DE3938164A1 - BLOW FIBER SPIDER NOZZLE ARRANGEMENT - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Blasfaser-Spinndüsenanordnung zur Herstellung von hochorientierten Gewirken und Vliesen aus Thermo plastfasern, wobei die Thermoplast-Spinndüsen Röhrchen sind, die zumindest an ihrem unteren Abschnitt von Blasluft umspült sind und in bestimmten Abständen zueinander in Linie angeordnet sind.The invention relates to a blown fiber spinneret arrangement for Production of highly oriented knitted fabrics and nonwovens made of thermo plastic fibers, the thermoplastic spinnerets are tubes, which is flushed with blown air at least at its lower section are arranged in a line at certain intervals are.
Bei Blasfaser-Spinndüsenanordnungen kommt es darauf an, eine mög lichst gute Faserorientierung bei hoher Produktionsgeschwindig keit zu erzeugen und zugleich ein Vlies mit gleichmäßiger Quali tät über eine große Arbeitsbreite herzustellen. Die Hauptschwie rigkeit bei der Gestaltung einer Blasfaser-Spinndüsenanordnung liegt in der geeigneten Einbringung der Spinndüse für das ge schmolzene Polymer oder Thermoplast in die Düsenöffnung für die Blasluft. Ein Vlies mit der entsprechenden Qualität erfor dert insbesondere bei in einer Reihe angeordneten Düsenanord nungen einen kleinen Abstand zwischen den Thermoplast-Spinndü sen. Dieser kleine Abstand führt aber beim praktischen Betrieb zur Anlagerung von Polymer an den Düsenflächen, behindert oder verstopft die Blasluftdüsen und verursacht schließlich Produk tionsstörungen.With blown fiber spinneret arrangements, it is important that one possible Optimal fiber orientation at high production speeds to produce and at the same time a fleece with uniform quality manufacture over a wide working range. The main one design of a blown fiber spinneret assembly lies in the appropriate insertion of the spinneret for the ge melted polymer or thermoplastic into the nozzle opening for the blowing air. A fleece with the appropriate quality is required changes especially in the case of a nozzle arrangement arranged in a row a small distance between the thermoplastic spinnerets sen. This small distance leads to practical operation for the attachment of polymer on the nozzle surfaces, hindered or clogs the air vents and eventually causes product disorders.
Die meisten bekannten Blasfaser-Spinndüsenanordnungen weisen ei ne lineare einreihige Anordnung der Thermoplast-Spinndüsen auf. Die Blasluftdüse besteht dann z. B. nach der DE-PS 23 34 741 in einem Schlitz, auf dessen Längsachse die Thermoplast- oder Po lymer-Spinndüsen angeordnet sind. Unterschiede bestehen vor al lem in der Geometrie im Bereich der Düsenöffnungen. So wird z. B. in der vorgenannten Patentschrift eine Anordnung als vor teilhaft herausgestellt, bei welcher die Mündung der Polymer- Spinndüse über die Seitenkanten der Blasluftdüse hinausragt. Dadurch soll eine Polymeranlagerung am Düsenkörper verhindert werden.Most known blown fiber spinneret assemblies have egg a linear single-row arrangement of the thermoplastic spinnerets. The blowing air nozzle then consists, for. B. according to DE-PS 23 34 741 in a slot, on the longitudinal axis of the thermoplastic or Po lymer spinnerets are arranged. Differences exist above all lem in the geometry in the area of the nozzle openings. So will e.g. B. in the aforementioned patent an arrangement as before partially highlighted, in which the mouth of the polymer Spinneret protrudes beyond the side edges of the blowing air nozzle. This is to prevent polymer build-up on the nozzle body will.
