DE4332345C2 - Verfahren und Vliesblasanlage zur Herstellung von einem Spinnvlies mit hoher Filamentgeschwindigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von einem Spinnvlies aus thermoplastischem Kunststoff mit hoher Filamentgeschwindigkeit in einer Vliesformanlage, bei dem aus einer Spinndüsenanordnung ein Filamentvorhang aus thermoplastifizierten Filamenten austritt und der Filamentvorhang durch eine Kühleinrichtung mit Kühlluft-Druckkammer geführt sowie mit der Kühlluft in eine Ausblaseinrichtung eingeführt wird und bei der der Filamentvorhang nach dem Austritt aus der Ausblasein­ richtung und Passieren einer Vliesbildungszone in einer Vliesablegeeinrichtung als Spinnvlies auf einem Ablege­ förderband abgelegt wird. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Vliesformanlage, die für das Verfahren geeignet ist.

Bei dem bekannten Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht (DE 34 00 874 C1), tritt der Filamentvorhang nach dem Austritt aus der Kühleinrichtung unmittelbar in die Ausblaseinrichtung ein, die zusätzlich Außenluft aufnehmen kann, jedoch keine Jetstrahlen ausbildet. Jetstrahlen bezeichnet "Luftstrahlen" geringen Querschnitts mit hohem Impuls. In der Ausblaseinrichtung strömt bei den bekannten Maßnahmen vielmehr ein großvolumiger Ausblasluftstrom als Verstreckungsstrom. Das verlangt große Prozeßluftmengen­ ströme und entsprechende Drücke, wenn hohe Filament­ geschwindigkeiten erzeugt werden sollen. Das ist aufwendig. Es sind keine Maßnahmen vorgesehen, die sicherstellen, daß die Filamente des Filamentvorhanges vollständig gekühlt in die Ausblaseinrichtung gelangen. Das führt zu Schwankungen in bezug auf die Filamentabzugsgeschwindigkeit und damit auf den Verstreckungsgrad der einzelnen Filamente. Im Rahmen der vorstehend beschriebenen bekannten Maßnahmen wird mit einer Vliesformanlage gearbeitet, die eine Spinndüsenanordnung, aus der thermoplastifizierte Filamente als Filamentvorhang austreten, eine Kühleinrichtung mit Kühlluft-Druckkammer, die für einen Kühlluftdruck von unter 3 bar ausgelegt ist, mit einer Ausblaseinrichtung mit Ausblas-Engspalt und einer Vliesablegeeinrichtung mit Ablegeförderband gearbeitet. - Ähnlich wie vorstehend beschrieben liegen die Verhältnisse bei einer Vliesformanlage, bei der in Laufrichtung des Filamentvorhanges an die Kühleinrichtung eine Prozeßluft­ kammer anschließt, die in Laufrichtung des Filamentvor­ hanges in einen im Querschnitt venturidüsenartig gestal­ teten Verstreckschacht übergeht (DE 40 14 413 A1).

Außerdem ist es bekannt (DE 35 41 127 A1), die aus der Spinndüsenanordnung einer Vliesformanlage austretenden Filamente gleichsam gebündelt über ein Filamentabzug- Düsensystem mit Zuführung von Druckluft hoher Geschwindig­ keit über ein langes Filamentabzugsrohr in ein Filament­ führungsrohr einzuführen, an dessen Mündung sich eine Spreizdüse befindet, in die unter Druck stehende Spreizluft eingeführt wird, wobei eine besondere Druckabstimmung der verschiedenen Luftströme erfolgt. Die Filamentabzugskraft wird hauptsächlich mit Hilfe des Filamentabzug-Düsensystems und der daraus austretenden Luft hoher Geschwindigkeit in dem Filamentabzugsrohr erzeugt. Eine vorgeschaltete Kühl­ einrichtung ist nicht vorgesehen. Die wegen der Verwendung von Rohren erforderliche Bündelung der Filamente, die über eine Spreizdüse wieder aufgehoben werden muß, stört die Gleichverteilung der Filamente im Spinnvlies.

