Vorrichtung zur Herstellung einer Spinnvliesbahn

Abstract

 Vorrichtung zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus aerodynamisch verstreckten Filamenten aus thermoplastischem Kunststoff, mit einem Spinnkopf mit einer Mehrzahl von Spinndüsenbohrungen, aus dem ein Vorhang aus thermoplastischen Filamenten austritt. Es ist eine Verstreckdüse mit zwei gegenüberliegenden düsenspaltbildenden Verstreckdüsenaggregaten vorgesehen. An zumindest einem Verstreckdüsenaggregat ist zumindest eine Temperiereinrichtung zur Temperierung des Verstreckdüsenaggregates angeschlossen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Spinnvliesbahn aus aerodynamisch verstreckten Filamenten aus thermoplastischem Kunststoff, - mit einem Spinnkopf mit einer Mehrzahl von Spinndüsenbohrungen, aus dem ein Vorhang aus thermoplastischen Filamenten austritt und einer Verstreckdüse mit zwei gegenüberliegenden düsenspaltbildenden Verstreckdüsenaggregaten. - In der Verstreckdüse bzw. in dem Düsenspalt der Verstreckdüse findet eine Verstreckung der Filamente statt, und zwar mit Hilfe von die Verstreckdüse durchströmender Prozessluft. Die Prozessluft in dem Düsenspalt der Verstreckdüse hat in der Regel eine höhere Temperatur als die Umgebungstemperatur, beispielsweise eine Temperatur von 35 bis 45 °C. Die Bezeichnung "zwei gegenüberliegende düsenspaltbildende Verstreckdüsenaggregate" verkennt natürlich nicht die Tatsache, dass diese beiden Verstreckdüsenaggregate zu einer einzigen Verstreckdüse kombiniert sind und an ihren Stirnseiten miteinander verbunden sein können. - Zwischen Spinnkopf und Verstreckdüse ist zweckmäßigerweise eine Kühleinrichtung für die Filamente vorgesehen. Zur Aufnahme des Vlieses ist in der Regel ein Ablegeband vorgesehen. Zwischen Verstreckdüse und Ablegeband ist vorzugsweise eine spezielle Vlieslegeeinrichtung angeordnet.

[0002] Die aus der Praxis bekannten Vorrichtungen der eingangs beschriebenen Art haben sich grundsätzlich bewährt. Bei den mit diesen bekannten Vorrichtungen hergestellten Spinnvliesbahnen weist jedoch das Flächengewicht Unterschiede bzw. Toleranzen in der Größenordnung von ± 20% auf. Es versteht sich, dass diese breite Flächengewichtsverteilung unerwünscht ist.

[0003] Dementsprechend liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der Spinnvliesbahnen mit engen Flächengewichtstoleranzen herstellbar sind.

[0004] Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass an zumindest einem Verstreckdüsenaggregat zumindest eine Temperiereinrichtung zur Temperierung des Verstreckdüsenaggregates angeschlossen ist. - Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass an beiden gegenüberliegenden düsenspaltbildenden Verstreckdüsenaggregaten jeweils zumindest eine Temperiereinrichtung angeordnet ist, und zwar vorzugsweise an der düsenspaltabgewandten Rückseite jedes Verstreckdüsenaggregates. Zweckmäßigerweise ist eine Temperiereinrichtung an einem Trägerelement eines Verstreckdüsenaggregates befestigt. Dabei handelt es sich bevorzugt um ein rückseitiges Trägerelement bzw. einen rückseitigen Trägerbalken für das Verstreckdüsenaggregat. Rückseite meint hier die düsenspaltabgewandte Seite des Verstreckdüsenaggregates. Temperiereinrichtung meint im Rahmen der Erfindung eine Einrichtung zur Aufheizung oder zur Abkühlung eines Verstreckdüsenaggregates.

[0005] Nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, ist die Temperiereinrichtung eine Heizeinrichtung zur Aufheizung des Verstreckdüsenaggregates. Nachfolgend wird deshalb anstelle des Begriffes Temperiereinrichtung der Begriff Heizeinrichtung verwendet, obwohl die nachfolgend erläuterten technischen Merkmale grundsätzlich auch ganz allgemein für eine Temperiereinrichtung gelten können. Mit der Heizeinrichtung bzw. mit den Heizeinrichtungen können die Verstreckdüsenaggregate bei Bedarf aufgeheizt werden. Erfindungsgemäß erfolgt die Aufheizung der Verstreckdüsenaggregate mit der Maßgabe, dass eine Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur im Verstreckdüsenspalt bzw. der Prozesslufttemperatur im Verstreckdüsenspalt und der Umgebungstemperatur kompensiert wird und einer aus dieser Temperaturdifferenz resultierenden Verformung des Verstreckdüsenaggregates entgegengewirkt wird. So kann das gesamte Verstreckdüsenaggregat auf Prozesslufttemperatur bzw. auf die Temperatur im Verstreckdüsenspalt aufgeheizt werden.