Der Nachteil dieser linearen Anordnung ist, daß für eine be stimmte Vliesdichte bei der geforderten Produktionsgeschwindig keit nur eine einzige Düsenreihe zur Verfügung steht. Durch die se Düsenreihe muß der gesamte Polymerdurchsatz gefördert wer den. Daher ist die Teilung der Polymer-Spinndüsen sehr klein, und zwischen den einzelnen Düsenöffnungen steht kaum genügend Blasluft zur Verfügung. Ein weiteres Problem besteht in der schwierigen, aufwendigen Herstellung. Es ist äußerst schwierig und aufwendig, eine derart lange Schlitzdüse zu fertigen. Die Konstruktion muß dabei nämlich sicherstellen, daß die Düse, die beim Betrieb mit Heißluft durchströmt wird und häufige Tempera turwechsel erfährt, ihre Form und insbesondere die Düsenschlitz weite mit hoher Genauigkeit beibehält. Dem Nachteil, daß nur eine Düsenreihe zur Ausbringung des zur Vliesfertigung notwen digen Polymers zur Verfügung steht, versucht man durch beson dere verfahrenstechnische Abstimmung zu begegnen. Damit ge lingt es, pro Düse den relativ sehr hohen Durchsatz von mehr als einem Gramm/Sekunde (g/s) zu erreichen. Allerdings ge schieht dies unter Inkaufnahme der höheren Gefahr einer Poly merablagerung an der Düse.The disadvantage of this linear arrangement is that for a be agreed fleece density at the required production speed only a single row of nozzles is available. Through the The entire polymer throughput must be promoted in this row of nozzles the. Therefore the pitch of the polymer spinnerets is very small, and there is hardly enough between the individual nozzle openings Blow air available. Another problem is that difficult, complex manufacture. It is extremely difficult and expensive to manufacture such a long slot nozzle. The Design must ensure that the nozzle that when operating with hot air and frequent tempera changes the shape, in particular the nozzle slot maintains width with high accuracy. The disadvantage that only a row of nozzles for the application of the nonwovens available polymers, one tries through special to meet their procedural coordination. So that ge manages the relatively high throughput of more per nozzle than a gram / second (g / s). However ge this happens at the risk of a poly mer deposits on the nozzle.
Eine andere Blasfaser-Spinndüsenanordnung nach der US-PS 39 54 361 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach der DE-PS 23 34 741 nur marginal. Der Unterschied besteht haupt sächlich darin, daß die Polymerdüsen einfache Röhrchen sind und daß die Schlitzdüse außer einer geraden Kontur eine Form aufweisen kann, die den Außenflächen einer Rohrreihe durch zick-zack- oder wellenförmige Formgebung angepaßt ist. Es ist ohne weiteres verständlich, daß eine solche Form noch schwie riger herzustellen ist als eine einfache gerade Schlitzdüse.Another blown fiber spinneret assembly according to US-PS 39 54 361 differs from the embodiment according to the DE-PS 23 34 741 only marginally. The difference is there at all The fact that the polymer nozzles are simple tubes and that the slot nozzle has a shape other than a straight contour can have, which through the outer surfaces of a row of pipes zigzag or wavy shape is adapted. It is readily understandable that such a form was still in vain is more difficult to manufacture than a simple straight slot nozzle.
Um eine dichtere Vliesbelegung mit einreihig angeordneten Poly mer- oder Thermoplast-Spinndüsen zu erreichen, wird in der US-PS 35 02 763 eine Einrichtung vorgeschlagen, bei der mehrere lineare Düsenanordnungen hintereinander angeordnet sind. Die grundsätzlichen Schwierigkeiten der Fertigung, insbesondere von langen Lineardüsen für große Arbeitsbreiten bleiben aber die gleichen.To achieve a denser fleece covering with poly arranged in a row To achieve mer or thermoplastic spinnerets is in the US-PS 35 02 763 proposed a device in which several linear nozzle arrangements are arranged one behind the other. The fundamental difficulties of manufacturing, especially of long linear nozzles for large working widths remain same.
Ausgehend von dem dargelegten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Blasfaser-Spinndüsenanord nung der eingangs umrissenen Art zu schaffen, bei welcher die erforderliche Vliesstärke bei hoher Produktionsgeschwindigkeit durch eine in weiten Bereichen veränderliche Zahl von Düsen erreicht wird, die Gesamtdüsenanordnung derart ausgeführt wird, daß sie auch bei größeren Arbeitsbreiten die erforderliche Genauigkeit behält und eine weniger schwierige Fertigungstech nik erfordert als eine sehr lange Schlitzdüse. Based on the state of the art, there is The object of the invention is to arrange a blown fiber spinneret of the type outlined at the beginning, in which the required fleece thickness at high production speed thanks to a variable number of nozzles is achieved, the overall nozzle arrangement is carried out in such a way that they are the required even with larger working widths Retains accuracy and a less difficult manufacturing tech nik requires as a very long slot nozzle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Vielzahl von längsverlaufenden Düsenreihen nebeneinander an geordnet ist, daß Blasluftdüsen von Bohrungen in einer Dü senplatte gebildet sind, in welche die Röhrchen von oben mit tig hineinragen, und daß die Röhrchen in einem Schmelzekörper befestigt sind, der in Gießrichtung bewegbar ist.This object is achieved in that a Large number of longitudinal nozzle rows side by side is ordered that blown air nozzles from holes in a Dü senplatte are formed, in which the tubes from above with protrude into it, and that the tubes in a melt body are attached, which is movable in the casting direction.
