liegt.

Die Erfindung wr.! ,inh.ind der Zeichnung in einer bevorzugten Aus^fii( 'iin^sform ausführlich erläutert. Fs zeigt

F ι g. I die AnMiMt eines Ansammlungsmusters auf einer Schicht .Sainineifljche. wenn eine Abzugsdüse mit kreisförmiger A.ishi.isoffnung allein angewendet wird.

F ι g. 2 eine der HgI ähnliche Ansicht, deren dargestelltes Muster ledoch dadurch erzeugt wird, wenn Ab/ugsdüsen von Ίιτ Art. deren Wirkung in I ι g. I gezeigt ist. in eiiai Keine rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Schicht sammdflacne angeordnet, werden.

f'ip. 3 eint· der I ig I ähnliche Ansicht, aber bei Anwendung einer Sjirei/haiibe in optimaler Einstellung.

I ι g la eine bevorzugte Ausfiihriingsform einer erfimlungsgemäUen Vorrichtung in Vorderansicht.

I ι g 4b die Vorm htiing von F t g 4a in Seitenansicht.

Fig. "i(a) —(d) Ansichten von Querschnitten der Ausbreitungscinrichtung,

Die F i g, 4a und 4b zeigen ein Atisführungsbcispiel für eine Ausbreitungseinrichtung und die bei der vorliegen* den Erfindung verwendeten Abzugsdüse bzw. den Ejektor. Unter der Wirkung des hohen Druckes der bei einem Drücklufleinlaß 1 zugeftihrten Druckluft werden Fasern in die Ejeklor-Einlaßöffnung eingesaugt, durch ein Ejektor-Ausblasrohr 3 geleitet und durch eine

Ausblas-Öffnung 4 ausgestoßen und auf einer Schichtsammelfläche unter der Ausblas-Öffnung angesammelt. An dem unteren Teil des Ausblasrohres 3 ist eint Sprei/haube 5 befestigt, d. h. das Ausblasrohr ist relativ zur Spreizhaube eingeschoben, und in einer solchen Weise befestigt, daß die Länge des Teiles des in die innere Vertiefung 6 der Sprei/haube 5 eingeschobenen Ausblasrohres 3 eingestellt werden kann. Eine Schraube 7 dient zur Befestigung der Spreizhaube 5 in der gewünschten Stellung. Der öffnungswinkel der Ausbreitungseinrichtung 5 ist mit Θ. mit D der Betrag der Einführung des Ausblasrohres 3 in die Ausbreitungseinrichtung 5, mit L die effektive Länge der Ausbreitungseinrichtung 5, und der innere Durchmesser des Ausblasrohres 3 ist mit d bezeichnet. Wenn die Spreizhaube 5 relativ um die Länge D über das Ausblasrohr 3 geschoben wird ergibt sich ein scheinbarer Öffnungswinkel a.

Die Fig. 5(a) — (d) zeigen konxrete Beispiele für die Querschnittsform der .Sprei/haube 5 in der Ansicht, wie sie in der Ausblasrichtung der Luf; gesehen wird. In der Praxis ist es nicht immer notwendig, den O¹ 'ersehntt mit der länglichen Form der Ansicht (a) auszuführen; verschiedene andere Formen, die in der einen Richtung langer sind als in der anderen, wie in (b). (c) und (d) dargestellt, lassen sich verwenden.

