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(11) | EP 0 150 024 A2 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Vorrichtung zum Herstellen eines Spinnvlieses |
| (57) Eine Vorrichtung zum Herstellen eines Spinnvlieses durch pneumatisches Abziehen und
Ablegen schmelzgesponnener Filamente besteht aus einer mit der Schmelzspinndüse gasdicht
verbundenen Überdruckkammer mit Austrittsöffnungen für die Filamente. Die Überdruckkammer
verjüngt sich schwach konisch zu einem Verstreckschacht. Der Öffnungswinkel der schwach
konischen Überdruckkammer liegt unter 7°. Die Fäden werden in Form eines linearen
Fadenvorhanges in das Innere der Überdruckkammer gesponnen, welche ebenso breit ist
wie der Vorhang. Eine Seite des konischen Teils und des Verstreckschachts ist bewegbar
und kann beim Beginn des Schmelzspinnens von der anderen Wand weg bewegt werden, so
daß das Anspinnen erleichtert wird. |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Spinnvlieses durch pneumatisches Abziehen und Ablegen schmelzgesponnener Filamente, bestehend aus einer mit der Schmelzspinndüse gasdicht verbundenen Überdruckkammer mit Austrittsöffnungen für die Filamente.
[0002] Eine derartige Vorrichtung ist aus der britischen Patentschrift 10 82 224 bekannt. Dieses Patent weist auch darauf hin, daß sich diese Vorrichtung für das sogenannte Vorhangspinnen eignet. Diese Vorrichtung führt zu Filamenten hoher Dehnung, wie aus den Beispielen ersichtlich ist.
[0003] Eine ausführliche Diskussion derartiger Spinnanlagen mit einer überdruckkammer liefert die deutsche Offenlegungsschrift 20 16 860, in der die Austrittsöffnungen als Kanäle mit einer Länge von mindestens 20 mm, bevorzugt 50 - 300 mm Länge ausgebildet sind. - Durch diese Gestaltung ergibt sich eine verbesserte Kraftübertragung der strömenden Luft auf die Filamente und entsprechend eine verbesserte Orientierung der Filamente, wie z.B. aus Beispiel 10 dieser Offenlegungsschrift zu ersehen ist.
[0004] Der Durchmesser dieser Kanäle muß relativ groß gewählt werden, um den Anspinnvorgang zu ermöglichen, bei dem die frisch gesponnenen Filamente mit Hilfe von dünnen Drähten vom Austrittsende her durch die Austrittsöffnungen geleitet werden. Dieser Anspinnvorgang verbietet auch größere Kanallängen.
[0005] Im Text der deutschen Offenlegungsschrift 20 16 860 wird auch ausgedrückt, daß sich diese Vorrichtung nur für kreisrunde Düsenlochanordnungen eignet, nicht aber für das sogenannte Vorhangspinnen.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zu liefern, die sich für das Vorhangspinnen, d.h. eine Reihenanordnung der Spinndüsenlöcher eignet und die den Anfahrvorgang erleichtert.
[0007] Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer an sich bekannten Überdruckkammer unterhalb der Reihenspinndüse, die sich dann schwach konisch zu einem Verstreckschacht 19 konstanter Weite verjüngt, der vorzugsweise eine Länge von über 1 m aufweist.
[0008] Der Öffnungswinkel α des schwach konischen Teils 10 der Überdruckkammer liegt vorzugsweise unter 7°.
[0009] Die Luftzufuhr zur Überdruckkammer erfolgt besonders bevorzugt durch zwei gegenüber angeordnete waagrechte Reihen von Anblasdüsen, bestehend aus Sintermetallkörpern, nach denen die Luftströmung bevorzugt in Fadenlaufrichtung umgelenkt wird.
[0010] Der Verstreckschacht 19 mit konstanter.Weite enthält an seinem Austrittsende bevorzugt ein sich erweiterndes Endteil 13.
[0011] In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eine Seite des konischen Teils 10 der Druckkammer und des Verstreckschachtes 19 bewegbar.
[0012] Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich besonders für -Vorhangspinnanlagen mit einer linearen Anordnung der Spinndüsenlöcher über die gesamte Vliesbreite, wie sie die DE-AS 20 48 006 beschreibt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erstreckt sich dann'ebenfalls über die gesamte Vliesbreite. Zum Anfahren wird dabei dann eine der beiden Wände des konischen Teils 10 und des Verstreckschachts 19 weggeklappt oder weggeschoben.
[0013] Die überdruckkammer ist in an sich bekannter Weise direkt anschließend an der eigentlichen Spinnanlage befestigt. In einigem Abstand zur Spinndüsenoberfläche ist die Luftzufuhr 8 zur überdruckkammer angeordnet. Der Abstand wird so groß gewählt, daß die Spinndüsenoberfläche nicht mehr von der eingeblasenen Luft beeinträchtigt wird. Aus demselben Grund ist auch eine Umlenkung der Strömung in Fadenlaufrichtung vorteilhaft. Derartige Einblasdüsen sind Stand der Technik und müssen nur noch der speziellen Gestaltung der Spinnanlage beim Vorhangspinnen angepaßt werden.
