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EP3199671B1 - Vorrichtung zur herstellung von spinnvliesen - Google Patents

Vorrichtung zur herstellung von spinnvliesen Download PDF

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Publication number
EP3199671B1
EP3199671B1 EP16152906.0A EP16152906A EP3199671B1 EP 3199671 B1 EP3199671 B1 EP 3199671B1 EP 16152906 A EP16152906 A EP 16152906A EP 3199671 B1 EP3199671 B1 EP 3199671B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filaments
passage
ratio
cooling device
passage section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP16152906.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3199671A1 (de
Inventor
Michael Nitschke
Martin Swiatek
Martin Neuenhofer
Hans-Georg Geus
Detlef Frey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Original Assignee
Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to EP16152906.0A priority Critical patent/EP3199671B1/de
Application filed by Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik filed Critical Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority to ES16152906T priority patent/ES2795402T3/es
Priority to SI201630780T priority patent/SI3199671T1/sl
Priority to DK16152906.0T priority patent/DK3199671T3/da
Priority to PL16152906T priority patent/PL3199671T3/pl
Priority to RU2018130373A priority patent/RU2710675C1/ru
Priority to UAA201808929A priority patent/UA122432C2/uk
Priority to PCT/EP2016/081413 priority patent/WO2017129318A1/de
Priority to MYPI2018702569A priority patent/MY195050A/en
Priority to JP2018539092A priority patent/JP6676764B2/ja
Priority to KR1020187024204A priority patent/KR102148588B1/ko
Priority to CA3012047A priority patent/CA3012047C/en
Priority to AU2016389173A priority patent/AU2016389173B2/en
Priority to TNP/2018/000237A priority patent/TN2018000237A1/en
Priority to MA42890A priority patent/MA42890B1/fr
Priority to PE2018001344A priority patent/PE20181383A1/es
Priority to BR112018014641-2A priority patent/BR112018014641B1/pt
Priority to MX2018009096A priority patent/MX2018009096A/es
Priority to ARP170100060A priority patent/AR107333A1/es
Priority to US15/415,088 priority patent/US10385491B2/en
Priority to CN201710062718.7A priority patent/CN107012592B/zh
Publication of EP3199671A1 publication Critical patent/EP3199671A1/de
Priority to ZA2018/04913A priority patent/ZA201804913B/en
Priority to IL260722A priority patent/IL260722B/en
Priority to CL2018001991A priority patent/CL2018001991A1/es
Priority to SA518392079A priority patent/SA518392079B1/ar
Priority to CONC2018/0007785A priority patent/CO2018007785A2/es
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Publication of EP3199671B1 publication Critical patent/EP3199671B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/02—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of yarns or filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D13/00—Complete machines for producing artificial threads
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    • D01D5/098—Melt spinning methods with simultaneous stretching
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    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/32—Side-by-side structure; Spinnerette packs therefor

Definitions

  • the invention relates to a device for producing spunbonded nonwovens from continuous filaments, in particular from continuous filaments made of thermoplastic, with a spinnerette for spinning the filaments, a cooling device for cooling the spun filaments and a drawing device for drawing the filaments, and wherein between the cooling device and the Stretching device an intermediate channel is arranged.
  • endless filaments differ from staple fibers, which have much shorter lengths of, for example, 10 mm to 60 mm because of their virtually endless length.
  • EP1340843 A1 discloses a spunbond device for producing spunbond nonwovens.
  • the filaments relax and snap back, forming a tangle that, due to the molten state of the Fil noirs stuck together.
  • the resulting defects in the spunbonded fabric usually have sizes smaller than 2x2 mm. As a rule, however, they can be felt and / or seen. Such defects occur particularly at higher throughputs from 120 km / h / m and in particular at throughputs from 150 kg / h / m. Even greater depths of the spinning field favor irregularities in the spunbonded fabrics. - Attempts have already been made to reduce these problems by making the filament treatment more uniform. In particular, attempts have been made to reduce the defects in the spunbonded fabric by more uniform cooling in the cooling device. However, especially with high throughputs, these measures have only led to limited success. There is therefore a need for improvement.
  • the invention is based on the technical problem of specifying a device of the type mentioned above with which spunbonded nonwovens can be produced without defects, even at high throughputs and / or at high filament speeds and also at deeper spinning fields.
  • the invention teaches a device for producing spunbonded nonwovens from continuous filaments, in particular from continuous filaments made of thermoplastic, with a spinnerette for spinning the filaments, a cooling device for cooling the spun filaments and a stretching device for stretching the filaments.
  • an intermediate channel is arranged between the cooling device and the stretching device, the intermediate channel having at least two converging channel sections arranged one behind the other or one below the other in the flow direction of the filaments, the first in the flow direction of the filaments or upper channel section has a shorter length than the second or lower channel section in the flow direction of the filaments, the ratio of the inlet width B E to the outlet width B A of the first upper channel section (B E / B A ) 1.5 to 5.5, is preferably 1.5 to 4 and very preferably 1.8 to 3.5 and the ratio of the inlet width b E to the outlet width b A of the second lower channel section (b E / b A ) is 1.2 to 4, preferably 1.2 to 3.3 and very preferably 1.4 to 3.
  • the ratio of the inlet width B E to the outlet width B A of the upper channel section (B E / B A ) is preferably 1.8 to 3, preferably 2 to 2.9 and in particular 2.2 to 2.8.
  • the ratio of the inlet width b E to the outlet width b A of the second lower channel section (b E / b A ) is 1.6 to 2.9 and preferably 1.8 to 2.8.
  • the inlet widths B E and b E are measured at the upper end of the respective channel section in the machine direction (MD) of the device.
  • the outlet widths B A and b A of the respective channel section are measured accordingly at the lower end of the channel section in the machine direction (MD).
  • - Machine direction (MD) means, in the context of the invention, in particular the direction of conveyance of the deposited spunbonded nonwoven web.
  • the filaments deposited to the spunbonded nonwoven web or to the spunbonded nonwoven web are removed with the depositing device or with the depositing screen belt and this conveying direction corresponds to the machine direction (MD).
  • the intermediate channel connects the cooling device and the stretching device or a pulling channel of the stretching device directly to one another. It is also within the scope of the invention that the intermediate channel is designed to converge over its entire length and tapers in the direction of flow of the filaments or in the direction of the filament deposition. According to a particularly preferred In one embodiment, the intermediate channel only has the two converging channel sections arranged one behind the other or one below the other. Converging channel sections means accordingly that each channel section tapers in the direction of flow of the filaments or towards the filament deposition. It is recommended that the two converging channel sections arranged one behind the other or one below the other are connected directly to one another.
  • the device according to the invention is a spunbond device for producing spunbond nonwovens. It is within the scope of the invention that the spundbond device, viewed in the filament flow direction, has a spinnerette, a cooling device, an intermediate channel, an adjoining stretching channel or pulling channel and a depositing device for depositing the filaments into the spunbonded fabric. It is within the scope of the invention that the intermediate channel according to the invention and the subsequent stretching channel or pulling channel of the stretching device merge into one another, as it were. In principle, the intermediate channel and the stretching channel or sub-channel can then have the same convergence, particularly in the transition area.
  • a monomer suction device is arranged in the region of the spinnerette, preferably between the spinnerette and the cooling device. Furthermore, according to the recommended embodiment of the device according to the invention, at least one diffuser is provided between the stretching channel or the pulling channel and the shelf.
  • the storage device is expediently designed as a storage screen belt or as an endless storage screen belt.