Wenn das Ausblasrohr 5 überhaupt mc rV '.u'i'cr in die innere Vertiefung der Sprei/haube 5 oiniauch!. ι! h bei D - 0. bewirkt sie eine Strahlausbrcitung. die d:n·. η .!lh Öffnungswinkel (-) bestimmt lsi. bei ;kn, mJ, Λ:. länglichste Muster ergibt, das m:· dieser -Vi -r>; e'':i:uv einrichtung auf der Schichtsammellache erreunü..· :. so daß die Querfestigkeit des Vliesstoffes beträchtlich hoher als seine Längsfestigkeit ist. Das bedeutet fur d.is Längsquertestigkeitsverhältnis einen Wert beträchtlich kleiner .ils I. Der optimale Wert des öffnungswinkels H wird durch die Durchflußgeschwindigkeit und den Druck der aus dem Ausblasruhr austretenden Luft bestimmt und hängt damit praktisch von den durch den Druck der /ugeführten Preßluft beeinflußten cl>nami sehen Verhältnissen ab. Daher wirken verschiedene Faktoren mit, /. B. der Durchflußw iderstand der inneren Oberflächen der Sprei/haube. so daß der Wert fur den wirksamsten Öffnungswinkel bei einem Druck der /u den Ab/ugsdusen /ugeführten Preßluft von 1.5 bis b atu zwischen 4 und 32' liegt. Fer" er ist die Weite der inneren Oberfläche der Sprei/haube im wesentlichen gleich den) äußeren Durchmesser des Ausblasrohres. um den Strahl so länglich wie möglich /u machen. Die effektive Länge I. u?^r Ausbreilungseinrichtung sollte ruh' den Wert überschreiten, der benötigt wird, um den öffnungswinkel H auch tatsächlich aus/unut/en. d. h. sie sollte die Minim.illänge. die die Bedingung fur die größte Strahl.iusbreiuing ergibt, wenn der Öffnungswinkel H betragt, nicht ülierschreiten. Wenn nämlich /. langer als notwendig ist. wird die durch den Öffnungswinkel <■) bestimmte Str.ihlausbreitung erzeugt, selbst wenn das Ausbl.isrohr 5 in die innere Vertiefung 6 der Aushieuiingseinrichtung 5 eingeführt ist. so daß die von der I rfindting angestrebte Steuerung der Sirahlausbreitiing erschwert ist. Je langer L desto großer ist die Querschnittsfläche des Auslasses der Ausbreitungseinrichtung, so daß sich der plötzliche Abfall der Geschwindigkeit des die Fasern tragenden Luftstrahls vergrößert, was eine zufriedenstellende Ansammlung von Fasern erschwert. Die optimale Länge L der Spreizhaube ändert s'fh daher mit dem öffnungswinkel θ, die empfehlenswerte Länge ist jedoch 3 bis 7mal so groß wie der innere Durchmesser c/des Ejekior-Aus Blasrohres.

Wenn das Ausblasrohr 3 unter diesen Umstände,ι um den Betrag D in das Innere der Ausbreitungseinricluung 5 eintaucht, hat diese nicht mehr die für die Ausnutzung des scheinbaren Ausbreit-Winkels \ ausreichende Lange. Der Fadenstrahl, der aus dem liuhr 4 austri.t folgt dann nicht dem übergroßen Öffnungswinkel \ der Ausbreitungseinrichtung, sondern lost sich von der Innenwand der Ausbreitungseinnchtung ab und schnürt sich ein. Trotz Gebrauch derselben Spreizhaube ergibt sich daher nur eine Ausbreitung als ob eine gesonderte Einrichtung mit kleinerem Öffnungswinkel angewendet worden wäre. Damit kann die Querfestigkeit des erhaltenen Vliesstoffes nahezu gleich seiner Längste stigkeit eingestellt werden, d. h. dci Si· »ff ist isotrop πι' einem Längsquerfestigkeits Verh.:i;»■,s nahe 1 Wer·- die Länge Dweiter vergrößert wird. \ :s -Jas Ausblasen· Ϊ des Ejektors durch die Vertiefung der inneTcn Oberfläche der Ausbreitungseinrichtung 5 hindurchtritt zu einer Steil'ing unterhalb des Au.iasses der Spre.zhaube. d. h. wenn D > L, dann wird die Sprei/haube k-.'inen Einfluß mehr haben. Dann ist die I angsfestigkeit des sich ergebenden Vliesstoffes hoher :λ Jx- Q"erfestigkeit. es ergibt sich also ein I.ar iTsqiie¹ halt..is großer 1 Mieraus folgt .!. ■' . gewurisi hte- Lcingsquerfesüirkv.·' > hauen werJen könnt n. ohne . ■ ■ ' Sprei/naube ζ ι ant.e"" ;! "

ί.ι·>Η c.'ch Miriemführer. Jes i .·.·■■· die Spreizt:.! Jbe und V ers-.e! . _■ o·. Einführt· ng.

im folgenden sol! die Erfmdurv an e: erläutert werden.