Vorteilhaft ist bei einer Ausführungsform mit auf beiden Seiten parallel zu den längsverlaufenden Düsenreihen angeordneten Zu strömspalten, daß die Verteilung der Blasluft auch über größere Arbeitsbreiten auf alle Blasluftdüsen gleichmäßig erfolgt und sich der Wärmeaustausch zwischen der Schmelze in den Röhrchen mit den Spinndüsenkanälen und der Blasluft über die Länge und Breite der Düsenanordnung nicht unterscheidet.Is advantageous in one embodiment with on both sides Zu arranged parallel to the longitudinal rows of nozzles flow columns that the distribution of the blown air even over larger Working widths on all blowing air nozzles are made evenly and the heat exchange between the melt in the tubes with the spinneret channels and the blowing air over the length and No difference in width of the nozzle arrangement.
Vorteilhaft ist bei einer Ausführungsform mit auf beiden Seiten der Düsenplatte angeordneten Bohrungen parallel zu den Längs kanten und in diese eingebrachten linearen Heizelementen, daß eine gleichmäßige Beheizung der Düsenanordnung in Längsrich tung erfolgen kann, durch die Temperaturunterschiede in Längs richtung und dadurch verursachte Ungleichmäßigkeiten in der Vliesqualität ausgeschlossen sind.Is advantageous in one embodiment with on both sides the nozzle plate arranged holes parallel to the longitudinal edging and introduced into these linear heating elements that uniform heating of the nozzle arrangement in the longitudinal direction can be done by the temperature differences in the longitudinal direction and the resulting irregularities in the Fleece quality are excluded.
Durch eine Segmentbauweise lassen sich beliebig lange Düsen anordnungen günstig herstellen. Auch insgesamt erlaubt die Konzeption der Blasfaser-Spinndüsenanordnung eine fertigungs technisch wenig aufwendige, hochgenaue und formstabile Her stellung.A segmented design allows nozzles of any length Manufacture arrangements cheaply. Overall, the Conception of the blown fiber spinneret assembly technically less complex, highly precise and dimensionally stable Her position.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unter ansprüchen.Further expedient configurations result from the sub claims.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is described below the accompanying drawing explained.
In der Zeichnung zeigt In the drawing shows
Fig. 1 eine Schnittdarstellung quer zu den längsverlau fenden Düsenreihen, Fig. 1 is a sectional view transversely to the längsverlau fenden nozzle rows,
Fig. 2 eine Draufsicht entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is a plan view taken along the line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 ein Detail mit Blasluftdüse und Spinndüsenendab schnitt entsprechend III in Fig. 1. Fig. 3 shows a detail with blowing air nozzle and spinneret section according to III in Fig. 1st
In Fig. 1 ist erkennbar, daß die über Öffnungen 15 in einer Ab deckung 14 einführbare Schmelze von einem Sieb 7 über Länge und Breite der Düsenanordnung verteilbar und den unter dem Sieb 7 in einem Schmelzkörper 6 befestigten Röhrchen 2, deren Innen raum einen Thermoplast-Spinndüsenkanal 3 bilden, gleichmäßig zuführbar ist.In Fig. 1 it can be seen that the melt insertable from openings 15 in a cover 14 from a sieve 7 over the length and width of the nozzle arrangement and the attached under the sieve 7 in a melting body 6 tubes 2 , the interior of which is a thermoplastic Form spinneret channel 3 , can be fed evenly.
Die Blasluft wird über seitliche Öffnungen in Verteilkanäle 16 und von dort über Zuströmspalten 8 und eine Düsenvorkammer 5 den in einer Düsenplatte 9 angeordneten Blasluftdüsen 4 zugeführt.The blown air is supplied via lateral openings in distribution channels 16 and from there via inflow gaps 8 and a nozzle prechamber 5 to the blown air nozzles 4 arranged in a nozzle plate 9 .