  • the device according to the invention is characterized in that the unit comprising the cooling device, the intermediate channel and the connecting channel connected to it is designed as a closed unit and that, apart from the supply of cooling air in the cooling device, there is no further air supply to this closed unit.
  • a special embodiment of the invention is furthermore distinguished by the fact that at least two diffusers, preferably two diffusers, are arranged one behind the other in the filament flow direction between the pulling channel and the shelf. At least one secondary air inlet gap for the entry of ambient air is expediently provided between the two diffusers.
  • the embodiment with two diffusers and an intermediate secondary air inlet gap also advantageously contributes to solving the technical problem according to the invention.
  • the lower converging duct section of the intermediate duct and the adjoining stretching duct or pulling duct of the stretching device have the same convergence. Then this lower converging channel section of the intermediate channel and the immediately following sub-channel can merge into one another, as it were, in a stepless manner. It is within the scope of the invention that in this case of the same convergence of the two sections, the lengths given above and below for the lower channel section of the intermediate channel refer to the entirety of the lower converging channel section of the intermediate channel and the lower channel. This preferably also applies to the parameters or products and ratios calculated with the corresponding lengths.
  • an intermediate channel in which the ratio of the length L of the first has proven particularly useful of the upper channel section to the length l of the second lower channel section (L / l) is 1: 3 to 1:20, advantageously 1: 6 to 1:12, preferably 1: 6 to 1:10 and preferably 1: 7 to 1: 9. It is therefore within the scope of the invention that the second lower channel section is significantly longer than the first upper channel section of the intermediate channel.
  • a recommended embodiment of the device according to the invention is characterized in that the opening angle ⁇ between an upper duct wall of the first or upper duct section and a central central plane M running through the intermediate duct is 25 ° to 60 °, preferably 30 ° to 55 ° and very preferably 35 ° is up to 50 °.
  • the central central plane M is designed as a vertically oriented central central plane M and, as recommended, runs transversely and preferably perpendicularly to the machine direction of the device and in particular runs through the middle of the intermediate channel.
  • This (imaginary) central center plane M is expediently arranged perpendicular to the surface of the depositing device or the depositing screen belt.
  • a particularly recommended embodiment of the invention is characterized in that the opening angle ⁇ between a lower channel wall of the second or lower channel section and the central central plane M running through the intermediate channel is 0.25 ° to 12 °, preferably 0.3 ° to 8 ° and very preferably 0.4 ° to 6 °. It is within the scope of the invention that the convergence per unit length is greater in the upper channel section of the intermediate channel than in the lower channel section.
  • the opening angle ⁇ between the two upper channel walls and the central central plane M running through the intermediate channel is the same size or in Essentially the same size.
  • the opening angle ⁇ between an upper channel wall and the central central plane M can be adjusted and is preferably continuously adjustable. It is within the scope of the invention that the opening angle ⁇ between the two lower channel walls and the central central plane M running through the intermediate channel is the same size or essentially the same size. It is recommended that the opening angle ⁇ between a lower channel wall and the central central plane M is adjustable and preferably continuously adjustable. It is recommended that the convergence of the first upper channel section per unit length is greater than the convergence per unit length in the lower channel section.
  • the ratio of the inlet width B E to the outlet width B A of the first upper channel section (B E / B A ) is greater than the ratio of the inlet width b E to the outlet width b A of the second lower channel section (b E / b A ) or both Ratios B E / B A and b E / b A are the same or essentially the same.
  • the product of the ratio b E / b A and the length I of the second lower channel section is 1600 to 3250, preferably 1800 to 3250, preferably 2000 to 2900, very preferably 2100 to 2800 and particularly preferably 2200 to 2750.
  • the ratio of the inlet width B E of the first upper channel section to the total length L G of the intermediate channel be 0.15 to 0.30, preferably 0.18 to 0.30, preferably 0.20 to 0.28 and very preferably 0 , Is 21 to 0.27.
  • the ratio of the outlet width expediently amounts to B A of the first upper channel section to the total length L G of the intermediate channel to 0.05 to 0.15, preferably to 0.07 to 0.13 and very preferably to 0.08 to 0.12 and particularly preferably to 0.09 to 0 , 11
  • the ratio of the inlet width b E of the second lower channel section to the total length L G of the intermediate channel is preferably 0.03 to 0.10, preferably 0.04 to 0.08 and very preferably 0.05 to 0.06.
  • a proven embodiment is characterized in that the ratio of the outlet width b A of the second lower channel section to the total length L G of the intermediate channel is 0.01 to 0.06, preferably 0.02 to 0.05 and very preferably 0.02 to 0 , 04 is.
  • An embodiment which is of particular importance with regard to the solution of the technical problem according to the invention in combination with the design of the intermediate channel according to the invention is characterized in that in the area of the spinnerette, preferably behind or below the spinnerette, at least one monomer suction device for suctioning off during the spinning process resulting gases is arranged. With this monomer suction device, air or gas is sucked out of the filament formation space on the spinnerette or directly below the spinnerette. It is thereby achieved that the gases emerging in addition to the polymer filaments can be removed in the form of monomers, oligomers, decomposition products and the like from the filament formation space or from the device.
  • a particularly recommended embodiment of the device according to the invention is characterized in that the monomer suction device has at least two, preferably two, one behind the other in the machine direction (MD), each extending transversely, preferably perpendicular to the machine direction, and with respect to the spinning field for the Filaments opposite CD suction opening areas, expediently has CD suction gaps. It is within the scope of the invention that the CD suction opening areas are subdivided into CD suction opening subareas or the CD suction gaps are divided into CD suction gap sections. The CD suction opening areas could also be designed in the form of suction bores arranged next to one another.
  • the two CD suction opening areas or CD suction gaps are recommended set up with the proviso that a higher volume flow of gas can be extracted via one of the two CD suction opening areas or CD suction gaps than over the other opposite CD- Extraction opening area or CD extraction gap.
  • the extraction of the higher volume flow than gas can be realized by a different size or width of the CD extraction opening areas or CD extraction gaps and / or by adjusting the volume flow on suction lines and / or suction units that block the CD extraction opening. Areas or CD suction columns are assigned.
  • the setting of the suction lines and / or suction units can take place in particular with the aid of throttle elements or control elements.
  • a higher volume flow of gas can be extracted continuously via one of the two CD extraction opening areas or CD extraction gaps than via the other opposite CD extraction opening area or CD extraction gap.
  • work is carried out alternately and first a higher volume flow of gas can be extracted via the one CD suction opening area and then over the other CD suction opening area etc.
  • the opening area of a CD suction opening area can be set larger or larger than the opening area of the second CD suction opening area opposite with respect to the spinning field.
  • the two opening areas can also have the same size and the differently extracted volume flows on both sides are set as already described above.
  • the opening areas of CD suction gaps or CD suction gap sections are adjustable. The invention is based on the knowledge that the above-described configuration of the monomer suction device is particularly advantageous in combination with the configuration of the intermediate channel according to the invention with regard to the solution of the technical problem according to the invention.
  • the intermediate channel according to the invention connects to the cooling device or directly to the cooling device.
  • the cooling device is divided into at least two cabin sections arranged one above the other or one behind the other in the filament flow direction, air or cooling air of different temperatures being able to enter the filament flow chamber from the two cabin sections. This configuration has also proven very successful in combination with the intermediate channel according to the invention.
  • the spinning field depth is expediently 120 to 400 mm, preferably 150 to 350 mm, very preferably 170 to 300 mm and particularly preferably 185 to 270 mm.
