用于制造纺粘型无纺织物的设备

摘要

本发明涉及一种用于由合成单丝制造纺粘型无纺织物的设备。该设备具有纺丝装置、冷却装置、拉伸装置、梳栉装置以及铺放装置。在此，冷却装置的冷却甬道、拉伸装置的工艺甬道以及梳栉装置的扩散器协同工作，用以引导单丝，其中，单独地给冷却甬道提供冷却空气，而给工艺甬道提供工艺空气。为了一方面实现冷却空气与工艺空气的分离，而另一方面获得单丝的均匀引导，按照本发明，在冷却甬道的单丝出口与工艺甬道的单丝入口之间形成有短的自由路段，在该自由路段中冷却空气可排出到环境中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于由合成单丝制造 纺粘型无纺织物的设备。

背景技术

为了制造纺粘型无纺织物一般已知的是，多个新挤出的合成单丝在熔 融纺丝和冷却之后共同地作为单丝帘被牵引、拉伸并且在铺放带上铺放为 纤维无纺织物。所铺放的单丝以及纺粘型无纺织物内部的由单丝产生的纤 维构型物决定该纺粘型无纺织物的物理特性。就此而言，用于纤维的纺丝、 冷却、拉伸和铺放的各个方法步骤特别是必须相互一致，以便连续产生具 有期望的特性的纺粘型无纺织物。

由文献DE 195 21 466A1得知一种设备，其中单丝在纺丝装置与铺放 装置之间被引导通过一或多或少封闭的甬道系统。因此，设置在纺丝装置 下方的冷却装置具有冷却甬道，该冷却甬道的端部通到工艺甬道/过程甬 道。给工艺甬道在朝向铺放带的端部上配设有扩散器。为了引导单丝，在 冷却甬道中使用冷却空气，该冷却空气导入到冷却甬道中用以冷却单丝； 以及在工艺甬道中使用工艺空气/过程空气，该工艺空气基本上用于拉伸和 铺放单丝。为了影响空气纤维流，在工艺甬道中设有附加的接口，以便根 据需要在工艺甬道中导入或导出辅助空气流。然而这样的辅助空气流原则 上具有的缺点在于，由此仅可产生在铺放之前优化的空气纤维流。为单丝 的冷却以及单丝的拉伸而产生的空气纤维流由此保持未接触。

然而原则上在现有技术中也已知这样的设备，其中单丝的牵引和拉伸 与冷却无关地通过牵拉喷嘴实现。这样的设备例如由文献DE 40 14 414A1 已知。在此在冷却装置与拉伸装置之间形成有扼流件，以便获得在冷却空 气引导与工艺空气引导之间的分离。为了避免空气在扼流横截面上的紊流， 将冷却空气横向地引导通过单丝帘。因此设置在冷却装置下方的牵拉喷嘴 在工艺甬道中产生强烈的入射流，以便通过相应的抽吸作用在牵拉喷嘴的 入口侧上确保单丝由纺丝装置的抽出。因此用于拉伸和引导单丝的工艺空 气的可调节性仅能在非常有限的范围中实现。因此在不足的工艺空气流的 情况下在入口侧上出现不足的抽吸作用，该不足的抽吸作用使得单丝簇的 进入是有危险的。

发明内容

因此，本发明的目的在于，如此改进开始所述类型的设备，使得在用 于处理和引导单丝的甬道系统中能够实现空气引导的个别可调节性。

该目的按照本发明由下述方式实现，即：在冷却甬道的单丝出口与工 艺甬道的单丝入口之间形成有短的自由路段/裸露路段，在该自由路段中冷 却空气可排出到环境中。

本发明有利的改进方案通过相应的从属权利要求的特征和特征组合限 定。

本发明也不是由下述内容引起的，即：由文献WO 2000/065133已知 一种用于制造纺粘型无纺织物的设备，其中拉伸装置以一间距设置在冷却 装置之下。在此拉伸装置也具有牵拉喷嘴，该牵拉喷嘴以压缩空气流运行， 以便一方面在入口侧上产生抽吸作用，而另一方面产生用于抽出单丝的强 烈的空气-纤维流。借助于已知设备不能在甬道系统内以相对较小的空气流 和小的增压比引导单丝。