[0014] Der öffnungswinkel a des leicht konisch zulaufenden Teils 10 der überdruckkammer wird unter 7° gewählt, um die Luftströmung möglichst ruhig zu halten.
[0015] Der anschließende Verstreckschacht 19 dient zum Verstrecken der Filamente und hat, um dort die erforderlichen Verstreckkräfte zu übertragen, meistens eine Länge von mehr als 1 m. Der Verstreckschacht hat eine geringe Weite, so daß die freie Fläche pro Filament bei ca. einem Quadratmillimeter liegt. Bei der Vliesspinnanlage nach DE-OS 20 16 860 liegt die freie Fläche in den Kanälen bei etwa 20 bis 50 mm2.
[0016] Diese engen Verstreckschächte 19 erfordern eine Anfahrhilfe, die erfindungsgemäß daraus besteht, daß eine Längswand 12 des Verstreckschachtes 19 wegbewegt werden kann. Je nach räumlichen Verhältnissen kann die Längswand weggeklappt oder quer oder längs weggeschoben werden. Hierbei muß besonders auf eine gute Abdichtung des geschlossenen Schachtes geachtet werden, da der Fadenvorhang empfindlich auf Luftwirbel etc. reagiert.
[0017] Durch diese Erleichterung kann ein langer Verstreckschacht 19 benutzt werden, der entsprechend hohe Orientierung der Filamente ergibt. Näherungsweise wächst die vom Luftstrom auf die Filamente übertragene Kraft mit der Wurzel aus der Länge des Verstreckschachts 19. Die Beispiele zeigen die Wirkung der Schachtlänge auf.
[0018] Der Überdruck in der Kammer kann viel geringer gewählt werden als der Luftdruck in einer Injektordüse nach dem Stand der Technik, etwa nach der deutschen Offenlegungsschrift 20 48 006. Ein Überdruck von nur 0,4 bar erwies sich in der im Beispiel näher gezeigten Spinnanlage als ausreichend.
[0019] Die geringe Querschnittsfläche des Fadenvorhangs erfordert entsprechend auch nur eine kleine abgesaugte Fläche des Ablagebandes. Die dort abgesaugte Luft kann nach ein- oder mehrstufiger Verdichtung wieder als Verstreckluft eingesetzt werden.
[0020] Die vorliegende Erfindung verbindet also die Vorteile der Spinnvliesanlage mit Überdruckkammer, d.h. den geringen Luftverbrauch und die gute Gleichmäßigkeit des Fadenvorhangs über die Anlagebreite mit den Vorteilen von Spinnanlagen, die durch Injektordüsen und Verstreckrohre zu einer hohen Orientierung der Filamente führen.
[0021] Die vorliegende Erfindung wird an Hand der Abbildungen und an einem bevorzugten Beispiel näher beschrieben:
In den Figuren bedeuten: 1 Pack, l'Düsenlöcher, 2 Spinnkessel, 3 gasdichte Abdeckung der öffnung zum Einbau des Packs 1, 4 Wärmeisolation, 5 Oberteil des Druckbehälters, 6 abwärts weisende Luftjalousien, 7 Sintermetallkörper, 8 Luftzufuhr, 9 Fäden, 10 sich verjüngender Teil des Druckbehälters, 11 feststehende Schachtwand, 12 verschiebbare Wand, 13 Aufweitung des Schachts, 14 beheizte Walze, 15 Unterstützungswalze, 16 Siebband, 17 vorverfestigtes Vlies, 18 Absaugung, L1 Länge des Oberteils des Druckbehälters, L2 Länge des sich verjüngenden Teils des Druckbehälters, L3 Länge des Schachts 19, L4 Schachtweite, 19 Schacht.
[0022] Die Figur 1 zeigt eine mögliche Anordnung der Spinndüsenlöcher l' in einem Rechteckpack 1. Diese Packs werden in der dargestellten Art und Weise versetzt in den Spinnkessel 2 eingebaut, um einen lückenlosen Vorhang von Spinnfäden zu erhalten.
[0023] Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die gesamte Vorrichtung zum Herstellen eines Spinnvlieses. Die horizontalen Querschnitte durch das Oberteil 5 und das sich verjüngende Teil 10 des Druckbehälters sowie durch den Schacht 19 sind jeweils Rechtecke, deren Länge sich nach der Breite der herzustellenden Vliesbahn richtet.
