Gebiet der ErfindungField of the invention
Diese
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Herstellung von künstlich
hergestellten Fasern, und insbesondere auf das Gebiet der Herstellung
von künstlich
hergestellten Fasern unter Verwendung der Techniken des Schmelzblasens
und des Coformens.These
This invention relates generally to the production of artificial
produced fibers, and in particular in the field of production
of artificial
produced fibers using the techniques of meltblowing
and coforming.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Bei
der Herstellung von künstlich
hergestellten Fasern wurden lange Zeit die Techniken des Schmelzblasens,
Coformens und Spinnklebens zum Einsatz gebracht, um Fasern für die Anwendung
bei der Herstellung von Vliesstoff-Netzen aus dem Material zu erzeugen.
Die 1a bis 3b veranschaulichen
Maschinen gemäß dem Stand
der Technik, welche Vliesstoff-Netze mit den Techniken des Schmelzblasens
und des Spinnklebens herstellen. In einer zusätzlichen Art und Weise werden
nachstehend Techniken des Coformens gemäß dem Stand der Technik in
größerer Ausführlichkeit
diskutiert.In the manufacture of manmade fibers, the techniques of meltblowing, coforming and spunbonding have long been used to produce fibers for use in the production of nonwoven webs from the material. The 1a to 3b illustrate prior art machines that fabricate nonwoven webs using meltblowing and spunbonding techniques. In an additional manner, techniques of coforming according to the prior art are discussed in greater detail below.
Die 1a bis 1c veranschaulichen
einen typischen Ansatz zum Herstellen von schmelzgeblasenen Fasern.
Mit Bezug auf 1a, enthält ein Trichter 10 ein
Granulat aus Kunststoff. Ein Extruder 12 schmilzt das Granulat
aus Kunststoff durch eine herkömmliche
Heiz-Anordnung auf, um eine geschmolzene und extrudierfähige Komposition
auszubilden, welche durch eine Schmelzblas-Form 14 durch
die Wirkung einer sich drehenden Extruderschraube (nicht gezeigt),
die innerhalb des Extruders 12 angeordnet ist, extrudiert wird.
Wie in 1c gezeigt ist, wird die extrudierfähige Komposition
durch den Extrusionsspalt 28 zur Öffnung 18 gefördert. Die
Form 14 und die dort hindurchgeförderte Gaszufuhr werden durch
eine herkömmliche
Anordnung (nicht gezeigt) erhitzt.The 1a to 1c illustrate a typical approach to making meltblown fibers. Regarding 1a , contains a funnel 10 a granulate made of plastic. An extruder 12 The plastic granules melt through a conventional heating arrangement to form a molten and extrudable composition which is meltblown 14 by the action of a rotating extruder screw (not shown) inside the extruder 12 is arranged, extruded. As in 1c is shown, the extrudable composition through the extrusion gap 28 to the opening 18 promoted. Form 14 and the gas supply conveyed therethrough are heated by a conventional arrangement (not shown).
1b veranschaulicht
die Form 14 in einem größeren Detail.
Die Spitze 16 der Form 14 enthält eine Vielzahl von Öffnungen 18 der
Schmelzblas-Form, welche in einem linearen Feld quer über die
Seite 16 angeordnet sind. Mit Bezug auf 1c,
fördern
die Zuläufe 20 und 21 ein
erhitztes Gas zu den Sammelkammern 22 und 23.
Das Gas entweicht jeweils durch die Durchgänge 24 und 25,
um zu konvergieren und um einen Gasstrom auszubilden, welcher die
aus der Öffnung 18 extrudierten
Fäden aus
Polymer oder Kunststoff einfängt
und verdünnt,
um einen von Gas getragenen Strom aus Fasern 26 auszubilden,
wie in 1a zu sehen ist. 1b illustrates the shape 14 in a greater detail. The summit 16 the form 14 contains a variety of openings 18 the melt-blown shape, which in a linear field across the page 16 are arranged. Regarding 1c , promote the feeds 20 and 21 a heated gas to the collection chambers 22 and 23 , The gas escapes through the passages 24 and 25 to converge and to form a gas stream which flows out of the opening 18 extruded filaments of polymer or plastic traps and dilutes to form a gas-borne stream of fibers 26 train as in 1a you can see.
Die
Schmelzblas-Form 14 umfasst ein Formelement 36 mit
einem Basisabschnitt 38 und einem hervorstehenden Zentralabschnitt 39,
innerhalb dessen sich ein Extrusionsspalt 28 in Fluidkommunikation
mit der Vielzahl von Öffnungen 18 erstreckt,
wobei die äußeren Enden
davon an der Spitze der Form enden. Der von Gas getragene Strom
der Fasern 26 wird auf eine Sammeleinrichtung projiziert,
welche in dem in 1a veranschaulichten Ausführungsbeispiel
einen Endlos-Gurt 30 umfasst, der kleine Öffnungen
aufweist und der auf Walzen 31 getragen wird, und der mit
einer oder mehreren stationären
Vakuumkammern (nicht gezeigt) ausgerüstet sein kann, welche unter
der Sammelfläche
angeordnet sind, auf welcher ein Vliesstoff-Netz 34 aus Fasern
ausgebildet wird. Die gesammelten und verworrenen Fasern bilden
ein kohärentes
Netz 34, wobei ein Segment davon in einer Grundansicht
in 2 gezeigt ist. Das Netz 34 kann durch
ein Paar von Andruckwalzen 33 (gezeigt in 1a)
von dem Gurt 30 entfernt werden, welche die verworrenen
Fasern zusammendrücken.
Die Schmelzblas-Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik nach den 1a bis 1c kann
in einer optionalen Art und Weise ein Mittel zum Einbringen von
Mustern umfassen, in Form eines gemusterten Kalander-Walzenspalts
oder einer Ausrüstung
zum Prägen
mittels Ultraschall (nicht gezeigt), und das Netz 34 kann anschließend auf
einer Speicherwalze aufgenommen werden oder nachfolgenden Schritten
der Herstellung zugeführt
werden. Andere Mittel zum Prägen
wie der Druckwalzenspalt zwischen einem Kalander und einer Riffelwalze
können
genutzt werden, oder der Schritt des Prägens kann ganz und gar weggelassen
werden.The melt-blown mold 14 includes a mold element 36 with a base section 38 and a protruding central portion 39 , within which there is an extrusion gap 28 in fluid communication with the plurality of openings 18 extends, the outer ends thereof terminate at the top of the mold. The gas-borne stream of fibers 26 is projected onto a collector, which in the in 1a illustrated embodiment, an endless belt 30 includes, which has small openings and on rollers 31 is supported, and which may be equipped with one or more stationary vacuum chambers (not shown), which are arranged below the collection surface on which a nonwoven web 34 is formed of fibers. The collected and tangled fibers form a coherent network 34 , wherein a segment thereof in a basic view in 2 is shown. The network 34 can through a pair of pressure rollers 33 (shown in 1a ) from the belt 30 are removed, which squeeze the tangled fibers. The melt blowing apparatus according to the prior art according to 1a to 1c For example, in an optional manner, it may comprise a means for patterning, in the form of a patterned calender nip or ultrasonic embossing equipment (not shown), and the net 34 can then be recorded on a storage roller or supplied to subsequent steps of manufacture. Other means of embossing such as the nip between a calender and a corrugating roll may be used, or the embossing step may be omitted altogether.
3a veranschaulicht
eine Vorrichtung 44 zum Erzeugen von spinngeklebten Fasern
gemäß dem Stand
der Technik. Die Spinnkleb-Vorrichtung enthält in der typischen Art und
Weise eine Faserzieh-Einheit 46, die über einem Endlosgurt 78 positioniert
ist, welcher auf Walzen 76 gelagert ist. 3b veranschaulicht die
Faserzieh-Einheit in größerem Detail.
Die Faserzieh-Einheit 46 umfasst obere Luftbereiche 48 und 50 und eine
längliche
Luftkammer, welche einen oberen Abschnitt 52, einen mittleren
Abschnitt 54 und einen unteren Abschnitt oder ein Endrohr 56 enthält. Die
Faserzieh-Einheit umfasst ebenso einen ersten Luftsammler 58 und einen
Lufteinlass 60, der von dem ersten Luftsammler 58 zum
mittleren Abschnitt 54 der Faserzieh-Einheit führt. In
einer zusätzlichen
Art und Weise kommuniziert ein zweiter Luftsammler 62 über einen
Lufteinlass 64 ebenfalls mit dem mittleren Abschnitt 54 der
Faserzieh-Einheit. Die Spinnkleb-Vorrichtung 44 enthält ebenso eine
Standardausrüstung
zum Schmelzen eines extrudierbaren Kunststoffs durch Formen, um
Fasern 68 herzustellen. In einer typischen Art und Weise
fördert
diese Ausrüstung
einen von einer Versorgung zu einem Trichterextruder zugeführten Kunststoff
durch einen Filter und zuletzt durch eine Form, um die Fasern 68 zu erzeugen. 3a illustrates a device 44 for producing spunbonded fibers according to the prior art. The spunbonding apparatus typically includes a fiber drawing unit 46 that over a endless belt 78 which is positioned on rollers 76 is stored. 3b illustrates the fiber draw unit in more detail. The fiber-drawing unit 46 includes upper air areas 48 and 50 and an elongate air chamber having an upper portion 52 , a middle section 54 and a lower portion or tailpipe 56 contains. The fiber draw unit also includes a first air collector 58 and an air inlet 60 from the first air collector 58 to the middle section 54 the fiber-drawing unit leads. In an additional way, a second air collector communicates 62 via an air inlet 64 also with the middle section 54 the fiber-drawing unit. The spinn adhesive device 44 contains as well a standard equipment for melting an extrudable plastic by molding into fibers 68 manufacture. In a typical manner, this equipment conveys a plastic supplied from a supply to a hopper extruder through a filter and finally through a mold to the fibers 68 to create.
Luft
mit hoher Geschwindigkeit wird durch die Sammler 58 und 62 über Einlässe 72 bzw. 74 in
die Faserzieh-Einheit eingelassen. Die Zugabe von Luft zur Faserzieh-Einheit
durch den Einlass 60 und den Einlass 64 saugt
Luft durch die Einlässe 50 und 48 an.
Die Luft und die Fasern entweichen dann durch das Endrohr 56 in
den Ausgangsbereich 70. Im Allgemeinen zieht eine durch
die Einlässe 50 und 48 in
die Faserzieh-Einheit eingelassene Luft die Fasern 68,
wenn sie durch die Faserzieh-Einheit hindurchlaufen. Die gezogenen
Fasern werden dann auf dem Endlosgurt 78 abgelegt, um ein
Vliesstoff-Netz 80 auszubilden, wie in 3a zu sehen
ist. Walzen 82 können
dann das Vliesstoff-Netz dann von dem Endlosgurt 78 entfernen
und drücken
die verworrenen Fasern weiter zusammen, um bei der Ausbildung des
Netzes zu helfen. Das Netz 80 wird dann verklebt, wie z.B.
durch das Prägen
mit einem Kalander und einer Riffelwalze, das Prägen mittels Ultraschall oder
anderen bekannten Techniken, um das fertiggestellte Material herzustellen.High-speed air is collected by the collector 58 and 62 over inlets 72 respectively. 74 embedded in the fiber drawing unit. The addition of air to the fiber draw unit through the inlet 60 and the inlet 64 sucks air through the inlets 50 and 48 at. The air and the fibers then escape through the tailpipe 56 in the exit area 70 , In general, one pulls through the inlets 50 and 48 air introduced into the fiber drawing unit, the fibers 68 as they pass through the fiber draw unit. The drawn fibers are then placed on the endless belt 78 filed to a nonwoven web 80 train as in 3a you can see. roll 82 then can the nonwoven web then from the endless belt 78 remove and squeeze the tangled fibers further to help with the formation of the net. The network 80 is then bonded, such as by embossing with a calender and a corrugating roll, the embossing by means of ultrasound or other known techniques to produce the finished material.
Es
ist im Stand der Technik wohlbekannt, eine Anzahl von Parameter
der Bearbeitung in Vorgängen zur
Herstellung von sowohl schmelzgeblasenen als auch spinngeklebten
Fasern zu variieren, um Fasern von gewünschten Eigenschaften zu erhalten,
um Stoffe mit den erwünschten
Eigenschaften zu erstellen. Jedoch erfordert die Vielzahl der Techniken
gemäß dem Stand
der Technik zum Variieren der Eigenschaften der Fasern zeitraubendere
Veränderungen
im Maschinenaufbau oder der Bearbeitung, wie das Wechseln von Formen
oder das Wechseln der Kunststoffe. Deshalb erforderten diese Techniken,
dass die Produktionslinie unterbrochen wurde, während die notwendigen Veränderungen
ausgeführt
wurden, was zu einer Ineffizienz führte, wenn ein neues Material
zu bearbeiten war.It
is well known in the art, a number of parameters
processing in processes for
Production of both meltblown and spunbonded
Vary fibers to obtain fibers of desired properties
to substances with the desired
To create properties. However, the variety of techniques requires
according to the state
The technique for varying the properties of the fibers is more time consuming
changes
in machine construction or machining, such as changing molds
or changing the plastics. Therefore, these techniques required
that the production line was interrupted while the necessary changes
accomplished
which led to inefficiency when a new material
was to work on.
Der
Stand der Technik hat bislang gelehrt, dass verschiedenartige Effekte
durch die Manipulation des Luftflusses in der Nähe eines Faserausgangs in einer
Ausrüstung
zur Herstellung von schmelzgeblasenen und spinngeklebten Fasern
erhalten werden können.
Zum Beispiel lehrt Shambaugh, US-Patent
Nr. 5,405,559 , dass der in dem Schmelzblas-Vorgang bereitgestellte
Luftfluss in einer alternierenden Art und Weise an beiden Seiten
der Form an- und abgeschaltet werden kann, um dabei die zur Herstellung
der schmelzgeblasenen Faser erforderliche Energie zu verringern.
Jedoch hat diese Lehre von Shambaugh mehrere Nachteile. Unter einigen
Umständen
neigt das vollständige
Abschalten der Luft auf einer von beiden Seiten dazu, den verflüssigten
Kunststoff auf die Luftscheiben auf der anderen Seite der Form zu
blasen, um dabei die Maschinerie für übliche Luftflussraten zur Produktion
(insbesondere mit Polymeren mit hoher Schmelzflussrate (MFR) oder
anderen Polymeren, die in einer üblichen
Art und Weise bei der Herstellung von Vliesstoff-Netzen zur Anwendung gebracht
werden) zu verstopfen.The prior art has heretofore taught that various effects can be obtained by manipulating airflow near a fiber exit in equipment for making meltblown and spunbonded fibers. For example, Shambaugh teaches U.S. Patent No. 5,405,559 in that the air flow provided in the meltblowing process can be switched on and off in an alternating manner on both sides of the mold, thereby reducing the energy required to produce the meltblown fiber. However, this doctrine of Shambaugh has several disadvantages. In some circumstances, the complete shutdown of the air on either side tends to blow the liquefied plastic onto the air disks on the other side of the mold, thereby producing the machinery for usual air flow rates for production (especially with high melt flow rate (MFR) polymers). or other polymers used in a conventional manner in the manufacture of nonwoven webs).
Ferner
würden
solche Techniken in einer wahrscheinlichen Art und Weise zur Ablagerung
von Kunststoffklümpchen
oder "Schrot" auf dem Produktionsnetz
führen,
weil der Kunststoff während
des Übergangs
des Luftstroms von einer Seite der Form zu der anderen nur in einer
minimalen Art und Weise beeinträchtigt
werden würde.
Zuletzt, während
die Referenz von Shambaugh lehrt, die Luft für den Zweck der Verringerung
der Fasergröße für einen
gegebenen Fluss an- und abzuschalten, ist der hauptsächliche
Schwerpunkt davon derjenige, dass ein solches Umschalten durch Verringern
der gesamten Luftstromerfordernisse in dem Schmelzblas-Vorgang Energie
einspart. Ferner würden
die geringen Frequenzen, die durch Shambaugh gelehrt werden, zu
einer schwachen Ausbildung auf einer Hochgeschwindigkeitsmaschine
führen.
Fasern, die wie in den Beispielen angegeben, hergestellt werden,
sind gröber
und haben z.B. größere Durchmesser
als sie in einer typischen Art und Weise bei der kommerziellen Herstellung
von Vliesstoff aufgefunden werden. Zuletzt lehrt Shambaugh keine
Anwendbarkeit einer selektiven Alterierung von Luftstromeigenschaften
für die
Veränderung
von Faserparametern in einer Umgebung zur Produktion von spinngeklebten
Fasern.Further
would
such techniques in a probable manner for deposition
from plastic lumps
or "shot" on the production network
to lead,
because the plastic while
of the transition
of the air flow from one side of the mold to the other only in one
minimally impaired
would become.
Last, while
The reference by Shambaugh teaches the air for the purpose of reducing
the fiber size for one
turning on and off the given flow is the main one
Emphasis of this is that such switching by reducing
the total airflow requirements in the meltblowing process energy
saves. Furthermore, would
the low frequencies taught by Shambaugh too
a weak training on a high-speed machine
to lead.
Fibers produced as indicated in the examples,
are coarser
and have e.g. larger diameter
as they do in a typical manner in commercial production
be found by nonwoven fabric. Last Shambaugh teaches no
Applicability of Selective Alteration of Airflow Properties
for the
change
of fiber parameters in an environment for the production of spunbonded
Fibers.
SU
1015013 offenbart ein Verfahren im Einklang mit dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.SU
1015013 discloses a method in accordance with the preamble
of claim 1.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Diese
Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung
von Fasern im Einklang mit Verfahrensanspruch 1 und im Einklang
mit Vorrichtungsanspruch 32 bereit.These
The invention provides a method and an apparatus for the production
of fibers in accordance with method claim 1 and in accordance
with device claim 32 ready.
Im
Allgemeinen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung
zum Formen von künstlichen
Fasern mit einem Verfahren des Schmelzblasens oder Coformens aus
einem verflüssigten
Kunststoff und zum Formen eines Vliesstoff-Netzes. Die Vorrichtung
umfasst Mittel zum Erzeugen eines im Wesentlichen kontinuierlichen
Luftstroms, um die Fasern entlang einer primären Achse mitzureißen, zumindest
eine erste Extrusionsform, die in der Nähe des Luftstroms angeordnet
ist, um den verflüssigten
Kunststoff zu extrudieren, und Störungsmittel, um den Luftstrom
durch Verändern
des Luftdrucks auf einer von beiden Seiten oder auf beiden Seiten
der primären
Achse in einer selektiven Art und Weise zu stören.In general, the present invention relates to an apparatus for molding artificial fibers by a process of meltblowing or coforming from a liquified plastic and forming a nonwoven web. The device comprises means for generating a substantially con continuous air flow to entrain the fibers along a primary axis, at least a first extrusion die positioned proximate to the air stream to extrude the liquefied plastic, and interfering with the flow of air by altering the air pressure on either side disturbing both sides of the primary axis in a selective manner.
Die
Vorrichtung kann ebenfalls ein Substrat umfassen, das unter der
ersten Form angeordnet ist, ein Substratversetzungsmittel, um das
Substrat im Verhältnis
zu der Form in Bewegung zu versetzen, wobei die mitgerissenen Fasern
auf dem Substrat abgelegt werden, um ein Vliesstoff-Netz auszubilden.The
Device may also comprise a substrate which under the
is disposed first form, a Substratversetzungsmittel to the
Substrate in proportion
to move the mold in motion, with the entrained fibers
are deposited on the substrate to form a nonwoven web.
Die
Vorrichtung kann einen ersten Zulauf an Luft umfassen, der an die
ersten und zweiten Luftsammelkammern, die auf gegenüberliegenden
Seiten der Achse angeordnet sind, angeschlossen ist, wobei die Auslässe der
Sammelkammern einen im Wesentlichen kontinuierlichen Luftstrom zum
Verdünnen
der Faser bereitstellen. Das Störungsmittel
kann ein Ventil umfassen, um die Luftflussrate zu den ersten und
zweiten Sammelkammern in einer selektiven Art und Weise zu variieren,
um dabei eine Störung
des Luftstroms für
die mitgerissenen Fasern bereitzustellen. In einer zusätzlichen
Art und Weise, kann die Störung
des Luftstroms durch Überlagern
eines gestörten
Sekundärluftzulaufs über den
ersten Luftzulauf innerhalb der Sammelkammern erreicht werden. In
einer alternativen Art und Weise, kann das Störungsmittel erste und zweite
Druckwandler, angrenzend an oder angebracht an den ersten und zweiten
Sammelkammern umfassen, und Mittel zum selektiven Aktivieren der
ersten und zweiten Druckwandler, um den Druck in den ersten und
zweiten Sammelkammern in einer selektiven Art und Weise zu variieren.
Im Allgemeinen variiert das Störungsmittel
einen Druck eines stationären
Zustands in den ersten und zweiten Sammelkammern mit einer Störungsfrequenz
von näherungsweise
weniger als 1000 Hertz, und variiert einen durchschnittlichen Sammelkammerdruck
in den ersten und zweiten Sammelkammern bis auf ungefähr 100%
des gesamten durchschnittlichen Sammelkammerdrucks in der Abwesenheit
der Aktivierung des Störungsmittels.The
The device may comprise a first inlet in air, which is connected to the
first and second air collection chambers located on opposite
Sides of the axis are arranged, is connected, with the outlets of the
Collection chambers to a substantially continuous air flow to
Dilute
provide the fiber. The interfering agent
may include a valve to control the air flow rate to the first and second
to vary second collection chambers in a selective manner,
to make a disturbance
of the airflow for
to provide the entrained fibers. In an additional
Way, the disorder can
of airflow by overlaying
a disturbed one
Secondary air inlet over the
first air inlet can be achieved within the collecting chambers. In
In an alternative manner, the interfering means may be first and second
Pressure transducer, adjacent to or attached to the first and second
Include collection chambers, and means for selectively activating the
first and second pressure transducer to the pressure in the first and second
second collection chambers in a selective manner to vary.
In general, the interfering agent varies
a pressure of a stationary
Condition in the first and second collection chambers with a noise frequency
from approximate
less than 1000 hertz, and varies an average plenum pressure
in the first and second collection chambers up to about 100%
the total average plenum pressure in the absence
the activation of the interfering agent.