  • Spinning field depth means in particular the extension of the spun filament bundle in the machine direction (MD).
  • MD machine direction
  • the spinning field depth is 195 to 260 mm.
  • the invention further teaches a method for producing spunbonded nonwovens from continuous filaments, in particular from continuous filaments made of thermoplastic material, the filaments being spun using a spinnerette, the spun filaments being cooled in a cooling device and then passed through an intermediate channel and then through a pulling channel and the filaments are deposited on a depositing device for the spunbonded fabric, the intermediate channel directly connecting the cooling device and the lower channel of the stretching device, wherein the aggregate of cooling device, intermediate channel and stretching device is designed as a closed unit and wherein apart from the supply of cooling air in the cooling device, there is no further air supply into this closed unit, the intermediate channel having at least two converging channel sections arranged one behind the other or one below the other in the flow direction of the filaments , the extent of the convergence being different for the two channel sections, the length of the two converging channel sections being different, the ratio of the inlet width B E to the outlet width B A of the first upper channel section (B E / B A ) being greater than the ratio the inlet
  • the invention is based initially on the knowledge that the device according to the invention and in particular the intermediate channel according to the invention enable the filaments to be transported very stably through the device. Effective acceleration of the process air or cooling air can take place in the intermediate duct as a prerequisite for a subsequent efficient power transmission between the process air and the filaments.
  • the invention is further based on the finding that spunbonded nonwovens can be produced with the device according to the invention without problems, which are characterized by optimal homogeneity and in which imperfections or defects are virtually not observed or are hardly observed.
  • the disadvantageous tropes and hard pieces explained at the outset can be largely avoided or reduced to a minimum.
  • a virtually error-free fleece deposit can also be achieved with deeper spinning fields and with high throughputs and at high thread speeds.
  • the implementation of the intermediate channel according to the invention is possible with relatively simple means or measures. Therefore, the device according to the invention is also characterized by cost effectiveness.
  • the device can be used to produce particularly homogeneous spunbonded webs which show virtually no defects.
  • spunbonded nonwovens with excellent quality or homogeneity can be produced with the device according to the invention, and the device according to the invention is nevertheless simple and inexpensive.
  • a device according to the invention for producing spunbonded nonwovens 1 from continuous filaments 2 is shown, the continuous filaments 2 in particular consisting or essentially consisting of thermoplastic.
  • the continuous filaments 2 are spun with a spinnerette 3 and are preferably and, in the exemplary embodiment, guided in a filament formation space 4 below the spinnerette 3 by a monomer suction device 5 for the suction of gases formed during the spinning process.
  • a cooling device 6 for cooling the continuous filaments 2 is provided in the filament flow direction behind or below this monomer suction device 5.
  • this cooling device 3 has an air supply cabin, which is preferred and, in the exemplary embodiment, is divided into two cabin sections 7, 8. From these two cabin sections 7, 8, cooling air of different temperatures can expediently and in the exemplary embodiment be supplied in the direction of the filament bundle 9.
  • the intermediate duct 10 according to the invention adjoins the cooling device 6 in the flow direction of the filaments.
  • this intermediate channel 10 according to the invention is divided into two converging channel sections 11, 12 arranged one behind the other or one below the other in the flow direction of the filaments.
  • the first or upper channel section 11 in the direction of flow of the filaments has a shorter length (in the direction of flow of the filaments) than the second or lower channel section 12 in the direction of flow of the filaments.
  • the ratio of the inlet width B E to the outlet width B A of the first upper channel section 11 is preferably and in the exemplary embodiment 2.25 to 2.75.
  • the ratio of the inlet width b E to the outlet width b A of the second lower channel section 12 has a value of 1.9 to 2.7 as recommended and in the exemplary embodiment.
  • the ratio of the length L of the first upper channel section 11 to the length l of the second lower channel section 12 is 1: 7 to 1: 9.
  • the opening angle ⁇ between an upper duct wall 13 of the first or upper duct section 11 and a central central plane M running through the intermediate duct 10 is very preferably and in the exemplary embodiment from 30 ° to 50 °.
  • the center plane M extends transversely, preferably perpendicular to the machine direction (MD) of the device.
  • the opening angle ⁇ between a lower channel wall 14 of the second or lower channel section 12 and the central central plane M running through the intermediate channel 10 is 0.4 ° to 6 °.
  • a lower pulling duct 15 of the stretching device 16 connects to the intermediate duct 10 according to the invention.
  • the unit from the cooling device is preferred and in the exemplary embodiment 6, the intermediate duct 10 and the stretching device 16 or the pulling duct 15 are designed as a closed unit and in this closed unit there is no further air supply apart from the supply of the cooling air in the cooling device 6.
  • two diffusers 17, 18 are arranged behind or below the drawing device 16 in the filament flow direction, through which the continuous filaments 2 are guided.
  • a secondary air inlet gap or an ambient air inlet gap 25 for the entry of ambient air is arranged between the two diffusers 17, 18.
  • the continuous filaments 2 are preferred and, in the exemplary embodiment, deposited on a depositing device designed as a depositing screen belt 19 for the spunbonded nonwoven web. It is within the scope of the invention that the spunbonded fabric 1 is then guided through a calender 20 for pre-consolidation or consolidation.
  • the monomer suction device 5 has two CD suction opening regions 21, 22 arranged one behind the other in the machine direction (MD), each extending transversely to the machine direction and opposite the spinning field. These CD suction opening areas are preferred and in the exemplary embodiment are designed as CD suction gaps 23, 24. In the exemplary embodiment, a higher volume flow is sucked through the rear CD suction gap 24 seen in the machine direction than through the front CD suction gap 23 in the machine direction.
  • the vertical gap height h A of the rear CD suction gap 24 in the machine direction is larger than that vertical gap height h E des in Machine direction of front CD suction gap 23.
  • the gap height h A of the rear CD suction gap 24 in the machine direction is more than twice as large as the gap height h E of the front CD suction gap 23 in the machine direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten, insbesondere aus Endlosfilamenten aus thermoplastischem Kunststoff, wobei eine Spinnerette zum Erspinnen der Filamente, eine Kühleinrichtung zum Kühlen der ersponnenen Filamente sowie eine Verstreckvorrichtung zum Verstrecken der Filamente vorgesehen ist und wobei zwischen der Kühleinrichtung und der Verstreckvorrichtung ein Zwischenkanal angeordnet ist. - Endlosfilamente unterscheiden sich bekanntlich aufgrund ihrer quasi endlosen Länge von Stapelfasern, die viel geringere Längen von beispielsweise 10 mm bis 60 mm aufweisen. Bei der vorstehend erläuterten Vorrichtung, in z.B. EP1340843 A1 offenbart, handelt es sich um eine Spunbond-Vorrichtung zur Herstellung von Spunbond-Vliesen.