[0006] Der Erfindung liegt insoweit die Erkenntnis zugrunde, dass bei Differenzen zwischen der Temperatur im Verstreckdüsenspalt und der Umgebungstemperatur Verformungen an den Verstreckdüsenaggregaten auftreten bzw. auftreten können und die Verstreckdüsenaggregate dann insbesondere in ihrer Mitte zum Düsenspalt hin ausbeulen. Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass aufgrund solcher Verformungen der Verstreckdüsenaggregate bzw. der düsenspaltseitigen Innenflächen der Verstreckdüsenaggregate die genannten Differenzen im Flächengewicht einer Spinnvliesbahn auftreten. Im Rahmen der Erfindung wurde also gefunden, dass die unerwünscht hohen Flächengewichtstoleranzen, die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen auftreten, eine unmittelbare Folge der Verformungen bzw. Verbiegungen der Verstreckdüsenaggregate sind. Es liegt deshalb im Rahmen der Erfindung, dass vorzugsweise an jedem Verstreckdüsenaggregat zumindest jeweils eine Heizeinrichtung zur Aufheizung des Verstreckdüsenaggregates vorgesehen ist. Durch diese Aufheizung können die Temperaturdifferenzen innerhalb der Verstreckdüsenaggregate kompensiert werden und somit die Verformungen vermieden oder zumindest ausreichend reduziert werden. Normalerweise ist die Temperatur im Verstreckdüsenspalt bzw. die Temperatur der Prozessluft im Verstreckdüsenspalt (beispielsweise 35 bis 45 °C) höher als die Umgebungstemperatur (beispielsweise ca. 20 °C). Dann beulen die Verstreckdüsenaggregate im Betrieb der Anlage mit ihren düsenspaltseitigen Innenwänden in der Regel zum Düsenspalt hin aus. Durch die erfindungsgemäße Aufheizung kann das vermieden werden. Zweckmäßigerweise wird das Verstreckdüsenaggregat auf die Temperatur im Düsenspalt aufgeheizt.

[0007] Vorzugsweise ist zumindest ein Temperaturfühler zur Messung der Umgebungstemperatur vorgesehen und nach Maßgabe der gemessenen Umgebungstemperatur erfolgt die Aufheizung eines Verstreckdüsenaggregates. Wie oben bereits dargelegt, liegt die Umgebungstemperatur in der Regel bei etwa 20 °C. Zweckmäßigerweise ist ein Temperaturfühler an der Rückseite, d.h. an der düsenspaltabgewandten Seite eines Verstreckdüsenaggregates, angeordnet. Ein Temperaturfühler kann insbesondere an einem rückseitigen Trägerelement bzw. an einem rückseitigen Trägerbalken des Verstreckdüsenaggregates vorgesehen sein. Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist an jedem Verstreckdüsenaggregat, zweckmäßigerweise an der Rückseite jedes Verstreckdüsenaggregates, zumindest ein Temperaturfühler angeordnet.

[0008] Nach sehr bevorzugter Ausführungsform, der im Rahmen der Erfindung ganz besondere Bedeutung zukommt, ist eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Steuern und/oder Regeln der Aufheizung eines Verstreckdüsenaggregates vorhanden. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, dass mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung die Aufheizung eines Versteckdüsenaggregates nach Maßgabe der gemessenen Umgebungstemperatur erfolgt. Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass eine Messeinrichtung zur Messung der Temperatur im Verstreckdüsenspalt bzw. der Prozesslufttemperatur im Verstreckdüsenspalt vorgesehen ist. Dann kann mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung die Aufheizung eines Verstreckdüsenaggregates auch nach Maßgabe dieser gemessenen Temperatur vorgenommen werden.

[0009] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Einrichtung zur Ermittlung des Flächengewichtes einer hergestellten Spinnvliesbahn vorgesehen und erfolgt die Aufheizung in Abhängigkeit von diesem ermittelten Flächengewicht. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, dass mit der Steuer- und/oder Regeleinrichtung nach Maßgabe des ermittelten Flächengewichtes die Aufheizung der Verstreckdüsenaggregate erfolgt.