Die Düsenöffnungen sind in einer Düsenplatte 9 flächenhaft ange ordnet. Die in Reihen angeordneten Düsenöffnungen sind von Reihe zu Reihe jeweils um die halbe Teilung versetzt. Die Anzahl der Reihen läßt sich in weiten Grenzen steigern. Eine noch relativ einfach herstellbare Düse mit 15 Düsenreihen erlaubt eine Lei stung, die weit über den bisherigen Stand der Technik hinaus geht. Die Düsenöffnungen sind mit einem Koordinatenbohrwerk ein fach in die stabile Düsenplatte 9 einzubringen. Jede Spinndüse 2, 3 ist in gleicher Weise von einer ringförmigen Blasluftdüse 4 symmetrisch umgeben. Im Gegensatz zu Lineardüsenanordnungen wird folglich jeder Spinnfaden von der ausströmenden Blasluft in vorteilhafter Weise völlig punktsymmetrisch erfaßt.The nozzle openings are arranged in a surface area of a nozzle plate 9 . The nozzle openings arranged in rows are offset from row to row by half the division. The number of rows can be increased within wide limits. A still relatively easy to manufacture nozzle with 15 rows of nozzles allows a performance that goes far beyond the prior art. The nozzle openings are to be introduced into the stable nozzle plate 9 with a coordinate boring machine. Each spinneret 2 , 3 is surrounded in the same way by an annular blowing air nozzle 4 symmetrically. In contrast to linear nozzle arrangements, each spinning filament is consequently advantageously completely symmetrically detected by the blowing air flowing out.
Die Zuführung der Blasluft zur Düsenvorkammer 5 erfolgt von bei den Seiten der Düsenvorkammer 5 her genau symmetrisch. Dadurch ergibt sich keinerlei Unterschied quer zur Vliesproduktionsrich tung. Die Luftversorgung der seitlichen Verteilkanäle 16 erfolgt durch entsprechend dimensionierte Rohranschlüsse in gleich geteilten Abständen. Im Vergleich zu bekannten Düsenkonstruk tionen ist die Blasluftführung innerhalb des Düsenkörpers sehr widerstandsarm. Dadurch ist es möglich, die Düse mit einem ver gleichsweise geringen Vordruck zu versorgen, der beispielswei se von einem einstufigen Kompressor erzeugt werden kann.The blowing air is supplied to the nozzle prechamber 5 from the sides of the nozzle prechamber 5 exactly symmetrically. As a result, there is no difference across the nonwoven production direction. The air is supplied to the lateral distribution channels 16 by appropriately dimensioned pipe connections at equal intervals. In comparison to known nozzle constructions, the blown air flow inside the nozzle body is very low-resistance. This makes it possible to supply the nozzle with a comparatively low admission pressure, which can be generated, for example, by a single-stage compressor.
In den Verteilkanal 16 kann zur weiteren Vergleichmäßigung der Blasluftverteilung eine nicht dargestellte justierbare Anström kante eingebaut werden, die sich einfach verschieben läßt.In the distribution channel 16 , an unillustrated adjustable inflow edge can be installed to further even out the blown air distribution, which can be easily moved.
Die Zuströmspalten 8 von den beiden seitlich angeordneten Ver teilkanälen 16 zur Düsenvorkammer 5 haben die Richtung der Schmelzeröhrchen 2. Dadurch läßt sich der Schmelzekörper 6 samt der Schmelzeröhrchen 2 gegenüber der Düsenplatte 9 vertikal verschieben, ohne daß sich an der Art der Verteilung der Blas luft Wesentliches ändert. Dies ist von Vorteil, da die Verstel lung der Position der Düsen 10 gegenüber der Austrittsfläche der Blasluftdüse 4 ohne gleichzeitige Einwirkung auf andere Dü senparameter aus produktionstechnischen Gründen wünschenswert ist. Die durch diese Verstellung mögliche Beeinflussung des Wärmeaustauschs zwischen Blasluft und Schmelze in den Röhrchen 2 kann zur Qualitätssteuerung eingesetzt werden.The inflow columns 8 from the two laterally arranged United sub-channels 16 to the nozzle prechamber 5 have the direction of the melting tube 2 . As a result, the melt body 6 together with the melt tube 2 can be displaced vertically with respect to the nozzle plate 9 without the air changing significantly in the type of distribution of the blow. This is advantageous since the adjustment of the position of the nozzles 10 relative to the outlet surface of the blowing air nozzle 4 is desirable for production reasons without simultaneously acting on other nozzle parameters. The possible influence of the heat exchange between blown air and melt in the tube 2 by this adjustment can be used for quality control.