本发明具有的特别的优点在于，冷却空气和工艺空气可以相互独立地 针对相应的单丝类型进行调节。有利地通过短的自由路段基本上避免了将 来自冷却甬道的冷却空气携带到工艺甬道中，在该短的自由路段中可以发 生与环境空气的交换。在此重要的是，冷却空气在冷却甬道内尽可能沿单 丝的行进方向被引导，从而除了冷却之外也引入了辅助的输送作用。因此 可以安全地将单丝帘导入工艺甬道中，在该工艺甬道中，吹入的工艺空气 在单丝上产生对于单丝的拉伸所需的拉力。工艺空气为此独立地提供给工 艺甬道。在工艺甬道内相对较小的空气速度此外还有利于纤维的铺放，其 中，梳栉装置的扩散器导致单丝帘的扩宽以及单丝的用于形成纺粘型无纺 织物的相应分布。

为了获得冷却空气相对于环境的不受阻碍的交换，按照本发明的设备 的改进方案优选地设计成，自由路段通过在冷却甬道的单丝出口与工艺甬 道的单丝入口之间的间距形成。在此，单丝出口的出口横截面和单丝入口 的入口横截面这样相互一致，使得能在不形成空气涡流的情况下实现单丝 簇的不受阻碍的过渡。

在冷却甬道的单丝出口与工艺甬道的单丝入口之间的间距视单丝的纤 度和冷却空气流的体积流量而定具有在10毫米至500毫米范围内的大小。

有利地还可以由下述方式改善在由冷却甬道过渡到自由路段以及由自 由路段过渡到工艺甬道的过程中避免空气涡流，即：设有多个可调节的空 气导流板，所述空气导流板在侧面沿着冷却甬道和/或工艺甬道的宽度延 伸。

为了在冷却甬道内产生沿单丝的行进方向作用的冷却空气流，按照本 发明的一个有利的改进方案，冷却甬道至少以一朝向纺丝装置的、具有透 气的/允许空气透过的甬道壁的部段设置在两个对置的吹风室之间，通过所 述吹风室可将冷却空气由两侧吹入到冷却甬道中。因此单丝可以在纺丝装 置的两个纵侧均匀地通过冷却空气流冷却。

单丝的拉伸在此同样可以特别均匀地实现，其方式为：工艺甬道的进 入区域以透气的甬道壁在两个对置的空气甬道之间延伸，通过所述空气甬 道可将工艺空气吹入到工艺甬道中。因此可以在工艺甬道内均匀地拉伸单 丝帘。

在吹入到工艺甬道中时工艺空气的空气引导有利地还可以由下述方式 改善，即：用于连接空气甬道的工艺甬道具有对置的空气入口孔，所述空 气入口孔具有多个空气导流件。

作为空气导流件，特别是片状导流板已经被证实为有利的，所述片状 导流板上下叠置地布置并且设计成可调节的。因此可以将工艺空气在工艺 甬道的整个宽度上沿预定的流动方向吹入。为了尽管分离地产生和引导冷 却空气和工艺空气但仍尽可能减小空气损耗，本发明的下述改进方案是特 别有利的，其中空气甬道与鼓风机耦联，该鼓风机通过抽吸接口与铺放装 置的抽吸室连接。由此可以连续利用用于拉伸和铺放单丝的工艺空气。

抽吸室为此有利地以抽吸开口设置在铺放装置的铺放带之下，其中， 抽吸室的抽吸开口与扩散器的在对置的带侧上配设给铺放带的扩散器出口 相配设/相对应。

为了可以与工艺空气无关地附加地影响单丝在铺放带上的铺放，本发 明的如下改进方案是特别有利的，其中至少一个空气入口缝形成在位于工 艺甬道与扩散器之间的过渡区域中，通过所述空气入口缝可将附加的工艺 空气提供给扩散器。因此可以与工艺空气无关地在扩散器内产生附加的铺 放效应。附加的工艺空气可以由环境的抽吸效应或主动通过鼓风机产生。

附图说明

以下根据一些实施例参照附图进一步描述按照本发明的用于制造纺粘 型无纺织物的设备。其中：

图1示意地示出了本发明设备的第一实施例的剖视图；

图2示意地示出了本发明设备的另一实施例的剖视图；

图3示意地示出了纺丝装置的一个实施例的剖视图；

图4示意地示出了铺放装置的一个实施例的剖视图。

具体实施方式

在图1中示出了按照本发明的设备的第一实施例的横剖视图。该设备 由纺丝装置1、冷却装置2、拉伸装置3、梳栉装置4和铺放装置5形成。 装置1至5竖直地上下叠置并且协同工作用于由合成单丝制造纺粘型无纺 织物。

