用于制造长丝纺粘网的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于制造长丝纺粘网的装置，其包括喷丝头、冷却室、拉伸单元和 用于将长丝铺设成纺粘网的铺设装置。本发明还涉及一种制造长丝纺粘网的方法。在本发 明的范围内的是，利用按照本发明的装置或利用按照本发明的方法按照所谓纺粘方法制造 一种纺粘网。长丝优选由热塑性塑料、优选聚丙烯并且特别优选由一种特别改性的聚丙烯 制成。另外长丝指的是连续纤维或连续长丝，其明显不同于显著较短的纺纱用的人造短纤 维。
【背景技术】
[0002] 上述类型的装置和方法由实际或由现有技术以不同的实施形式是已知的。可以例 如参见EP 1340843A1。在许多已知的装置或方法中。制成纺粘网的强度是低的并且特别是 纺粘网横向于机器方向或横向于输送方向的横向强度。另一问题是铺设的长丝的直径均匀 性。存在小的塑料集料，其不利地损害纺粘网的均匀性。此外在已知措施的范围内通常难 以制造具有高细度或小纤度的长丝。
【发明内容】
[0003] 与此相对本发明的该技术问题在于提供一种开头所述的装置，借其可以有效地和 功能可靠地避免上述缺点。本发明的技术问题还在于提供一种相应的用于制造纺粘网的方 法。
[0004] 为了解决技术问题本发明主张一种用于连续制造长丝纺粘网的装置，其包括喷丝 头；冷却室，过程空气能被输入该冷却室中以冷却长丝；在喷丝头与冷却室之间设置的单 体抽吸装置；拉伸单元；和铺设装置，用于将长丝铺设成纺粘网，冷却室分成两个冷却室部 分，过程空气能够从上部的第一冷却室部分被以体积流率V m吸向单体抽吸装置，其中过程 空气以体积流率V1从上部的第一冷却室部分排出到下部的第二冷却室部分中并且体积流 率比V sZV1S 0. 1至0. 35、优选0. 12至0. 25。体积流率有利地以m 3/s进行测量。另外术 语"过程空气"特别是说明用以冷却长丝的冷却空气。优选借助于拉伸单元以空气动力方 式拉伸长丝。
[0005] 在本发明的范围内的是，由热塑性塑料制造长丝。按推荐热塑性塑料是聚丙烯或 特别改性的以下还要说明的聚丙烯。本发明的完全特别优选的实施形式的特征在于，长丝 作为单组分长丝制造。但原则上利用按照本发明的装置也可以制造双组分长丝或多组分长 丝。
[0006] 有利地冷却室与喷丝头或与喷丝头的喷丝盘间隔开设置。如以下还要说明的，喷 丝头或喷丝盘与冷却室之间的间距按发明的特别优选的实施形式是可调节的。在喷丝头与 冷却室之间按照本发明设置单体抽吸装置。单体抽吸装置从直接在喷丝头或喷丝盘下方 的长丝形成空间中抽吸空气，由此达到，除聚合物长丝外出现的气体如单体、低分子量聚合 物、分解产物等可以从装置中去除。单体抽吸装置有利地具有抽吸室，在其上连接优选至少 一个抽吸鼓风机。按推荐抽吸室向长丝形成空间那边具有至少一个抽吸狭槽。通过该至少 一个抽吸狭槽从长丝形成空间中抽吸上述气体或空气。本发明基于这样的见解，即利用单 体抽吸装置也从上部的第一冷却室部分中抽吸过程空气而且以体积流率V M。本发明还基于 这样的见解，即如果体积流率比/'如权利要求或说明书进行设定，则可以生产具有特别 有利特性的纺粘网。如果按本发明的极其推荐的实施形式为生产长丝或为制造纺粘网使用 以下还要说明的特别的聚丙烯，则达到的优点是特别明显的。