Die
Vorrichtung kann ebenfalls eine Faserzieh-Einheit aufweisen, die
unter der ersten Form angeordnet ist und die dazu eingerichtet ist,
den primären
Luftfluss dort hindurch zu kanalisieren. Die Faserzieh-Einheit kann
an einem oberseitigen Abschnitt davon einen Fasereinlass umfassen,
um einen Fluidfluss und dort dritten mitgerissene Fasern aufzunehmen,
und einen Auslass, um die in der Luft mitgerissenen Fasern auf das
Substrat aus zugeben. Die Vorrichtung kann ebenfalls eine multiple
Formanordnung umfassen, um mehrere Arten von Kunststoff in einer
simultanen Art und Weise zu extrudieren, ebenso wie Mittel, um andere
Fasern oder Partikel hinzu zu geben (Coform).The
Apparatus may also comprise a fiber drawing unit which
arranged under the first form and which is arranged to
the primary
Channel air flow therethrough. The fiber-drawing unit can
at a top portion thereof, comprise a fiber inlet,
to receive a fluid flow and there third entrained fibers,
and an outlet for directing the air entrained fibers onto the air
Add substrate. The device can also be a multiple
Form assembly include to make several types of plastic in one
simultaneous way to extrude, as well as means to others
Add fibers or particles (coform).
Die
Vorrichtung kann ebenfalls erste und zweite sekundäre und störende Luftzuläufe umfassen,
die auf gegenüberliegenden
Seiten der besagten Achse und in der Nähe der Form oder der Faserzieh-Einheit
angeordnet sind, um den im Wesentlichen kontinuierlichen Fluss der
Luft in einer alternierenden Art und Weise zu stören.The
Device may also include first and second secondary and interfering air inlets,
the on opposite
Sides of the said axis and in the vicinity of the mold or the fiber drawing unit
are arranged to the substantially continuous flow of
Disturbing air in an alternating manner.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
1a bis 1c veranschaulichen
schematische Darstellungen einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik zum
Produzieren von schmelzgeblasenen Fasern. 1a to 1c illustrate schematic representations of a prior art apparatus for producing meltblown fibers.
2 ist
eine Oberflächenabbildung
eines Vliesstoff-Netzes, das im Einklang mit den Verfahren gemäß dem Stand
der Technik hergestellt wurde. 2 Figure 3 is a surface depiction of a nonwoven web made in accordance with prior art methods.
Die 3a und 3b veranschaulichen
schematische Darstellungen von einer Vorrichtung gemäß dem Stand
der Technik zum Produzieren von spinngeklebten Fasern.The 3a and 3b illustrate schematic representations of a prior art device for producing spunbonded fibers.
4 ist
eine Fotografie einer Oberfläche
eines Vliesstoff-Netzes, das ohne Störung des Luftstroms hergestellt
wurde. 4 is a photograph of a surface of a nonwoven web made without disturbing the airflow.
5 ist
eine Fotografie einer Oberfläche
eines Vliesstoff-Netzes, das im Einklang mit der vorliegenden Erfindung
hergestellt wurde. 5 Figure 11 is a photograph of a surface of a nonwoven web made in accordance with the present invention.
6a bis 6d veranschaulichen
schematische Darstellungen von Vorrichtungen zum Produzieren von
schmelzgeblasenen Fasern im Einklang mit der vorliegenden Erfindung. 6a to 6d illustrate schematic representations of apparatus for producing meltblown fibers in accordance with the present invention.
7a bis 7e veranschaulichen
schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen von Dreiwegeventilen,
welche im Einklang mit der vorliegenden Erfindung zum Einsatz gebracht
werden können. 7a to 7e illustrate schematic representations of embodiments of three-way valves, which can be used in accordance with the present invention are used.
8a und 8d veranschaulichen
einen Sammelkammerdruck als eine Funktion der Zeit für eine Vorrichtung
zum Produzieren von schmelzgeblasenen Fasern gemäß dem Stand der Technik. 8a and 8d illustrate a plenum pressure as a function of time for an apparatus for producing meltblown fibers according to the prior art.
8b bis 8c veranschaulichen
einen Sammelkammerdruck als eine Funktion der Zeit für eine Vorrichtung
zum Produzieren von schmelzgeblasenen Fasern im Einklang mit der
vorliegenden Erfindung. 8b to 8c illustrate a plenum pressure as a function of time for a device for producing meltblown fibers in accordance with the present invention.
9 veranschaulicht
eine Verteilung des Faserdurchmessers für schmelzgeblasene Fasern,
die im Einklang mit dem Stand der Technik hergestellt wurden. 9 Figure 11 illustrates a fiber diameter distribution for meltblown fibers made in accordance with the prior art.
10 veranschaulicht
eine Verteilung des Faserdurchmessers für schmelzgeblasene Fasern,
die im Einklang mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden. 10 Figure 9 illustrates a fiber diameter distribution for meltblown fibers made in accordance with the present invention.
11 veranschaulicht
eine Frazier-Porosität
als eine Funktion der Störungsfrequenz
für ein
schmelzgeblasenes Vliesstoff-Netz, das im Einklang mit der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurde. 11 Figure 4 illustrates a Frazier porosity as a function of disturbance frequency for a meltblown nonwoven web made in accordance with the present invention.
12 veranschaulicht
einen Hydrohead-Wert (Wassersäule)
als eine Funktion der Störungsfrequenz für ein schmelzgeblasenes
Vliesstoff-Netz, das im Einklang mit der vorliegenden Erfindung
hergestellt wurde. 12 Figure 3 illustrates a hydrohead value (water column) as a function of disturbance frequency for a meltblown nonwoven web made in accordance with the present invention.
13 ist
eine Fotografie der Oberfläche
eines Vliesstoff-Netzes, das in Abwesenheit der Störung des Luftstroms
hergestellt wurde. 13 is a photograph of the surface of a nonwoven web made in the absence of air flow disturbance.
14 ist
eine Fotografie der Oberfläche
eines Vliesstoff-Netzes, das im Einklang mit der vorliegenden Erfindung
hergestellt wurde. 14 is a photograph of the surface of a nonwoven web made in accordance with the present invention.
15 veranschaulicht
eine Spitzenlast als eine Funktion der Störungsfrequenz eines Vliesstoff-Netzes
aus spinngeklebten Fasern. 15 Figure 11 illustrates a peak load as a function of the disturbance frequency of a nonwoven web of spunbonded fibers.
16 ist
eine schematische Darstellung einer Coform-Vorrichtung, die im Einklang
mit der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist. 16 Figure 4 is a schematic representation of a coform device configured in accordance with the present invention.
17a–17d und 19 veranschaulichen
verschiedenartige Konfigurationen von Vorrichtungen zum Herstellen
eines Vliesstoff-Netzes aus spinngeklebten Fasern, welche für ein besseres
Verständnis der
vorliegenden Erfindung hierin beschrieben sind. 17a - 17d and 19 illustrate various configurations of apparatus for making a nonwoven web of spunbonded fibers which are described herein for a better understanding of the present invention.
18a–18f, 20a und 20b und 21a–21d veranschaulichen verschiedenartige Konfigurationen
von sekundären
Düsen für die Anwendung
mit der vorliegenden Erfindung. 18a - 18f . 20a and 20b and 21a - 21d illustrate various configurations of secondary nozzles for use with the present invention.
22 und 23 sind
Röntgen-Diffraktions-Scanns
einer schmelzgeblasenen Faser gemäß dem Stand der Technik und
einer Faser, die im Einklang mit der vorliegenden Erfindung hergestellt
wurde. 22 and 23 FIG. 13 is x-ray diffraction scans of a prior art meltblown fiber and a fiber made in accordance with the present invention. FIG.
24 ist
ein DSC (Differenzial-Scan-Kalorimetrie), vergleichend die kalorimetrischen
Eigenschaften einer schmelzgeblasenen Faser gemäß dem Stand der Technik und
einer Faser, die im Einklang mit der vorliegenden Erfindung hergestellt
wurde. 24 is a differential scanning calorimetry (DSC) comparing the calorimetric properties of a prior art meltblown fiber and a fiber made in accordance with the present invention.
Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten AusführungsbeispieleDetailed description
the preferred embodiments
Die
folgenden Techniken sind anwendbar auf die Verfahren zum Formen
der schmelzgeblasenen, der spinngeklebten und der Coform-Faser.
Zum Zweck der Klarheit, werden die allgemeinen Prinzipien der Erfindung
mit Bezug auf diese Techniken diskutiert. Nachfolgend wird die allgemeine
Beschreibung der Techniken und die spezielle Anwendung dieser Technik
in den Gebieten des Schmelzblasens, des Spinnklebens und des Coformens
beschrieben. Zum Zweck der Verständlichkeit
werden in der folgenden Diskussion nachstehend untergeordnete Überschriften
verwendet; jedoch sind diese untergeordneten Überschriften für den Zweck
der Klarheit bestimmt und sollten nicht als beschränkend im
Hinblick auf den Schutzbereich der Erfindung, der in den Ansprüchen definiert
wird, angesehen werden. Wie er hierin benutzt wird, bedeutet der
Begriff „Störung" eine kleine bis
gemäßigte Veränderung,
ausgehend von dem stationären
Fluss des Fluides oder dergleichen, z.B. bis zu 50% des stationären Flusses,
wobei kein diskontinuierlicher Fluss zu einer Seite entsteht. Ferner, wie
er hierin verwendet wird, soll der Begriff „Fluid" jede Flüssigkeit oder jedes gasförmige Medium
bedeuten; jedoch ist das bevorzugte Fluid im Allgemeinen ein Gas
und insbesondere Luft. Zusätzlich
bezieht sich der Begriff "Kunststoff", der hierin verwendet wird, auf jede
Art von Flüssigkeit
oder Material, welche bzw. welches verflüssigt werden kann, um Fasern oder
Vliesstoff-Netze auszubilden, umfassend ohne Einschränkung Polymere,
Copolymere, thermoplastische Kunststoffe, Wachse und Emulsionen.The following techniques are applicable to the methods of molding the meltblown, spunbonded and coform fibers. For the sake of clarity, the general principles of the invention will be discussed with reference to these techniques. The general description of the techniques and the specific application of this technique in the fields of meltblowing, spunbonding and coforming will now be described. For purposes of clarity, subheadings will be used in the following discussion below; however, these subheadings are for the purpose of clarity and should not be considered as limiting as to the scope of the invention, which is defined in the claims. As used herein, the term "perturbation" means a small to moderate change, starting from the stationary flow of the fluid or the like, eg, up to 50% of the steady state flow, with no discontinuous flow to one side As used herein, the term "fluid" shall mean any liquid or gaseous medium; however, the preferred fluid is generally a gas, and especially air. In addition, the term " plastic" as used herein refers to any type of liquid or material that can be liquefied to form fibers or nonwoven webs including, without limitation, polymers re, copolymers, thermoplastics, waxes and emulsions.
Allgemeine Beschreibung des
Verfahrens der Störung
des LuftflussesGeneral description of the
Procedure of the error
of the air flow
Wie
vorangehend beschrieben wurde, war die Produktion von Fasern mit
verschiedenartigen Charakteristiken im Stand der Technik bekannt.
Jedoch sorgen die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung für
einen viel größeren Bereich
der Variation im Hinblick auf die Charakteristiken der Faser und sorgen
für einen
größeren Bereich
der Steuerung zum Formen von verschiedenartigen Vliesstoff-Netz-Materialien
aus solchen Fasern, wobei diese Techniken es einem erlauben, die
Charakteristiken des dabei geformten Vliesstoff-Netzes mit einer
geringen oder gar keinen Unterbrechung des Produktionsprozesses "einzustellen". Die grundlegende
Technik involviert das Stören
der Luft, die benutzt wird, um die Fasern aus der Form zu ziehen.
In einer bevorzugten Art und Weise wird der Luftfluss, in welchem
die Faser wandert, in einer alternierenden Art und Weise auf gegenüberliegenden
Seiten einer Achse parallel zur Richtung des Arbeitsweges der Faser
gestört.
Daher wird der die sich formende Faser tragende Luftstrom gestört, was
zu einer Störung
der Faser während
der Formgebung führt.
Die Störung
des Luftstroms im Einklang mit den Verfahren und Vorrichtungen gemäß der vorliegenden
Erfindung kann bei den Verfahren zur Herstellung mittels des Schmelzblasens und
des Spinnklebens implementiert werden, ist aber nicht auf diese
Verfahren beschränkt.As
was described above, the production of fibers with
various characteristics known in the art.
However, the preferred embodiments provide the present invention
Invention for
a much larger area
the variation in terms of the characteristics of the fiber and worry
for one
larger area
the controller for forming various nonwoven web materials
from such fibers, which techniques allow one to
Characteristics of the case formed nonwoven web with a
little or no interruption of the production process. The basic
Technology involves disrupting
the air used to pull the fibers out of the mold.
In a preferred manner, the air flow in which
the fiber migrates in an alternating fashion on opposite sides
Sides of an axis parallel to the direction of the working path of the fiber
disturbed.
Therefore, the air stream carrying the forming fiber is disturbed, which
to a fault
the fiber during
the shaping leads.
The disorder
the air flow in accordance with the methods and apparatus according to the present invention
This invention can be used in the methods for the production by means of meltblowing and
spun glue, but is not
Restricted procedure.
Im
Allgemeinen kann der Luftfluss in einer Vielzahl von Arten und Weisen
gestört
werden; jedoch, unabhängig
von dem zum Einsatz gebrachten Verfahren zur Störung des Luftflusses, haben
die Störungen
zwei grundlegende Charakteristiken, nämlich die Frequenz und die
Amplitude. Die Frequenz der Störung
kann als die Anzahl von bereitgestellten Pulsen an jeder Seite pro
Einheit an Zeit definiert werden. Wie es bekannt ist, wird die Frequenz
in Hertz beschrieben (Anzahl von Zyklen pro Sekunde) durch die Spezifikation
hinweg. Die Amplitude kann ebenfalls durch die den prozentualen
Anstieg oder die Differenz in einem Luftdruck (ΔP/P) × 100 in dem gestörten Strom
im Vergleich zu dem stationären
Zustand beschrieben werden. In einer zusätzlichen Art und Weise kann
die Amplitude der Störung
als der prozentuale Anstieg oder die Differenz in der Luftflussrate
während
der Störung
im Vergleich zu dem stationären
Zustand beschrieben werden. Daher sind die primären Variablen, welche durch
die neuen Techniken der Faserformgebung gesteuert werden können, die Frequenz
der Störung
und die Amplitude der Störung.
Diese nachstehend beschriebenen Techniken steuern diese Variablen
in einer einfachen Art und Weise. Eine finale Variable, welche verändert werden
kann, ist die Phase der Störung.
Für den
größten Teil
wird nachstehend ein 180°-Phasendifferenzial
der Störung
beschrieben (d.h. ein Abschnitt des Luftflusses auf einer Seite
einer Achse parallel zu der Richtung des Flusses wird gestört und anschließend wird
die andere Seite in einer alternierenden Art und Weise gestört); jedoch
könnte das
Phasendifferenzial zwischen 0° bis
180° eingestellt
werden, um jedes erwünschte
Ergebnis zu erzielen. Tests wurden durchgeführt, wobei die Störung symmetrisch
ist (im Hinblick auf die Phase) und wobei die Phasenverhältnisse
verändert
werden. Diese Veränderung
ermöglicht
eine noch größere Steuerung über die
dadurch hergestellten Fasern und das sich ergebende Netz oder Material.in the
Generally, the air flow can be in a variety of ways
disturbed
become; however, independently
of the air flow disruption method used
the disturbances
two basic characteristics, namely the frequency and the
Amplitude. The frequency of the fault
can be calculated as the number of pulses provided on each page per
Unit of time to be defined. As it is known, the frequency is
in hertz (number of cycles per second) by specification
time. The amplitude can also be determined by the percentage
Increase or difference in air pressure (ΔP / P) × 100 in the disturbed flow
compared to the stationary one
Condition can be described. In an additional way can
the amplitude of the disturbance
as the percentage increase or the difference in the air flow rate
while
the disorder
compared to the stationary one
Condition can be described. Therefore, the primary variables that are caused by
the new techniques of fiber forming can be controlled, the frequency
the disorder
and the amplitude of the disturbance.
These techniques described below control these variables
in a simple way. A final variable, which will be changed
can, is the phase of the disorder.
For the
biggest part
hereinafter becomes a 180 ° phase differential
the disorder
(i.e., a portion of the airflow on one side
an axis parallel to the direction of the river is disturbed and subsequently becomes
the other side disturbed in an alternating manner); however
could that
Phase difference between 0 ° to
180 °
be to any desired
Result. Tests were performed, with the disorder being symmetrical
is (in terms of phase) and where the phase relationships
changed
become. This change
allows
an even greater control over the
fibers produced thereby and the resulting mesh or material.
Die
Störung
des Luftstroms und der Fasern während
der Formgebung hat mehrere positive Auswirkungen auf die dadurch
geformte Faser. Zuerst können
die besonderen Charakteristiken der Faser, wie die Stärke und
die Kräuselung,
durch Variation der Störung
eingestellt werden. Daher konnten in Vliesstoff-Netz-Materialien
verbesserte Material- und Zugstärken
durch Auswählen
der angemessenen Frequenz der Störung
und der Amplitude der Störung
erhalten werden. Eine vergrößerte Kräuselung
in der Faser trägt zu
einem vergrößerten Volumen
in dem Vliesstoff-Netz bei, weil die gekräuselten Fasern dazu neigen,
mehr Raum einzunehmen. In einer zusätzlichen Art und Weise, scheinen
vorläufige
Ermittlungen der Charakteristiken von schmelzgeblasenen Fasern,
die im Einklang mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden,
im Vergleich zu denjenigen, die mit Techniken gemäß dem Stand
der Technik hergestellt wurden, anzuzeigen, dass diese im Einklang
mit der vorliegenden Erfindung hergestellten Fasern unterschiedliche
kristalline Charakteristiken und Charakteristiken der Wärmeübertragung
zeigen. Es wird angenommen, dass solche Unterschiede auf Wärmeübertragungseffekte
zurückzuführen sind
(einschließlich
der Abschreckung), welche sich aus der Bewegung der Fasern in einem
turbulenten Luftfluss ergeben. Es wird ferner angenommen, dass solche
Unterschiede zu den verbesserten Charakteristiken der Fasern und
Vliesstoff-Materialien beitragen, die im Einklang mit den Techniken
gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt sind. In einer zusätzlichen Art und Weise führt die
Störung
des Luftstroms ebenfalls zu einer verbesserten Ablagerung der Fasern
auf dem formgebenden Substrat, was die Stärke und andere Eigenschaften
des dadurch geformten Netzes verbessert.The
disorder
the air flow and the fibers during
The shaping has several positive effects on it
shaped fiber. First you can
the special characteristics of the fiber, like the strength and
the ripple,
by variation of the disorder
be set. Therefore, in nonwoven web materials could
improved material and tensile strengths
by selecting
the appropriate frequency of the fault
and the amplitude of the disturbance
to be obtained. An enlarged ripple
in the fiber contributes to
an enlarged volume
in the nonwoven web, because the crimped fibers tend to
to take up more space. In an additional way, seem
provisional
Determination of the characteristics of meltblown fibers,
made in accordance with the present invention,
compared to those using state-of-the-art techniques
The technology has been manufactured to indicate that these are consistent
different fibers made with the present invention
crystalline characteristics and characteristics of heat transfer
demonstrate. It is believed that such differences are due to heat transfer effects
are attributed
(including
the deterrence), which results from the movement of the fibers in one
turbulent air flow. It is further assumed that such
Differences to the improved characteristics of the fibers and
Nonwoven materials contribute in line with the techniques
according to the present
Invention are made. In an additional way leads the
disorder
the air flow also to an improved deposition of the fibers
on the forming substrate, giving the strength and other properties
the net formed thereby improves.
Ferner,
weil die Variablen der Frequenz und der Amplitude der Störung in
einer einfachen Art und Weise gesteuert werden, können die
Fasern von unterschiedlichen Charakteristiken durch Verändern der
Frequenz und bzw. oder der Amplitude hergestellt werden. Daher ist
es möglich,
den Charakter des Vliesstoff-Netzes, das während der Bearbeitung (oder "im Flug") hergestellt wird,
zu verändern.
Durch diese Art der Einstellung, kann eine einzelne Maschine Vliesstoff-Netz-Fasern
mit unterschiedlichen Charakteristiken herstellen, die von unterschiedlichen
Produktspezifikationen gefordert werden, während das Bedürfnis für wesentliche Veränderungen
der Hardware oder des Verfahrens eliminiert oder reduziert wird,
wie oben diskutiert wurde. In einer zusätzlichen Art und Weise schließt die vorliegende
Erfindung die Verwendung von herkömmlichen Techniken zur Prozesssteuerung
nicht aus, um die Charakteristiken der Faser einzustellen.Further, because the variables of the frequency and the amplitude of the disturbance are controlled in a simple manner, the fibers of different characteristics can be made by varying the frequency and / or the amplitude. Therefore, it is possible to change the character of the nonwoven web produced during processing (or "in flight"). By this kind of attitude As a result, a single machine may produce nonwoven web fibers having different characteristics required by different product specifications while eliminating or reducing the need for substantial hardware or process changes, as discussed above. In an additional manner, the present invention does not exclude the use of conventional process control techniques to adjust the characteristics of the fiber.
Bezugnehmend
nun auf die 4 und 5, können vergrößerte Fotografien
von schmelzgeblasenen Netzen, die im Einklang mit Techniken gemäß dem Stand
der Technik hergestellt wurden (4) und im Einklang
mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden (5)
verglichen werden. Wie in 4 zu sehen ist,
sind die individuellen Fasern des Netzes im Verhältnis linear. Wie jedoch in 5 zu
sehen ist, sind die Fasern in dem Netz, das im Einklang mit den
Techniken der Störung
gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurde, erheblich mehr gekräuselt und sind nicht in einer
vorwiegenden Art und Weise in derselben Richtung ausgerichtet. Daher,
wie an den nachstehend beschriebenen Ergebnissen zu sehen ist, neigen
die im Einklang mit der vorliegenden Erfindung hergestellten Netze
dazu, ein größeres Volumen
für ein
gegebenes Gewicht aufzuweisen und haben häufig größere Stärken in der Maschinenrichtung
und der Querrichtung (die Maschinenrichtung ist die Richtung der
Bewegung im Verhältnis
zu der Formgebungsform des Substrates, auf welchem das Netz geformt
wird, die Querrichtung ist senkrecht zu der Maschinenrichtung).
Es wird angenommen, dass der Anstieg der Kräuselung für wesentlich mehr Kontaktpunkte
für die
Fasern des Netzes sorgt, was die Stärke des Netzes verbessern wird.
Als eine Anmerkung, auf den ersten Eindruck, würde es scheinen, dass in dem
Netz gemäß 5 im
Vergleich zu denjenigen gemäß 4 viel
mehr und größere Freiräume vorhanden
sind; jedoch hat das Netz gemäß 5 in
der Tat nicht mehr oder größere Freiräume als
das gemäß 4.