Parallel zu und zwischen den längsverlaufenden Düsenreihen und den Längskanten der Düsenplatten 9 sind beidseitig Bohrun gen 17 vorhanden, in die linienförmige Heizelemente einbringbar sind. Dies können beispielsweise zylindrische Elektro-Heiz patronen sein. Die Bohrungen 17 sind in vorteilhafter Weise in Düsenplattenbereichen mit vergrößertem Materialquerschnitt angeordnet, wodurch bei Beheizung eine Wärmespeicherung erfolgt und Regelschwankungen der Beheizung weitgehend ausgeglichen wer den. Durch diese Anordnung der Beheizung kann Wärme dort zuge führt werden, wo sie von der Umgebung, insbesondere von der durch die Blasluftdüsen 4 induzierten Sekundärluftströmung abgeführt wird, so daß für die Düsenanordnung konstante Temperaturver hältnisse gewährleistet sind. Parallel to and between the longitudinal rows of nozzles and the longitudinal edges of the nozzle plates 9 , holes 17 are present on both sides, into which linear heating elements can be introduced. This can be, for example, cylindrical electric heating cartridges. The bores 17 are advantageously arranged in nozzle plate areas with an enlarged material cross section, as a result of which heat is stored when heated and control fluctuations in the heating are largely compensated for. With this arrangement of the heating, heat can be supplied where it is dissipated from the surroundings, in particular from the secondary air flow induced by the blowing air nozzles 4 , so that constant temperature ratios are ensured for the nozzle arrangement.
Die Blasfaser-Spinndüsenanordnung 1 ist in einzelne Segmente 11 zerlegt. Die Länge dieser Segmente 11 ist auf die Möglichkeit der kostengünstigen Fertigung abgestimmt. Die Enden dieser Seg mente sind zwischen zwei benachbarten diagonal verlaufenden Reihen von Düsenbohrungen getrennt. Diese diagonal verlaufenden Düsenreihen ergeben sich durch die zuvor erwähnte Anordnung der Düsen 10 in jeweils um die halbe Lochteilung verschobene Reihen. Die Blasfaser-Spinndüsenanordnung 1 kann entweder mit diesen diagonal verlaufenden Endpartien des Lochdüsenfeldes betrieben werden. Dadurch ergibt sich eine abnehmende Vliesstärke im Rand bereich. Oder es können Endstücke 13 angesetzt werden, welche eine Kante mit Steg parallel zur Vliesproduktionsrichtung auf weisen. Diese Endstücke 13 sind spiegelsymmetrisch ausgeführt, so daß eine beliebig lange Blasfaser-Spinndüsenanordnung 1 aus völlig gleichen rautenförmigen Mittelelementen mit zwei eben falls einander gleichen Endstücken 13 zusammengesetzt werden kann.The blown fiber spinneret arrangement 1 is broken down into individual segments 11 . The length of these segments 11 is matched to the possibility of inexpensive production. The ends of these segments are separated between two adjacent diagonal rows of nozzle bores. These diagonally running rows of nozzles result from the aforementioned arrangement of the nozzles 10 in rows each shifted by half the hole pitch. The blown fiber spinneret arrangement 1 can either be operated with these diagonally running end parts of the perforated nozzle field. This results in a decreasing fleece thickness in the edge area. Or end pieces 13 can be attached, which have an edge with a web parallel to the nonwoven production direction. These end pieces 13 are mirror-symmetrical, so that an arbitrarily long blown fiber spinneret arrangement 1 can be assembled from completely identical diamond-shaped central elements with two end pieces 13 which are also identical to one another.
Fig. 2 zeigt die aus Segmenten 11 und Endstücken 13 zusammenge setzte Düsenplatte 9 der Blasfaser-Spinndüsenanordnung 1. In der Düsenplatte 9 sind die Blasluftdüsen 4 angeordnet. Fig. 2 shows the segments 11 and end pieces 13 put together nozzle plate 9 of the blown fiber spinneret assembly 1 . The blowing air nozzles 4 are arranged in the nozzle plate 9 .
Fig. 3 zeigt ein vergrößert dargestelltes Detail der Blasluft düse 4 und des Endabschnitts des Röhrchens 2. Es ist deutlich erkennbar, wie durch die angedeutete vertikale Verstellung des Röhrchens 2 die räumliche Anordnung des Blasluftdüsenaustritts zu dem die Thermoplast-Spinndüse bildenden Röhrchenende verän derbar ist. Fig. 3 shows an enlarged detail of the blown air nozzle 4 and the end portion of the tube 2nd It can be clearly seen how the spatial arrangement of the blower air nozzle outlet can be changed by the indicated vertical adjustment of the tube 2 to the tube end forming the thermoplastic spinneret.
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