[0007] 在本发明的范围内的是，在冷却室旁边设置进气室，其分成至少两个室部分，同时 过程空气可从上部的第一室部分输入上部的第一冷却室部分并且过程空气可从下部的第 二室部分输入下部的第二冷却室部分。对此在本发明的范围内的是，以不同的体积流率将 过程空气输入上部的第一冷却室部分和将过程空气输入下部的第二冷却室部分。有利地在 喷丝头下方设置至少两个在竖直方向上重叠设置的冷却室部分，在其中长丝被加载过程空 气。优选在竖直方向上重叠设置仅仅两个冷却室部分。在排出喷丝头的喷丝孔以后，将长 丝首先在单体抽吸装置旁边引导通过并且然后首先穿过上部的第一冷却室部分并接着穿 过下部的第二冷却室部分。
[0008] 本发明的推荐的实施形式的特征在于，过程空气以体积流率V2从下部的第二冷却 室部分中排出，并且从上部的第一冷却室部分排出的体积流率V 1对从下部的第二冷却室部 分排出的体积流率V2的体积流率比（V VV2)为0至0. 5,优选0. 05至0. 5和特别优选0. 1 至0.45。在本发明的范围内的是，将从下部的第二冷却室部分排出的长丝或从下部的第二 冷却室部分排出的过程空气输入拉伸单元。本发明的优选的实施形式的特征在于，过程空 气从上部的第一冷却室部分以速度V 1排出到下部的第二冷却室部分中，过程空气从下部的 第二冷却室部分以速度V2排出，并且速度比V /~为0. 2至0. 5,特别0. 25至0. 5并且优选 0. 3至0. 5。按合适的实施方案中，速度比力八2为0. 35至0. 45并且特别例如为0. 4。
[0009] 在本发明的范围内的是，在冷却室与拉伸单元之间设置中间通道，中间通道从冷 却室的排出口至下拉通道的进口在垂直断面内成楔形地收缩，并且优选地在垂直端面中在 下拉通道的进口处收缩到下拉通道的进口宽度。
[0010] 按照本发明的很合适的实施形式在冷却室的区域内和在冷却室与拉伸单元之间 的过渡区域内，除了在冷却室中的过程空气供给之外，不设置来自外部的空气供给。就这方 面在本发明的范围内以所谓封闭的系统工作。优选除在冷却室中供给过程空气之外，在冷 却室的区域内、在中间通道的区域内和在拉伸单元的区域内没有设置来自外部的供气。
[0011] 推荐在拉伸单元与铺设装置之间设置至少一个扩散器。这样的扩散器有利地具有 向铺设装置那边定向的发散的部分或具有发散侧壁的部分。借此便于长丝功能可靠地铺设 成无定向网。此外优选铺设装置是连续循环的铺设筛带。长丝在该铺设筛带上铺设成纺粘 网，并且该纺粘网接着有利地被压实和/或加固。特别可以在压光机中实现加固。
[0012] 本发明的一个特别优选的实施形式的特征在于，喷丝头的各喷丝孔设置成，其总 体分布或者说在整个喷丝盘上的分布是均匀的。在本发明的范围内的是，在喷丝头的中心 处各喷丝孔的间距等于在喷丝头的外部区域内的喷丝孔的间距。推荐全部在直线上或在假 想的直线上设置的各喷丝孔彼此间具有相同的间距。各喷丝孔的这样的对称的分配为解决 本发明的技术问题是特别合适的。如以上所述按照本发明的推荐的实施形式喷丝头或喷丝 盘到冷却室的间距是可调节的或可变的。为此喷丝头的竖直高度有利地是可调节的。
[0013] 为了解决该技术问题，本发明还主张一种用于连续制造热塑性塑料长丝纺粘网的 方法，借助于喷丝头吐出长丝并且长丝从单体抽吸装置旁边经过地导入冷却室，在冷却室 内利用过程空气冷却长丝，冷却室分成两个冷却室部分，将过程空气从上部的第一冷却室 部分以体积流率V m吸向单体抽吸装置，其中过程空气以体积流率V1W上部的第一冷却室部 分导入到下部的第二冷却室部分中，体积流率比V sZV1S 0. 1至0. 3、优选0. 12至0. 25,将 长丝在排出冷却室以后导入拉伸单元中并且接着将长丝在铺设装置上铺设成纺粘网。