Weil die SEM-Fotografien diese Figuren Ansichten der oberseitigen
Oberfläche
des Materials zeigen, ist das vergrößerte Volumen des Netzes gemäß 5 in
der Fotografie nicht zu sehen, und das Volumen manifestiert sich
auf eine Art und Weise, dass es erscheinen lässt, als ob eine größere Anzahl
von größeren Freiräumen vorliegt.
In einer umgekehrten Art und Weise, weil das Netz gemäß 4 ein
geringeres Volumen aufweist, ist eine größere Anzahl von Fasern des
Netzes in der Fotografie angeordnet, was das Erscheinungsbild von
weniger und kleineren Freiräumen
vermittelt. Wie nachstehend zu sehen ist, können die Barriereeigenschaften
des im Einklang mit der vorliegenden Erfindung hergestellten Netzes
ausgewählt
werden, um gegenüber
einem im Einklang mit dem Stand der Technik hergestellten Netz überlegen
zu sein, was demonstriert, dass das Erscheinungsbild der Freiräume in der
Fotografie gemäß 5 irreführend ist.Referring now to the 4 and 5 , enlarged photographs of meltblown webs made in accordance with prior art techniques (US Pat. 4 ) and in accordance with the present invention ( 5 ). As in 4 As can be seen, the individual fibers of the mesh are relatively linear. However, as in 5 As can be seen, the fibers in the mesh made in accordance with the techniques of the perturbation according to the present invention are significantly more curled and are not oriented in the same direction in a predominant manner. Therefore, as can be seen from the results described below, the nets made in accordance with the present invention tend to have a larger volume for a given weight and often have greater strengths in the machine direction and the cross direction (the machine direction is the direction of the machine direction) Movement relative to the forming form of the substrate on which the mesh is formed, the transverse direction is perpendicular to the machine direction). It is believed that the increase in crimping provides much more contact points for the fibers of the mesh, which will improve the strength of the mesh. As a comment, at first impression, it would seem that in the net according to 5 compared to those according to 4 much more and larger open spaces are available; however, the network has according to 5 in fact no more or more freedom than that according to 4 , Because the SEM photographs show these figures views of the top surface of the material, the enlarged volume of the mesh is according to 5 not to be seen in the photograph, and the volume manifests itself in a way that makes it appear as if there is a larger number of larger free spaces. In a reverse manner, because the network is in accordance with 4 has a smaller volume, a greater number of fibers of the mesh are arranged in the photograph, giving the appearance of fewer and smaller free spaces. As will be seen below, the barrier properties of the mesh made in accordance with the present invention can be selected to be superior to a mesh made in accordance with the prior art, demonstrating that the appearance of the free spaces in the photograph is 5 is misleading.
Anwendungen des SchmelzblasensApplications of meltblowing
Die 6a bis 6d veranschaulichen
verschiedenartige Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung, welche alternierende Luftpulse zum Einsatz
bringen, um den Luftstrom in der Nähe des Ausgangs einer Schmelzblasform 59 zu
stören.
Jedes Ausführungsbeispiel
des Schmelzblasens gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst Sammler-/Sammeleinrichtungen 22 und 23,
die in einer sich diametral gegenüberliegenden Art und Weise
angeordnet sind, und Luftdurchgänge 24 und 25,
welche zu einer Spitze der Schmelzform 59 führen, um
einen Strom von Fasern in einem Düsenstrahl 26 zu erzeugen.
Die Funktion gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es, einen stationären
Fluss aufrechtzuerhalten, und eine alternierende Störung des Drucks
auf den stationären
Fluss in der Nähe
der Spitze einer Schmelzform 59 zu überlagern, durch Erhöhen oder
Verringern des Drucks der Sammeleinrichtungen 22 und 23 in
einer alternierenden Art und Weise. Diese Technik stellt kontrollierte
Modifikationen in dem von einem Gas getragenen Strom der Fasern 26 sicher,
und erleichtert daher die Regelmäßigkeit
der Druckfluktuationen in dem von einem Gas getragenen Strom der
Fasern. In einer zusätzlichen
Art und Weise, dient der im Verhältnis
große
Luftstrom des stationären
Zustands im Verhältnis
zu der Amplitude des Luftstroms der Störung ebenfalls dazu, um zu
verhindern, dass der von Luft getragene Strom der Fasern an den
Luftscheiben 40 und 42 verworren wird. Die Mitreißrate der
Luft von einer Düsenstruktur
(und daher die Abschreckrate) und das Verwirren der Faser werden
daher in einer bevorzugten Art und Weise modifiziert.The 6a to 6d For example, various embodiments of the present invention employ alternating air pulses to direct the flow of air near the exit of a meltblowing die 59 disturb. Each embodiment of meltblowing in accordance with the present invention includes collector / collector devices 22 and 23 which are arranged in a diametrically opposite manner, and air passages 24 and 25 leading to a tip of the mold 59 lead to a stream of fibers in a jet 26 to create. The function according to the present invention is to maintain a steady flow and an alternating disturbance of the pressure on the stationary flow near the tip of a melt mold 59 to superimpose by increasing or decreasing the pressure of the collection devices 22 and 23 in an alternating manner. This technique provides controlled modifications in the gas-borne stream of fibers 26 safe, and therefore facilitates the regularity of the pressure fluctuations in the flow of fibers carried by a gas. In an additional manner, the relatively large steady state airflow relative to the amplitude of the airflow disturbance also serves to prevent the airborne stream of fibers from the air disks 40 and 42 is confused. The entrainment rate of the air from a nozzle structure (and therefore the rate of quenching) and the entanglement of the fiber are therefore modified in a preferred manner.
Die 7a bis 7d veranschaulichen
einige Beispiele von Ventilen, welche den Druck in den Sammelkammern 22 und 23,
die in den 6a bis 6d gezeigt
sind, in einer alternierenden Art und Weise erhöhen. Mit Bezug auf die 7a,
ist ein Störungsventil 86 im
Wesentlichen zusammengesetzt aus einer Zweiteilung einer Hauptluftleitung 84 in
die Einlassluftleitungen 20 und 21. In der unmittelbaren
Nähe der
Zweiteilung, überquert
eine Scheibenklappe 98 in einer alternierenden Art und
Weise die gesamte Breite oder ein Teil der Breite der Zweiteilung.
Dieses stellt ein Mittel zum Beschränken des Luftflusses in eine
der Lufteinlassleitungen 20 und 21 in einer alternierenden
Art und Weise dar, um dabei eine Fluktuation in dem Luftdruck in
den Sammeleinrichtungen 22 und 23 zu überlagern.
In einer alternativen Art und Weise kann ein Aktivator die Klappe über der
Zweiteilung in einer mechanischen Art und Weise oszillieren, um
die geeignete Fluktuation in dem Luftdruck in den Sammelkammern 22 und 23 zu
erzeugen. Das Klappenventil 98 kann die Zweiteilung der Hauptleitung 84 in
einer alternierenden Art und Weise einfach durch die Turbulenz der
Luft in der Hauptleitung 84 unter Verwendung der natürlichen
Frequenz der Klappe überqueren.
Die Oszillationsfrequenz des Ventils 86, das in 7 offenbart ist, kann in einer mechanischen
Art und Weise variiert werden, durch einen Aktivator, welcher die
Klappe hin und her bewegt, oder durch einfaches Einstellen der Länge der
Klappe 98, um die natürliche
Frequenz davon zu verändern.The 7a to 7d illustrate some examples of valves which control the pressure in the collection chambers 22 and 23 that in the 6a to 6d are shown increasing in an alternating manner. With reference to the 7a , is a fault valve 86 essentially composed of a division of a main air line 84 into the intake air lines 20 and 21 , In the immediate vicinity of the split, crosses a disc door 98 in an alternating manner, the entire width or part of the width of the bisection. This provides a means of restricting the flow of air into one of the air inlet ducts 20 and 21 in an alternating manner, thereby causing a fluctuation in the air pressure in the collecting devices 22 and 23 to overlay. In an alternative manner, an activator may oscillate the flap over the bifurcation in a mechanical manner to provide the appropriate fluctuation in the air pressure in the plenums 22 and 23 to create. The flap valve 98 can the division of the main 84 in an alternating manner simply by the turbulence of the air in the main line 84 Cross over using the natural frequency of the flap. The oscillation frequency of the valve 86 , this in 7 can be varied in a mechanical manner, by an activator which moves the flap back and forth, or by simply adjusting the length of the flap 98 to change the natural frequency of it.
7b veranschaulicht
ein zweites Ausführungsbeispiel
des Störungsventils 86.
Dieses Ausführungsbeispiel
kann einen Motor 100 umfassen, welcher eine Welle 102 in
Drehung versetzt. Die Welle 102 kann an einer Rotationsscheibe 109 fixiert
sein, welche eine Vielzahl von darauf angeordneten Öffnungen 108 aufweist. Hinter
der Rotationsscheibe 109 ist eine stationäre Scheibe 104 angeordnet,
welche eine Vielzahl von Öffnungen 106 enthält. Beide
Scheiben können
derart montiert werden, dass ein Fluss durch die Öffnungen
der fixierten Scheibe nur realisiert wird, wenn die Öffnungen
der Rotationsscheibe 109 auf die Öffnungen der stationären Scheibe 104 ausgerichtet
sind. Die Öffnungen
an jeder Scheibe können
derart angeordnet werden, dass ein stationärer Fluss in einer periodisch
wiederkehrenden Art und Weise erhöht werden kann, wenn die Öffnungen
an jeder Scheibe ausgerichtet sind. Die Frequenz des erhöhten Flusses
kann durch eine Geschwindigkeitssteuerung des Motors 100 gesteuert
werden. 7b illustrates a second embodiment of the fault valve 86 , This embodiment may be an engine 100 which is a shaft 102 set in rotation. The wave 102 can on a rotation disk 109 be fixed, which has a plurality of openings arranged thereon 108 having. Behind the rotation disk 109 is a stationary disk 104 arranged, which has a variety of openings 106 contains. Both disks can be mounted such that a flow through the openings of the fixed disk is realized only when the openings of the rotation disk 109 on the openings of the stationary disc 104 are aligned. The apertures on each disk may be arranged such that steady state flow can be increased in a periodically recurring manner as the apertures on each disk are aligned. The frequency of the increased flow can be controlled by a speed control of the engine 100 to be controlled.
7c veranschaulicht
noch ein anderes Ausführungsbeispiel
des Störungsventils 84.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Motor 100 in einer rotierenden Art und Weise an
eine Welle 112 gekoppelt, welche ein Schmetterlingsventil 110 trägt, welches
im Wesentlichen einen geringfügig
kleineren Querschnitt als die Hauptluftleitung 84 aufweist.
Turbulenzen, die stromabwärts
des rotierenden Schmetterlingsventils 110 erzeugt werden,
können
dann einen in einer alternierenden Art und Weise erhöhten Luftdruck
in den Lufteinlassleitungen 20 und 21 und ebenso
in den Luftsammelkammern 22 und 23 erzeugen, um
die Flussbedingungen im Einklang mit der vorliegenden Erfindung
zu erzielen. 7c illustrates yet another embodiment of the fault valve 84 , In this embodiment, a motor 100 in a rotating manner to a shaft 112 coupled, which is a butterfly valve 110 carries, which is essentially a slightly smaller cross section than the main air line 84 having. Turbulence, downstream of the rotating butterfly valve 110 can then be produced in an alternating manner increased air pressure in the air inlet ducts 20 and 21 and also in the air collection chambers 22 and 23 to achieve the flow conditions in accordance with the present invention.
7d veranschaulicht
noch ein anderes Ausführungsbeispiel
eines Störungsmittels 86 im
Einklang mit der vorliegenden Erfindung. Dort ist ein Motor 100 an
eine Welle 112 und an Schmetterlingsventile 110 und 114 innerhalb
der Lufteinlassleitungen 20 bzw. 21 gekoppelt.
Wie aus 7d zu sehen ist, sind die Schmetterlingsventile 110 und 114 auf
der Welle 112 näherungsweise
90° gegeneinander
versetzt montiert. In einer zusätzlichen
Art und Weise kann jedes der Schmetterlingsventile 110 und 114 Öffnungen 111 aufweisen,
um einen konstanten Luftfluss für
jede der Sammelkammern bereitzustellen, während der Druck in jeder der
Sammelkammern 22 und 23 in einer alternierenden
Art und Weise erhöht
wird, wenn sich das jeweilige Schmetterlingsventil in einer geöffneten
Position befindet. 7d illustrates yet another embodiment of a disturbance means 86 in accordance with the present invention. There is an engine 100 to a wave 112 and butterfly valves 110 and 114 inside the air intake pipes 20 respectively. 21 coupled. How out 7d you can see the butterfly valves 110 and 114 on the wave 112 Approximately 90 ° mounted offset from each other. In an additional way, each of the butterfly valves 110 and 114 openings 111 to provide a constant flow of air to each of the plenums while the pressure in each of the plenums 22 and 23 is increased in an alternating manner when the respective butterfly valve is in an open position.
7e veranschaulicht
noch ein anderes Ausführungsbeispiel
des Störungsventils 86.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist eine Stellvorrichtung 124 an eine Welle 122 gekoppelt,
welche wiederum an einem Kolben 123 montiert ist. Der Kolben 123 umfasst
Kanäle 118 und 120,
welche in Abhängigkeit
von der Längsposition des
Kolbens 123 jeweils mit den Lufteinlassleitungen 20 bzw. 21 kommunizieren.
Jeder der Kanäle 118 und 120 ist
in einer fluidführenden
Art und Weise an den Hauptkanal 116 angeschlossen, welche
wiederum in einer fluidführenden
Art und Weise an die Hauptluftleitung 84 angeschlossen
ist. In diesem Ausführungsbeispiel kann
das Störungsventil 86 in
einer alternierenden Art und Weise erhöhte Luftdrücke in jeder der Sammelkammern
durch Hin- und Herbewegung einer Stange 122 der Stellvorrichtung 124 erreichen.
In einer zusätzlichen Art
und Weise können
die Kanäle 118 und 120 in
einer simultanen Art und Weise an die Hauptluftleitung 84 angeschlossen
sein, während
die Stellvorrichtung 124 den Kolben 123 hin- und
herbewegt, um ein Ausmaß der Überlappung,
und daher einer Einschränkung
des Luftflusses, zwischen den Kanälen 118 und 120 und
den Leitungen 21 bzw. 22 zu variieren, um in einer
alternierenden Art und Weise erhöhte
Drucke in den Sammelkammern 22 bzw. 23 zu erhalten.
Die Stellvorrichtung 124 kann jedes bekannte Mittel zum
Erreichen einer solchen Hin- und Herbewegung umfassen. Diese kann
umfassen, ist aber nicht beschränkt
auf, pneumatische, hydraulische oder Solenoid-Mittel. 7e illustrates yet another embodiment of the fault valve 86 , In this embodiment, an adjusting device 124 to a wave 122 coupled, which in turn to a piston 123 is mounted. The piston 123 includes channels 118 and 120 , which depends on the longitudinal position of the piston 123 each with the air inlet ducts 20 respectively. 21 communicate. Each of the channels 118 and 120 is in a fluid-conducting manner to the main channel 116 connected, which in turn in a fluid-conducting manner to the main air line 84 connected. In this embodiment, the fault valve 86 in an alternating manner increased air pressures in each of the collection chambers by reciprocating a rod 122 the adjusting device 124 to reach. In an additional way, the channels can 118 and 120 in a simultaneous manner to the main air line 84 be connected while the adjusting device 124 the piston 123 back and forth to an extent of overlap, and therefore a restriction of air flow, between the channels 118 and 120 and the wires 21 respectively. 22 to vary in order to increase pressures in the collection chambers in an alternating manner 22 respectively. 23 to obtain. The adjusting device 124 may include any known means of achieving such reciprocation. This may include, but is not limited to, pneumatic, hydraulic or solenoid means.
Die 8a bis 8d veranschaulichen
jeweils Luftdrücke
in Sammelkammern in sowohl den Schmelzblasvorrichtungen gemäß dem Stand
der Technik als auch in der Schmelzblasvorrichtung im Einklang mit
der vorliegenden Erfindung. Wie in 8a zu
sehen ist, ist ein Luft druck in den Sammelkammern gemäß dem Stand
der Technik im Wesentlichen konstant über die Zeit, wohingegen in
den 8b und 8c der Luftdruck
in den Sammelkammern im Wesentlichen in einer oszillierenden Art
und Weise erhöht
wird. Um ein Beispiel zu nennen, kann der Punkt, bei welchem der
Hauptdruck die Ordinate schneidet, bei ungefähr 7 psig liegen. 8d veranschaulicht
einen Luftdruck gemäß dem Stand
der Technik in der Umgebung einer Extrusionsform gemäß dem Stand
der Technik, wo Luft an- und abgeschaltet wird. In diesem Fall trifft
der hauptsächliche
Druck die Ordinate bei ungefähr
0,5 psig, um ein Beispiel zu nennen. Die An-/Aus-Steuerung des Luftflusses
gemäß dem Stand
der Technik, die in 8d veranschaulicht ist, ist
der Verstopfung der Form aufgrund des intermittierenden Flusses
förderlich,
wie oben erläutert
wurde. In einer zusätzlichen
Art und Weise, verwendet die An-/Aus-Steuerung des Luftflusses gemäß dem Stand
der Technik, die in 8d veranschaulicht ist (implementiert
durch Shambaugh), einen geringeren Durchschnittsdruck, eine geringere
Frequenz und eine geringere Druckamplitude als die vorliegende Erfindung.
Wenngleich die in 8a veranschaulichte Charakteristik
des Luftflusses der Verstopfung der Form nicht förderlich ist, kann im Hinblick
auf die Faserkräuselung
oder die Charakteristiken des Netzes keine Steuerung implementiert
werden, weil der Fluss im Hinblick auf die Zeit nahezu konstant
ist.The 8a to 8d respectively illustrate air pressures in plenums in both the meltblowing apparatus of the prior art and the meltblowing apparatus in accordance with the present invention. As in 8a is to be seen, an air pressure in the collection chambers according to the prior art is substantially constant over time, whereas in the 8b and 8c the air pressure in the collection chambers is increased substantially in an oscillating manner. By way of example, the point at which the main pressure intersects the ordinate may be about 7 psig. 8d Figure 11 illustrates a prior art air pressure in the vicinity of an extrusion mold according to the prior art, where air is switched on and off. In this case, the main pressure hits the ordinate at approximately 0.5 psig, for example. The on / off control of the air flow according to the prior art, which in 8d is illustrated, is the blockage of the mold because of the intermittent flow, as explained above. In an additional manner, the on / off control of the air flow according to the prior art, which uses in 8d is illustrated (implemented by Shambaugh), a lower average pressure, a lower frequency and a lower pressure amplitude than the present invention. Although the in 8a However, if the airflow clogged characteristic is not conducive to the clogging of the mold, no control can be implemented with regard to fiber crimping or the characteristics of the mesh because the flux is nearly constant with respect to time.
Das
Störungsventil 86 kann
in einer Vielzahl von Anordnungen angeordnet werden, um den in einer alternierenden
Art und Weise erhöhten
Fluss in den Sammelkammern 22 und 23 der Schmelzblasvorrichtung im
Einklang mit der vorliegenden Erfindung zu erzielen. Zum Beispiel
zeigt die 6b ein anderes Ausführungsbeispiel
im Einklang mit der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel,
teilt die Hauptluftleitung 84 einen konstanten Luftfluss
auf die Einlassluftleitungen 20 und 21 auf, während ein
geeigneter Luftstrom über
ein Zweigventil 90 zum Störungsventil 86 abgezweigt
wird. Daher umfasst in diesem Ausführungsbeispiel jede der Sammelkammern 23 und 22 zwei
Einlässe.
Der erste Einlass leitet einen im Wesentlichen konstanten Fluss
aus den Lufteinlassleitungen 20 und 21 ein. Der
zweite Einlass jeder Sammelkammer leitet den alternierenden Fluss
in die Kammer ein, um dabei den oszillierenden Fluss mit dem konstanten
Fluss aus den Leitungen 20 und 21 zu überlagern.
Die Menge der Luftabzweigung aus dem Zweigventil 88 steuert
die Amplitude der Druckerhöhung
für die
präzise
Einstellung der Fasercharakteristiken, wie in ausführlicherem
Detail nachstehend beschrieben wird, während das Störungsventil 86 die
Frequenz steuert.The fault valve 86 can be arranged in a variety of arrangements to increase the flow in the collection chambers in an alternating manner 22 and 23 the meltblowing apparatus in accordance with the present invention. For example, the shows 6b another embodiment in accordance with the present invention. In this embodiment, the main air line divides 84 a constant flow of air to the intake air ducts 20 and 21 on while a suitable airflow through a two-way valve 90 to the fault valve 86 is branched off. Therefore, in this embodiment, each of the collecting chambers includes 23 and 22 two inlets. The first inlet directs a substantially constant flow from the air inlet ducts 20 and 21 one. The second inlet of each collection chamber introduces the alternating flow into the chamber, thereby bypassing the oscillating flow with the constant flow from the conduits 20 and 21 to overlay. The amount of air branch from the branch valve 88 controls the amplitude of the pressure increase for the precise adjustment of the fiber characteristics, as described in more detail below, while the fault valve 86 the frequency controls.
6c stellt
noch ein anderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar. In diesem Ausführungsbeispiel teilt sich die
Hauptluftleitung 84 in die Luftleitungen 21 und 22,
um einen Luftdruck für
die Sammelkammern 22 und 23 bereitzustellen. In
einer zusätzlichen
Art und Weise teilt sich eine Hilfsluftleitung 92 bei dem
Störungsventil 86.
Das Störungsventil 86 überlagert
dann einen in einer alternierenden Art und Weise erhöhten Luftdruck
auf die Sammelkammern 22 und 23, um die oszillierenden
Fließzustände im Einklang
mit der vorliegenden Erfindung zu erzielen. Hierbei steuert der
Druck auf die Luftleitung 92 die Amplitude der Störung des
Luftdrucks, während
das Störungsventil 86 die
Frequenz der Störung
steuert, wie oben beschrieben wurde. 6c illustrates yet another embodiment of the present invention. In this embodiment, the main air duct splits 84 in the air ducts 21 and 22 to an air pressure for the collecting chambers 22 and 23 provide. In an additional manner, an auxiliary air duct splits 92 at the fault valve 86 , The fault valve 86 then superimposes an increased in an alternating manner air pressure on the collection chambers 22 and 23 to achieve the oscillating flow conditions in accordance with the present invention. Here, the pressure controls the air line 92 the amplitude of the disturbance of the air pressure while the fault valve 86 controls the frequency of the disturbance as described above.
