连续制造无纺织物料幅的设备的制作方法

专利名称：连续制造无纺织物料幅的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连续制造由气动拉伸的热塑性塑料长丝构成的纺粘型无纺织物料幅的设备，它包括喷丝头、其中可引入来自供气舱用于冷却长丝的作业空气的冷却室、含有底托通道的拉伸单元、以及用于将长丝堆叠成无纺织物料幅的堆叠装置。术语作业空气指的是冷却长丝用的冷却空气。
为了解决此技术问题，本发明提供的一种前言所述类型的设备，其特征在于，设在冷却室旁的供气舱再分成至少两个舱段，由这两个舱段可供给不同温度的作业空气。在本发明的范围内，供气舱由至少两个垂直地彼此上下排列的舱段组成。恰当地仅设两个垂直地彼此上下排列的舱段。按本发明特别优选的实施形式，从第一个舱段可供给温度在15℃与75℃之间的，优选在18℃与70℃之间的作业空气，以及从第二个舱段可供给温度在15℃与38℃之间的，优选在18℃与35℃之间的作业空气。恰当地，第一和第二个舱段垂直地彼此上下排列，以及在这里第一个舱段构成上部舱段，以及第二个舱段构成下部舱段。在本发明的范围内，从上部舱段供给的空气有比从下部舱段供给的空气高的温度。但原则上从上部舱段供给的空气也可以有比从下部舱段供给的空气低的温度。优选地，在每个舱段上至少连接一台用于供给作业空气的鼓风机，在本发明的范围内，每个舱段的温度可以调节。仍在本发明的范围内，可以调整各舱段所供气流的体积流量。通过调整尤其上部舱段的体积流量和温度，可以减少长丝的冷却，使得允许更高的长丝速度以及能纺出更纤细的长丝。
在由先有技术已知的设备中，供气舱通常称送风舱(Anblaskabine)。在这些设备中实施用空气向长丝或丝束有目的地送风。在本发明的范围内，在按本发明的设备中不进行长丝或丝束的送风。确切地说，作业空气被长丝或长丝帘吸入。换句话说，丝束抽吸它所需要的作业空气。在本发明的范围内，冷却室相当于一个从动系统，在该系统内不发生长丝的送风，而仅仅进行从舱段抽吸作业空气。围绕着一根根长丝分别同心地形成一空气边界层，以及基于此边界层的结构，长丝或丝束吸入作业空气。边界层保证长丝彼此有一足够的间距。因此取消了主动送风，这就能有效地保证长丝没有产生干扰性偏斜的可能性，以及不发生长丝彼此有害的相对运动。在冷却室与舱段之间恰当地设蜂窝式整流器。
基于本发明的冷却室设计或将供气舱分成舱段的设计，以及由于有可能供给不同温度或不同体积流量的气流，因而可以达到“纺丝、冷却”区与“拉伸、底托”区有效分离或去耦。换句话说，在拉伸单元内的压力改变对冷却室内部状况的影响，采用按本发明的措施后基本上得到了补偿。这种气动去耦通过后面涉及的另一些按本发明的特征进一步得到支持或促进。
设备的纺丝头有排出长丝的喷口。按在本发明的范围内有特别重要意义的一种特别优选的实施形式，在喷丝头中央的喷丝头喷口彼此的间距大于在外部区内的。也就是说，在喷丝头喷丝板内喷口的间隙从外向中心方向逐步增大。采用喷口的这种结构，可以十分有效地保证长丝之间有足够的最小距离。
在本发明的范围内，供气舱设置为离喷丝头的喷丝板有一间距；以及恰当地供气舱设在喷丝板下方几厘米处。按本发明的一种特别优选的实施形式，在喷丝板与供气舱之间设一单体吸除装置。此单体吸除装置从直接在喷丝板下方的长丝形成腔抽吸空气，由此达到可从设备去除在聚合物长丝之外排出的烧毛(Gase)，如单体、低聚物、分解产物等。此外，借助单体吸除装置可以控制在喷丝板下方的气流，要不然由于随遇状态气流不可能是稳定的。单体吸除装置恰当地有一抽吸室，优选地至少一台抽风机与抽吸室连接。优选地，抽吸室朝长丝形成腔方向在其下部区内有第一抽吸缝。按特别优选的实施形式，抽吸室在其上部区还有第二抽吸缝。通过此第二抽吸缝的抽吸，有效地达到不会在喷丝板与抽吸室之间的区域内形成有害的紊流。恰当地，用单体吸除装置抽吸的体积流量是可调的。
在本发明的范围内，在冷却室与拉伸单元之间设一中间通道，该中间通道从冷却室出口到拉伸单元底托通道的进口之间在垂直剖面内呈楔形聚合。恰当地，中间通道到底托通道的进口在垂直剖面内楔形地聚合到底托通道的进口宽度。优选地，可调整中间通道不同的斜角。在本发明的范围内，中间通道的几何尺寸是可变的，以便能提高空气速度。以此方式可以避免在高温时出现不希望的长丝松弛。