[0014] 如以上所述作为热塑性塑料优选使用聚丙烯。按照本发明生产的长丝因此由聚丙 烯或基本上由聚丙烯构成。有利地聚丙烯是均聚物或共聚物。优选聚丙烯具有例如IOdg/ min 至 40dg/min、优选 10dg/min 至 25dg/min 并且特别优选 10dg/min 至 21. 5dg/min 的恪 体流动速率（MFR)。在本发明的范围内的是，按照标准ASTE D1238 (2. 16kg，230°C )测量熔 体流动速率。MFR以每10分钟（min)的聚合物的克（g)或以每分钟（min)的聚合物的分克 (dg)的当量来说明。
[0015] 推荐无量纲的应力比（Stress Ratio，SR)对损耗角正切（Loss Tangent，tan δ ) 的商馬特别处在〇. 6与30之间，优选处在I. 5与30之间并且特别优选处在I. 5与28之 间，R2优选是由项（SR (500/s) n Q) X 1/248 和项（tan δ X (〇. 1 弧度 /s))的商。
[0016] 有利地借助于具有小的角度（SAOS)的摆动剪切试验在190°C时实施数值R2，其中 将具有一度角的25mm圆锥体用在流度仪（例如Anton Paar股份有限公司的MCR 301)的 板轮廓上。各试验盘在本发明的范围内具有25mm的直径和Imm的厚度并且优选是通过下面 的方式可得到：通过在190°C时一分钟无压力和然后1. 5分钟在压力优选50巴下挤压球试 样并且接着5分钟在各水冷的板之间冷却。通过在190°C时保留13分钟，取消试样中的热 和/或结晶的信息。优选完成角速度范围或角频率范围500弧度/秒至0. 0232弧度/秒， 包括每10弧度6个测量点和10%的应力值，该应力值处于线性的粘弹性区中，通过应力试 验可求得该粘弹性区。在本发明的范围内在氮气氛中实施全部试验以避免试样在测量时分 解。
[0017] 在本发明的范围内的是，通过与频率相关的存储分量（G')、与频率相关的损耗 分蜃（G")和离散的柃础光遒方沣:确宙雪剪切率（ η。），该方法基于线性回归：
[0019] 其中M是离散的松弛值的数，其与试验的角速度或角频率的数值范围相关。λ』是 离散的频谱的离散的松弛时间，是相对应的剪切模量。
[0020] 在组合物的情况下，其中终端区（即G'比例于角速度的平方CO2并且G"比例于 角速度）仍未达到试验的频率范围内，从而复态粘度I η*|仍没有达到平台值，应该借助于 熔体爬行试验确定ru。由损耗分量G"和存储分量G'的商按以下公式可以算出损耗角正 切（损耗角正切，tan δ ):
[0022] 损耗角正切是熔体弹性的度量并且涉及组合物的分子特性（例如分子链长度分 配，分子缠结的密度等）。在本发明的范围内第一标准应力差（N1)在具有不变的剪切率f的 恒定的剪切时是动力学模量G'和G"按下列公式的函数：
[0024] 和G"两者涉及角频率ω，其中对于小角度摆动剪切（SAOS)和在恒定或不变 的剪切时的试验而言温度是相同的。从复态粘度I η ' I按以下公式确定平衡剪切应力 (Txy):
[0026] 标准化的复态粘度按以下等式通过存储分量和损耗分量作为频率ω的函数得 出：
[0030] 无量纲指数馬由应力比和损耗角正切的商按下列公式得出：
[0031]
[0032] 其中η。具有单位帕秒（Pa · S)。
[0033] 推荐聚丙烯具有起始温度（Tghetju流$))，其特别处于至少120°C、优选至少123°C 和特别优选至少131°C的温度流中。优选借助于通过SAOS (小振幅振荡剪切）流度通过结 晶确定起始温度。有利地将试样从熔化的状