6d stellt
noch ein anderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar. In diesem Ausführungsbeispiel teilt sich die
Hauptluftleitung 84 in Einlassluftleitungen 20 und 21,
welche zu den Sammelkammern 22 bzw. 23 führen. Der
in einer alternierenden Art und Weise erhöhte Druck in den Sammelkammern 22 und 23 kann
durch Druckwandler 94 und 96 bereitgestellt werden.
Die Druckwandler 94 und 96 werden mittels eines
elektrischen Signals betätigt.
Zum Beispiel können
die Druckwandler tatsächlich
große
Lautsprecher sein, welche ein elektrisches Signals empfangen, um
180° außerhalb
der Phase zu pulsieren, um die in einer alternierenden Art und Weise
erhöhten
Drücke
in den Sammelkammern 22 und 23 bereitzustellen.
Jedoch kann jede Bauart eines geeigneten Druckwandlers einen erhöhten Luftstrom
unter Verwendung irgendeines Mittels der Betätigung erzeugen. Dies kann
umfassen, ist aber nicht beschränkt
auf, elektromagnetische Mittel, hydraulische Mittel, pneumatische
Mittel oder mechanische Mittel. 6d illustrates yet another embodiment of the present invention. In this embodiment, the main air duct splits 84 in intake air lines 20 and 21 leading to the collection chambers 22 respectively. 23 to lead. The increased pressure in the collection chambers in an alternating manner 22 and 23 can by pressure transducer 94 and 96 to be provided. The pressure transducers 94 and 96 are actuated by means of an electrical signal. For example, the pressure transducers may in fact be large speakers that receive an electrical signal to pulsate 180 degrees out of phase by the pressures in the collection chambers that are increased in an alternating manner 22 and 23 provide. However, any type of suitable pressure transducer may produce an increased airflow using any means of actuation. This may include, but is not limited to, electromagnetic means, hydraulic means, pneumatic means or mechanical means.
Wie
vorangehend diskutiert wurde, ermöglichen alle der oben beschriebenen
Ausführungsbeispiele die
präzise
Steuerung der Frequenz der Störung
und der Amplitude der Störung,
in einer bevorzugten Art und Weise ohne die Operation der faserformenden
Maschinerie zu unterbrechen. Wie nachstehend beschrieben wird, ermöglicht diese
Fähigkeit
zur präzisen
Steuerung der Parameter der Störung
die im Verhältnis
präzise Steuerung
der Charakteristiken der Fasern und des dabei geformten Netzes.
Typischerweise gibt es eine breite Vielfalt von Faserparametern,
und während
ein spezieller Satz von Parameter für die Herstellung von einer Sorte
eines Vliesstoff-Materials, wie ein Filtermaterial, erwünscht sein
kann, kann ein unterschiedlicher Satz von Faserparametern für die Herstellung
einer unterschiedlichen Sorte des Materials, wie z.B. für Einwegbekleidungen,
erwünscht
sein.As
previously discussed, all of those described above allow
Embodiments the
precise
Control of the frequency of the fault
and the amplitude of the disturbance,
in a preferred manner without the operation of the fiber-forming
Interrupting machinery. As will be described below, this allows
ability
for precise
Control of the parameters of the fault
the in proportion
precise control
the characteristics of the fibers and the net formed thereby.
Typically there is a wide variety of fiber parameters,
and while
a special set of parameters for the production of one variety
a nonwoven material, such as a filter material, may be desirable
can, can produce a different set of fiber parameters
a different kind of material, e.g. for disposable clothing,
he wishes
be.
Für Filteranwendungen,
ist das Material z.B. in einer bevorzugten Art und Weise aus Fasern
mit kleinem Durchmesser hergestellt. Jedoch können Fasern mit größerem Durchmesser
für andere
Materialien erwünscht
sein.For filter applications,
if the material is e.g. in a preferred manner of fibers
made with a small diameter. However, larger diameter fibers
for others
Materials desired
be.
Ferner
bestehen viele Endprodukte aus Lagen von Materialien mit einer Vielfalt
von Charakteristiken. Zum Beispiel bestehen Einwegwindeln im Allgemeinen
aus einer Lage mit Dochtwirkung, die ausgelegt ist, um Feuchtigkeit
von dem Kontakt mit der Haut eines Kindes wegzubringen, und um solche
Feuchtigkeit fernzuhalten. Eine mittlere und absorbierende Lage
wird zum Einsatz gebracht, um die Feuchtigkeit zurückzuhalten.
Zuletzt, ist eine äußere Barriereschicht
erwünscht,
um zu verhindern, dass die absorbierte Feuchtigkeit aus der Windel
ausläuft.
Die Fasercharakteristiken für
jede Lage der Windel sind unterschiedlich, um die spezifischen Funktionen
jeder Sorte des Materials zu erzielen. Mit den vorliegenden Techniken
können
verschiedenartige Abschnitte des Netzes durch Variierung der Störungsparameter
mit Bezug auf die Zeit derart geformt werden, dass jede Lage der
Windel in einer sequenziellen Art und Weise in ein Vliesstoff-Netz
geformt wird. Anschließend
kann das einzelne Netz gefaltet werden, um das in Lagen ausgebildete
fertige Material bereitzustellen.Furthermore, many end products are made up of layers of materials having a variety of characteristics. For example, disposable diapers generally consist of a wicking layer designed to wick moisture away from contact with a child's skin and to keep such moisture away. A middle and absorbent layer is used to retain moisture. Lastly, an outer barrier layer is desired to prevent the absorbed moisture from escaping Diaper runs out. The fiber characteristics for each layer of the diaper are different to achieve the specific functions of each type of material. With the present techniques, various portions of the mesh can be formed by varying the perturbation parameters with respect to time such that each ply of the diaper is formed into a nonwoven web in a sequential manner. Subsequently, the single net can be folded to provide the finished material formed in layers.
Sorptionsmittelstrukturen
für Öl sind beispielsweise
im US-Patent Nr. 5,364,680 von
Cotton beschrieben, welches hierin im Wege der Bezugnahme in seiner
Gesamtheit mit einbezogen ist. Für
Anwendungen von Ölsorptionsmitteln
ist es erwünscht,
ein Mikrofasernetz zu erhalten, das oleophil ist und durch ein Volumen
im Hinblick auf eine Dichte von nicht mehr als ungefähr 0,1 g/cm3, in einer bevorzugten Art und Weise von
nicht mehr als ungefähr
0,06 g/cm3 gekennzeichnet ist. Im Allgemeinen
sind geringere Dichten bevorzugt, aber Dichten unterhalb von 0,01
g/cm3 sind schwierig zu händeln. Solche
Netze haben die Fähigkeit, Öl in einer
Menge von zumindest ungefähr
dem 10-fachen des Gewichtes des Netzes, in einer bevorzugten Art
und Weise von zumindest ungefähr
dem 20-fachen des Gewichtes des Netzes, aufzusaugen und zurückzuhalten.
Für gewisse Anwendungen
kann es erwünscht
sein, eine Behandlung mit einer oder mehreren Kompositionen bereitzustellen,
um die Durchnässbarkeit
von wässrigen
Flüssigkeiten
zu verbessern. Solche Behandlungen sind bekannt und sind z.B. in
dem beigeordneten US-Patent Nr.
5,057,361 beschrieben, welches hierin in seiner Gesamtheit mit
einbezogen ist. Früheren
Versuchen zum Herstellen solcher Netze durch Techniken des Schmelzblasens, wenngleich
sie zu nützlichen
feinen Fasermaterialien führten,
mangelte es an dem erwünschten
Volumen und an der Absorpti onsfähigkeit,
aufgrund der Art und Weise, in welcher die Luftströme die immer
noch klebrigen Fasern auf die Formgebungsoberfläche aufgebracht haben.Sorbent structures for oil are, for example, in U.S. Patent No. 5,364,680 of Cotton, which is incorporated herein by reference in its entirety. For applications of oil sorbents, it is desirable to obtain a microfiber network which is oleophilic and of a volume in terms of a density of not more than about 0.1 g / cm 3 , in a preferred manner of not more than about 0 , 06 g / cm 3 . In general, lower densities are preferred, but densities below 0.01 g / cm 3 are difficult to handle. Such nets have the ability to absorb and retain oil in an amount at least about 10 times the weight of the net, in a preferred manner of at least about 20 times the weight of the net. For certain applications, it may be desirable to provide a treatment with one or more compositions to improve the wettability of aqueous fluids. Such treatments are known and are for example in the coordinated U.S. Patent No. 5,057,361 which is incorporated herein in its entirety. Previous attempts to make such nets by meltblowing techniques, while providing useful fine fiber materials, lacked the desired volume and absorptivity due to the manner in which the air streams applied the still tacky fibers to the forming surface to have.
Daher,
mit der präzisen
Steuerung der Charakteristiken der Faser und des Materials durch
die Steuerung der Charakteristiken der Störung, ist bei der Formgebung
von Vliesstoff-Netzen
ein großes
Ausmaß an Flexibilität möglich. Diese
Steuerung ermöglicht
wiederum eine größere Effizienz
und die Fähigkeit
zur Auslegung eines größeren Bereichs
von Materialien, welche mit geringfügiger Unterbrechung des Herstellungsprozesses
hergestellt werden können.Therefore,
with the precise
Control the characteristics of the fiber and the material
the control of the characteristics of the disturbance is in the shaping
of nonwoven webs
a big
Degree of flexibility possible. These
Control allows
again greater efficiency
and the ability
to design a larger area
of materials, which with minor interruption of the manufacturing process
can be produced.
Ein
Nachteil der Ausrüstung
des Schmelzblasens gemäß dem Stand
der Technik ist die verhältnismäßige Unfähigkeit
zur präzisen
Steuerung des Durchmessers der dadurch hergestellten Fasern. Die
Formgebung der Materialien mit besonderen Charakteristiken erfordert
häufig
eine präzise
Steuerung über
den Durchmesser der Fasern, die verwendet werden, um das Vliesstoff-Netz
auszubilden. Mit der Technik der Störung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist es möglich,
eine wesentlich geringere Variation hinsichtlich des Faserdurchmessers
zu bewerkstelligen, als es mit den Techniken gemäß dem Stand der Technik bislang
möglich war.One
Disadvantage of the equipment
meltblowing according to the state
The technique is relative inability
for precise
Control of the diameter of the fibers produced thereby. The
Forming the materials with special characteristics requires
often
a precise one
Control over
the diameter of the fibers that are used to form the nonwoven web
train. With the technique of the disorder according to the present invention
Is it possible,
a much smaller variation in fiber diameter
to accomplish, as it has with the techniques of the prior art so far
was possible.
Die 9 und 10 veranschaulichen
die Verteilung des Faserdurchmessers für Proben, die aus den Techniken
des Schmelzblasens gemäß dem Stand
der Technik und der Technik der Herstellung der schmelzgeblasenen
Faser im Einklang mit dem Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung des Schmelzblasens gemäß 6c entnommen
sind. 9 zeigt eine Verteilung des Durchmessers im Einklang
mit dem Stand der Technik. 10 ist
ein Schaubild der Verteilung des Faserdurchmessers für schmelzgeblasene
Fasern, die im Einklang mit der erfindungsgemäßen Technik hergestellt sind.
Die Faserverteilung in 10 veranschaulicht eine Probe
eines Faserdurchmessers, welche eine Verteilung hat, die auf einen
Spitzenwert zwischen ungefähr
1 und 2 Mikron zentriert ist. Hierbei veranschaulicht das enge Band
der Faserverteilung, das durch das Verfahren und die Vorrichtung
der Störung
erzielt wird, das große
Ausmaß,
zu welchem der Faserdurchmesser nur durch Veränderung der Frequenz der Störung oder
der Amplitude der Störung
gesteuert werden kann.The 9 and 10 illustrate the fiber diameter distribution for samples resulting from the prior art meltblowing techniques and the meltblown fiber manufacturing technique in accordance with the embodiment of the meltblowing apparatus of FIG 6c are taken. 9 shows a distribution of the diameter in accordance with the prior art. 10 Figure 4 is a graph of fiber diameter distribution for meltblown fibers made in accordance with the inventive technique. The fiber distribution in 10 Figure 4 illustrates a sample of fiber diameter having a distribution centered at a peak between about 1 and 2 microns. Here, the narrow band of fiber distribution achieved by the method and apparatus of the disturbance illustrates the large extent to which the fiber diameter can be controlled only by changing the frequency of the disturbance or the amplitude of the disturbance.
11 veranschaulicht
die Frazier-Porosität
eines schmelzgeblasenen Vliesstoff-Netzes, das im Einklang mit der
vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, als eine Funktion der
Frequenz der Störung
in den Sammelkammern 22 und 23. Die Frazier-Porosität ist auf dem
Gebiet von Vliesstoff-Netzen eine Standardmessung von der Rate des
Luftflusses pro Quadratfuß durch
das Material, und ist daher ein Maß der Permeabilität des Materials
(die Einheiten sind Kubikfuß pro
Quadratfuß pro
Minute). Für
alle Proben wurde die zur Bestimmung der Frazier-Luftpermeabilität zur Anwendung
gebrachte Prozedur im Einklang mit den Spezifikationen des Verfahrens
5450, Federal Test Methods Standard Nr. 191 A durchgeführt, mit
der Ausnahme, dass die Mustergrößen 8 inch × 8 inch
waren und nicht 7 inch × 7
inch. Die größere Dimension
machte es möglich,
sicherzustellen, dass sich alle Seiten des Musters über den
Haltering erstrecken, und erleichterte das Festklemmen des Musters über die
Düsenöffnung in
einer sicheren Art und Weise sowie in einer gleichmäßigen Art
und Weise. 11 Figure 4 illustrates the Frazier porosity of a meltblown nonwoven web made in accordance with the present invention as a function of the frequency of the disturbance in the collection chambers 22 and 23 , Frazier porosity is a standard measurement in the field of nonwoven webs of the rate of air flow per square foot through the material, and is therefore a measure of the permeability of the material (units are cubic feet per square foot per minute). For all samples, the procedure used to determine Frazier air permeability was performed in accordance with the specifications of Method 5450, Federal Test Methods Standard No. 191A, except that the sample sizes were 8 inches x 8 inches rather than 7 inch × 7 inches. The larger dimension made it possible to ensure that all sides of the pattern extended over the retaining ring, and facilitated the clamping of the pattern across the nozzle opening in a secure manner and in a uniform manner.
Wie
in 11 veranschaulicht ist, fällt die Frazier-Porosität im Allgemeinen
zuerst auf ein Minimum ab und steigt dann mit einer Frequenz der
Störung
von einem stationären
Zustand auf näherungsweise
500 Hertz an. Daher kann man beobachten, dass es zur Herstellung
eines Materials mit einer erwünschten
Frazier-Porosität
gemäß der vorliegenden
Erfindung nur notwendig ist, die Oszillationsfrequenz (und bzw.
oder die Amplitude) zu verändern.
Mit den Techniken gemäß dem Stand
der Technik erfordern Veränderungen
im Hinblick auf die Porosität
häufig
Veränderungen
an der Form oder den Ausgangsmaterialien, oder die Duplizierung
der Maschinerie. Daher, mit den vorliegenden Techniken, ist es ebenfalls
möglich,
die Porosität
eines Materials in einer einfachen Art und Weise zu verändern, wenn
ein Durchlauf einmal abgeschlossen ist; es ist alleine notwendig,
die Frequenz der Störung
(oder die Amplitude) einzustellen, was mit einfachen Steuerungen
und ohne ein Anhalten der Produktion in einer einfachen Art und
Weise bewerkstelligt werden kann. Daher können die Schmelzblas-Vorrichtungen
im Einklang mit der vorliegenden Erfindung Filtermaterialien von
variierender Porosität
durch einfaches Verändern
der Frequenz der Störung
in einer zügigen
Art und Weise sowie in einer einfachen Art und Weise herstellen.As in 11 In general Frazier porosity first falls to a minimum and then increases at a frequency of the disturbance from a steady state to approximately 500 Hertz. Therefore, it can be observed that in order to produce a material having a desired Frazier porosity according to the present invention, it is only necessary to change the oscillation frequency (and / or the amplitude). With the techniques of the prior art, changes in porosity often require changes in shape or starting materials, or duplication of machinery. Therefore, with the present techniques, it is also possible to change the porosity of a material in a simple manner once a run is completed; it is alone necessary to adjust the frequency of the disturbance (or the amplitude), which can be accomplished with simple controls and without stopping the production in a simple manner. Therefore, in accordance with the present invention, the meltblowing devices can produce filter materials of varying porosity by simply changing the frequency of the disturbance in a rapid manner as well as in a simple manner.
12 veranschaulicht
einen Ausdruck eines Hydrohead (Wassersäulen)-Werts als eine Funktion
der Frequenz der Störung.
Der Hydrohead-Test ist eine Messung der Flüssigkeitsbarriereeigenschaften
eines Stoffes. Der Hydrohead-Test bestimmt die Höhe des Wassers (in Zentimetern),
welche der Stoff tragen kann, bevor eine vorgegebene Menge an Flüssigkeit
dort hindurchläuft.
Ein Stoff mit einem höheren
Hydrohead-Ablesewert, zeigt an, dass er eine größere Barriere gegenüber einer
Flüssigkeitspenetration
darstellt als ein Stoff mit einem geringeren Hydrohead-Wert. Der
Hydrohead-Test wird im Einklang mit dem Federal Test Standard Nr. 191A,
Methode 5514, ausgeführt.
Im Allgemeinen steigt der Hydrohead-Wert zuerst an und verringert
sich dann mit einer ansteigenden Frequenz der Störung in einem Frequenzbereich
von ungefähr
75 Hertz bis 525 Hertz. Weil die Frequenz der Störung den Hydrohead-Wert in
einer unmittelbaren Art und Weise beeinflusst, sorgt eine geeignete
Einstellung des Störungsventils 86 für den für eine spezielle
Anwendung erforderlichen Typ der Barriere gegenüber Flüssigkeiten. Die Frequenz der
Störung
kann benutzt werden, um den Hydrohead-Wert zu variieren, um für die besondere
Anwendung für
das Material geeignet zu sein. 12 Figure 4 illustrates an expression of a hydrohead value as a function of the frequency of the perturbation. The hydrohead test is a measure of the liquid barrier properties of a fabric. The hydrohead test determines the amount of water (in centimeters) the fabric can carry before a given amount of liquid passes through it. A fabric with a higher hydrohead reading indicates that it represents a greater barrier to liquid penetration than a fabric having a lower hydrohead value. The hydrohead test is performed in accordance with Federal Test Standard No. 191A, Method 5514. In general, the hydrohead value first increases and then decreases with an increasing frequency of the disturbance in a frequency range of about 75 hertz to 525 hertz. Because the frequency of the disturbance affects the hydrohead value in an immediate manner, proper adjustment of the disturbance valve provides 86 for the type of barrier to liquids required for a particular application. The frequency of the perturbation can be used to vary the hydrohead value to suit the particular application of the material.
BeispieleExamples
Die
folgenden Beispiele stellen eine Basis dar, um die Vorteile der
vorliegenden Erfindung gegenüber dem
Stand der Technik bei der Herstellung von Schmelzblas-, Coform-
und Spinnkleb-Netzen und Materialien zu demonstrieren. Diese Beispiele
werden alleine für
den Zweck der Darstellung davon, wie die Verfahren der vorliegenden
Erfindung implementiert werden können,
bereitgestellt, und sollten nicht als den Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung, der in den Ansprüchen
dargelegt wird, einschränkend
interpretiert werden.The
The following examples provide a basis for the benefits of
present invention over the
Prior art in the production of meltblown, coform
and spun-bond nets and materials. These examples
be alone for
the purpose of the representation thereof, as the methods of the present
Invention can be implemented
provided, and should not be considered the scope of the present
Invention, in the claims
is set out, limiting
be interpreted.
Beispiel 1example 1
Prozessbedingung Form-Spitzen-Geometrie: vertieft
Formbreite
= 20''
Spalt
= 0,090''
30
hpi
Primärer Luftfluss: erhitzt
(≈ 608°F in einer
Heizeinrichtung)
488
scfm
Druck
PT = 6,6 psig
Hilfs-Luftfluss: nicht
erhitzt (Umgebungslufttemperatur)
60
scfm
Einlassdruck
= 20 psig
Polymer: Copolymer
aus Butylen und Propylen
Polypropylen* – 79%
Polybutylen – 20%
blaues
Pigment – 01%
- *800 MFR Polypropylen, mit Peroxid beschichtet – finale
Schmelzflussrate (MFR) ≈ 1500
Polymerdurchsatz: 0,5
GHM
Schmelztemperatur: 470°F
Frequenz
der Störung: 0
Hz, 156 Hz, 462 Hz
Basisgewicht: 0,54
oz/yd2
Formgebungshöhe: 10''
Testergebnisse Barriere Tabelle
1-1 Frequenz
der Störung 0
Hz 156
Hz 462
Hz
Frazier-Porosität (cfm/ft2) 45,18 35,70 65,89
Hydrohead-Wert
(cm) 86,40 103 74,60
process condition Die Tip Geometry: recessed
Shape width = 20 ''
Gap = 0.090 ''
30 hpi
Primary airflow: heated (≈ 608 ° F in a heater)
488 scfm
Pressure P T = 6.6 psig
Auxiliary air flow: not heated (ambient air temperature)
60 scfm
Inlet pressure = 20 psig
Polymer: Copolymer of butylene and propylene
Polypropylene * - 79%
Polybutylene - 20%
blue pigment - 01%
- * 800 MFR polypropylene coated with peroxide - final melt flow rate (MFR) ≈ 1500
Polymer throughput: 0.5 GHM
Melting point: 470 ° F
Frequency of the disturbance: 0 Hz, 156 Hz, 462 Hz
Basis weight: 0.54 oz / yd 2
Shaping Height: 10 ''
Test results Barrier Table 1-1 Frequency of the fault 0 Hz 156 Hz 462 Hz
Frazier porosity (cfm / ft 2 ) 45.18 35,70 65.89
Hydrohead value (cm) 86,40 103 74.60
In
diesem Beispiel war das Verfahren des Schmelzblasens konfiguriert,
wie oben beschrieben wurde, und entspricht dem in 6c gezeigten
Ausführungsbeispiel,
in welchem der primäre
Luftfluss mit einem Hilfs-Luftfluss ergänzt wird. In dem Beispiel kennzeichnet
die Einheit hpi die Anzahl von Öffnungen
pro inch, die in der Form vorhanden sind. PT ist
definiert als der Gesamtdruck, der in einem stagnierenden Bereich
der primären
Sammeleinrichtung gemessen wird. GHM ist definiert als die Flussrate
in Gramm pro Öffnung
pro Minute; daher definiert die Einheit GHM die Menge, pro Gewicht,
des durch jede Öffnung
der Schmelzblasform pro Minute fließenden Polymers. Wie zuvor
diskutiert wurde, ist die Frazier-Porosität ein Maß der Permeabilität des Materials
(die Einheiten sind Kubikfuß pro
Minute pro Quadratfuß).