  • Vorrichtungen der oben beschriebenen Art sind aus der Praxis prinzipiell in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Viele dieser bekannten Vorrichtungen weisen allerdings den Nachteil auf, dass die Filamente oftmals nicht fehlerfrei zum Spinnvlies abgelegt werden können. Bei der Filamentablage resultieren Unregelmäßigkeiten in Form von Fehlstellen bzw. Defekten im Spinnvlies. Die Homogenität der Spinnvliese wird durch diese Defekte bzw. Störungen mehr oder weniger stark beeinträchtigt. Eine Ursache für die Fehlstellen im Spinnvlies sind sogenannte Tropfen, die durch den Abriss einer oder mehrerer Filamente sowie sich dabei bildender Schmelzeansammlungen resultieren. Durch diese Tropfen können Dickstellen im Spinnvlies entstehen. Normalerweise sind solche Tropfen bzw. Fehlstellen im Spinnvlies größer als 2x2 mm. Defekte im Spinnvlies resultieren aber auch aus sogenannten "Hard Pieces", die als Folge eines Spannungsverlustes im ersponnenen Filament zustande kommen. Die Filamente relaxieren dabei und schnellen zurück und bilden so ein Knäuel, das wegen des schmelzflüssigen Zustandes des Filamentes zusammenklebt. Die auf diese Weise resultierenden Fehlstellen im Spinnvlies haben normalerweise Größen kleiner 2x2 mm. Sie sind in der Regel aber fühlbar und/oder sichtbar. Solche Fehlstellen kommen vor allem bei höheren Durchsätzen ab 120 km/h/m und insbesondere bei Durchsätzen ab 150 kg/h/m zustande. Auch größere Spinnfeldtiefen begünstigen Unregelmäßigkeiten in den Spinnvliesen. - Man hat bereits versucht diese Probleme durch Vergleichmäßigung der Filamentbehandlung zu reduzieren. Insbesondere hat man versucht, die Defekte im Spinnvlies durch eine gleichmäßigere Kühlung in der Kühleinrichtung zu vermindern. Vor allem bei hohen Durchsätzen haben diese Maßnahmen aber nur eingeschränkt zum Erfolg geführt. Verbesserungsbedarf ist somit vorhanden.
  • Dementsprechend liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art anzugeben, mit der Spinnvliese mit einer hohen Homogenität ohne Fehlstellen erzeugt werden können und zwar auch bei hohen Durchsätzen und/oder bei hohen Filamentgeschwindigkeiten sowie auch bei tieferen Spinnfeldern.
  • Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten, insbesondere aus Endlosfilamenten aus thermoplastischem Kunststoff, wobei eine Spinnerette zum Erspinnen der Filamente, eine Kühleinrichtung zum Kühlen der ersponnenen Filamente sowie eine Verstreckvorrichtung zum Verstrecken der Filamente vorgesehen ist,
    wobei zwischen Kühleinrichtung und Verstreckvorrichtung ein Zwischenkanal angeordnet ist, wobei der Zwischenkanal zumindest zwei in Strömungsrichtung der Filamente hintereinander bzw. untereinander angeordnete konvergierende Kanalabschnitte aufweist, wobei der in Strömungsrichtung der Filamente erste bzw. obere Kanalabschnitt eine geringere Länge aufweist als der in Strömungsrichtung der Filamente zweite bzw. untere Kanalabschnitt, wobei das Verhältnis der Einlaufbreite BE zur Auslaufbreite BA des ersten oberen Kanalabschnittes (BE/BA) 1,5 bis 5,5, bevorzugt 1,5 bis 4 und sehr bevorzugt 1,8 bis 3,5 beträgt und wobei das Verhältnis der Einlaufbreite bE zur Auslaufbreite bA des zweiten unteren Kanalabschnittes (bE/bA) 1,2 bis 4, bevorzugt 1,2 bis 3,3 und sehr bevorzugt 1,4 bis 3 beträgt. - Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Einlaufbreite BE zur Auslaufbreite BA des oberen Kanalabschnittes (BE/BA) 1,8 bis 3, bevorzugt 2 bis 2,9 und insbesondere 2,2 bis 2,8. - Empfohlenermaßen beträgt das Verhältnis der Einlaufbreite bE zur Auslaufbreite bA des zweiten unteren Kanalabschnittes (bE/bA) 1,6 bis 2,9 und bevorzugt 1,8 bis 2,8.
  • Die Einlaufbreiten BE und bE werden dabei am oberen Ende des jeweiligen Kanalabschnittes in Maschinenrichtung (MD) der Vorrichtung gemessen. Die Auslaufbreiten BA und bA des jeweiligen Kanalabschnittes werden dementsprechend am unteren Ende des Kanalabschnittes in Maschinenrichtung (MD) gemessen. - Maschinenrichtung (MD) meint im Rahmen der Erfindung insbesondere die Förderrichtung der abgelegten Spinnvliesbahn. Die zum Spinnvlies bzw. zur Spinnvliesbahn abgelegten Filamente werden mit der Ablageeinrichtung bzw. mit dem Ablagesiebband abgefördert und diese Förderrichtung entspricht der Maschinenrichtung (MD).
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Zwischenkanal die Kühleinrichtung und die Verstreckvorrichtung bzw. einen Unterziehkanal der Verstreckvorrichtung unmittelbar miteinander verbindet. Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass der Zwischenkanal über seine gesamte Länge konvergierend ausgebildet ist und sich in Strömungsrichtung der Filamente bzw. in Richtung der Ablage der Filamente hin verjüngt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Zwischenkanal lediglich die beiden hintereinander bzw. untereinander angeordneten konvergierenden Kanalabschnitte auf. Konvergierende Kanalabschnitte meint entsprechend, dass sich jeder Kanalabschnitt in Strömungsrichtung der Filamente bzw. zur Ablage der Filamente hin verjüngt. Empfohlenermaßen sind die beiden hintereinander bzw. untereinander angeordneten konvergierenden Kanalabschnitte unmittelbar aneinander angeschlossen.
  • Wie oben bereits dargelegt handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung um eine Spunbond-Vorrichtung zur Herstellung von Spunbond-Vliesen. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, dass die Spundbond-Vorrichtung in Filamentströmungsrichtung hintereinander gesehen eine Spinnerette, eine Kühleinrichtung, einen Zwischenkanal, einen daran anschließenden Verstreckkanal bzw. Unterziehkanal sowie eine Ablageeinrichtung zur Ablage der Filamente zum Spinnvlies aufweist. - Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der erfindungsgemäße Zwischenkanal und der daran anschließende Verstreckkanal bzw. Unterziehkanal der Verstreckvorrichtung gleichsam ineinander übergehen. Grundsätzlich können Zwischenkanal und Verstrecckanal bzw. Unterziehkanal dann - insbesondere im Übergangsbereich - die gleiche Konvergenz aufweisen. - Gemäß besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist im Bereich der Spinnerette, bevorzugt zwischen der Spinnerette und der Kühleinrichtung eine Monomerabsaugungsvorrichtung angeordnet. Fernerhin ist nach empfohlener Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen dem Verstreckkanal bzw. dem Unterziehkanal und der Ablage zumindest ein Diffusor vorgesehen. Die Ablageeinrichtung ist zweckmäßigerweise als Ablagesiebband bzw. als endloses Ablagesiebband ausgebildet.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregat aus Kühleinrichtung, Zwischenkanal und daran angeschlossenem Unterziehkanal als geschlossenes Aggregat ausgebildet ist und dass außer der Zufuhr der Kühlluft in der Kühleinrichtung keine weitere Luftzufuhr in dieses geschlossene Aggregat erfolgt. - Eine besondere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich im Übrigen dadurch aus, dass zwischen dem Unterziehkanal und der Ablage zumindest zwei Diffusoren, bevorzugt zwei Diffusoren in Filamentströmungsrichtung hintereinander angeordnet sind. Zweckmäßigerweise ist zwischen den beiden Diffusoren zumindest ein Sekundärlufteintrittsspalt für den Eintritt von Umgebungsluft vorgesehen. Die Ausführungsform mit zwei Diffusoren und zwischengeschaltetem Sekundärlufteintrittsspalt trägt zusätzlich vorteilhaft zur Lösung des erfindungsgemäßen technischen Problems bei.