本发明以下列认识为基础只要落实按本发明的措施，便可以有效地解决上述技术问题，并能出人意料地尤其提高长丝速度和长丝纤度。其结果是获得视觉上高质量的无纺织物。此外，本发明以下列认识为基础为了解决此技术问题，要求长丝的冷却与长丝的拉伸气动去耦；以及，气动去耦可通过落实上述按本发明的特征达到。为此，本发明的关键首先在于按本发明设计冷却室和供气舱，以及要供给的空气不同的温度和体积流量有调节的可能性。但为了气动去耦，上述另一些按本发明的措施也是有贡献的。在本发明的范围内做到了，长丝冷却在工作上可靠地与长丝拉伸去耦或气动去耦。在这里，气动去耦指的是，尽管在拉伸单元内的压力变化影响冷却室内的状况，但通过在分开的供气装置内调整的可能性，可基本上补偿对长丝的这种影响。
在本发明的范围内，在拉伸单元上连接一个具有至少一个扩散器的铺设单元。优选地，此铺设单元或扩散器设计为多级，优选两级。按本发明特别优选的实施形式，铺设单元由第一扩散器和与之相连的第二扩散器组成。优选地在第一和第二扩散器之间设一环境空气进气缝。在第一扩散器内，导致减小在底托通道末端为长丝拉伸所必要的高的空气速度。由此造成明显的压力恢复。优选地，在第一扩散器下部发散区内的张角α可无级调整。为此，第一扩散器发散的侧壁可以回转。发散侧壁的这种可调性可相对于第一扩散器中间平面对称或不对称地进行。在第二扩散器的始端设环境空气进气缝。基于从第一扩散器高的排出脉冲，导致通过环境空气进气缝从周围环境吸入二次空气。优选地，环境空气进气缝的宽度是可调的。在这里，优选地此环境空气进气缝调整为，被吸入的二次空气体积流量达进入的作业空气体积流量的30％。恰当地，第二扩散器的高度可调，而且优选地高度可无级调整。因此，相对于堆叠装置或相对于堆叠筛带的距离可以改变。可以看出，采用按本发明由两个扩散器组成的铺设单元，可在长丝形成区与堆叠区之间实现有效的气动去耦。
原则上也在本发明的范围内的是，按本发明的设备可有一个没有导气机构或没有扩散器的铺设单元。于是长丝空气混合物从拉伸单元排出以及没有遭遇直接在堆叠装置上或在堆叠筛带上的导气机构。此外，也在本发明的范围内的是，长丝在从拉伸单元排出后受静电影响，以及为此或通过静电场或通过动态场移动。在这种情况下长丝被充电，阻止了长丝互相接触。恰当地，长丝然后通过第二由场被推进运动，这种运动带来优化堆叠的结果。接着，可能仍附在长丝上的电荷，例如通过特殊的导电堆叠筛带和/或通过适用的放电装置从长丝导出。
在本发明的范围内，堆叠装置有一条用于无纺织物料幅的连续运动的堆叠筛带，并有至少一个设在堆叠筛带下方的抽吸装置。此至少一个的抽吸装置优选地设计为抽风机。恰当地，在这里涉及一种可控制和/或可调的抽风机。按本发明的特别优选的实施形式，沿堆叠筛带的运动方向至少连续设置三个抽吸区，其中，主抽吸区设在无纺织物料幅的堆叠区内，第一抽吸区设在堆叠区之前，以及第二抽吸区设在堆叠区之后。因此，第一抽吸区沿生产方向设在堆叠区之前或主抽吸区之前，而第二抽吸区沿生产方向设在堆叠区或主抽吸区之后。恰当地，主抽吸区通过相应的壁与第一抽吸区和与第二抽吸区分开。优选地，主抽吸区的壁设计为喷嘴状。在本发明的范围内，在主抽吸区内的抽吸速度比在第一抽吸区内和在第二抽吸区内的大。
采用按本发明的设备，与前言说明的由先有技术已知的设备相比，显著提高了长丝速度和长丝纤度。因此可以达到更大的长丝生产能力和获得具有更纤细的纤度的长丝。可以无困难地将纤度减小到显著小于1的值。按本发明的设备适用于宽的应用范围，尤其还适用于聚酯长丝。采用按本发明的设备可以生产非常均匀的无纺织物，它们以视觉上的高质量为特征。