Der Hydrohead-Wert, gemessen als die Höhe einer Säule eines von dem Netz getragenen
Wassers vor der Permeation des Wassers in das Netz, misst die Qualitäten des
Netzes als Flüssigkeitsbarriere.In this example, the method of meltblowing was configured as described above and corresponds to that in FIG 6c shown embodiment in which the primary air flow is supplemented with an auxiliary air flow. In the example, the unit hpi indicates the number of openings per inch that are present in the mold. P T is defined as the total pressure measured in a stagnant area of the primary collector. GHM is defined as the flow rate in grams per orifice per minute; therefore, the unit GHM defines the amount, by weight, of the polymer flowing through each opening of the meltblowing mold per minute. As discussed previously, Frazier porosity is a measure of the permeability of the material (units are cubic feet per minute per square foot). The hydrohead value, measured as the height of a column of water carried by the net before permeation of the water into the net, measures the qualities of the net as a liquid barrier.
Die
obige Konfiguration und die Ergebnisse stellen einen Grundsatzvergleich
dar zwischen einem üblichen
Produktionsablauf des Schmelzblasens ohne Luftstörung (eine Frequenz der Störung von
0 Hz), und Abläufen,
die mit Frequenzen der Störung
von 156 und 462 Hz durchgeführt
werden. Wie aus Tabelle 1-1 zu sehen ist, verbessern sich die Barrierecharakteristiken
der Materialien, die unter Verwendung von gestörten Luftflüssen hergestellt werden, mit
einer ansteigenden Frequenz der Störung. Daher, durch bloßes Variieren der
Frequenz der Störung,
was einen verhältnismäßig einfachen
Prozess darstellt, können
Materialien oder Netze mit erwünschten
Barriereeigenschaften ohne wesentliche Veränderungen der Prozessbedingungen
hergestellt werden. Diese Fähigkeit
zur Einstellung der Barriereeigenschaften war in dem Stand der Technik
ohne wesentliche Veränderungen
der Prozessbedingungen, die erheblich viel Zeit und Aufwand beanspruchten,
bislang nicht möglich.
Was dort zu sehen ist, ist eine anfängliche Verringerung der Frazier-Porosität (was eine Verringerung
der Permeabilität
des Netzes oder des Materials gegenüber Luft darstellt) bei der
Frequenz der Störung
von 156 Hz. In einer ähnlichen
Art und Weise, bei der Frequenz von 156 Hz, gibt es einen Anstieg
im Hinblick auf den getragenen Hydrohead (Wassersäule). Daher,
bei der Frequenz von 156 Hz, stellt das hergestellte Netzmaterial
eine effektivere Barriere dar. Bei der Frequenz der Störung von
462 Hz ist die Frazier-Porosität
erhöht
und der Hydrohead-Wert ist gegenüber
den Produktionsdurchläufen
sowohl mit 0 Hz (Stand der Technik) als auch mit 156 Hz verringert.
Daher, mit der höheren
Frequenz der Störung,
stellt das Netzmaterial eine weniger effektive Barriere dar, aber
ist besser geeignet für
die Anwendung als ein Absorbiermittel oder ein Material mit Dochtwirkung.The
The above configuration and the results provide a baseline comparison
between a common
Production process of meltblowing without air disturbance (frequency of disturbance of
0 Hz), and processes,
those with frequencies of interference
performed at 156 and 462 Hz
become. As can be seen from Table 1-1, the barrier characteristics improve
the materials that are produced using disturbed air flows with
an increasing frequency of the disturbance. Therefore, by merely varying the
Frequency of the fault,
which is a relatively simple one
Process represents
Materials or networks with desired
Barrier properties without significant changes in process conditions
getting produced. This ability
for adjusting the barrier properties was in the prior art
without significant changes
the process conditions, which took a lot of time and effort,
not possible yet.
What can be seen there is an initial reduction in Frazier porosity (which is a reduction
the permeability
network or material to air)
Frequency of the fault
of 156 Hz. In a similar
Way, at the frequency of 156 Hz, there is an increase
with regard to the worn hydrohead (water column). Therefore,
at the frequency of 156 Hz, provides the manufactured net material
a more effective barrier. At the frequency of the disturbance of
462 Hz is Frazier porosity
elevated
and the hydrohead value is opposite
the production runs
reduced both at 0 Hz (prior art) and at 156 Hz.
Therefore, with the higher
Frequency of the fault,
The mesh material is a less effective barrier, but
is more suitable for
the use as an absorbent or a wicking material.
Die
Veränderung
der Barriereeigenschaften im Hinblick auf die Veränderung
der Frequenz der Störung wird
ebenfalls in den 11 und 12 demonstriert
(für unterschiedliche
Prozessbedingungen gegenüber denjenigen
aus Beispiel 1). Wie 11 zeigt, gibt es einen anfänglichen
Abfall im Hinblick auf die Frazier-Porosität, wenn der Prozess von keiner
Störung
auf eine Frequenz der Störung
zwischen 1 und 200 Hz verändert wird.
Wenn die Frequenz der Störung
auf über
ungefähr
200 Hz erhöht
wird, steigt die Frazier-Porosität
an, bis die ursprüngliche
Frazier-Porosität
bei 0 Hz zwischen ungefähr
300 bis 400 Hz übertroffen
wird. Oberhalb von 400 Hz steigt die Frazier-Porosität mit einer
ansteigenden Frequenz der Störung
im Verhältnis
steil an. In einer dazu ähnlichen
Art und Weise, mit Bezug auf 12, steigt
die getragene Wassersäule
in einer initialen Art und Weise zwischen ungefähr 1 bis 200 Hz der Frequenz
der Störung
an. Anschließend
verringert sich der Hydrohead-Wert (Wassersäule) in einer stetigen Art
und Weise mit einer ansteigenden Frequenz der Störung, bis die getragene Wassersäule zwischen
ungefähr
400 bis 500 Hz geringer ist als bei der Frequenz von 0 Hz (stetiger
Fluss). Daher, wie diese Figuren demonstrieren, ohne Vari ation in
den grundlegenden Prozessbedingungen, wie der Polymersorte, den
Flussbedingungen, der Formgeometrie, abgesehen von einer einfachen Veränderung
im Hinblick auf die Frequenz der Störung des Luftflusses, kann
eine breite Vielfalt von unterschiedlichen Netzmaterialien mit den
erwünschten
Barriereeigenschaften hergestellt werden. Zum Beispiel kann durch
bloßes
Festlegen der Frequenz der Störung
in dem Bereich von 100 bis 200 Hz, während alle der übrigen Prozessbedingungen
unverändert
bleiben, ein effektiveres Barrierematerial hergestellt werden. Daher, wenn
ein weniger effektives Barrierematerial erwünscht wäre, wäre die einzige notwendige Prozessänderung ein
Anstieg der Frequenz der Störung,
was mit einer einfachen Steuerung und ohne die Notwendigkeit der
Unterbrechung der Produktionslinie bewerkstelligt werden könnte. In
den Techniken gemäß dem Stand
der Technik, kann eine Veränderung
der Barriereeigenschaften des Prozessdurchlaufs eine wesentliche
Veränderung im
Hinblick auf die Prozessbedingungen erfordern, was eine Abschaltung
der Prozesslinie erfordert, um die Veränderungen durchzuführen. In
Wirklichkeit werden solche Veränderungen
in einer üblichen
Art und Weise nicht auf einer gegebenen Maschine ausgeführt; mehrere
Maschinen produzieren in einer üblichen
Art und Weise eine einzelne Sorte eines Netzmaterials (oder einen
extrem engen Bereich von Materialien) mit den erwünschten
Eigenschaften.The change in barrier properties with respect to the change in the frequency of the disturbance is also reflected in the 11 and 12 demonstrated (for different process conditions compared to those of Example 1). As 11 shows there is an initial drop in Frazier porosity if the process is changed from no interference to a frequency of the interference between 1 and 200 Hz. When the frequency of the perturbation is increased above about 200 Hz, the Frazier porosity increases until the original Frazier porosity at 0 Hz is exceeded between about 300 to 400 Hz. Above 400 Hz, Frazier porosity increases steeply with an increasing frequency of disturbance. In a similar way, with reference to 12 , the supported water column rises in an initial manner between approximately 1 to 200 Hz of the frequency of the disturbance. Subsequently, the hydrohead value (water column) decreases in a steady manner with an increasing frequency of the disturbance until the supported water column is between about 400 to 500 Hz lower than at the frequency of 0 Hz (steady flow). Therefore, as these figures demonstrate, without variation in the basic process conditions, such as the type of polymer, flow conditions, shape geometry, apart from a simple change in frequency of disturbance of air flow, a wide variety of different network materials are produced with the desired barrier properties. For example, by merely setting the frequency of the perturbation in the range of 100 to 200 Hz while leaving all of the remaining process conditions unchanged, a more effective barrier material can be made. Therefore, if a less effective barrier material were desired, the only process change needed would be an increase in the frequency of the disturbance, which could be accomplished with simple control and without the need to interrupt the production line. In the prior art techniques, altering the barrier properties of the process run may require a significant change in process conditions, requiring shutdown of the process line to make the changes. In fact, such changes are not made in a conventional manner on a given machine; Several machines produce a single grade of mesh material (or extremely narrow range of materials) having the desired properties in a conventional manner.
Beispiel 2Example 2
Prozessbedingungen Form-Spitzen-Geometrie: vertieft
Formbreite
= 20''
Spalt
= 0,090''
30
hpi
Primärer Luftfluss: erhitzt
(≈ 608°F in einer
Heizeinrichtung)
317
scfm
Druck
PT = 2,6 psig
Hilfs-Luftfluss: nicht
erhitzt (Umgebungslufttemperatur)
80
scfm
Einlassdruck
= 20 psig
Polymer: PP
mit hoher Schmelzflussrate (MFR)*
- *z.B. 800 MFR Polypropylen, beschichtet
mit Peroxid – finale
Schmelzflussrate (MFR) ≈ 1500
Polymerdurchsatz: 0,5
GHM
Schmelztemperatur: 470°F
Frequenz
der Störung: 0
Hz (Steuerung), 70 Hz
Basisgewicht: 5
oz/yd2
Formgebungshöhe: 10''
process conditions Die Tip Geometry: recessed
Shape width = 20 ''
Gap = 0.090 ''
30 hpi
Primary airflow: heated (≈ 608 ° F in a heater)
317 scfm
Pressure P T = 2.6 psig
Auxiliary air flow: not heated (ambient air temperature)
80 scfm
Inlet pressure = 20 psig
Polymer: High melt flow rate (MFR) PP *
- * eg 800 MFR polypropylene, coated with peroxide - final melt flow rate (MFR) ≈ 1500
Polymer throughput: 0.5 GHM
Melting point: 470 ° F
Frequency of the disturbance: 0 Hz (control), 70 Hz
Basis weight: 5 oz / yd 2
Shaping Height: 10 ''
Testergebnissetest results
In
diesem Ausführungsbeispiel
wurde das Volumen des Netzes, das unter Verwendung einer Frequenz
der Störung
von 70 Hz hergestellt wurde, mit einem Kontrollnetz (Frequenz der
Störung
von 0 Hz) verglichen.
- Kontrollnetz – 0,072'' (Dicke)
- 70 Hz – 0,103''
In this embodiment, the volume of the network made using a frequency of the disturbance of 70 Hz was compared with a control network (frequency of the disturbance of 0 Hz). - Control Net - 0.072 '' (thickness)
- 70 Hz - 0.103 ''
Daher
ist zu sehen, dass unter Verwendung einer mäßigen Frequenz der Störung von
70 Hz ein Anstieg des Volumens von 43% gegenüber dem Stand der Technik bewirkt
wird. Eine Erhöhung
des Volumens ist häufig
in dem finalen Netz oder Material erwünscht, weil das erhöhte Volumen
häufig
für ein
besseres Gefühl
und für
eine bessere Absorptionsfähigkeit
sorgt.Therefore
It can be seen that using a moderate frequency of interference from
70 Hz causes a 43% increase in volume over the prior art
becomes. An increase
the volume is frequent
desired in the final mesh or material because of the increased volume
often
for a
better feeling
and for
a better absorption capacity
provides.
Ferner,
mit Bezug auf die erwünschte
Struktur oder das erwünschte
Erscheinungsbild, ermöglicht
die Anwendung der Techniken der Störung gemäß der vorliegenden Erfindung
eine kundenspezifische Struktur oder eine Steuerung des Erscheinungsbildes.
Mit Bezug auf die Fotografien gemäß den 13 und 14, stellt 13 das
Erscheinungsbild des mit der Frequenz der Störung von 0 Hz hergestellten
Netzes dar, während
das Netz gemäß 14 dasjenige
darstellt, das unter Verwendung der Frequenz der Störung von
70 Hz hergestellt wurde. Wie aus den Figuren zu sehen ist, hatte
das Netz gemäß 14 ein
lederähnliches
Erscheinungsbild und eine Struktur, welche in dem Netz gemäß 13 nicht
vorliegt. Daher, zu dem Ausmaß,
zu welchem ein solches Erscheinungsbild und eine solche Struktur
erwünscht
ist, ermöglichen
die Techniken gemäß der vorliegenden
Erfindung eine zusätzliche
Steuerung und eine Vielfalt im Hinblick auf die Produktion von verschiedenartigen
Sorten von Netzen mit solchen Charakteristiken.Further, with respect to the desired structure or appearance, the application of the techniques of the perturbation according to the present invention allows a custom structure or appearance control. With reference to the photographs according to the 13 and 14 , poses 13 the appearance of the network produced with frequency of disturbance of 0 Hz, elect according to the network 14 represents that produced using the frequency of the disturbance of 70 Hz. As can be seen from the figures, the net had according to 14 a leather-like appearance and a structure which in the net according to 13 not available. Therefore, to the extent that such an appearance and structure is desired, the techniques according to the present invention provide additional control and diversity with respect to the production of various types of nets having such characteristics.
Beispiele 2A–2IExamples 2A-2I
Prozessbedingungen Form-Spitzen-Geometrie: Formbreite
100 inch
30
hpi
Primärer Luftfluss: 1500-1800
scfm (allgemeiner Bereich)
2A
1800 scfm
2B
1750 scfm
2C
1750 scfm (pro Reihe)
2D
1750 scfm (pro Reihe)
2E
1800 scfm
2F
1800 scfm
2G
1600 scfm
12H
500 scfm
2I
1750 scfm
Primäre Lufttemperatur: 575°F-625°F (allgemeiner
Bereich)
2A
625°F
2B
600°F
2C
600°F (pro
Reihe)
2D
600°F (pro
Reihe)
2E
625°F
2F
575°F
2G
575°F
2H
575°F
2I
600°F
Frequenz
der Störung: 75
Hz-200 Hz
Polymer: PF-015 – Polypropylen
Durchsatz: 4,8 PIH
Schmelztemperatur: 600°F
process conditions Die Tip Geometry: Form width 100 inches
30 hpi
Primary airflow: 1500-1800 scfm (general area)
2A 1800 scfm
2B 1750 scfm
2C 1750 scfm (per row)
2D 1750 scfm (per row)
2E 1800 scfm
2F 1800 scfm
2G 1600 scfm
12H 500 scfm
2I 1750 scfm
Primary air temperature: 575 ° F-625 ° F (general area)
2A 625 ° F
2B 600 ° F
2C 600 ° F (per row)
2D 600 ° F (per row)
2E 625 ° F
2F 575 ° F
2G 575 ° F
2H 575 ° F
2I 600 ° F
Frequency of the disturbance: 75 Hz-200 Hz
Polymer: PF-015 - polypropylene
throughput: 4.8 PIH
Melting point: 600 ° F
Diese
Serien von Beispielen veranschaulichen das hohe Volumen und die
Ergebnisse der Ölkapazität, die mit
den schmelzgeblasenen Netzen im Einklang mit der vorliegenden Erfindung
erhältlich
sind. Unter Verwendung einer Anordnung, wie sie in 6B gezeigt
ist, wurden schmelzgeblasene Netze unter Verwendung der gezeigten
Prozessbedingungen hergestellt. Diese Materialien wurden im Hinblick
auf das Volumen und die Ölkapazität getestet,
und zusätzlich
wurden die Rollproben für
die Ölabsorptionsrate
getestet.These series of examples illustrate the high volume and oil capacity results obtainable with the meltblown webs in accordance with the present invention. Using an arrangement as shown in 6B shown meltblown nets were made using the process conditions shown. These materials were tested for volume and oil capacity and, in addition, the oil absorption rate roll samples were tested.
ÖlabsorptionstestsOil absorption tests
Die
Ergebnisse des Ölabsorptionstests
wurden unter Verwendung einer Testprozedur, basierend auf ASTM D
1117-5.3 erhalten. Proben mit vier Quadratinch eines Stoffes wurden
abgewogen und für
zwei Minuten in eine Pfanne eingetaucht, die ein zu testendes Öl enthielt
(weißes
Mineralöl,
+30 Saybolt-Farbe, NF grade, 80-90 S.U. Viskosität in dem Fall der Rollproben
und 10W40 Motoröl
in dem Fall der Handproben). Die Proben wurden dann zum Trocknen
aufgehängt
(20 Minuten im Falle der Rollproben und 1 Minute im Fall der Handproben).
Die Proben wurden wiederum abgewogen und die Differenz wurde als
die Ölkapazität berechnet.The
Results of the oil absorption test
were determined using a test procedure based on ASTM D
1117-5.3 received. Four square inches of a substance became samples
weighed and for
two minutes immersed in a pan containing an oil to be tested
(white
Mineral oil,
+30 Saybolt color, NF grade, 80-90 S.U. Viscosity in the case of rolling samples
and 10W40 engine oil
in the case of hand samples). The samples were then allowed to dry
suspended
(20 minutes in the case of roll samples and 1 minute in the case of hand samples).
The samples were weighed again and the difference was reported as
the oil capacity is calculated.
Die
Variation der Ergebnisse für
das Volumen und die Ölkapazität zwischen
den gerollten Proben und den Handproben resultierte aus der Kompression
in der aufgerollten Konfiguration. In beiden Fällen ist die Verbesserung der
Erfindung offensichtlich. Weil die Kontrollprobe nicht gestört wurde,
wurde sie komprimiert, wie sie hergestellt wurde, und war im Verhältnis unbeeinträchtigt,
indem sie in eine Rolle geformt wurde.The variation of the results for the volume and the oil capacity between the rolled samples and The hand samples resulted from the compression in the rolled-up configuration. In both cases the improvement of the invention is evident. Because the control sample was not disturbed, it was compressed as it was made and relatively unaffected by being formed into a roll.
Tests betreffend die ÖlrateTests concerning the oil rate
Die
Ergebnisse der Ölrate
wurden im Einklang mit der TAPPI Standard Methode T 432 su-72 erhalten, mit
den folgenden Veränderungen:
Um
die Rate der Ölabsorptionsfähigkeit
zu messen, wurden 0,1 ml von weißem Mineralöl als Testflüssigkeit verwendet.The results of the oil rate were obtained in accordance with TAPPI Standard Method T 432 su-72, with the following changes:
In order to measure the rate of oil absorption ability, 0.1 ml of white mineral oil was used as the test liquid.
Drei
separate Tropfen für
jedes Muster im Gegensatz zu nur einem Tropfen wurden bestimmt.Three
separate drops for
each pattern as opposed to just one drop was determined.