[0024] Die Figur 3 zeigt vergrößert ein Detail von Figur 2, nämlich den Übergang vom sich verjüngenden Teil des Druckbehälters zum Schacht 19. Mit strichpunktierten Linien ist die Anfahrposition der hydraulisch beweglichen Schachtwand 12 dargestellt. Eine Parallelverschiebung von Teil 12 aus der mit durchgezogenen Linien dargestellten geschlossenen Position um etwa 30 mm ist ausreichend dafür, daß die Fäden beim Anspinnen durch den so erweiterten Schacht 19 ungehindert bis auf das Ablageband 16 fallen.
Beispiel 1
[0025] Mit einer Vorrichtung nach Figur 2 wurde ein Spinnvlies aus Polyethylenterephthalat hergestellt.
[0026] Die Hauptabmessungen der Spinnanlage betrugen:
L1 = 500 mm; L2 = 1500 mm; L3 = 1500 mm;
lichte Weite des Druckbehälters 5 oben: 200 mm;
lichte Weite des Schachtausgangs L4 = 2 mm.
[0027] Mit Hilfe von 4 Packs 1, wie sie in Figur 1 dargestellt sind, wurde ein 104 cm breiter Fadenvorhang gesponnen. Die Schmelzetemperatür betrug 295°C, die Viskosität der Schmelze: 220 Pas, jedes Pack 1 hatte 520 Spinndüsenlöcher 1' mit 0.5 mm Durchmesser. Der Gesamtdurchsatz der Anlage war 3.95 kg/min.
[0028] Zum Anfahren der Anlage wurde die verschiebbare Wand 12 um 30 mm nach rechts verschoben. Erst danach wurden die Spinnpumpen eingeschaltet und die gesponnenen Fäden 9 fielen problemlos bis auf das Siebband 16. Die Absaugung 18 und das laufende Siebband 16 sorgten für einen stetigen Weitertransport der Fäden 9. Erst nach dem Schließen der Wand 12 wurde der Druckbehälter auf einen konstanten Überdruck von 0.4 bar gebracht.
[0029] Die bei 8 zugeführte Luft wurde konstant auf 35°C und einen Taupunkt von 20°C geregelt. Die Luftgeschwindigkeit unmittelbar nach den Sintermetallkörpern 7 wurde mit 0.3 m/s gemessen. Die Gesamtfläche der Sintermetallkörper 7 betrug 0.6 m2. Die Breite des Druckbehälters und des Schachtes (nicht zeichnerisch dargestellt) war zu 1,2 m gewählt worden, damit die Enden des 104 cm breiten Fadenvorhangs nicht durch Randeffekte der Strömung im Schacht 19 beeinträchtigt werden konnten. Damit wurden Fäden mit folgenden Eigenschaften ersponnen:
[0030]
Zur Vliesbildung hatte das Siebband 16 eine Geschwindigkeit von 76 m/min. Die Absaugung 18 war so eingestellt, daß im Ablagebereich unmittelbar über dem Siebband eine vertikale Luftströmung von 4 m/s erzeugt wurde. Unter diesen Bedingungen wurde ein ca. 1 m breites Vlies mit einem Flächengewicht von 50 g/m2 erhalten. Eine Vorverfestigung wurde mittels der beheizten Walze 14 (190°C) und der Unterstützungswalze 15 noch auf dem Ablageband erreicht. Die Gleichmäßigkeit der hergestellten Vliesbahn war durch einen Variationskoeffizienten des Flächengewichtes von 6 % gekennzeichnet und damit sehr gut. Der Durchmesser des runden Meßflecks betrug dabei 30 mm.
1. Vorrichtung zum Herstellen eines Spinnvlieses durch pneumatisches Abziehen und
Ablegen schmelzgesponnener Filamente, bestehend aus einer mit der Schmelzspinndüse
gasdicht verbundenen Überdruckkammer mit Austrittsöffnungen für die Filamente, dadurch
gekennzeichnet, daß die Überdruckkammer sich schwach konisch zu einem Verstreckschacht
(19) verjüngt, die Luftzufuhr in die Überdruckkammer durch zwei gegenüberliegende
Reihen von Luftzufuhrvorrichtungen (7,8) erfolgt, die in einigem Abstand von der Oberfläche
der Spinndüsen angebracht sind, und die Umlenkung der Luftströmung in Fadenlaufrichtung
durch Umlenkvorrichtungen (6) bewirkt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel des
schwach konischen Teils (10) der Überdruckkammer unter 7° liegt.
3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden in Form
eines sich über die volle Vliesbreite erstreckenden linearen Fadenvorhangs ins Innere
dieser ebenso breiten Überdruckkammer gesponnen werden.
4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstreckschacht
(19) an seinem Auslaßende ein leicht konisch geöffnetes Endteil (13) enthält.
5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine
Seite des konischen Teils (10) und des Verstreckschachtes (19) bewegbar ist.