  • Gemäß einer Ausführungsform weisen der untere konvergierende Kanalabschnitt des Zwischenkanals und der daran anschließende Verstreckkanal bzw. Unterziehkanal der Verstreckvorrichtung die gleiche Konvergenz auf. Dann können dieser untere konvergierende Kanalabschnitt des Zwischenkanals und der unmittelbar daran anschließende Unterziehkanal gleichsam stufenlos ineinander übergehen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass für diesen Fall der gleichen Konvergenz der beiden Abschnitte sich die oben und nachfolgend angegeben Längen für den unteren Kanalabschnitt des Zwischenkanals auf die Gesamtheit aus unterem konvergierendem Kanalabschnitt des Zwischenkanals und Unterziehkanal beziehen. Das gilt bevorzugt auch für die mit den entsprechenden Längen berechneten Parameter bzw. berechneten Produkte und Verhältnisse.
  • Zur Lösung des erfindungsgemäßen technischen Problems hat sich vor allem ein Zwischenkanal bewährt, bei dem das Verhältnis der Länge L des ersten oberen Kanalabschnittes zur Länge l des zweiten unteren Kanalabschnittes (L/l) 1:3 bis 1:20, zweckmäßigerweise 1:6 bis 1:12, vorzugsweise 1:6 bis 1:10 und bevorzugt 1:7 bis 1:9 beträgt. Es liegt somit im Rahmen der Erfindung, dass der zweite untere Kanalabschnitt deutlich länger ausgebildet ist als der erste obere Kanalabschnitt des Zwischenkanals.
  • Eine empfohlene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel α zwischen einer oberen Kanalwand des ersten bzw. oberen Kanalabschnittes und einer durch den Zwischenkanal verlaufenden zentralen Mittelebene M 25° bis 60°, bevorzugt 30° bis 55° und sehr bevorzugt 35° bis 50° beträgt. Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, dass die zentrale Mittelebene M als vertikal orientierte zentrale Mittelebene M ausgebildet ist sowie empfohlenermaßen quer und vorzugsweise senkrecht zur Maschinenrichtung der Vorrichtung verläuft und dabei insbesondere durch die Mitte des Zwischenkanals verläuft. Zweckmäßigerweise ist diese (gedachte) zentrale Mittelebene M senkrecht zur Oberfläche der Ablageeinrichtung bzw. des Ablagesiebbandes angeordnet.
  • Eine besonders empfohlene Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Öffnungswinkel β zwischen einer unteren Kanalwand des zweiten bzw. unteren Kanalabschnittes und der durch den Zwischenkanal verlaufenden zentralen Mittelebene M 0,25° bis 12°, bevorzugt 0,3° bis 8° und sehr bevorzugt 0,4° bis 6° beträgt. - Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Konvergenz pro Längeneinheit in dem oberen Kanalabschnitt des Zwischenkanals größer ist als in dem unteren Kanalabschnitt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Öffnungswinkel α zwischen den beiden oberen Kanalwänden und der durch den Zwischenkanal verlaufenden zentralen Mittelebene M gleichgroß bzw. im Wesentlichen gleichgroß. Nach einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Öffnungswinkel α zwischen einer oberen Kanalwand und der zentralen Mittelebene M einstellbar und bevorzugt kontinuierlich einstellbar. - Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Öffnungswinkel β zwischen den beiden unteren Kanalwänden und der durch den Zwischenkanal verlaufenden zentralen Mittelebene M gleichgroß bzw. im Wesentlichen gleichgroß ist. Es empfiehlt sich, dass der Öffnungswinkel β zwischen einer unteren Kanalwand und der zentralen Mittelebene M einstellbar ist und bevorzugt kontinuierlich einstellbar ist. Empfohlenermaßen ist dabei die Konvergenz des ersten oberen Kanalabschnittes pro Längeneinheit größer als die Konvergenz pro Längeneinheit in dem unteren Kanalabschnitt.
  • Nach der Erfindung ist das Verhältnis der Einlaufbreite BE zur Auslaufbreite BA des ersten oberen Kanalabschnittes (BE/BA) größer als das Verhältnis der Einlaufbreite bE zur Auslaufbreite bA des zweiten unteren Kanalabschnittes (bE/bA) oder beide Verhältnisse BE/BA und bE/bA sind gleich bzw. im Wesentlichen gleich. - Zweckmäßigerweise beträgt das Produkt aus dem Verhältnis BE/BA und der Länge L des ersten bzw. oberen Kanalabschnittes 200 bis 500, vorzugsweise 250 bis 450, bevorzugt 300 bis 400, sehr bevorzugt 320 bis 390 und besonders bevorzugt 330 bis 385. - - Empfohlenermaßen beträgt das Produkt aus dem Verhältnis bE/bA und der Länge I des zweiten unteren Kanalabschnittes 1600 bis 3250, vorzugsweise 1800 bis 3250, bevorzugt 2000 bis 2900, sehr bevorzugt 2100 bis 2800 und besonders bevorzugt 2200 bis 2750.
  • Es empfiehlt sich, dass das Verhältnis der Einlaufbreite BE des ersten oberen Kanalabschnittes zur Gesamtlänge LG des Zwischenkanals 0,15 bis 0,30, vorzugsweise 0,18 bis 0,30, bevorzugt 0,20 bis 0,28 und sehr bevorzugt 0,21 bis 0,27 beträgt. Zweckmäßigerweise beläuft sich das Verhältnis der Auslaufbreite BA des ersten oberen Kanalabschnittes zur Gesamtlänge LG des Zwischenkanals auf 0,05 bis 0,15, bevorzugt auf 0,07 bis 0,13 und sehr bevorzugt auf 0,08 bis 0,12 und besonders bevorzugt auf 0,09 bis 0,11. Empfohlenermaßen beträgt das Verhältnis der Einlaufbreite bE des zweiten unteren Kanalabschnittes zur Gesamtlänge LG des Zwischenkanals 0,03 bis 0,10, bevorzugt 0,04 bis 0,08 und sehr bevorzugt 0,05 bis 0,06. Eine bewährte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verhältnis der Auslaufbreite bA des zweiten unteren Kanalabschnittes zur Gesamtlänge LG des Zwischenkanals auf 0,01 bis 0,06, bevorzugt 0,02 bis 0,05 und sehr bevorzugt 0,02 bis 0,04 beträgt.
  • Einer Ausführungsform, der im Hinblick auf die Lösung des erfindungsgemäßen technischen Problems in Kombination mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Zwischenkanales besondere Bedeutung zukommt, ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Spinnerette, bevorzugt hinter bzw. unterhalb der Spinnerette zumindest eine Monomerabsaugungsvorrichtung zur Absaugung von beim Spinnprozess entstehenden Gasen angeordnet ist. Mit dieser Monomerabsaugungsvorrichtung wird Luft bzw. Gas aus dem Filamentbildungsraum an der Spinnerette bzw. direkt unterhalb der Spinnerette abgesaugt. Dadurch wird erreicht, dass die neben den Polymerfilamenten austretenden Gase in Form von Monomeren, Oligomeren, Zersetzungsprodukten und dergleichen aus dem Filamentbildungsraum bzw. aus der Vorrichtung entfernt werden können.