Fünf Exemplare
werden von jeder Probe, im Gegensatz zu zehn, getestet, d.h. eine
Gesamtzahl von 15 Tropfen wird für
jede Probe anstelle von 10 Tropfen abgestimmt. Ölabsorptionsdaten Tabelle 2-1 – Rollproben Beispiel Bedingungen der
Störung Volumen
inch Dichte
gm/cm3 Ölkapazität g/g Ölrate sek
2A
Steuerung 1 Reihe 0
Hz 0,1294 0,057 11,91
(18,21*) 1,847
2B
1 Reihe 200
Hz 0,1678 0,047 12,84 1,673
2C
2 Reihen 200
Hz/150 Hz 0,1537 0,050 11,25 1,805
2D
Kontrolle 2 Reihen 0
Hz 0,0987 0,075 9,79 2,200
- *Testverfahren für die Handproben – Tabelle
2-2
Five specimens are tested from each sample, as opposed to ten, ie a total of 15 drops is tuned for each sample instead of 10 drops. Oil absorption data Table 2-1 - Roll samples example Conditions of the disorder Volume in Density gm / cm 3 Oil capacity g / g Oil rate sec
2A control 1 row 0 Hz 0.1294 0.057 11.91 (18.21 *) 1,847
2B 1 row 200 Hz .1678 0.047 12.84 1,673
2C 2 rows 200 Hz / 150 Hz .1537 0,050 11.25 1,805
2D control 2 rows 0 Hz 0.0987 0,075 9.79 2,200
- * Test Procedure for Hand Samples - Table 2-2
Beispiel 3Example 3
Prozessbedingungen Form-Spitzen-Geometrie: vertieft
Spalt
= 0,090''
30
hpi
Primärer Luftfluss: erhitzt
(≈ 608°F in einer
Heizeinrichtung)
426
scfm
Druck
PT = 5 psig
Hilfs-Luftfluss: nicht
erhitzt (Umgebungslufttemperatur)
80
scfm
Einlassdruck
= 20 psig
Polymer: PP
mit hoher Schmelzflussrate (MFR)*, 1% blaue Pigmente
- *z.B. 800 MFR Polypropylen, beschichtet
mit Peroxid – finale
Schmelzflussrate (MFR) ≈ 1500
Polymerdurchsatz: 0,6
GHM
Schmelztemperatur: 480°F
Frequenz
der Störung: 0
Hz (Steuerung), 192 Hz, 436 Hz
Basisgewicht: 0,54
oz/yd2
Formgebungshöhe: 10''
Testergebnisse Weichheit – Schalendrücken – 0 Hz – 1352
192
Hz – 721
process conditions Die Tip Geometry: recessed
Gap = 0.090 ''
30 hpi
Primary airflow: heated (≈ 608 ° F in a heater)
426 scfm
Pressure P T = 5 psig
Auxiliary air flow: not heated (ambient air temperature)
80 scfm
Inlet pressure = 20 psig
Polymer: High melt flow rate (MFR) *, 1% blue pigments
- * eg 800 MFR polypropylene, coated with peroxide - final melt flow rate (MFR) ≈ 1500
Polymer throughput: 0.6 GHM
Melting point: 480 ° F
Frequency of the disturbance: 0 Hz (control), 192 Hz, 436 Hz
Basis weight: 0.54 oz / yd 2
Shaping Height: 10 ''
test results softness - Pressing - 0 Hz - 1352
192 Hz - 721
Das
Schalendrücken
ist eine Messung einer Weichheit, wobei das Netz über die
Oberseite eines offenen Zylinders mit einem bekannten Durchmesser
gezogen ist, wobei ein Stab von einem Durchmesser, der geringfügig kleiner
ist als der innere Durchmesser des schalenförmigen Zylinders, zum Einsatz
gebracht wird, um das Netz oder das Material in den offenen Zylinder
zu drücken,
während
die erforderliche Kraft, um das Material in die Schale einzudrücken, gemessen
wird. Der Schalendrücktest
wurde zum Einsatz gebracht, um eine Steifigkeit des Stoffs auszuwerten,
durch Messen der Spitzenlast, die erforderlich ist, um ein Stoffstück von 22,9
cm × 22,9
cm mit einem in einer hemisphärischen
Art und Weise geformten Fuß mit
einem Durchmesser von 4,5 cm in eine umdrehte Schale von ungefähr 6,5 cm
Durchmesser × 6,5
cm Höhe
zu drücken, während der
schalenförmige
Stoff von einem Zylinder mit einem Durchmesser von ungefähr 6,5 cm
umgeben war, um eine einheitliche Verformung des schalenförmigen Stoffs
zu erhalten. Der Fuß und
die Schale wurden ausgerichtet, um einen Kontakt zwischen den Wänden der
Schale und dem Fuß zu
vermeiden, was die Spitzenlast beeinträchtigen könnte. Die Spitzenlast wurde
gemessen, während
der Fuß mit
einer Rate von ungefähr
0,64 cm pro Sekunde unter Verwendung eines Modells einer Lastzelle
3108-128 10, erhältlich
von MTS Systems Corporation aus Cary, North Carolina, nach unten
kam. Insgesamt sieben bis zehn Wiederholungen wurden für jedes
Material ausgeführt,
und wurden dann gemittelt, um die berichteten Werte zu ergeben.The
shell Press
is a measure of softness, the net over the
Top of an open cylinder with a known diameter
is pulled, with a rod of a diameter slightly smaller
is used as the inner diameter of the cup-shaped cylinder
is brought to the net or material in the open cylinder
to press
while
the force required to push the material into the shell was measured
becomes. The shell end test
was used to evaluate the stiffness of the fabric,
by measuring the peak load required to make a piece of fabric of 22.9
cm × 22.9
cm with one in a hemispherical
Fashion shaped foot with
a diameter of 4.5 cm in a turned bowl of about 6.5 cm
Diameter × 6.5
cm height
to press while the
cupped
Fabric from a cylinder with a diameter of about 6.5 cm
was surrounded to a uniform deformation of the cup-shaped material
to obtain. The foot and
the shell were aligned to make contact between the walls of the
Shell and the foot too
avoid what could affect the peak load. The peak load was
measured while
the foot with
a rate of about
0.64 cm per second using a model of a load cell
3108-128 10, available
from MTS Systems Corporation of Cary, North Carolina
came. A total of seven to ten repetitions were made for each
Material executed,
and were then averaged to give the reported values.
Der
geringere Wert des Schalendrückens,
der durch das Material erzielt wurde, das unter Verwendung der Frequenz
der Störung
von 192 Hz hergestellt wurde, zeigt an, dass das dadurch hergestellte
Material weicher ist. Subjektive Tests der Weichheit, wie durch
Hand oder nach Gefühl,
bestätigen
ebenso, dass das Material, das unter Verwendung der Frequenz der
Störung
von 192 Hz hergestellt wurde, weicher ist als das Material, das
unter Verwendung der Techniken gemäß dem Stand der Technik hergestellt
wurde. Stärke Tabelle
3-1 Störung 0
Hz 192
Hz 436
Hz
Frequenz
Spitzenlast
in Maschinenrichtung (MD) (lbs) 1,989 2,624 2,581
Verlängerung
in Maschinenrichtung (MD) (inch) 0,145 0,119 0,087
Spitzenlast
in Querrichtung (CD) (lbs) 1,597 1,322 1,743
Verlängerung
in Querrichtung (CD) (inch) 0,202 0,212 0,135
The lower level of shell pressure achieved by the material made using the frequency of the 192 Hz noise indicates that the material produced thereby is softer. Subjective tests of softness, such as by hand or touch, also confirm that the material made using the 192 Hz frequency of the disturbance is softer than the material made using the prior art techniques , Thickness Table 3-1 disorder 0 Hz 192 Hz 436 Hz
frequency
Machine-direction peak load (MD) (lbs) 1,989 2,624 2,581
Extension in machine direction (MD) (inch) 0.145 0,119 0.087
Peak load in the transverse direction (CD) (lbs) 1,597 1,322 1,743
Extension in transverse direction (CD) (inch) 0.202 0.212 0.135
Wie
aus Tabelle 3-1 zu sehen ist, steigt die Stärke in Maschinenrichtung (MD)
für Durchlaufe
an, in welchen die Frequenz der Störung größer als 0 Hz ist. In den Produktionsdurchläufen gemäß Beispiel
3 war die Richtung der Störungen
parallel zu der Maschinenrichtung (MD). Die Anmelder glauben, dass
sich die erhöhte
Stärke
in Maschinenrichtung (MD) durch die gesteuerte und reguläre Überlappung
in der Ablagerung des Netzes auf dem Substrat begründet, wenn
die Fasern als Resultat der Störung
oszillieren. Ein ähnliches Ergebnis
wird in 15 demonstriert, welche ein
Graph zur Darstellung der Variation der Spitzenlast in der Maschinenrichtung
(MD) und in der Querrichtung (CD) als Funktion der Frequenz der
Störung
ist. Wie in der 15 zu sehen ist, steigt die
Stärke
in der Maschinenrichtung (MD) an, wenn die Frequenz der Störung ansteigt.
In einer typischen Art und Weise, verbleibt die Stärke in der
Querrichtung (CD) unabhängig
von der Frequenz der Störung
im Verhältnis
konstant (mit geringfügigen
Variationen). Es ist die Meinung des Anmelders, dass der Anstieg
in der Stärke
in der Querrichtung (CD) durch Variation des Winkels der Störung in
dem Verhältnis
zu der Maschinenrichtung (MD) bewerkstelligt werden kann. Daher,
indem man die Störung
in einem gewissen Winkel zwischen der Parallelität zur Maschinenrichtung (MD)
und senkrecht zur Maschinenrichtung (MD) in Erscheinung treten lässt, kann
die Stärke
in Querrichtung (CD) ebenso wie die Stärke in Maschinenrichtung (MD)
verbessert werden. Barriere Tabelle
3-2 Frequenz
der Störung 0
Hz 192
Hz
Frazier-Porosität (cfm/ft2) 31,5 22,3
Hydrohead/Wassersäule (cm
von H2O) 90,8 121,6
äquivalenter
Porendurchmesser (μm) 13,2 10,8
As can be seen from Table 3-1, machine direction (MD) strength increases for passes in which the frequency of the disturbance is greater than 0 Hz. In the production runs according to Example 3, the direction of the disturbances was parallel to the machine direction (MD). Applicants believe that the increased machine direction (MD) strength is due to the controlled and regular overlap in the deposition of the web on the substrate as the fibers oscillate as a result of the perturbation. A similar result will appear in 15 which illustrates a graph representing the variation of peak load in the machine direction (MD) and in the cross direction (CD) as a function of the frequency of the disturbance. Like in the 15 can be seen, the machine direction (MD) strength increases as the frequency of the disturbance increases. In a typical manner, the transverse direction (CD) strength remains relatively constant (with minor variations) regardless of the frequency of the disturbance. It is Applicant's opinion that the increase in thickness in the CD (CD) can be accomplished by varying the angle of the perturbation in relation to the machine direction (MD). Therefore, by putting the disorder in one At a certain angle between machine direction parallelism (MD) and machine direction (MD) parallelism, cross directional strength (CD) as well as machine direction (MD) strength can be improved. Barrier Table 3-2 Frequency of the fault 0 Hz 192 Hz
Frazier porosity (cfm / ft 2 ) 31.5 22.3
Hydrohead / water column (cm of H 2 O) 90.8 121.6
equivalent pore diameter (μm) 13.2 10.8
Wie
die Tabelle 3-2 demonstriert, und wie in Beispiel 1 demonstriert
wurde, steigen die Barriereeigenschaften eines dabei produzierten
Netzes bei verhältnismäßig geringen
Frequenzen der Störung
(zwischen ungefähr
100 bis 200 Hz) an. Dieses Ergebnis wird durch die gemessenen äquivalenten
und kreisförmigen
Porendurchmesser in dem Fall von 0 Hz und in dem Fall von 192 Hz
erklärt.
Wie in Tabelle 3-2 gezeigt ist, ist die Porengröße für ein unter Verwendung einer
Frequenz der Störung
von 192 Hz hergestelltes Netzmaterial um 2,4 Mikron geringer als
bei einem Material, das ohne Störung
hergestellt wurde. Daher, weil die Poren in dem Material kleiner
sind, ist die Permeabilität
des Materials geringer und die Barriereeigenschaften sind größer.As
Table 3-2 and demonstrated as in Example 1
was, the barrier properties of a produced thereby increase
Net at relatively low
Frequencies of the disturbance
(between about
100 to 200 Hz). This result is measured by the equivalent
and circular
Pore diameter in the case of 0 Hz and in the case of 192 Hz
explained.
As shown in Table 3-2, the pore size for one using a
Frequency of the fault
Net mesh produced by 192 Hz is 2.4 microns less than
for a material that does not interfere
was produced. Therefore, because the pores in the material smaller
are, is the permeability
the material is lower and the barrier properties are greater.
Beispiel 4Example 4
Prozessbedingungen Form-Spitzen-Geometrie: vertieft
Formbreite
= 20''
Spalt
= 0,090''
30
hpi
Primärer Luftfluss: erhitzt
(≈ 608°F in einer
Heizeinrichtung)
422
scfm
Druck
PT = 5 psig
Hilfs-Luftfluss: nicht
erhitzt (Umgebungslufttemperatur)
40
scfm
Einlassdruck
= 15 psig
Polymer: Copolymer
aus Butylen und Propylen
Polypropylen* – 79%
Polybutylen – 20%
blaues
Pigment – 1%
- *800 MFR Polypropylen, beschichtet mit
Peroxid – finale
Schmelzflussrate MFR ≈ 1500
Polymerdurchsatz: 0,6
GHM
Schmelztemperatur: 471°F
Frequenz
der Störung: 0-463
Hz
Basisgewicht: 0,8
oz/yd2
Formgebungshöhe: 12''
Testergebnisse Barriere Tabelle
4-1 Frequenz
der Störung 0
Hz 305
Hz 463
Hz
Frazier-Porosität (cfm/ft2) 46,27 26,85 59,34
process conditions Die Tip Geometry: recessed
Shape width = 20 ''
Gap = 0.090 ''
30 hpi
Primary airflow: heated (≈ 608 ° F in a heater)
422 scfm
Pressure P T = 5 psig
Auxiliary air flow: not heated (ambient air temperature)
40 scfm
Inlet pressure = 15 psig
Polymer: Copolymer of butylene and propylene
Polypropylene * - 79%
Polybutylene - 20%
blue pigment - 1%
- * 800 MFR polypropylene, coated with peroxide - final melt flow rate MFR ≈ 1500
Polymer throughput: 0.6 GHM
Melting point: 471 ° F
Frequency of the disturbance: 0-463 Hz
Basis weight: 0.8 oz / yd 2
Shaping Height: 12 ''
Test results Barrier Table 4-1 Frequency of the fault 0 Hz 305 Hz 463 Hz
Frazier porosity (cfm / ft 2 ) 46.27 26.85 59.34
Wiederum
kann man sehen, dass die Porosität
des Netzmaterials in einer initialen Art und Weise abnimmt, wenn
der Luftfluss gestört
wird. Wenn jedoch die Frequenz der Störung ansteigt, steigt die Porosität ebenfalls
an. Die Ergebnisse in Beispiel 4 stimmen mit den anderen Ergebnissen
der Barriereeigenschaft aus den anderen Beispielen und mit den Ergebnissen,
die in 11 und 12 berichtet
sind, überein.Again, it can be seen that the porosity of the net material decreases in an initial manner when the air flow is disturbed. However, as the frequency of the disturbance increases, the porosity also increases. The results in Example 4 are consistent with the other results of the barrier property from the other examples and with the results obtained in 11 and 12 are reported to coincide.
Wenngleich
die oben referenzierten Beispiele ein Polypropylen oder eine Mischung
eines Polypropylens mit hoher Schmelzflussrate und Polybutylen-Kunststoffen
für eine
Produktion von Vliesstoff-Netzen verwenden, kann eine Vielzahl von
thermoplastischen Kunststoffen und Elastomeren verwendet werden,
um schmelzgeblasene Vliesstoff-Netze im Einklang mit der vorliegenden
Erfindung zu erzeugen. Weil es die Struktur des Netzes gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, welche in einer erheblichen Art und Weise für die erhaltenen
Verbesserungen verantwortlich ist, können die verwendeten Rohmaterialien
aus einer breiten Vielfalt ausgewählt werden. Um ein Beispiel
zu nennen, und ohne die Allgemeinheit des Vorangehenden zu beschränken, können thermoplastische
Polymere wie Polyolefine, umfassend Polyethylen, Polypropylen ebenso
wie Polystyrol, zum Einsatz gebracht werden. In einer zusätzlichen
Art und Weise können
Polyester zum Einsatz gebracht werden, umfassend Polyethylen, Terephthalat
und Polyamide, umfassend Nylon. Während das Netz nicht zwingend
elastisch ist, ist es nicht beabsichtigt, elastische Kompositionen
auszuschließen.Although
the above referenced examples are a polypropylene or a mixture
a high melt flow polypropylene and polybutylene plastics
for one
Production of nonwoven webs can use a variety of
thermoplastics and elastomers are used
meltblown nonwoven webs in accordance with the present
Invention to produce. Because it is the structure of the network according to the present
Invention is which, in a significant way for the obtained
Improvements may be due to the raw materials used
be selected from a wide variety. For an example
and without limiting the generality of the foregoing may be thermoplastic
Polymers such as polyolefins, including polyethylene, polypropylene as well
such as polystyrene, are used. In an additional
Way can
Polyester are used, comprising polyethylene, terephthalate
and polyamides comprising nylon. While the network is not mandatory
is elastic, it is not intended to be elastic compositions
excluded.
Kompatible
Gemische aus allen der vorangehenden Materialien können ebenso
zum Einsatz gebracht werden. Zusätzlich
können
Additive wie Bearbeitungshilfsmittel, Durchnässungswirkstoffe, kernbildende
Wirkstoffe, Verträglichkeitsstoffe,
Wachse, Füllstoffe
oder dergleichen in Mengen einbezogen werden, die mit dem Faserformgebungsprozess,
der zum Erzielen der erwünschten
Ergebnisse eingesetzt wird, konsistent sind. Andere faser- oder filamentbildende
Materialien sind für
Fachleute naheliegend. Es ist nur wesentlich, dass die Komposition
dazu in der Lage ist, in Filamente oder Fasern von einer Form, die
auf einer Formgebungsoberfläche
abgelegt werden kann, versponnen zu werden. Weil viele dieser Polymere
hydrophob sind, können
bekannte und kompatible Tenside zu dem Polymer hinzugefügt werden,
wie dies für
Fachleute wohlbekannt ist, falls eine durchnässbare Oberfläche erwünscht ist.
Solche Tenside umfassen, um ein Beispiel zu nennen und ohne Beschränkung, anionische
und nichtionische Tenside wie Natriumdialkylsulfosuccinat (Aerosol
OT, erhältlich
von American Cyanamid oder Triton X-100, erhältlich von Rohm & Haas). Die Menge
des Tensid-Additivs wird von der erwünschten Endanwendung abhängig gemacht,
wie es für
Fachleute ebenso offensichtlich ist. Andere Additive wie Pigmente,
Füllstoffe,
Stabilisatoren, Verträglichkeitsstoffe
und dergleichen, können ebenfalls
mit einbezogen werden. Eine weitere Diskussion der Anwendung solcher
Additive kann z.B. durch Bezugnahme auf das US-Patent Nr. 4,374,888 , erteilt an
Bornslaeger am 22. Februar 1983 und 4,070,218 , erteilt
an Weber am 24. Januar 1978 erhalten werden.Compatible blends of any of the foregoing materials may also be used. In addition, additives such as processing aids, wetting agents, nucleating agents, compatibilizers, waxes, fillers or the like can be incorporated in amounts consistent with the fiber forming process used to achieve the desired results. Other fiber or filament forming materials will be apparent to those skilled in the art. It is only essential that the composition be able to be spun into filaments or fibers of a form which can be deposited on a forming surface. Because many of these polymers are hydrophobic, known and compatible surfactants can be added to the polymer, as is well known to those skilled in the art, if a wettable surface is desired. By way of example and without limitation, such surfactants include anionic and nonionic surfactants such as sodium dialkyl sulfosuccinate (Aerosol OT, available from American Cyanamid or Triton X-100, available from Rohm & Haas). The amount of surfactant additive will depend on the desired end use, as will be apparent to those skilled in the art. Other additives such as pigments, fillers, stabilizers, compatibilizers and the like may also be included. Further discussion of the use of such additives may be made, for example, by reference to U.S. Pat U.S. Patent No. 4,374,888 issued to Bornslaeger on 22 February 1983 and 4,070,218 , granted to Weber on 24 January 1978.
Zusätzlich kann
eine Vielzahl von Formkonfigurationen und Formquerschnitten verwendet
werden, um schmelzgeblasene Vliesstoff-Netze im Einklang mit der
vorliegenden Erfindung zu erzeugen. Zum Beispiel werden Düsendurchmesser
von 20 bis 50 Öffnungen
pro inch (hpi) verwendet, jedoch kann so gut wie jeder geeignete
Düsendurchmesser
zum Einsatz gebracht werden. Zusätzlich
kann eine sternförmige,
eine elliptische, eine kreisförmige,
eine rechteckige, eine dreieckige oder so gut wie jede andere geometrische
Form für den
Querschnitt einer Düse
für schmelzgeblasene
Vliesstoff-Netze zum Einsatz gebracht werden.In addition, can
used a variety of shape configurations and shape cross sections
be in line with the meltblown nonwoven webs in accordance with the
to produce the present invention. For example, nozzle diameter
from 20 to 50 openings
per inch (hpi), however, just about any suitable one can
Nozzle diameter
be put to use. additionally
can be a star-shaped,
an elliptical, a circular,
a rectangular, a triangular or just about any other geometric
Mold for the
Cross section of a nozzle
for meltblown
Nonwoven webs are used.
Coform-AnwendungenCoform applications
Der
Anmelder bezieht hierin im Wege der Referenz das US-Patent Nr. 4,818,464 , erteilt an
Lau am 4. April 1989, mit ein, welches Coform-Verfahren der Polymerbearbeitung
durch Kombinieren gesonderter Ströme einer Polymerschmelze in
einen einzelnen Strom einer Polymerschmelze für die Extrusion durch Öffnungen
beim Ausbilden von Vliesstoff-Netzen offenbart. Zusätzlich bezieht
der Anmelder hierin im Wege der Referenz das US-Patent Nr. 4,818,464 , erteilt am
04. April 1989 an Lau, mit ein, welches die Einleitung eines superabsorbierenden
Materials ebenso wie Zellstoff, Cellulose oder Stapelfasern durch
einen zentrierten Schaft in einer Extrusionsform für die Kombination
mit Kunststofffasern in einem Vliesstoff-Netz offenbart. Bezugnehmend
nun auf 16 ist eine Beschreibung des
Coform-Verfahrens angegeben. Im Wesentlichen ist eine Coform-Form 170 im
Grunde genommen eine Kombination von zwei Köpfen 173, 175 von
Schmelzblas-Formen. Luftflüsse 176 und 178 sind
um die Form 172 ausgebildet und Luftflüsse 180 und 182 sind
um die Form 174 ausgebildet. Ein Schacht 184 ist
bereitgestellt, durch welchen Zellstoff, Stapelfasern oder anderes
Material hinzugegeben werden kann, um die Charakteristiken des sich
ergebenden Netzes zu variieren. Weil jede der oben beschriebenen
Techniken zur Variierung des Luftflusses um die schmelzgeblasene
Form in der Coform-Technik zum Einsatz gebracht werden kann, werden
spezifische Beschreibungen von sämtlichen
der Techniken der Ventileinstellung nicht mehr wiederholt. Jedoch
wird es für
Fachleute offensichtlich sein, dass die Ausrüstungen, die zur Steuerung
der Störung
der Luftflüsse
zum Einsatz gebracht werden, zur Variierung der vier in der Coform-Form
vorhandenen Luftflüsse
verdoppelt werden müssen.The Applicant is hereby incorporated by reference U.S. Patent No. 4,818,464 , issued to Lau on April 4, 1989, which discloses coform processing of polymer processing by combining separate streams of a polymer melt into a single stream of polymer melt for extrusion through openings in forming nonwoven webs. In addition, the applicant herein by reference derives U.S. Patent No. 4,818,464 , issued April 4, 1989 to Lau, which discloses the introduction of a superabsorbent material as well as pulp, cellulose or staple fibers through a centered shaft in an extrusion die for combination with plastic fibers in a nonwoven web. Referring now to 16 a description of the coform method is given. In essence, a co shape shape 170 basically a combination of two heads 173 . 175 of melt-blown molds. air flows 176 and 178 are around the form 172 trained and airflows 180 and 182 are around the form 174 educated. A shaft 184 is provided by which pulp, staple fibers or other material may be added to vary the characteristics of the resulting mesh. Because any of the techniques described above for varying the air flow around the meltblown mold can be used in the coform technique, specific descriptions of all of the valve timing techniques are no longer repeated. However, it will be apparent to those skilled in the art that the equipment used to control the disturbance of the airflows must be doubled to vary the four airflows present in the coform form.
In
der Coform-Technik gibt es eine Vielfalt von möglichen Kombinationen von Störungen.
Die grundlegendste ist es, jede Seite einer gegebenen Form 172 oder 174,
genau wie oben mit Bezug auf die Schmelzblastechniken beschrieben,
zu stören
(im Grunde genommen die Luftflüsse 176 und 178,
die miteinander alternieren, wobei dasselbe für die Luftflüsse 180 und 182 gilt).