Beispiel !

e mit jedem

s Ick hi e^r

■λ 11; l·.. .! Muh·.

"ages der , ik-ispielcri

24 Fasern werden bei einem Druck von 4 atu der zugeführten Preßluft in eine ein/eine Abzugsdüse hineingesogen, so daß sich ein Gesamtgewicht von lbOdtex ergibt, und auf en,er sich mit 2 πι'min Dewegenden Schich!sammelliji.he abgelagert. Der Innendurchmesser des Dii-en- Ausblisrohres war IO mm und das untere t.nde des \usb!,isr<. Ves wurde in eine Spreizhaube eingefuhr'. deren 'iauptacTse sich ,r: der Breitenrichtung der Schtchtsammelfldche erstre*.*. te. Der Betrag der Einführung des Au'blasrohres in die Sprei/haube war D = Omni: die Lange der Ausbrei tiingsemrichtung /. = 50 min. die Weite der inneren Oberfläche betrug 12mm Inter diesen Bedingungen wurde die Ablajerungs- oder Ansammluntrsweiie tür die Vliesschicht in Abhängigkeit vom veränder!..:hen Öffnungswinkel gemessen. D.is Ergebnis ist m der fo.gcnden Tabelle dargestellt

(illriinnouink. I .'-/	\M ·■■ :■
J.' ^lU^i/fllLlh.	' i T ■ L - Λ
	iL- s,¹ ■·.
Omit; bpreizhuubc	14(1 turn
4"	17C mm
8°	IW mm
ΗΓ	210 mm
24°	220 mm
i2°	180 mm
40°	140 mm
48°	140 mm

Aus der Tabelle isl zu entnehmen, daß der für die Ausbrcitungseinrichtung nutzbare Winkelbcrcich /wischen 4" und 32" liegt.

I) e i s ρ i c I 2

10 Ejeklorcn wurden in einer einzelnen Reihe quer zur Schichlsammciriüchc angeordnet und 8 Fasern bei einem Druck von 3 aiii der zugeführlen Preßluft in jeden Ejektor eingesogen, um ein Gesamtgewicht von 26,6 dlcx zu gewinnen, und auf der Schichlsamnielfläche abgelagert, jede Ejektor-Ausblasöffnung war in eine Ausbreilungscinrichl'ung eingeführt, bei der sich die Hauptachse in der Breitcnriclilung der Schichlsammclflächc erstreckte, und die eine Weite der inneren Oberfläche von 12 mm, einen Öffnungswinkel Θ = 16° und eine Länge von 50 mm hatte. Es wurden Vliesstoffe hergestellt·, indem der Reinig der Einführung D eines Ausblasrohrcs mit einem inneren Durchmesser d = 10 mm in die Spreizhaube geändert wurde. Die physikalischen Eigenschaften der Stoffe wurden bestimmt, und das Ergebnis ist in der folgenden Tabelle dargestellt.

1)
nini

Liingsfcsligkcit

der Schicht
kg/3 cm Breite

Querlestigkcit
der Schicht
kg/3 cm !!reite

Li'ingsqucrfestigkeiU-verhiiltnis

0	5.4	8.1	0.67
I	7.2	7.9	0,91
6	7.7	6,S	1.13
13	8.1	7.3	1.11
20	S.7	7.1	1.23
30	7,8	5,9	1.32
35	8.0	5,8	1.3S

in

Ii

21)

3(1 1 .tngslcstiiikcil der Schicht ku/.l cm Hroilc

der Schicht ky/Λ cm Breite

I ,W|!MJUlT

fesligU'lsvcrhiillciis

40 W) 80 8.4
7.9
8.2

6.2
5.3
3.9

1.35 1.49 2.10

Bei D = O, wenn die Ausblasrohre nicht in die Vertiefung der inneren Oberfläche der Spreizhaube hineinragen, ist, gemäß der Tabelle, die Querfestigkeit größer als die Litngsfcstigkeit; aber wenn die Ausblasrohre weiter in die Vertiefung der inneren Oberfläche der Spreizhaube eingeschoben werden, nähern sich die Werte von Quer- und Längsfcstigkcil, und wenn D weiter anwächst, wird die Längsfestigkeit größer als die Querfestigkeit. Bei D = 80 mm schließlich ist die Fjektor-Ausblasöffnung aus der Spreizhaube hervorgetreten, so daß sich die selben Bedingungen ergeben, als ob keine Haube vorhanden wäre, so daß die Längsfestigkeil viel größer als die Querfestigkeit wird.