  • Eine besonders empfohlene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Monomerabsaugungsvorrichtung zumindest zwei, bevorzugt zwei in Maschinenrichtung (MD) hintereinander angeordnete, sich jeweils quer, vorzugsweise senkrecht zur Maschinenrichtung erstreckende und bezüglich des Spinnfeldes für die Filamente gegenüberliegende CD-Absaugungsöffnungs-Bereiche, zweckmäßigerweise CD-Absaugungsspalte aufweist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die CD-Absaugungsöffnungs-Bereiche in CD-Absaugungsöffnungs-Teilbereiche bzw. die CD-Absaugungsspalte in CD-Absaugungs-Spaltabschnitte unterteilt sind. Die CD-Absaugungsöffnungs-Bereiche könnten auch in Form von nebeneinander angeordneten Absaugbohrungen ausgebildet sein. - Die beiden CD-Absaugungsöffnungs-Bereiche bzw. CD-Absaugungsspalte sind dabei empfohlenermaßen mit der Maßgabe eingerichtet, dass über einen der beiden CD-Absaugungsöffnungs-Bereiche bzw. CD-Absaugungsspalte ein höherer Volumenstrom an Gas absaugbar ist als über den anderen gegenüberliegenden CD-Absaugungsöffnungs-Bereich bzw. CD-Absaugungsspalt. Die Absaugung des höheren Volumenstromes als Gas kann dabei durch eine unterschiedliche Größe bzw. Weite der CD-Absaugungsöffnungs-Bereiche bzw. CD-Absaugungsspalte verwirklicht werden und/oder durch eine Einstellung des Volumenstroms an Saugleitungen und/oder Saugaggregaten, die den CD-Absaugungsöffnungs-Bereichen bzw. CD-Absaugungsspalten zugeordnet sind. Die Einstellung der Saugleitungen und/oder Saugaggregate kann dabei insbesondere mithilfe von Drosselelementen bzw. Steuerelementen erfolgen.
  • Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann kontinuierlich über einen der beiden CD-Absaugungsöffnungs-Bereiche bzw. CD-Absaugungsspalte ein höherer Volumenstrom an Gas abgesaugt werden als über den anderen gegenüberliegenden CD-Absaugungsöffnungs-Bereich bzw. CD-Absaugungsspalt. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, dass im Wechsel gearbeitet wird und zunächst über den einen CD-Absaugungsöffnungs-Bereich und dann über den anderen CD-Absaugungsöffnungs-Bereich usw. ein höherer Volumenstrom an Gas absaugbar ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist die Öffnungsfläche eines CD-Absaugungsöffnungs-Bereiches größer bzw. größer einstellbar als die Öffnungsfläche des zweiten bezüglich des Spinnfeldes gegenüberliegenden CD-Absaugungsöffnungs-Bereiches. Grundsätzlich können die beiden Öffnungsflächen aber auch die gleiche Größe aufweisen und die unterschiedlich abgesaugten Volumenströme auf beiden Seiten werden wie oben bereits beschrieben eingestellt. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Öffnungsflächen von CD-Absaugungsspalten bzw. CD-Absaugungsspaltabschnitten einstellbar sind. - Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die vorstehend beschriebene Ausgestaltung der Monomerabsaugungsvorrichtung besonders vorteilhaft in Kombination mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Zwischenkanales im Hinblick auf die Lösung des erfindungsgemäßen technischen Problems ist.
  • Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, dass der erfindungsgemäße Zwischenkanal an die Kühleinrichtung bzw. unmittelbar an die Kühleinrichtung anschließt. Gemäß sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Kühleinrichtung in zumindest zwei übereinander bzw. in Filamentströmungsrichtung hintereinander angeordnete Kabinenabschnitte unterteilt, wobei aus den beiden Kabinenabschnitten Luft bzw. Kühlluft unterschiedlicher Temperatur in den Filamentströmungsraum eintreten kann. Auch diese Ausgestaltung hat sich in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Zwischenkanal sehr bewährt.
  • Zweckmäßigerweise beträgt die Spinnfeldtiefe 120 bis 400 mm, bevorzugt 150 bis 350 mm, sehr bevorzugt 170 bis 300 mm und besonders bevorzugt 185 bis 270 mm. Spinnfeldtiefe meint dabei insbesondere die Erstreckung des ersponnenen Filamentbündels in Maschinenrichtung (MD). Nach besonders empfohlener Ausführungsform der Erfindung beträgt die Spinnfeldtiefe 195 bis 260 mm. Bei den vorgenannten Spinnfeldtiefen kann das erfindungsgemäße technische Problem effektiv und ohne Probleme gelöst werden.
  • Zur Lösung des technischen Problems lehrt die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten, insbesondere aus Endlosfilamenten aus thermoplastischem Kunststoff, wobei die Filamente mittels einer Spinnerette ersponnen werden, wobei die ersponnenen Filamente in einer Kühleinrichtung gekühlt werden und daraufhin durch einen Zwischenkanal geführt werden sowie im Anschluss daran durch einen Unterziehkanal und wobei die Filamente auf eine Ablageeinrichtung zum Spinnvlies abgelegt werden,
    wobei der Zwischenkanal die Kühleinrichtung und den Unterziehkanal der Verstreckvorrichtung unmittelbar miteinander verbindet,
    wobei das Aggregat aus Kühleinrichtung, Zwischenkanal und Verstreckvorrichtung als geschlossenes Aggregat ausgebildet ist und wobei außer der Zufuhr der Kühlluft in der Kühleinrichtung keine weitere Luftzufuhr in dieses geschlossene Aggregat stattfindet, wobei der Zwischenkanal zumindest zwei in Strömungsrichtung der Filamente hintereinander bzw. untereinander angeordnete konvergierende Kanalabschnitte aufweist, wobei das Ausmaß der Konvergenz bei den beiden Kanalabschnitten unterschiedlich ist, wobei die Länge der beiden konvergierenden Kanalabschnitte verschieden ist, wobei das Verhältnis der Einlaufbreite BE zur Auslaufbreite BA des ersten oberen Kanalabschnittes (BE/BA) größer ist als das Verhältnis der Einlaufbreite bE zur Auslaufbreite bA des zweiten unteren Kanalabschnittes (bE/bA) und wobei das Verhältnis der Einlaufbreite bE zur Auslaufbreite bA des zweiten unteren Kanalabschnittes (bE/bA) 1 bis 4, vorzugsweise 1 bis 3,3, bevorzugt 1,2 bis 3,3, sehr bevorzugt 1,4 bis 3 beträgt
    und wobei die Filamente mit einem Durchsatz von 100 bis 350 kg/h/m, vorzugsweise mit einem Durchsatz von 150 bis 320 kg/h/m, bevorzugt mit einem Durchsatz von 180 bis 300 kg/h/m und sehr bevorzugt mit einem Durchsatz von 200 bis 300 kg/h/m hergestellt werden. Zweckmäßigerweise werden die Filamente mit einer Fadengeschwindigkeit von 2000 bis 4200 m/min, bevorzugt von 2200 bis 4000 m/min und insbesondere 2300 bis 3900 m/min hergestellt.
  • Der Erfindung liegt zunächst die Erkenntnis zugrunde, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Zwischenkanal ein sehr stabiler Transport der Filamente durch die Vorrichtung möglich ist. Im Zwischenkanal kann eine effektive Beschleunigung der Prozessluft bzw. Kühlluft stattfinden und zwar als Voraussetzung für eine nachfolgende effiziente Kraftübertragung zwischen der Prozessluft und den Filamenten.
  • Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung problemlos Spinnvliese herstellbar sind, die sich durch eine optimale Homogenität auszeichnen und bei denen Fehlstellen bzw. Defekte quasi nicht beobachtet oder kaum beobachtet werden. Bei der Herstellung von Spinnvliesen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die eingangs erläuterten nachteilhaften Tropen sowie Hard Pieces weitgehend vermieden werden bzw. auf ein Minimum reduziert werden. Es ist zu betonen, dass eine quasi fehlerfreie Vliesablage auch bei tieferen Spinnfeldern und bei hohen Durchsätzen sowie bei hohen Fadengeschwindigkeiten erzielt werden kann. Hervorzuheben ist in diesem Zusammenhang, dass die Realisierung des erfindungsgemäßen Zwischenkanals mit verhältnismäßig einfachen Mitteln bzw. Maßnahmen möglich ist. Von daher zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch durch Kostengünstigkeit aus. Besondere Bedeutung kommt im Rahmen der Erfindung bzw. für die Lösung des technischen Problems der Kombination aus dem erfindungsgemäßen Zwischenkanal einerseits und der beschriebenen Monomerabsaugungsvorrichtung andererseits zu. Im Rahmen dieser Kombination können mit der Vorrichtung besonders homogene Spinnvliese erzeugt werden, die so gut wie keine Defekte zeigen. Im Ergebnis können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Spinnvliese mit hervorragender Qualität bzw. Homogenität hergestellt werden und nichtsdestoweniger ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach und kostengünstig aufgebaut.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
    Fig. 2
    einen vergrößerten Ausschnitt A aus der Fig. 1 mit dem erfindungsgemäßen Zwischenkanal und
    Fig. 3
    einen weiteren vergrößerten Ausschnitt B aus der Fig. 1.
  • In den Figuren ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen 1 aus Endlosfilamenten 2 dargestellt, wobei die Endlosfilamente 2 insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff bestehen bzw. im Wesentlichen bestehen. Die Endlosfilamente 2 werden mit einer Spinnerette 3 ersponnen und werden vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel in einem Filamentbildungsraum 4 unterhalb der Spinnerette 3 durch eine Monomerabsaugungsvorrichtung 5 zur Absaugung von beim Spinnprozess entstehenden Gasen geführt. In Filamentströmungsrichtung hinter bzw. unterhalb dieser Monomerabsaugungsvorrichtung 5 ist eine Kühleinrichtung 6 zur Kühlung der Endlosfilamente 2 vorgesehen. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel weist diese Kühleinrichtung 3 eine Luftzufuhrkabine auf, die bevorzugt und im Ausführungsbeispiel in zwei Kabinenabschnitte 7, 8 unterteilt ist. Aus diesen beiden Kabinenabschnitten 7, 8 kann zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel jeweils Kühlluft unterschiedlicher Temperatur in Richtung des Filamentbündels 9 zugeführt werden.
  • An die Kühleinrichtung 6 schließt in Strömungsrichtung der Filamente der erfindungsgemäße Zwischenkanal 10 an. Dieser erfindungsgemäße Zwischenkanal 10 ist im Ausführungsbeispiel in zwei in Strömungsrichtung der Filamente hintereinander bzw. untereinander angeordnete konvergierende Kanalabschnitte 11, 12 unterteilt. Der in Strömungsrichtung der Filamente erste bzw. obere Kanalabschnitt 11 weist dabei eine geringere Länge (in Strömungsrichtung der Filamente) auf als der in Strömungsrichtung der Filamente zweite bzw. untere Kanalabschnitt 12. Das Verhältnis der Einlaufbreite BE zur Auslaufbreite BA des ersten oberen Kanalabschnittes 11 beträgt vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel 2,25 bis 2,75. Das Verhältnis der Einlaufbreite bE zur Auslaufbreite bA des zweiten unteren Kanalabschnittes 12 hat empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel einen Wert von 1,9 bis 2,7. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis der Länge L des ersten oberen Kanalabschnittes 11 zur Länge l des zweiten unteren Kanalabschnittes 12 1:7 bis 1:9.
  • Der Öffnungswinkel α zwischen einer oberen Kanalwand 13 des ersten bzw. oberen Kanalabschnittes 11 und einer durch den Zwischenkanal 10 verlaufenden zentralen Mittelebene M beläuft sich sehr bevorzugt und im Ausführungsbeispiel auf 30° bis 50°. Die Mittelebene M erstreckt sich dabei im Ausführungsbeispiel quer, vorzugsweise senkrecht zur Maschinenrichtung (MD) der Vorrichtung. Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel beträgt der Öffnungswinkel β zwischen einer unteren Kanalwand 14 des zweiten bzw. unteren Kanalabschnittes 12 und der durch den Zwischenkanal 10 verlaufenden zentralen Mittelebene M 0,4° bis 6°.
  • Empfohlenermaßen und im Ausführungsbeispiel schließt an den erfindungsgemäßen Zwischenkanal 10 ein Unterziehkanal 15 der Verstreckvorrichtung 16 an. Bevorzugt und im Ausführungsbeispiel ist das Aggregat aus der Kühleinrichtung 6, dem Zwischenkanal 10 und der Verstreckvorrichtung 16 bzw. dem Unterziehkanal 15 als geschlossenes Aggregat ausgebildet und in diesem geschlossenen Aggregat erfolgt außer der Zufuhr der Kühlluft in der Kühleinrichtung 6 keine weitere Luftzufuhr.
  • Zweckmäßigerweise und im Ausführungsbeispiel sind in Filamentströmungsrichtung hinter bzw. unterhalb der Verstreckvorrichtung 16 zwei Diffusoren 17, 18 angeordnet, durch die die Endlosfilamente 2 geführt werden. Gemäß besonders bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel ist zwischen den beiden Diffusoren 17, 18 ein Sekundärlufteintrittsspalt bzw. ein Umgebungslufteintrittsspalt 25 für den Eintritt von Umgebungsluft angeordnet. Im Anschluss an die Diffusoren 17, 18 werden bevorzugt und im Ausführungsbeispiel die Endlosfilamente 2 auf einer als Ablagesiebband 19 ausgebildeten Ablageeinrichtung zur Spinnvliesbahn abgelegt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass das Spinnvlies 1 daraufhin zur Vorverfestigung bzw. Verfestigung durch einen Kalander 20 geführt wird.