图2表示设备中按本发明的冷却室2和设在冷却室2旁的供气舱8。在本实施例中，供气舱8再分为上部舱段8a和下部舱段8b。从这两个舱段8a、8b可供不同温度的作业空气。恰当地以及在此实施例中，温度在18℃与70℃之间的作业空气从上部舱段8a进入冷却室。优选地，温度在18℃与35℃之间的作业空气从下部舱段8b进入冷却室2。优选地，从上部舱段8a排出的作业空气的温度高于从下部舱段8b排出的作业空气的温度。但原则上从上部舱段8a排出的作业空气也可以有比从下部舱段8b排出的作业空气低的温度。此外，作业空气被从喷丝头1排出的图中未表示的长丝吸入。恰当地和在本实施例中，在舱段8a、8b上分别连接一供作业空气用的鼓风机9a、9b。在本发明的范围内，所供作业空气的体积流量是可调的。按本发明，进入上部舱段8a或进入下部舱段8b的作业空气的温度也是可调的。在本发明的范围内，舱段8a、8b既设在冷却室2的右边也设在其左边。舱段8a、8b的左半部同样与相应的鼓风机9a、9b相连。
尤其由图2可见，在喷纱头1的喷丝板10与供气舱8之间设一单体吸除装置27，借助它可从设备除去在纺丝过程中产生的会带来干扰的烧毛。单体吸除装置27有一抽吸室28和一台与抽吸室28连接的抽风机29。在抽吸室28的下部区内设第一抽吸缝30。按本发明，除此之外还附加地在抽吸室28的上部区内设第二抽吸缝31。恰当地以及在本实施例中，第二抽吸缝31设计得比第一抽吸缝30窄。按本发明采用附加的第二抽吸缝31，避免了在喷丝板10与单体吸除装置27之间有害的紊流。
由

图1可以看出，从冷却室2的出口到拉伸单元4底托通道5进口的中间通道3在此垂直剖面内呈楔形聚合，而且恰当地和在本实施例中聚合到底托通道5的进口宽度。按本发明特别优选的实施形式，中间通道3不同的斜角是可调的。优选地和在本实施例中，底托通道5朝铺设单元6的方向在此垂直剖面内呈楔形聚合。在本发明的范围内底托通道5的通道宽度是可调的。
尤其由图3可见，铺设单元由第一扩散器13和与之相连的第二扩散器14组成，以及，在第一扩散器13与第二扩散器14之间设环境空气进气缝15。图3表示，每个扩散器13、14包括一上收敛部分和一下发散部分。因此，每个扩散器13、14在上收敛部分与下发散部分之间有一个最狭窄的部位。在第一扩散器13中，这导致减小在拉伸单元4末端处用于长丝拉伸必要的高的空气速度。由此造成明显的压力恢复。第一扩散器13有一发散区32，它的侧壁16、17活瓣式地可以调整。以此方式可调整发散区32的张角α。恰当地，张角α在0.5与3°之间，优选1°或1°左右。张角α优选地可无级调整。侧壁16、17的调整既可相对于中面M对称地进行，也可不对称地进行。
第二扩散器14的始端通过环境空气进气缝15按引射原理吸入二次空气。基于从第一扩散器13排出的作业空气高的排出脉冲，将二次空气从周围环境通过环境空气进气缝15吸入。环境空气进气缝15的宽度，恰当地和在本实施例中是可调的。第二扩散器14的张角β优选地也可以无级调整。此外，第二扩散器14安置成高度可调。以此方式，在扩散器14到堆叠筛带7之间的距离a可以调整。由于第二扩散器14的高度可调性和/或由于第一扩散器13在发散区32中侧壁16、17的可调性，所以环境空气进气缝15的宽度可以调整。在本发明的范围内，环境空气进气缝15调整为使二次空气进行切向入流。此外，在图3中表示了铺设单元6的几个特征尺寸。中面M与第一扩散器13的侧壁16、17之间的距离S2，恰当地为0.8S1至2.5S1，在这里S1等于在第一扩散器13最狭窄部位处中面M离侧壁的距离。在第二扩散器14最狭窄部位处，中面M到侧壁的距离S3优选地为0.5S2至2S2，中面M到第二扩散器14的侧壁下棱边的距离S4为1S2或10S2。长度L2的值为1S2至15S2。至于环境空气进气缝15的宽度，则可以是不同的可变值。
在本发明的范围内，由冷却室2、中间通道3、拉伸单元4和铺设单元6组成的机组，除空气吸入冷却室2和空气在环境空气进气缝15处进入外，构成一个闭合的系统。