Jedoch ist es ebenso möglich,
die Luftflüsse
um die Form 172 im Verhältnis
zu denjenigen um die Form 174 zu stören. Daher können die
Luftflüsse 176 und 182 in
Phase miteinander gestört
werden, aber außerhalb
der Phase mit den Luftflüssen 178 und 180,
um eine erwünschte
Charakteristik in den Fasern oder in einem Netz zu erzielen. Um
einen unterschiedlichen Effekt zu erzielen, kann es wünschenswert
sein, dass die Luftflüsse 176 und 180 in
Phase miteinander gestört
werden, aber außer
der Phase mit den Luftflüssen 178 und 182.
Es sollte leicht offensichtlich sein, dass mit vier Luftströmen viele
Kombinationen von Störungen
möglich
sind, wobei alle davon innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden
Erfindung liegen. Zum Beispiel kann ein zentral angeordneter Schaft
zum Einleiten von Zellstoff oder Cellulosefasern und Partikeln zwischen
den zwei zentral angeordneten Luftflüssen angeordnet sein. Eine solche
zentrierte Position erleichtert die Integration des Zell stoffs in
das Vliesstoff-Netz und führt
zu einer konsistenten Verteilung des Zellstoffs in dem Netz.There are a variety of possible combinations of disturbances in the coform technique. The most basic is every page of a given shape 172 or 174 exactly as described above with reference to meltblowing techniques (basically the airflows) 176 and 178 which alternate with each other, being the same for the airflows 180 and 182 applies). However, it is also possible the air flows around the form 172 in relation to those around the form 174 disturb. Therefore, the air flows 176 and 182 be disturbed in phase with each other, but out of phase with the air flows 178 and 180 to achieve a desired characteristic in the fibers or in a net. To achieve a different effect, it may be desirable that the air flows 176 and 180 in phase with each other, but beyond the phase with the air flows 178 and 182 , It should be readily apparent that with four airflows, many combinations of disturbances are possible, all of which are within the scope of the present invention. For example, a centrally located stem may be arranged to introduce pulp or cellulosic fibers and particles between the two centrally located airflows. Such a centered position facilitates the integration of the pulp into the nonwoven web and results in a consistent distribution of the pulp in the web.
Beispiel 5Example 5
Wie
oben mit Bezug auf 16 beschrieben wurde, werden
Coform-Materialien im Wesentlichen in derselben Art und Weise wie
die schmelzgeblasenen Materialien hergestellt, unter der Zugabe
einer zweiten Form. Daher gibt es zwei Luftflüsse um jede Form, und insgesamt
vier Luftflüsse,
welche wie oben beschrieben gestört
werden können.
Zusätzlich
gibt es in einer typischen Art und Weise einen Spalt zwischen den
zwei Formen, durch welchen der Zellstoff oder anderes Material zu
den hergestellten Fasern hinzugegeben werden kann und in das geformte
Netz eingearbeitet werden kann. Das folgende Beispiel verwendet
einen Kopf einer solchen Coform-Form, aber andererseits, mit Bezug
auf die Störung
des Luftstroms, entspricht es der vorangegangenen Beschreibung des
Verfahrens des Schmelzblasens. Prozessbedingungen Form-Spitzen-Geometrie: vertieft
Spalt
= 0,070''
Formbreite
= 20''
Primärer Luftfluss: 350
scfm pro Reihe (20'' Reihe)
Primäre Lufttemperatur: 510°F
Hilfs-Luftfluss: 40
scfm pro MB-Reihe
Polymer: PF-015
(Polypropylen)
Polymerverhältnis: 65/35
Basisgewicht: 75
gsm (2,2 osy)
Testergebnisse Tabelle
5-1 Frequenz
der Störung 0
Hz 67
Hz 208
Hz 320
Hz
Spitzenlast
in Maschinenrichtung (MD) 1,578 1,501 1,67 2,355
Verlängerung
in Maschinenrichtung (MD) (%) 23,86 22,48 24,21 20,23
Spitzenlast
in Querrichtung (CD) 0,729 0,723 0,759 0,727
Verlängerung
in Querrichtung (CD) (%) 49,75 52,46 58,08 71,23
Schalendrücken (gm/mm) 2518 2485 2434 2281
As above with respect to 16 has been described, coform materials are prepared in substantially the same manner as the meltblown materials, with the addition of a second mold. Therefore, there are two air flows around each shape, and a total of four air flows, which can be disturbed as described above. In addition, in a typical manner there is a gap between the two forms by which the pulp or other material can be added to the produced fibers and incorporated into the formed mesh. The following example uses a head of such a coform shape, but on the other hand, with respect to the disturbance of the air flow, it corresponds to the foregoing description of the method of meltblowing. process conditions Die Tip Geometry: recessed
Gap = 0.070 ''
Shape width = 20 ''
Primary airflow: 350 scfm per row (20 '' row)
Primary air temperature: 510 ° F
Auxiliary air flow: 40 scfm per MB row
Polymer: PF-015 (polypropylene)
Polymer ratio: 65/35
Basis weight: 75 gsm (2.2 osy)
Test results Table 5-1 Frequency of the fault 0 Hz 67 Hz 208 Hz 320 Hz
Peak load in the machine direction (MD) 1,578 1,501 1.67 2,355
Machine direction extension (MD) (%) 23.86 22.48 24,21 20,23
Peak load in the transverse direction (CD) 0.729 0.723 0.759 0.727
Transverse extension (CD) (%) 49.75 52.46 58.08 71.23
Shell pressing (gm / mm) 2518 2485 2434 2281
Aus
Tabelle 5-1 kann gesehen werden, dass die Ergebnisse im Allgemeinen
mit denjenigen übereinstimmen,
die in den Beispielen des Schmelzblasens gezeigt sind. Im Allgemeinen,
mit ansteigender Frequenz der Störung,
ausgerichtet entlang der Maschinenrichtung (MD), wird die Stärke in Maschinenrichtung
(MD) erhöht,
während
die Stärke
in Querrichtung (CD) ungefähr
dieselbe bleibt. In einer dazu ähnlichen
Art und Weise, steigt die Weichheit, gemessen beim Schalendrücken, im
Allgemeinen an, wenn die Frequenz der Störung ansteigt (ein niedrigerer
Schalendrückwert
zeigt eine erhöhte
Weichheit an). Daher zeigt dieses Beispiel an, dass die zuvor beschriebenen
Techniken bei der Technologie des Coform-Formgebens zum Einsatz
gebracht werden können,
um die Steuerung des Verfahrens und des Materials durch einfache
Einstellung der Frequenz der Störung
zu erzielen, in derselben Art und Weise, wie sie beim Verfahren
des Schmelzblasens zum Einsatz gebracht werden.Out
Table 5-1 can be seen that the results in general
to agree with those
which are shown in the examples of meltblowing. In general,
with increasing frequency of the disturbance,
aligned along the machine direction (MD), the machine direction strength
(MD) increases,
while
the strenght
in the transverse direction (CD) approximately
the same remains. In a similar to this
Way, the softness, measured when pressing the shell, increases in the
Generally, when the frequency of the disturbance increases (a lower
Cup crush value
shows an increased
Softness). Therefore, this example indicates that the previously described
Techniques used in the technology of coform molding
can be brought
to control the process and the material by simple
Setting the frequency of the fault
in the same way as in the proceedings
meltblown are used.
Anwendungen des SpinnklebensApplications of spin bonding
Die 17a bis 17d repräsentieren
verschiedene Ausführungsbeispiele,
die für
ein besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, und welche einen
in einer alternierenden Art und Weise erhöhten Luftdruck in den Sammelkammern 58 und 62 in
der Standard-Faserzieh-Einheit einsetzen, wie in 3 veranschaulicht
ist. In einer zu den Ventilanordnungen der Schmelzblas-Einheit ähnlichen
Art und Weise, kann die Faserzieh-Einheit über das Störungsventil 86 einen
in einer alternierenden Art und Weise erhöhten Luftdruck in den Sammelkammern 62 und 58 über die
Leitungen 72 bzw. 74 durch die Zweiteilung der Hauptluftleitung 66 erhalten.
In einer alternativen Art und Weise, wie in 17b veranschaulicht
ist, kann die Hauptluftleitung 66 durch das Ventil 86,
mit einem das Störungsventil 86 versorgenden
dritten Zweigabschnitt, in Zulaufleitungen 130 und 128 zweigeteilt
sein. Während
die Leitungen 128 und 130 Luft aus dem Zweigventil 88 mit
einem verhältnismäßig konstanten
Druck erhalten, erhält
das Störungsventil 86 Zapfluft
aus dem Zweigventil 88 und stört die Luft, um einen oszillierenden
Druck zu erzeugen, welcher dann auf die Zulaufleitungen 128 und 130 überlagert
wird, um einen in einer alternierenden Art und Weise erhöhten Druck
in den Leitungen 74 und 72 zum Versorgen der Sammelkammern 58 bzw. 62 zu
erzeugen. In 17c ist die Hauptzulaufleitung 66 in
die Leitungen 128 und 130 zweigeteilt. Dieses
Ausführungsbeispiel
nutzt einen Hilfs-Luftzulauf 92, welcher durch ein Ventil 86 gestört wird,
und welcher den konstanten Luftdruck der Leitungen 128 und 130 überlagert,
um einen in einer alternierenden Art und Weise erhöhten Luftsflusszulauf
in den Leitungen 72 und 74 zu erzeugen, um die
Luftsammelkammern 62 bzw. 68 der Faserzieh-Einheit
zu versorgen. Zuletzt repräsentiert 17d für
ein besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung noch ein anderes Ausführungsbeispiel, welches ein
Störungsventil 86 benutzt,
das vor der Zweiteilung der Hauptluftversorgungsleitung einen in
einer alternierenden Art und Weise störenden Luftstrom bereitstellt.The 17a to 17d FIG. 10 illustrates various embodiments described for a better understanding of the present invention and showing an alternately increased air pressure in the plenums. FIG 58 and 62 in the standard fiber drawing unit, as in 3 is illustrated. In a manner similar to the valve arrangements of the melt blown unit, the fiber draw unit may be connected via the fault valve 86 an increased in an alternating manner air pressure in the collecting chambers 62 and 58 over the wires 72 respectively. 74 by the division of the main air line 66 receive. In an alternative way, as in 17b is illustrated, the main air line 66 through the valve 86 , with a fault valve 86 supplying third branch section, in supply lines 130 and 128 be divided into two. While the wires 128 and 130 Air from the branch valve 88 obtained with a relatively constant pressure receives the fault valve 86 Bleed air from the branch valve 88 and disturbs the air to create an oscillating pressure, which then flows to the supply lines 128 and 130 is superimposed to an increased in an alternating manner pressure in the lines 74 and 72 for supplying the collecting chambers 58 respectively. 62 to create. In 17c is the main feed line 66 into the pipes 128 and 130 divided in two. This embodiment uses an auxiliary air inlet 92 passing through a valve 86 is disturbed, and which the constant air pressure of the lines 128 and 130 superimposed to an increased in an alternating manner Luftsflusszulauf in the lines 72 and 74 to generate around the air collection chambers 62 respectively. 68 to provide the fiber drawing unit. Last represented 17d for a better understanding of the present invention yet another embodiment, which is a fault valve 86 used, which provides a disturbing in an alternating manner air flow before the division of the main air supply line.
Die 18a bis 18f veranschaulichen
verschiedenartige Anordnungen für
sekundäre
Störungsdüsenströme, welche
mit einer standardisierten Faserzieh-Einheit gemäß dem Stand der Technik, wie
derjenigen, die in 3d veranschaulicht
ist, zum Einsatz gebracht werden können, um die angemessenen Fliessbedingungen
zum Erhöhen
der erwünschten
Eigenschaften der im Einklang mit der vorliegenden Erfindung hergestellten
Fasern zu erzeugen. Zum Beispiel veranschaulicht 18a das Endrohr 56 einer Faserzieh-Einheit,
welche sekundäre
Störungsdüsenströme 132 und 134 einsetzt.
Wie oben beschrieben wurde, vermitteln diese sekundären Störungsdüsenströme einen
in einer alternierenden Art und Weise erhöhten Fluss in einer Richtung,
welche senkrecht zu dem Hauptluftfluss durch das Endrohr 56 gemäß der vorliegenden
Erfindung angeordnet ist. Dieses orthogonale Verhältnis zwischen
dem primären
und dem sekundären
Luftstrom erhöht sowohl
das Ausmaß als
auch die Größenordnung
der Turbulenz des Luftstroms in der Umgebung des Endrohres 56.The 18a to 18f illustrate various arrangements for secondary perturbation nozzle streams associated with a standard prior art fiber drawing unit, such as those described in U.S. Pat 3d may be employed to produce the appropriate flow conditions for increasing the desired properties of the fibers made in accordance with the present invention. For example, illustrated 18a the tailpipe 56 a fiber draw unit containing secondary perturbation nozzle streams 132 and 134 starts. As described above, convey these secondary disturbance nozzle streams have a flow that is increased in an alternating manner in a direction that is perpendicular to the main airflow through the tailpipe 56 is arranged according to the present invention. This orthogonal relationship between the primary and secondary airflows increases both the magnitude and magnitude of the turbulence of the airflow in the vicinity of the tailpipe 56 ,
Wie
in 18b veranschaulicht ist, kann das
Endrohr 56 ebenfalls einer alternierenden Art und Weise oder
anders aktivierte und gemeinsam fließende Düsenströme 136 und 138 umfassen,
welche einen turbulenten Fluss im Einklang mit der vorliegenden
Erfindung in der Umgebung des Endrohres der Faserzieh-Einheit erzeugen. 18c veranschaulicht sekundäre und störende Düsenströme 142 und 140,
die in der Nähe
eines oberen Abschnitts der Faserzieh-Einheit, stromaufwärts der
Einlässe 60 und 64 der
Sammelkammern, angeordnet sind. 18d repräsentiert
noch ein anderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, welches einen in einer alternierenden
Art und Weise erhöhten
Fluss durch Coanda-Düsen 144 und 146 an
einem Ausgang des Endrohres 56 einsetzt, um einen turbulenten
Luftfluss in der Umgebung des Endrohres 56 zu erzeugen.
Zusätzlich
veranschaulicht 18e Coanda – ähnliche Düsen 190 und 192,
die an einem mittleren Abschnitt 54 der Faserzieh-Einheit
angeordnet sind. Zuletzt veranschaulicht 18f Düsenströme an Einlassabschnitten 48 und 50 der
Faserzieh-Einheit. Jeder dieser Düsenströme, der in den 18a bis 18f dargestellt
ist, kann den Luftfluss durch die Faserzieh-Einheit in einer al ternierenden
Art und Weise stören,
zusätzlich zu
jeder Störung,
die stromaufwärts
der Düsenströme bewerkstelligt
werden kann. Zusätzlich
kann jeder der in den 18a bis 18f veranschaulichten Düsenströme ohne ein zusätzliches
Störungsmittel
stromaufwärts
davon implementiert werden.As in 18b Illustrated is the tailpipe 56 also in an alternating manner or differently activated and co-flowing nozzle streams 136 and 138 which generate a turbulent flow in accordance with the present invention in the vicinity of the end tube of the fiber drawing unit. 18c illustrates secondary and interfering nozzle streams 142 and 140 located near an upper portion of the fiber drawing unit, upstream of the inlets 60 and 64 the collection chambers, are arranged. 18d Yet another embodiment of the present invention provides alternating flow through Coanda nozzles in an alternating manner 144 and 146 at an exit of the tailpipe 56 used to create a turbulent air flow around the tailpipe 56 to create. Additionally illustrated 18e Coanda - similar nozzles 190 and 192 standing at a middle section 54 the fiber drawing unit are arranged. Last illustrated 18f Nozzle streams at inlet sections 48 and 50 the fiber-drawing unit. Each of these nozzle streams, in the 18a to 18f can disturb the air flow through the fiber draw unit in an altering manner, in addition to any disturbance that can be accomplished upstream of the jet streams. In addition, everyone in the 18a to 18f illustrated nozzle streams are implemented without an additional disturbance means upstream thereof.
19 repräsentiert
noch ein anderes Ausführungsbeispiel
für ein
besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung. Der in einer alternierenden Art und
Weise erhöhte
Druck in den Sammelkammern 147 und 150 kann durch
Druckwandler 148 und 152 über die Einlässe 150 bzw. 154 erzeugt
werden. 19 represents yet another embodiment for a better understanding of the present invention. The increased pressure in the collection chambers in an alternating manner 147 and 150 can by pressure transducer 148 and 152 over the inlets 150 respectively. 154 be generated.
Die
Druckwandler 148 und 152 werden in einer bevorzugten
Art und Weise mittels eines elektrischen Signals betätigt. Zum
Beispiel können
die Druckwandler tatsächlich
große
Lautsprecher sein, welche ein elektrisches Signal empfangen, um
0° bis 180° außerhalb
der Phase aktiviert zu werden, um die in einer alternierenden Art
und Weise erhöhten
Drücke
in den Sammelkammern 147 und 150 zu erzeugen.
Jedoch kann jeder Typ eines geeigneten Druckwandlers einen erhöhten Luftstrom
durch Anwendung beliebiger Mittel der Betätigung erzeugen. Dies mag umfassen,
ist aber nicht beschränkt
auf elektromagnetische Mittel, hydraulische Mittel, pneumatische
Mittel oder mechanische Mittel.The pressure transducers 148 and 152 are actuated in a preferred manner by means of an electrical signal. For example, the pressure transducers may actually be large speakers that receive an electrical signal to be activated 0 ° to 180 ° out of phase, in order to increase the pressures in the collection chambers in an alternating manner 147 and 150 to create. However, any type of suitable pressure transducer can produce an increased airflow by using any means of actuation. This may include but is not limited to electromagnetic means, hydraulic means, pneumatic means or mechanical means.
Die 20a und 20b veranschaulichen
noch ein anderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wobei heiße und kalte Düsenströmungen in
einer alternierenden Art und Weise zum Einsatz gebracht werden,
um eine Faserkräuselung
zu erhöhen.
Mit Bezug auf 20a umfasst eine Faserzieh-Einheit 69 sekundäre Störungsdüsenströme 156 und 158.
Ein oszillierender Düsenstrahl 156 stellt
heiße
Luft bereit, wohingegen ein oszillierender Luftdüsenstrahl 158 kalte
Luft bereitstellt. In einer alternativen Art und Weise veranschaulicht 20b Luftdüsenstrahlen 164 und 166 zur
Störung,
welche dem primären
Luftstrom und dem Faserbündel,
das das Endrohr der Faserzieh-Einheit verlässt, in einer alternierenden
Art und Weise heiße Luft
zuführen. 20a und 20b veranschaulichen
beide die Auslenkung des Faserbündels
bei Anwendung einer sekundären
Störung.
Diese sekundäre
Störung
erzeugt eine Auslenkung des Faserbündels und Heiz- oder Kühl-Effekte,
welche zu einer zusätzlichen
Kräuselung
der innerhalb eines Netzes auf einem Endlosgurt verteilten Fasern
führen.
Die Störung
mit variierter Temperatur sorgt für zusätzliche Parameter, welche während der
Herstellung variiert werden können
und gesteuert werden können.
Die Düsenstrahlen
können
in einer symmetrischen Art und Weise oder in einer asymmetrischen
Art und Weise ausgerichtet sein, um die erwünschten Fasercharakteristiken,
insbesondere nämlich
die Faserkräuselung,
zu erzielen. Wie bei der Frequenz der Störung und der Amplitude der
Störung,
kann die Temperatur der Luft ohne Unterbrechung des Herstellungsprozesses
gesteuert werden, wenngleich diese Steuerung komplexer ist. Daher
können
Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden,
ohne das Erfordernis, dass die Linie im Wesentlichen angehalten
werden muss und ohne das Bedürfnis
zusätzlicher
Ausrüstung.
Diese Technik kann bei Prozessen zur Anwendung gebracht werden,
welche die homopolymeren Fasern verwenden, ebenso wie auch Multikomponenten-Fasern
und -Materialien.The 20a and 20b illustrate yet another embodiment of the present invention wherein hot and cold nozzle flows are used in an alternating manner to increase fiber curl. Regarding 20a includes a fiber drawing unit 69 secondary disturbance nozzle streams 156 and 158 , An oscillating jet 156 provides hot air, whereas an oscillating air jet provides 158 providing cold air. Illustrated in an alternative way 20b Air jets 164 and 166 to the disturbance which supplies hot air in an alternating manner to the primary air stream and the fiber bundle exiting the end tube of the fiber drawing unit. 20a and 20b both illustrate the deflection of the fiber bundle upon application of a secondary perturbation. This secondary disturbance produces a deflection of the fiber bundle and heating or cooling effects which result in additional crimping of the fibers distributed within a net on an endless belt. The varied temperature perturbation provides additional parameters that can be varied and controlled during manufacture. The jets may be aligned in a symmetrical manner or in an asymmetrical manner to achieve the desired fiber characteristics, particularly fiber crimping. As with the frequency of the disturbance and the amplitude of the disturbance, the temperature of the air can be controlled without interrupting the manufacturing process, although this control is more complex. Therefore, materials with different properties can be made without the need for the line to be substantially stopped and without the need for additional equipment. This technique can be used in processes using the homopolymeric fibers as well as multicomponent fibers and materials.
Die 20(a) bis 21(d) repräsentieren
noch ein anderes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wobei eine Standard-Faserzieh-Einheit
sekundäre
Störungsdüsenstrahlen
an einem Ausgang des Endrohres davon umfasst, wobei zumindest eine
Reihe der Störungsdüsenstrahlen
mit Bezug auf die Maschinenrichtung rotiert wird, um eine Kräuselung
oder eine Faserbewegung in einer Querrichtung mit Bezug auf den Arbeitsweg
des Gurtes innerhalb der Vorrichtung der Faserzieh-Einheit zu erzeugen,
um eine Zugfestigkeit in der Querrichtung des Vliesstoff-Netzes
zu erhöhen.
Wie z.B. in 21(a) gezeigt ist, ist
eine Düsenstrahlreihe 162 in
einem Winkel mit Bezug auf die Maschinenrichtung angeordnet, während die
Düsenstrahlreihe 160 im Wesentlichen
parallel zur Maschinenrichtung ausgerichtet ist. 21(b) veranschaulicht
die Düsenstrahlreihen 202 und 200,
welche beide in einem Winkel mit Bezug auf die Maschinenrichtung
angeordnet sind, aber welche einander gegenüber stehen. Ferner veranschaulicht 21(c) noch eine andere Konfiguration für die Ausrichtung
der Düsenstrahlen.
Dabei sind die Düsenstrahlreihen 202 und 204 jeweils
mit Bezug auf die Maschinenrichtung gedreht und stehen einander
in derselben Richtung gegenüber.