Der Erfindung liegt, ausgehend von den eingangs beschriebenen Maßnahmen, das technische Problem zugrunde, mit kleinen Prozeßluftmengenströmen hohe und wohldefinierte Filamentgeschwindigkeiten von über 3000 m/min und sogar über 5000 m/min und entsprechend wohldefinierte Verstreckungen zu erzielen. Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Filamentvorhang nach dem Austritt aus der Kühleinrichtung in einen Zwischenkanal eingeführt wird, der zwischen der Kühleinrichtung und der Ausblaseinrichtung angeordnet ist, daß der gekühlte Filamentvorhang nach dem Austritt aus dem Zwischenkanal in die Ausblaseinrichtung eingeführt wird, daß in der Ausblaseinrichtung der Filamentvorhang zusätzlich mit Jetstrahl-Treibluft, die aus Düsen mit einem Druck von 5 bis 20 bar austritt, beaufschlagt wird, und daß durch die Strömungsenergie der Jetstrahl-Treibluft die Filamentgeschwindigkeit auf einen Wert von über 3000 m/min eingestellt wird. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird die Filamentgeschwindigkeit durch die Jetstrahl-Treibluft auf über 5000 m/min eingestellt.

Bei der Herstellung von einem Spinnvlies aus thermoplastischem Kunststoff ist es zur Erzeugung hoher Filamentgeschwindigkeiten an sich bekannt, mit besonderen Treibluftdüsen zu arbeiten (DE-OS 19 50 669). Das sind zweiteilige Düsen mit im Querschnitt grundsätzlich kreisförmigen Düsenkanälen, bei denen in das obere Düsen­ teil die Filamente und mit Überschallgeschwindigkeit strömende Treibluft eingeführt werden. Ein unteres Düsenteil, welches als Expansionskammer funktioniert, schließt sich an. In dieses untere Düsenteil wird Sekundärluft eingeführt. Auf diese Weise soll eine gleichmäßige Filamentverteilung im Spinnvlies erreicht werden. Eine besondere Kühleinrichtung, die sicherstellt, daß in diese Treibluftdüsen fertiggekühlte Filamente eintreten, ist nicht vorgesehen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß im grund­ sätzlichen Aufbau bekannte Vliesformanlagen mit beachtlich erhöhter Fadengeschwindigkeit betrieben werden können, wenn entsprechende Zugkräfte an dem bereits gekühlten Filamentvorhang und damit an den einzelnen Filamenten angreifen. Das ist überraschenderweise mit Hilfe von Jetstrahl-Treibluft möglich, wenn diese in der Ausblasein­ richtung an dem Filamentvorhang bzw. an den Filamenten angreift und wenn die Strömungsenergie der Jetstrahl-Treibluft entsprechend eingerichtet wird. Letzteres kann unschwer erreicht werden, wenn der Jetstrahl aus unter hohem Druck stehender Treibluft sich entwickelt. Der erforderliche Mengenstrom für diese Treibluft ist verhältnismäßig klein. Der zusätzliche Aufwand, der erforderlich ist, um in der beschriebenen Weise mit Hilfe von Jetstrahl-Treibluft die Fadengeschwindigkeit der Filamente zu erhöhen, ist gering. Die Fadengeschwindigkeit kann ohne Schwierigkeiten in weiten Bereichen vorgegeben und gesteuert werden. Wollte man durch Erhöhung des Kühlluft-Mengenstromes der Kühleinrichtung eine so große Luftgeschwindigkeit erreichen, daß eine Fadengeschwin­ digkeit sich einstellt, die mit der erfindungsgemäß erreichbaren vergleichbar ist, so müßte ein sehr großer Aufwand betrieben werden. Der Druck der Kühlluft müßte wesentlich erhöht werden. Alle kühlluftführenden Teile und Dichtungen, insbes. im Spinnbereich, müßten stärker ausge­ führt werden. Der vergrößerte Mengenstrom der Kühlluft müßte den thermodynamischen Prozeßparametern entsprechend behandelt werden, was aufwendige apparative Maßnahmen verlangt. Demgegenüber lassen sich die für die Lehre der Erfindung erforderlichen Maßnahmen auf einfache Weise und mit geringem Aufwand verwirklichen, weil nur kleine zusätzliche Mengenströme erforderlich sind, die mit einer Hochdruckpumpe einfach erzeugt werden können.