图4表示用于未表示的无纺织物料幅的连续运动的堆叠筛带7。优选地和在本实施例中，沿堆叠筛带7的运动方向连续排列三个抽吸区18、19、20。在无纺织物料幅的堆叠区内设一主抽吸区19。第一抽吸区18设在堆叠区之前或主抽吸区19之前。第二抽吸区20连接在主抽吸区19之后。原则上可为每个抽吸区18、19、20配设一单独的抽风机。但也属本发明的范围的是，只采用一台抽风机，以及，在抽吸区18、19、20内各自的抽吸状况借助调整机构和节流机构调整。第一抽吸区18以壁21和22为界。第二抽吸区20以壁23和24为界。优选地和在本实施例中，主抽吸区19的壁22、23构成一种喷嘴的轮廓形状。在主抽吸区19内的抽吸速度，恰当地高于在第一抽吸区18和在第二抽吸区20内的抽吸速度。在本发明的范围内，在主抽吸区19内的抽吸功率可与在第一抽吸区18和在第二抽吸区20内的抽吸功率无关地加以控制和/或调整。第一抽吸区18的任务是，排出随堆叠筛带7供入的空气量，以及使在朝主抽吸区19的边界处的流动矢量与堆叠筛带7成正交地定向。此外，第一抽吸区18还用于将在这里已堆叠好的长丝工作可靠地保持在此堆叠筛带7上。在主抽吸区19内，随长丝流动的空气应能无阻碍地流出，所以无纺织物可工作可靠地堆叠。连接在主抽吸区19后面的第二抽吸区20用于使堆叠好的无纺织物能安全输送地固定在堆叠筛带7上。在本发明的范围内，至少一部分第二抽吸区20沿堆叠筛带7的输送方向设在压辊对33之前。恰当地，至少第二抽吸区20长度的三分之一，优选地至少第二抽吸区20长度的一半，就输送方向而言处于压辊对33之前。
权利要求
1.一种连续制造由气动拉伸的热塑性塑料长丝构成的纺粘型无纺织物料幅的设备，包括喷丝头(1)、其中可引入来自供气舱(8)用于冷却长丝的作业空气的冷却室(2)、含有底托通道(5)的拉伸单元(4)以及包括用于将长丝堆叠成无纺织物料幅的堆叠装置，其特征为设在冷却室(2)旁的供气舱(8)再分成至少两个舱段(8a、8b)，由这两个舱段可分别供给不同温度的作业空气。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征为从第一个舱段(8a)可供给温度在15℃与75℃之间的、优选在18℃与70℃之间的作业空气；以及，从第二个舱段(8b)可供给温度在15℃与38℃之间的、优选在18℃与35℃之间的作业空气。
3.按照权利要求1或2之一所述的设备，其特征为在喷丝头(1)中央的喷丝头(1)喷口(9)彼此的间距，大于在外部区内的。
4.按照权利要求1至3之一所述的设备，其特征为在喷丝头(1)与供气舱(8)之间设一单体吸除装置(27)，用于吸除在喷丝过程中形成的烧毛。
5.按照权利要求1至4之一所述的设备，其特征为在冷却室(2)与拉伸单元(4)之间设一中间通道(3)，该中间通道(3)从冷却室(2)出口到拉伸单元(4)的底托通道(5)进口在垂直剖面内呈楔形聚合；以及，中间通道(3)不同的斜角是可调的。
6.按照权利要求1至5之一所述的设备，其特征为一个具有至少一个扩散器(13、14)的铺设单元(6)与拉伸单元(4)相连。
7.按照权利要求6所述的设备，其特征为铺设单元(6)由一个第一扩散器(3)和一个与之相连的第二扩散器(14)组成；以及，在第一扩散器(13)与第二扩散器(14)之间设一环境空气进气缝(15)。
8.按照权利要求1至7之一所述的设备，其特征为堆叠装置有一条用于无纺织物料幅的连续运动的堆叠筛带(7)，并有至少一个设在堆叠筛带(7)下方的抽吸装置。
9.按照权利要求8所述的设备，其特征为沿堆叠筛带(7)的运动方向至少连续设置三个彼此隔开的抽吸区，其中，主抽吸区(19)设在无纺织物料幅的堆叠区内，第一抽吸区(18)设在堆叠区之前，以及第二抽吸区(20)设在堆叠区之后。
10.按照权利要求9所述的设备，其特征为主抽吸区(19)的抽吸功率可与第一抽吸区(18)和第二抽吸区(20)内的抽吸功率无关地调整。
全文摘要
本发明涉及一种连续制造由气动拉伸的热塑性塑料长丝构成的纺粘型无纺织物料幅的设备，它包括喷丝头和冷却室，在冷却室中可引入来自供气舱用于冷却长丝的作业空气。此设备还有一个含有底托通道的拉伸单元和用于将长丝堆叠成无纺织物料幅的堆叠装置。设在冷却室旁的供气舱再分成至少两个舱段。由这两个舱段可分别供给温度不同的作业空气。
文档编号D04H3/16GK1441104SQ02121789
公开日2003年9月10日 申请日期2002年5月31日 优先权日2002年2月28日
发明者汉斯-格奥尔格·赫斯, 德特勒夫·弗赖, 彼得·施拉克 申请人:赖芬豪泽机械工厂股份有限公司