[0010] Zweckmäßigerweise ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen dem Spinnkopf und der Verstreckdüse zumindest eine Kühlvorrichtung angeordnet. Die Kühlvorrichtung kann beispielsweise aus einer Kühlkammer bestehen, die einen in horizontaler Richtung rechteckigen Kammerquerschnitt aufweist. Der Kammerquerschnitt nimmt zweckmäßigerweise in Laufrichtung der Filamente ab. - Vorzugsweise ist der Verstreckdüse eine Vlieslegeeinrichtung nachgeschaltet. Diese Vlieslegeeinrichtung kann in Form einer Strahlpumpe mit in vertikaler Richtung venturiartigem Einzug sowie einem Diffusoraustritt ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise weist die Vlieslegeeinrichtung in horizontaler Richtung einen rechteckigen Strömungsquerschnitt auf. Im Bereich des Einzuges der Vlieslegeeinrichtung bzw. der Strahlpumpe ist zumindest eine Freiluft-Einsaugöffnung vorgesehen. Unterhalb der Vlieslegeeinrichtung ist zweckmäßigerweise ein kontinuierlich bewegtes Ablegesiebband vorgesehen, unter dem im Bereich der Vlieslegeeinrichtung ein Sauggebläse angeordnet ist. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Luftmenge, die durch die als Strahlpumpe arbeitende Vlieslegeeinrichtung angesaugt wird, mit Hilfe des Sauggebläses steuerbar oder regelbar ist.

[0011] Die erfindungsgemäße Verstreckdüse ist als Spaltdüse ausgebildet. Die Verstreckdüse weist zweckmäßigerweise einen in horizontaler Richtung rechteckigen Düsenquerschnitt auf. Vorzugsweise ist die Düsenspaltdicke des Düsenquerschnittes einstellbar. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass am Austritt der Verstreckdüse ein Rücksprung an zumindest einer Verstreckdüsenwand vorgesehen ist. Die Verstreckdüse bzw. ein Verstreckdüsenaggregat ist zweckmäßigerweise als kastenartiges Bauteil mit Düsenwand aus Blech ausgebildet. Mit anderen Worten weist nach dieser Ausführungsform ein Verstreckdüsenaggregat spaltdüsenseitig eine Blechwand auf.

[0012] Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Vorrichtung bzw. mit der erfindungsgemäßen Möglichkeit der Aufheizung der Verstreckdüsenaggregate die Flächengewichtstoleranzen der fertigen Spinnvliesbahn sehr gering gehalten werden können. Während mit den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen unerwünschte Flächengewichtstoleranzen in der Größenordnung von ± 20% erreicht werden, können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich geringere Flächengewichtsdifferenzen bzw. Flächengewichtstoleranzen erzielt werden. So werden beispielsweise Flächengewichtstoleranzen in der Größenordnung von ± 6% und kleiner erreicht.

[0013] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1

das Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Herstellung eines Spinnvliesbahn, und

Fig. 2

eine perspektivische Ansicht des Gegenstandes nach Fig. 1 aus Richtung des Pfeiles A.

[0014] In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Spinnvliesbahn 1 aus aerodynamisch verstreckten Filamenten aus thermoplastischem Kunststoff dargestellt. Die Vorrichtung weist einen Spinnkopf 2 mit einer Mehrzahl von Spinndüsenbohrungen auf. Aus dem Spinnkopf 2 tritt ein Vorhang 3 aus thermoplastischen Filamenten aus. An den Spinnkopf 2 schließt ein Fadenbildungsraum 4 an. Weiter unten in Fig. 1 ist die Verstreckdüse 5 erkennbar, die aus zwei gegenüberliegenden düsenspaltbildenden Verstreckdüsenaggregaten 6 besteht. Der Verstreckdüse 5 ist eine Vlieslegeeinrichtung 7 nachgeschaltet, die in Form einer Strahlpumpe mit in vertikaler Richtung venturiartigem Einzug 8 und Diffusoraustritt 9 ausgebildet ist. Die Vlieslegeeinrichtung 7 bzw. die Strahlpumpe weist zumindest eine Freiluft-Einsaugöffnung 10 im Bereich des Einzuges 8 auf. Die Spinnvliesbahn 1 wird auf einem Ablegesiebband 11 abgelegt, das kontinuierlich bewegt wird. Unter diesem Ablegesiebband 11 ist im Bereich der Vlieslegeeinrichtung 7 ein Sauggebläse 12 angeordnet.