Zur Lösung des vorstehend angegebenen Problems ist Gegen­ stand der Erfindung auch eine Vliesformanlage für die kontinuierliche Formung von bahnförmigem Spinnvlies aus thermoplastischem Kunststoff, - mit Spinndüsenanordnung, aus der thermoplastifizierte Filamente als Filamentvorhang austreten, Kühleinrichtung mit Kühlluft-Druckkammer, die für einen Kühlluftdruck von unter 3 bar ausgelegt ist, Ausblaseinrichtung mit Ausblas-Engspalt und Vliesablegeein­ richtung mit Ablegeförderband. Diese Vliesformanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kühleinrichtung und Ausblaseinrichtung ein Zwischenkanal angeordnet ist, daß die Kühlluft aus dem Zwischenkanal in den Ausblas-Engspalt eintritt und daß die Ausblaseinrichtung zusätzlich eine Einführungseinrichtung für die Jetstrahleinführung von unter Hochdruck stehender Treibluft in den Ausblas-Engspalt aufweist, die zusammen mit Kühlluft und den Filamenten ablegeförderbandseitig aus dem Ausblas-Engspalt austritt. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist bei dieser Vliesformanlage die Kühleinrichtung für einen Kühlluftdruck von 0,05 bis 1 bar und die Einführungseinrichtung für die Jetstrahleinführung für einen Druck von 5 bis 20 bar, vorzugsweise von etwa 15 bar, ausgelegt. Die Gestaltung der Einführungseinrichtung selbst ist weitgehend beliebig. Bewährt hat sich eine Ausführungsform, bei der die Einführungseinrichtung für die Jetstrahleinführung der Treibluft beidseits des Ausblas-Engspaltes angeordnete Verteilerkanäle für die Treibluft aufweist, von denen schräg nach unten weisende Jetstrahlschlitze ausgehen, die in den Ausblas-Engspalt einmünden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Vliesformanlage,

Fig. 2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1 und Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 2.

Die in den Figuren dargestellte Vliesformanlage ist für die kontinuierliche Formung von bahnförmigem Spinnvlies 1 aus thermoplastischem Kunststoff bestimmt. Zum grundsätz­ lichen Aufbau gehören eine Spinndüsenanordnung 2, aus der thermoplastifizierte Filamente als Filamentvorhang 3 aus­ treten, eine Kühleinrichtung 4 mit Kühlluft-Druckkammer 5, die für einen Kühlluftdruck von unter 3 bar ausgelegt ist, eine Ausblaseinrichtung 6 mit Ausblas-Engspalt 7 für den gekühlten Filamentvorhang 3, ein Zwischenkanal 8 zwischen Kühleinrichtung 4 und Ausblaseinrichtung 6 sowie eine Vliesablegeeinrichtung 9 mit Ablegeförderband 10. Die Kühlluft tritt über den Zwischenkanal 8 in den Ausblas- Engspalt 7 ein. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß die Ausblaseinrichtung 6 zusätzlich eine Einführungseinrichtung 11 für die Jet­ strahleinführung von unter Hochdruck stehender Treibluft in den Ausblas-Engspalt 7 aufweist, die zusammen mit der Kühlluft und den Filamenten ablegeförderbandseitig aus dem Ausblas-Engspalt 7 austritt.

Im Ausführungsbeispiel mag die Kühleinrichtung 4 für einen Kühlluftdruck von 0,05 bis 1 bar ausgelegt sein. Demgegen­ über mag die Einführungseinrichtung 11 für die Jetstrahl­ einführung ausgelegt sein für einen Druck der Treibluft von unter 5 bis 20 bar, vorzugsweise von etwa 15 bar. Es versteht sich, daß in dem Ausblas-Engspalt infolge der Querschnittsverengung eine Beschleunigung der austretenden Luft stattfindet, die die Filamente mitreißen.