Beispiel 3

12 Fasern wurden in einen einzelnen Ejektor bei einem Zuführungsdruck der Preßluft von 4 aiii hincingesogen, ßm ein Gesamtgewicht von 160 dtex zu erhalten, und auf einer mit 2 m/min bewegten Sammclfläche abgelagert. Der Innendurchmesser des Ausblasrohrcs war 10 mm, und der untere Teil des Ausblasrohres war in eine Spreizhaube eingeführt, deren Hauptachse in Breitenrichtung der Sammclflächr: angeordnet war und die eine innere Weile von 12 mm und einen öffnungswinkel Θ = 16° hatte. Unter Verändern der Länge L und des Betrages D wurden Fasern auf der Sammelfläche abgelagert und die Ansammlungsbreite gemessen. Die Ergebnisse sind auf der folgenden Tabelle dargestellt.

Beziehungen zwischen L. D und der Ansammlungsbrcite

L mm

P mm
0

10 15

30

20	21 cm	21	21	21	21	21
30	24	23	22,5	21.5	21	18
50	30	28	27	26	24	20
70	37	34	32	31	30	23
90	"43	"43	"43	"39	36	33

(großer, plötzlicher Geschwindigkeitsabfall ")

Wenn L kleiner als 30 mm ist. zeigt sich, nach dieser Tabelle, selbst bei Änderung des Betrages D der Einführung des Ausblasrohres keine Änderung der Ansammlungsbreite. Dann ist es nicht möglich, das Längsquerfestigkeits-Verhältnis eines Vliesstoffes zu steuern. Ferner gibt es keine Änderung dar Ansammlungsbreite und der plötzliche Geschwindigkeitsabfall ist so groß, daß keine zufriedenstellende Schicht gebildet wird, wenn L — 70 mm überschreitet selbst wenn das Ausblasrohr mehr oder weniger tief in die Spreizhaube eingeführt wurde.

Aus dem vorhergehenden ergibt sich. daß. bei einem Innendurchmesser des Ausblasrohres von d = 10 mm und falls die Spreizhaube einen Öffnungswinkel von 0=16° hat die optimale Länge L zwischen 30 mm und 70 mm liegt, d. h. sie ist um 3 bis 7mal so groß wie der innere Durchmesser i/des Ejektor-Ausblasrohres.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Herstellung von langfaserigen Vliesstoffen, mit einer bewegbaren Sammelfläche, -, mit in einer oder mehreren Reihen quer zur Laufrichtung der Sammelfläche angeordneten pneumatischen Fadenabzugsdüsen und mit an jedem Düsenausgang angeordneten Spreizhauben, deren Seitenwände nur quer zur Laufrichtung der Sammel- in fläche nach außen divergieren und die einen inneren Eingangsquerschnitt aufweisen der dem äußeren Durchmesser des Ausblasrohrs der Fadenabzugsdüse entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Spreizhaube (5) eben sind, ■-. daß die Spreizhaube (5) relativ zum Ausblasrohr (3) in Blasrichtung verschiebbar ist, und daß eine Vorrichtung (7) zum Fixieren der Spreizhaube (5) in der eingestellten Relativlage vorgesehen ist. wobei die Gesamtlänge (L) der Spreizhaube (5) gleich der >n bei dem jjegebenen Neigungswinkel (8) der Seitenwände der Spreizhaube minimal erforderlichen Länge in der äußeren ausgefahrenen Stellung der Spreizhaube relativ zum Ausblasrohrende (4) ist.