  • Nach bevorzugter Ausführungsform und im Ausführungsbeispiel weist die Monomerabsaugungsvorrichtung 5 zwei in Maschinenrichtung (MD) hintereinander angeordnete, sich jeweils quer zur Maschinenrichtung erstreckende und bezüglich des Spinnfeldes gegenüberliegende CD-Absaugungsöffnungs-Bereiche 21, 22 auf. Diese CD-Absaugungsöffnungs-Bereiche sind bevorzugt und im Ausführungsbeispiel als CD-Absaugungsspalte 23, 24 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel wird durch den in Maschinenrichtung gesehen hinteren CD-Absaugungsspalt 24 ein höherer Volumenstrom abgesaugt als durch den in Maschinenrichtung vorderen CD-Absaugungsspalt 23. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel ist dazu die vertikale Spalthöhe hA des in Maschinenrichtung hinteren CD-Absaugungsspaltes 24 größer als die vertikale Spalthöhe hE des in Maschinenrichtung vorderen CD-Absaugungsspaltes 23. Nach einer Ausführungsform der Erfindung und im Ausführungsbeispiel ist die Spalthöhe hA des in Maschinenrichtung hinteren CD-Absaugungsspaltes 24 mehr als doppelt so groß als die Spalthöhe hE des in Maschinenrichtung vorderen CD-Absaugungsspaltes 23.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen (1) aus Endlosfilamenten (2), insbesondere Endlosfilamenten (2) aus thermoplastischem Kunststoff, wobei eine Spinnerette (3) zum Erspinnen der Filamente, eine Kühleinrichtung (6) zum Kühlen der ersponnenen Filamente sowie eine Verstreckvorrichtung (16) zum Verstrecken der Filamente vorgesehen ist, wobei zwischen Kühleinrichtung (6) und Verstreckvorrichtung (16) ein Zwischenkanal (10) angeordnet ist, wobei der Zwischenkanal (10) die Kühleinrichtung (6) und einen Unterziehkanal (15) der Verstreckvorrichtung (16) unmittelbar miteinander verbindet,
    wobei der Zwischenkanal (10) zumindest zwei in Strömungsrichtung der Filamente hintereinander bzw. untereinander angeordnete konvergierende Kanalabschnitte (11, 12) aufweist,
    wobei der in Strömungsrichtung der Filamente erste bzw. obere Kanalabschnitt (11) eine geringere Länge aufweist als der in Strömungsrichtung der Filamente zweite bzw. untere Kanalabschnitt (12),
    wobei das Verhältnis der Einlaufbreite BE zur Auslaufbreite BA des ersten oberen Kanalabschnittes (BE/BA) 1,5 bis 5,5, bevorzugt 1,5 bis 4 und sehr bevorzugt 1,8 bis 3,5 beträgt und wobei das Verhältnis der Einlaufbreite bE zur Auslaufbreite bA des zweiten unteren Kanalabschnittes (bE/bA) 1,2 bis 4, bevorzugt 1,2 bis 3,3, sehr bevorzugt 1,4 bis 3 beträgt,
    wobei das Verhältnis BE/BA größer ist als das Verhältnis bE/bA oder gleich dem Verhältnis bE/bA ist
    und wobei das Aggregat aus Kühleinrichtung (6), Zwischenkanal (10) und Verstreckvorrichtung (16) als geschlossenes Aggregat ausgebildet ist und wobei außer der Zufuhr der Kühlluft in der Kühleinrichtung (6) keine weitere Luftzufuhr in dieses geschlossene Aggregat stattfindet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis der Länge L des ersten oberen Kanalabschnittes (11) zur Länge l des zweiten unteren Kanalabschnittes (L/l) 1 : 3 bis 1 : 20, zweckmäßigerweise 1 : 6 bis 1 : 12, vorzugsweise 1 : 6 bis 1 : 10 und bevorzugt 1 : 7 bis 1 : 9 beträgt.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Öffnungswinkel α zwischen einer oberen Kanalwand (13) des ersten bzw. oberen Kanalabschnittes (11) und einer durch den Zwischenkanal (10) verlaufenden zentralen Mittelebene M 25 ° bis 60 °, bevorzugt 30 ° bis 55 ° und sehr bevorzugt 35 ° bis 50 ° beträgt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Öffnungswinkel β zwischen einer unteren Kanalwand (14) des zweiten bzw. unteren Kanalabschnittes (12) und einer durch den Zwischenkanal (10) verlaufenden zentralen Mittelebene M 0,25 ° bis 12 °, bevorzugt 0,3 ° bis 8 ° und sehr bevorzugt 0,4 ° bis 6 ° beträgt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Produkt aus dem Verhältnis BE/BA und der Länge L des ersten bzw. oberen Kanalabschnittes (11) 200 bis 500, vorzugsweise 250 bis 450, bevorzugt 300 bis 400 und sehr bevorzugt 320 bis 390 beträgt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Produkt aus dem Verhältnis bE/bA und der Länge l des zweiten unteren Kanalabschnittes (12) 1600 bis 3250, vorzugsweise 1800 bis 3250, bevorzugt 2000 bis 2900 und sehr bevorzugt 2100 und 2800 beträgt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verhältnis der Einlaufbreite BE des ersten oberen Kanalabschnittes (11) zur Gesamtlänge LG des Zwischenkanals (10) 0,15 bis 0,30, vorzugsweise 0,18 bis 0,30, bevorzugt 0,20 bis 0,28 und sehr bevorzugt 0,21 bis 0,27 beträgt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei im Bereich der Spinnerette (3) bzw. unterhalb der Spinnerette (3) zumindest eine Monomerabsaugungsvorrichtung (5) zur Absaugung von beim Spinnprozess entstehenden Gasen angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Monomerabsaugungsvorrichtung (5) mit der Maßgabe eingerichtet ist, das an gegenüberliegenden Seiten des Spinnfeldes bzw. des Filamentstromes - insbesondere an quer zur Maschinenrichtung orientierten gegenüberliegenden Seiten des Spinnfeldes - unterschiedliche Volumenströme an Gas / Gasen absaugbar sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kühleinrichtung (6) zumindest zwei hintereinander bzw. übereinander angeordnete Kabinenabschnitte (7, 8) aufweist, aus denen Kühlluft mit unterschiedlichem konvektiven Wärmeabfuhrvermögen, insbesondere Kühlluft mit unterschiedlicher Temperatur in den Filamentströmungsraum eintreten kann.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Filamente nach der Verstreckvorrichtung (16) und vor der Ablage auf einer Ablageeinrichtung durch zumindest einen Diffusor (17, 18) führbar sind.
  12. Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen aus Endlosfilamenten, insbesondere aus Endlosfilamenten aus thermoplastischem Kunststoff - insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 -, wobei die Filamente mittels einer Spinnerette ersponnen werden, wobei die ersponnenen Filamente in einer Kühleinrichtung gekühlt werden und daraufhin durch einen Zwischenkanal geführt werden sowie im Anschluss daran durch einen Unterziehkanal und wobei die Filamente auf eine Ablageeinrichtung zum Spinnvlies abgelegt werden,
    wobei der Zwischenkanal (10) die Kühleinrichtung (6) und den Unterziehkanal (15) der Verstreckvorrichtung (16) unmittelbar miteinander verbindet,
    wobei das Aggregat aus Kühleinrichtung (6), Zwischenkanal (10) und Verstreckvorrichtung (16) als geschlossenes Aggregat ausgebildet ist und wobei außer der Zufuhr der Kühlluft in der Kühleinrichtung (6) keine weitere Luftzufuhr in dieses geschlossene Aggregat stattfindet,
    wobei der Zwischenkanal zumindest zwei in Strömungsrichtung der Filamente hintereinander bzw. untereinander angeordnete konvergierende Kanalabschnitte aufweist, wobei das Ausmaß der Konvergenz bei den beiden Kanalabschnitten unterschiedlich ist, wobei die Länge der beiden konvergierenden Kanalabschnitte verschieden ist, wobei das Verhältnis der Einlaufbreite BE zur Auslaufbreite BA des ersten oberen Kanalabschnittes (BE/BA) größer ist als das Verhältnis der Einlaufbreite bE zur Auslaufbreite bA des zweiten unteren Kanalabschnittes (bE/bA) und wobei das Verhältnis der Einlaufbreite bE zur Auslaufbreite bA des zweiten unteren Kanalabschnittes (bE/bA) 1,2 bis 4, bevorzugt 1,2 bis 3,3, und sehr bevorzugt 1,4 bis 3 beträgt
    und wobei die Filamente mit einem Durchsatz von 100 bis 350 kg/h/m, vorzugsweise mit einem Durchsatz von 150 bis 320 kg/h/m, bevorzugt mit einem Durchsatz von 180 bis 300 kg/h/m und sehr bevorzugt mit einem Durchsatz von 200 bis 300 kg/h/m hergestellt werden.
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