Insbes. aus der Fig. 2 entnimmt man, daß die Einführungs­ einrichtung 11 für die Jetstrahleinführung der Treibluft beidseits des Ausblas-Engspaltes 7 angeordnete Verteiler­ kanäle 12 für die Treibluft aufweist, von denen schräg nach unten weisende Jetstrahlschlitze 13 ausgehen, die in den Ausblas-Engspalt 7 einmünden. Die Verteilerkanäle 12 und die davon ausgehenden Jetstrahlschlitze 13 sind in der Ausführungsform nach Fig. 2 im Eingangsbereich des Ausblas-Engspaltes 7, einander gegenüberliegend, ange­ ordnet. Die Fig. 3 zeigt, daß die Verteilerkanäle 12 und die Jetstrahlschlitze 13 auch im Ausgangsbereich des Ausblas-Engspaltes 7 angeordnet sein können. Im Ergebnis wird erreicht, daß der gekühlte Filamentvorhang 3 in der Ausblaseinrichtung 6 zusätzlich mit Jetstrahl-Treibluft beaufschlagt wird. Durch die Strömungsenergie der Jetstrahl-Treibluft kann die Fadengeschwindigkeit auf vorgegebene Werte eingestellt werden. Das kann bei der Einrichtung der Anlage oder, im Bedarfsfall, auch betriebsmäßig geschehen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von einem Spinnvlies aus thermoplastischem Kunststoff mit hoher Filamentgeschwin­ digkeit in einer Vliesformanlage, bei dem aus einer Spinndüsenanordnung ein Filamentvorhang aus thermoplastifi­ zierten Filamenten austritt und der Filamentvorhang durch eine Kühleinrichtung mit Kühlluftdruck-Kammer geführt sowie mit der Kühlluft in eine Ausblaseinrichtung eingeführt wird, und bei der der Filamentvorhang nach dem Austritt aus der Ausblaseinrichtung und Passieren einer Vliesbildungszone in einer Vliesablegeeinrichtung als Spinnvlies auf einem Ablegeförderband abgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Filamentvorhang nach dem Austritt aus der Kühleinrichtung in einen Zwischenkanal eingeführt wird, der zwischen der Kühleinrichtung und der Ausblaseinrichtung angeordnet ist, daß der gekühlte Filamentvorhang nach dem Austritt aus dem Zwischenkanal in die Ausblaseinrichtung eingeführt wird, daß in der Ausblaseinrichtung der Filamentvorhang zusätzlich mit Jetstrahl-Treibluft, die aus Düsen mit einem Druck von 5 bis 20 bar austritt, beaufschlagt wird, und daß durch die Strömungsenergie der Jetstrahl-Treibluft die Filamentgeschwindigkeit auf einen Wert von über 3000 m/min eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamentgeschwindigkeit durch die Jetstrahl-Treibluft auf über 5000 m/min eingestellt wird.

3. Vliesformanlage für die kontinuierliche Herstellung von einem Spinnvlies nach einem der Ansprüche 1 oder 2, - mit Spinndüsenanordnung (2), aus der thermoplastifizierte Filamente als Filamentvorhang (3) austreten, Kühlein­ richtung (4) mit Kühlluft-Druckkammer (5), die für einen Kühlluftdruck von unter 3 bar ausgelegt ist, Ausblasein­ richtung (6) mit Ausblas-Engspalt (7) und Vliesablegeein­ richtung (9) mit Ablegeförderband (10), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kühleinrichtung (4) und Ausblaseinrichtung (6) ein Zwischenkanal (8) angeordnet ist, daß die Kühlluft aus dem Zwischenkanal (8) in den Ausblas-Engspalt (7) eintritt und daß die Ausblaseinrichtung (6) zusätzlich eine Einführungsein­ richtung (11) für die Jetstrahleinführung von unter Hochdruck stehender Treibluft in den Ausblas-Engspalt (7) aufweist, die zusammen mit der Kühlluft und den Filamenten ablegeförderbandseitig aus dem Ausblas-Engspalt (7) austritt.

4. Vliesformanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (4) für einen Kühlluftdruck von 0,05 bis 1 bar und die Einführungseinrichtung (11) für die Jetstrahl-Treibluft für einen Druck von 5 bis 20 bar, vorzugsweise von etwa 15 bar ausgelegt ist.

5. Vliesformanlage nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungseinrichtung (11) für die Jetstrahleinführung der Treibluft beidseits des Ausblas-Engspaltes (7) angeordnete Verteilerkanäle (12) für die Treibluft aufweist, von denen schräg nach unten weisende, einander gegenüberliegende Jetstrahlschlitze (13) ausgehen, die in den Ausblas-Engspalt (7) einmünden.