[0015] Die Verstreckdüse 5 ist als Spaltdüse ausgeführt. In Fig. 1 ist erkennbar, dass die düsenspaltseitigen Innenwände 13 der beiden Verstreckdüsenaggregate 6 zumindest über einen Großteil der vertikalen Länge der Verstreckdüse 5 konvergent zueinander angeordnet sind. Die beiden Verstreckdüsenaggregate 6 sind an ihren Stirnseiten zweckmäßigerweise in nicht dargestellter Weise miteinander verbunden. Im Ausführungsbeispiel ist an jedem der beiden gegenüberliegenden düsenspaltbildenden Verstreckdüsenaggregate 6 eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung 14 angeordnet, und zwar vorzugsweise an der düsenspaltabgewandten Rückseite jedes Verstreckdüsenaggregates 6 (s. Fig. 1 und 2). Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel ist dabei jede Heizeinrichtung 14 an einem Trägerbalken 15 eines Verstreckdüsenaggregates 6 befestigt. Ein Trägerbalken 15 verläuft im Ausführungsbeispiel senkrecht zur Laufrichtung der Filamente. Eine Heizeinrichtung 14 kann beispielsweise als Plattenheizkörper oder als Heizregister ausgebildet sein. - Im Betrieb der Vorrichtung liegt normalerweise eine Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur im Düsenspalt 16 bzw. der Prozesslufttemperatur im Düsenspalt 16 und der Umgebungstemperatur vor. Die Temperatur im Düsenspalt 16 beträgt beispielsweise 35 bis 45 °C, während die Umgebungstemperatur beispielsweise 20 °C beträgt. Wenn diese Temperaturdifferenz aufrechterhalten bleibt, treten Verformungen an den Verstreckdüsenaggregaten 6 auf, und zwar werden insbesondere die düsenspaltseitigen Innenwände 13 der Verstreckdüsenaggregate 6 verformt, und vor allem nach innen zum Düsenspalt 16 hin ausgebeult. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass aufgrund dieser Verformungen unerwünscht hohe Flächengewichtstoleranzen in der hergestellten Spinnvliesbahn 1 resultieren. Erfindungsgemäß wird deshalb mit Hilfe der Heizeinrichtungen 14 so aufgeheizt, dass Temperaturdifferenzen innerhalb der Verstreckdüsenaggregate 6 möglichst ausgeglichen werden und die unerwünschten Verformungen somit vermieden werden.

[0016] In der Fig. 2 ist eine Heizeinrichtung 14 erkennbar, die an der Rückseite eines Trägerbalkens 15 eines Verstreckdüsenaggregates 6 befestigt ist. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel ist über der Heizeinrichtung 14 eine Isolierung 17 vorgesehen. In der Fig. 2 sind im Übrigen Temperaturfühler 18 zur Messung der Umgebungstemperatur zu erkennen. Zweckmäßigerweise erfolgt nach Maßgabe der gemessenen Umgebungstemperatur die Aufheizung der Verstreckdüsenaggregate 6.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung einer Spinnvliesbahn (1) aus aerodynamisch verstreckten Filamenten aus thermoplastischem Kunststoff, - mit
einem Spinnkopf (2) mit einer Mehrzahl von Spinndüsenbohrungen, aus dem ein Vorhang (3) aus thermoplastischen Filamenten austritt,
einer Verstreckdüse (5) mit zwei gegenüberliegenden düsenspaltbildenden Verstreckdüsenaggregaten (6), dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Verstreckdüsenaggregat (6) zumindest eine Temperiereinrichtung zur Temperierung des Verstreckdüsenaggregates (6) angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden gegenüberliegenden düsenspaltbildenden Verstreckdüsenaggregaten (6) jeweils zumindest eine Temperiereinrichtung angeordnet ist, und zwar vorzugsweise an der düsenspaltabgewandten Rückseite jedes Verstreckdüsenaggregates (6).

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperiereinrichtung an einem Trägerelement eines Verstreckdüsenaggregates (6) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zumindest eine Temperiereinrichtung eine Heizeinrichtung (14) zur Aufheizung des Verstreckdüsenaggregates (6) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Temperaturfühler (18) zur Messung der Umgebungstemperatur vorgesehen ist und wobei nach Maßgabe der gemessenen Umgebungstemperatur die Temperierung des Verstreckdüsenaggregates (6) erfolgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Steuern und/oder Regeln der Temperierung eines Verstreckdüsenaggregates (6) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Ermittlung des Flächengewichtes der hergestellten Spinnvliesbahn (1) vorgesehen ist und wobei die Temperierung in Abhängigkeit von dem ermittelten Flächengewicht der Spinnvliesbahn (1) erfolgt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Spinnkopf (2) und Verstreckdüse (5) zumindest eine Kühlvorrichtung angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstreckdüse (5) eine Vlieslegeeinrichtung (7) nachgeschaltet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ablegesiebband (11) für die Spinnvliesbahn (1) vorgesehen ist.

Zeichnung