Zuletzt veranschaulicht 21(d) sich
gegenüberliegende
Düsenstrahlreihen 208 und 210.The 20 (a) to 21 (d) FIG. 12 illustrates yet another embodiment of the present invention, wherein a standard fiber draw unit includes secondary jets at an exit tube end thereof, wherein at least one row of jam jets are rotated with respect to the machine direction to cause curl or fiber movement in a transverse direction Referring to the working path of the belt within the apparatus of the fiber drawing unit to produce a tensile strength in to increase the transverse direction of the nonwoven web. Like in 21 (a) is shown is a jet array 162 arranged at an angle with respect to the machine direction while the jet row 160 is aligned substantially parallel to the machine direction. 21 (b) illustrates the jet streams 202 and 200 which are both arranged at an angle with respect to the machine direction, but which face each other. Further illustrated 21 (c) yet another configuration for the alignment of the jets. Here are the nozzle jet rows 202 and 204 each rotated with respect to the machine direction and face each other in the same direction. Last illustrated 21 (d) opposing nozzle jet rows 208 and 210 ,
Zuletzt
veranschaulicht 15 die Spitzenlast einer Probe
eines Vliesstoff-Netzes als eine Funktion der Frequenz der Störung von
sekundären
Störungsdüsenstrahlen
für das
in Beispiel 6 verwendete Ausführungsbeispiel.
Wie es in dem Schaubild dargestellt ist, steigt die Stärke des
Vliesstoff-Netzes in Maschinenrichtung mit ansteigender Frequenz
der Störung
an. In dem Prozessdurchlauf, der verwendet wurde, um die Daten für 15 zu
erzeugen, war die Ausrichtung der Störung parallel zur Maschinenrichtung,
wie in 21(d) dargestellt ist. Ferner,
durch Variieren der Ausrichtung der Störungsdüsenstrahlen oder der Luftströme im Verhältnis zur
Maschinenrichtung, ist es möglich,
die Stärke
in Querrichtung zu erhöhen.Last illustrated 15 the peak load of a sample of a nonwoven web as a function of the frequency of the disturbance of secondary blast nozzles for the embodiment used in Example 6. As shown in the graph, the strength of the nonwoven web increases in the machine direction with increasing frequency of the disturbance. In the process run that was used to store the data for 15 The alignment of the perturbation was parallel to the machine direction, as in 21 (d) is shown. Further, by varying the orientation of the jets of jets or the air streams relative to the machine direction, it is possible to increase the thickness in the transverse direction.
Die
folgenden Beispiele zeigen die Herstellung der Fasern und Vliesstoff-Netze
in dem Verfahren des Spinnklebens. Die Verfahren und Vorrichtungen
sind unter Verwendung von Begriffen und Einheiten beschrieben, die
in dem Stand der Technik bekannt sind. Das ursprüngliche Beispiel beschreibt
Fasern und ein Netz, das unter Anwendung von Techniken gemäß dem Stand
der Technik hergestellt wurde, um eine Grundlage für einen
Vergleich mit Fasern und Netzen bereitzustellen, die unter Verwendung
der Techniken gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wurden.The
The following examples show the production of the fibers and nonwoven nets
in the process of spin bonding. The methods and devices
are described using terms and units that
are known in the art. The original example describes
Fibers and a net using state-of-the-art techniques
The technology was made to form a basis for a
To provide comparison with fibers and nets using
the techniques according to the present
Invention were prepared.
Beispiel 6Example 6
Die
folgenden Beispiele zeigen die Anwendung von störenden Luftflüssen auf
das Verfahren des Spinnklebens. In diesem speziellen Beispiel, wurden
die störenden
Luftflüsse
bei dem die Fasern tragenden Luftstrom am Ausgang der Faserzieh-Einheit
(FDU) zur Anwendung gebracht, welches dem in 21(d) gezeigten
Ausführungsbeispiel
entspricht. Wie jedoch zuvor beschrieben wurde, ist das Verfahren
in einer gleichartigen Art und Weise auf die Störung des Luftstroms in der
FDU selbst anwendbar, oder durch Anwendung von einem Hilfs-Luftstrom oder einem
Zweig-Luftstrom an den Sammeleinrichtungen vor der FDU. Prozessbedingungen FDU-Ziehdruck: 4
psi
Breite
der Zieheinheit = 14''
Polymerdurchsatz: 0,5
GHM
Polymer: 3445
Polypropylen*
- *Exxon brand 3445 Polymer, Peroxid – beschichtet
Schmelztemperatur: 430°F
Hilfs-Luftfluss: 40 scfm
Basisgewicht: 0,5 osy (17 gsm)
Testergebnisse Tabelle
6-1 Frequenz
der Störung
(Hz) 0 67 227 338 463
Spitzenlast
in Maschinenrichtung (MD) (lb) 0,921 1,687 1,844 2,108 2,452
Spitzenlast
in Querrichtung (CD) (lb) 0,824 0,645 0,462 0,586 0,521
Verlängerung
in Maschinenrichtung (MD) (%) 23,85 52,79 18,03 11,08 23,05
Verlängerung
in Querrichtung (CD) (%) 60,84 46,5 42,31 38,76 57,10
Gesamt-Zugfestigkeit
(MD2 + CD2)1/2 1,24 1,81 1,90 2,19 2,51
The following examples show the application of interfering air flows to the spin-bonding process. In this particular example, the disturbing air flows were applied to the fiber carrying air stream at the exit of the fiber drawing unit (FDU), which is similar to the one in FIG 21 (d) shown embodiment corresponds. However, as previously described, the method is equally applicable to the disturbance of air flow in the FDU itself, or by application of auxiliary airflow or branch airflow to the accumulators upstream of the FDU. process conditions FDU-drawing pressure: 4 psi
Width of draw unit = 14 ''
Polymer throughput: 0.5 GHM
Polymer: 3445 polypropylene *
- * Exxon brand 3445 polymer, peroxide-coated
Melting point: 430 ° F
Auxiliary air flow: 40 scfm
Basis weight: 0.5 osy (17 gsm)
Test results Table 6-1 Frequency of the disturbance (Hz) 0 67 227 338 463
Peak load in the machine direction (MD) (lb) 0.921 1,687 1,844 2,108 2,452
Peak load in the transverse direction (CD) (lb) 0.824 0,645 0.462 0.586 0.521
Machine direction extension (MD) (%) 23.85 52.79 18.03 11.08 23.05
Transverse extension (CD) (%) 60.84 46.5 42.31 38.76 57.10
Total tensile strength (MD 2 + CD 2 ) 1/2 1.24 1.81 1.90 2.19 2.51
Wie
aus der Tabelle ersichtlich ist, sorgt die Anwendung von störenden Luftflüssen in
dem Verfahren des Spinnklebens im Wesentlichen für eine erhöhte Stärke in Maschinenrichtung (MD)
(in diesem Beispiel waren die störenden
Luftströme
mit der Maschinenrichtung ausgerichtet). Wie es beim Verfahren des
Schmelzblasens mit den gestörten
Luftströmen
der Fall war, blieb die Stärke
in Querrichtung (CD) nach einer geringfügigen Verringerung im Wesentlichen
konstant. Wie die Berechnung der gesamten Zugfestigkeit anzeigt,
wird die Gesamtstärke
des Netzes durch die Anwendung der störenden Luftströme jedoch
erhöht.
Wieder einmal, wie mit der Anwendung der Störung des Luftstroms in dem
Verfahren des Schmelzblasens demonstriert wurde, sorgt die Verwendung
einer Störung
des Luftstroms für
einen Bereich von auswählbaren
Charakteristiken in dem finalen Netzmaterial, alleine durch das
Einstellen der Frequenz der Störung.
In einer üblichen
Art und Weise, um spinngeklebte Netzmaterialien mit variierenden
Eigenschaften bereitzustellen, muss die Ausrüstung zur Bearbeitung in einer
vollständigen
Art und Weise heruntergefahren werden und die Prozessbedingungen
müssen
verändert
werden, wie durch Verändern
der Form oder durch eine substanzielle Veränderung der Ausrüstung. Wenngleich
die vorliegende Erfindung diese Prozesse nicht ausschließt, können mit
dem vorliegenden Verfahren durch bloßes Verändern der Frequenz der Störung solche Änderungen
des Netzmaterials nebenbei bewerkstelligt werden, während die
anderen Prozessbedingungen konstant bleiben. Dieses Merkmal der
vorliegenden Erfindung ermöglicht
eine viel größere Flexibilität und Effizienz
bei der Operation der Ausrüstung
des Spinnklebens.As
From the table, the application of disturbing air flows in
the process of spunbonding substantially for increased machine direction (MD) strength
(in this example, the disturbing ones were
airflows
aligned with the machine direction). As with the procedure of
Meltblowing with the disturbed ones
airflows
the case was, the strength remained
in the transverse direction (CD) after a slight reduction substantially
constant. As the calculation of the total tensile strength indicates
becomes the total strength
of the network, however, by the application of disturbing air currents
elevated.
Once again, as with the application of the disturbance of the airflow in the
Method of meltblowing is demonstrated, the use ensures
a fault
of the airflow for
a range of selectable
Characteristics in the final mesh, alone by the
Setting the frequency of the fault.
In a usual
Way to spun-bonded mesh materials with varying
To provide properties, the equipment needs to be processed in one
complete
Way shut down and the process conditions
have to
changed
be like changing
shape or a substantial change in equipment. Although
the present invention does not preclude these processes can with
the present method by merely changing the frequency of the disturbance such changes
of the network material are accomplished incidentally, while the
other process conditions remain constant. This feature of
allows the present invention
a much greater flexibility and efficiency
at the operation of the equipment
of spinn bonding.
Beispiel 7Example 7
In
diesem Fall wurde das Verfahren des Spinnklebens adaptiert, unter
Verwendung der hierin offenbarten Techniken zum Bereitstellen von
störenden
Luftströmen,
die am Ausgang der FDU angeordnet sind. Für die Zwecke dieser Erfindung,
wurden die störenden
Luftströme
nicht in einer unmittelbaren Art und Weise gegenüberliegend zueinander angeordnet,
wie dies im Beispiel 6 der Fall war, aber anstelle dessen wurde
eine Reihe von Hilfs-Luftdüsen
parallel zu der Maschinenrichtung ausgerichtet, während die
andere in einem Winkel mit Bezug auf die Querrichtung ausgerichtet
war, um eine geringfügige
Kurve in Querrichtung zu bewerkstelligen (wie in 21(a) in
einer schematischen Art und Weise gezeigt ist). Prozessbedingungen Faserziehdruck: 9
psi
Polymerdurchsatz: 0,75
GHM
Basisgewicht: 1,0
oz/yd2
Polymer: 3445
Polypropylen*
- *Exxon brand 3445 Polymer, peroxidbeschichtet
Schmelztemperatur: 450°F
Hilfs-Luftfluss: 75
scfm
Testergebnisse Tabelle
7-1 Frequenz
der Störung
(Hz) 0 115 195 338 500
Spitzenlast
in Maschinenrichtung (MD) (lb) 12,00 19,96 21,00 21,13 20,00
Verlängerung
in Maschinenrichtung (MD) (%) 34,75 37,36 38,36 39,77 37,48
Spitzenlast
in Querrichtung (CD) (lb) 8,965 11,30 10,53 10,34 12,69
Verlängerung
in Querrichtung (CD) (%) 40,10 49,78 52,84 43,18 47,94
In this case, the spin-bonding method has been adopted using the techniques disclosed herein to provide interfering airflows located at the exit of the FDU. For the purposes of this invention, the perturbing air streams were not arranged in a direct opposite manner to each other as in Example 6, but instead a row of auxiliary air nozzles were aligned parallel to the machine direction, while the other in at an angle with respect to the transverse direction to make a slight transverse curve (as in FIG 21 (a) shown in a schematic manner). process conditions Fiber drawing Pressure: 9 psi
Polymer throughput: 0.75 GHM
Basis weight: 1.0 oz / yd 2
Polymer: 3445 polypropylene *
- * Exxon brand 3445 polymer, peroxide-coated
Melting point: 450 ° F
Auxiliary air flow: 75 scfm
Test results Table 7-1 Frequency of the disturbance (Hz) 0 115 195 338 500
Peak load in the machine direction (MD) (lb) 12,00 19,96 21,00 21.13 20.00
Machine direction extension (MD) (%) 34,75 37.36 38.36 39.77 37.48
Peak load in the transverse direction (CD) (lb) 8,965 11,30 10.53 10.34 12.69
Transverse extension (CD) (%) 40,10 49.78 52.84 43.18 47.94
Wiederum
ist zu sehen, dass durch simples Variieren der Frequenz der Störung des
Luftstroms eine Vielzahl von Veränderungen
in dem finalen Vliesstoff-Netz bewerkstelligt werden kann. Daher
kann zu dem Ausmaß,
zu welchem ein Material mit unterschiedlichen Charakteristiken erwünscht ist,
eine Variation der Frequenz der Störung des störenden Luftflusses zu wesentlichen
Veränderungen
in dem finalen Vliesstoff-Material führen. Diese Veränderung
stellt ein wesentliches Abweichen von den Techniken des Spinnklebens
gemäß dem Stand
der Technik dar, in welchem andere Prozessbedingungen, welche erheblich
schwieriger zu erzielen sind, variiert werden müssen, um die Charakteristiken
des finalen Materials zu verändern.In turn
It can be seen that by simply varying the frequency of the disturbance of the
Airflow a lot of changes
can be accomplished in the final nonwoven web. Therefore
can to the extent
for which a material with different characteristics is desired,
a variation of the frequency of disturbance of the disturbing air flow to substantial
changes
in the final nonwoven material. This change
represents a major departure from the techniques of spunbonding
according to the state
technology, in which other process conditions, which significantly
are more difficult to achieve, have to be varied to the characteristics
of the final material.
Wie
dies aus den Beispielen 1–5
der schmelzgeblasenen und der cogeformten Vliesstoffe, die im Einklang
mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, und in den Beispielen
6 und 7 der spinngeklebten Vliesstoffe zu sehen ist, ermöglichen
die Techniken gemäß der vorliegenden
Erfindung die Ausbildung von Vliesstoff-Netzen mit verschiedenartigen
Charakteristiken, mit im Verhältnis
einfachen Einstellungen auf die Prozesssteuerungen. Wäh rend einige
der Unterschiede der Ablegung der Fasern auf der formgebenden Oberfläche zugeordnet
werden können,
zeigt die vorläufige
Ermittlung an, dass die vorliegenden erfindungsgemäßen Techniken
ebenso zu fundamentalen Veränderungen
der dadurch ausgebildeten Fasern führen. Bezugnehmend nun auf
die 22 und 23, werden
Röntgen-Diffraktions-Scans
einer schmelzgeblasenen Faser, die im Einklang mit Techniken gemäß dem Stand
der Technik (22) hergestellt ist, und einer
schmelzgeblasenen Faser, die im Einklang mit der vorliegenden Erfindung
(23) hergestellt ist, gezeigt, wobei beide unter
identischen Prozessbedingungen und mit einer identischen Polymersorte
hergestellt sind. Wie aus dem Vergleich der 22 und 23 gesehen
werden kann, weist der Röntgen-Scan
der schmelzgeblasenen Faser, die mit den erfindungsgemäßen Techniken
hergestellt wurde, zwei Spitzenwerte auf, während derjenige der schmelzgeblasenen
Faser gemäß dem Stand
der Technik mehrere Spitzenwerte aufwies. Es wird angenommen, dass
sich die in 23 beobachteten Unterschiede
aus der Präsenz
von kleineren Kristalliten in der Faser ergeben, welche in einer
möglichen
Art und Weise aus einem besseren Abschrecken der Faser während der
Formgebung hervorgerufen werden. In der Zusammenfassung zeigen diese
Röntgen-Diffraktions-Scans an,
dass die im Einklang mit der vorliegenden Technik hergestellten
Fasern amorpher sind als die Fasern gemäß dem Stand der Technik, und
ein breiteres Klebefenster aufweisen können als die im Einklang mit
den Techniken gemäß dem Stand
der Technik hergestellten Fasern.As can be seen from Examples 1-5 of the meltblown and co-formed nonwoven webs made in accordance with the present invention and in Examples 6 and 7 of the spunbonded nonwoven webs, the techniques according to the present invention enable the formation of nonwoven web Networks with different characteristics, with relatively simple settings for the process controls. While some of the differences in the deposition of the fibers on the forming surface may be attributed, the preliminary determination indicates that the present inventive techniques also result in fundamental changes in the fibers formed thereby. Referring now to the 22 and 23 , X-ray diffraction scans of a meltblown fiber made in accordance with prior art techniques (US Pat. 22 ) and a meltblown fiber made in accordance with the present invention ( 23 ), both of which are manufactured under identical process conditions and with an identical type of polymer. As from the comparison of 22 and 23 can be seen, the X-ray scan of the meltblown fiber made by the techniques of the present invention has two peaks, while that of the prior art meltblown fiber had several peaks. It is believed that the in 23 observed differences resulted from the presence of smaller crystallites in the fiber, which are caused in a possible way by a better quenching of the fiber during molding. In summary, these X-ray diffraction scans indicate that the fibers made in accordance with the present technique are more amorphous than the prior art fibers, and may have a broader bonding window than that in accordance with the prior art techniques Technology produced fibers.
Ein
zusätzlicher
Beweis der angenommenen Unterschiede der Charakteristiken zwischen
der im Einklang mit der vorliegenden Erfindung hergestellten Faser
und der im Einklang mit dem Stand der Technik hergestellten Faser
ist in 24 gezeigt. 24 ist
ein Schaubild zur Darstellung der Ergebnisse eines Tests der Differenzial-Scanning-Kalorimetrie
(DSC), der mit einer schmelzgeblasenen Faser gemäß dem Stand der Technik (angezeigt
durch die gestrichelte Linie im Schaubild) und mit einer im Einklang
mit den vorliegenden Techniken hergestellten Faser (der durchgezogenen
Linie) ausgeführt
wurde. Der Test beobachtet im Grunde genommen die Absorption oder
Emission von Hitze durch die Probe, während die Probe erhitzt wird.
Wie anhand der 24 zu erkennen ist, ist der
DSC-Scan der Faser gemäß dem Stand
der Technik in einer signifikanten Art und Weise unterschiedlich
gegenüber
demjenigen der vorliegenden Faser. Ein Vergleich der DSC-Scans zeigt
zwei Hauptmerkmale in der vorliegenden Faser, die in der Faser gemäß dem Stand
der Technik nicht in Erscheinung treten: (1) Wärme wird bei 80°C bis 110°C (offensichtlich
exotherm) abgegeben, und (2) ein doppelter Schmelz-Spitzenwert liegt
vor. Es wird angenommen, dass diese DSC-Ergebnisse bekräftigen,
dass die vorliegenden Techniken der Formgebung Fasern produzieren,
die signifikante Unterschiede gegenüber Fasern aufweisen, die im
Einklang mit den Techniken gemäß dem Stand
der Technik hergestellt worden sind. Wiederum wird angenommen, dass
sich diese Unterschiede auf die kristalline Struktur und das Abschrecken
der Faser während
der Formgebung beziehen.An additional proof of the assumed differences in the characteristics between the fiber produced in accordance with the present invention and the fiber produced in accordance with the prior art is in 24 shown. 24 FIG. 12 is a graph depicting the results of a differential scanning calorimetry (DSC) test performed with a prior art meltblown fiber (indicated by the dashed line in the graph) and a fiber made in accordance with the present techniques (FIG. the solid line) was executed. The test basically observes the absorption or emission of heat by the sample while the sample is being heated. As based on the 24 1, the DSC scan of the prior art fiber is significantly different from that of the present fiber in a significant manner. A comparison of DSC scans show two major features in the present fiber that are not apparent in the prior art fiber: (1) heat is released at 80 ° C to 110 ° C (apparently exothermic), and (2) a double Melting peak is present. It is believed that these DSC results corroborate that the present forming techniques produce fibers that exhibit significant differences from fibers made in accordance with the prior art techniques. Again, these differences are believed to relate to the crystalline structure and quenching of the fiber during molding.
Während bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung vorangehend im Detail beschrieben wurden,
ist die Erfindung zu zahlreichen Modifikationen, Ersetzungen, Zugaben
und Löschungen gegenüber den
oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
in der Lage, ohne vom Schutzbereich der folgenden Ansprüche abzuweichen.
Zum Beispiel könnten
die Lehren gemäß der vorliegenden
Anmeldung auf das Atomisieren von Flüssigkeiten in einem Nebel (oder
das Einfangen einer Flüssigkeit
in einem Fluidfluss wie Luft) zur Anwendung gebracht werden. Eine
Vorrichtung zum Mitreißen
solcher Flüssigkeiten
ist sehr ähnlich im
Querschnitt zu der in 6A–6D gezeigten
Schmelzblas-Vorrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel würde die
Vorrichtung einfach nicht die typische Schmelzblasbreite von mehreren
Inch bis mehreren Fuß aufweisen.
Zusätzlich
würden
die Komponenten eines Atomisierers in einer üblichen Art und Weise einige
Größenordnungen
kleiner sein. In jedem Fall sorgen die Techniken der Störung in
einem atomisierenden Ausführungsbeispiel
für eine
enge Verteilung der Tröpfchengröße und für eine gleichmäßigere Verteilung
der kleinen Flüssigkeitstropfen
in dem mitgerissenen Luftstrom. Dieses Ausführungsbeispiel könnte in
verschiedenartigen Anwendungen, wie beim Erzeugen von Kraftstoff/Luftmischung
für Motoren,
bei verbesserten Farbsprüheinrichtungen,
verbesserten Pestizidauftragseinrichtungen oder in jeder Anwendung,
in welcher Flüssigkeit
in einem Luftstrom eingefangen wird und eine gleichmäßige Verteilung
der Flüssigkeit
und eine enge Verteilung der Partikelgröße in dem Luftstrom erwünscht ist,
zum Einsatz gebracht werden.While preferred embodiments of the present invention have been described above in detail, the invention is capable of numerous modifications, substitutions, additions, and deletions from the embodiments described above without departing from the scope of the following claims. For example, the teachings of the present application could be applied to atomizing liquids in a mist (or trapping a liquid in a fluid flow such as air). A device for entrainment of such liquids is very similar in cross-section to that in FIG 6A - 6D shown meltblowing apparatus. In this embodiment, the device would simply not have the typical meltblown width of several inches to several feet. In addition, the components of an atomizer would be several orders of magnitude smaller in a conventional manner. In any case, the techniques of interference in an atomizing embodiment provide for narrow distribution of droplet size and more even distribution of the small liquid droplets in the entrained airflow. This embodiment could be used in a variety of applications, such as creating air / fuel mixture for engines, improved paint spraying equipment, improved pesticide applicators, or any application in which liquid is trapped in an air stream, and uniform liquid distribution and particle size distribution Air flow is desired to be brought into use.