为了挤出单丝，纺丝装置1具有纺丝喷嘴7，该纺丝喷嘴保持在纺丝 箱体6的底侧上。纺丝喷嘴7在垂直于绘图平面的工作宽度上延伸。纺丝 喷嘴7在底侧上具有喷嘴板，其具有多个喷嘴孔，所述喷嘴孔形成为成排 布置。纺丝喷嘴7与一个或多个纺丝泵耦联，所述纺丝泵将聚合物熔体在 压力下提供给纺丝喷嘴7。在此没有进一步示出纺丝泵的设计和布置。

直接在纺丝装置1下设有冷却装置2，该冷却装置具有冷却甬道8。冷 却甬道8以一朝向纺丝喷嘴7的部段设置在吹风室10.1与10.2之间。配设 给吹风室10.1和10.2的甬道壁9.1和9.2设计成透气的并且构成为吹风壁。 吹风室10.1和10.2与一个在此未示出的空调装置耦联，以便将冷却空气通 过吹风壁9.1和9.2吹入到冷却甬道8中。

在冷却甬道8的位于吹风室10.1和10.2之下的一个部段中，在冷却甬 道8上形成有单丝出口11。工艺甬道16的单丝入口15以短的间距与冷却 甬道8的单丝出口11相配设。工艺甬道16是拉伸装置3的组成部分。在 此工艺甬道16在单丝入口15之下的上部区域中具有对置的透气的甬道壁 19.1和19.2。给透气的甬道壁19.1和19.2在两侧上分别配设一个空气甬道 18.1和18.2。空气甬道18.1和18.2与这里未示出的空气源耦联，以便将工 艺空气通过空气甬道18.1和18.2导入到工艺甬道16中。

在图1所示的实施例中，透气的甬道壁19.1和19.2通过具有多个空气 导流件20.1和20.2的多个空气入口孔形成。空气导流件20.1和20.2在该 例子中作为片状导流板上下叠置地保持，所述片状导流板平行地在整个工 作宽度上延伸。空气导流板被设计成可调节的，从而工艺空气可以在整个 宽度上在工艺甬道16的甬道壁上均匀地吹入。

工艺甬道16的端部通到梳栉装置4的扩散器21中。在工艺甬道16 与扩散器21之间在两个纵向侧上形成有对置的空气入口缝22.1和22.2， 附加的工艺空气可通过所述空气入口缝导入。空气入口缝22.1和22.2在工 艺甬道16和扩散器21的甬道壁的纵向侧上延伸，从而单丝帘14在两侧均 匀地被施加附加的工艺空气。扩散器21通过倾斜的甬道壁形成，所述倾斜 的甬道壁在端部形成扩宽的扩散器出口22。扩散器出口22直接在铺放装 置5的铺放带23之前结束。

铺放装置5的铺放带23被构造成透气的并连续通过带辊24驱动。铺 放带23的行进方向在图1中以箭头表示。给扩散器21在两侧分别配设一 密封辊对29和一压实辊对28，密封辊对和压实辊对对置地在辊隙中引导 铺放带23。

在铺放带23的与扩散器出口22对置的侧上，铺放装置5具有抽吸室 25，该抽吸室通过抽吸接口连接到在此未示出的低压源。

在运行时，通过纺丝装置1挤出多个单个的单丝，所述单丝进入到冷 却装置2的冷却甬道8中。为了固化单丝14，通过吹风室10.1和10.2从 单丝14两侧分别将冷却空气吹入到冷却甬道8中。冷却空气和单丝一起沿 单丝14行进方向被引导并且与单丝一起在单丝出口11处从冷却甬道8出 来。单丝14走过短的自由路段13并且连续地由工艺甬道16和吹入其中的 工艺空气接纳并牵引出。冷却空气在自由路段13的区域中进入到环境中。 在此，冷却空气由单丝帘的排出还通过以下方式支持，即：给工艺甬道16 的单丝入口15在两侧设置脱空气板17。因此冷却空气的主要部分被分离 并且不一起导入到工艺甬道16中。

单丝的引导和单丝的拉伸因此基本上由工艺空气决定，所述工艺空气 通过空气甬道18.1和18.2在两侧输入工艺甬道16。为此，在空气甬道18.1 和18.2的区域中的透气的甬道壁19.1和19.2具有可调节的空气导流件20.1 和20.2，以便可以将工艺空气沿单丝行进方向吹入。空气导流件20.1和20.2 优选通过片状空气导流板形成，所述片状空气导流板被设计成可调节的。

通过工艺空气形成的空气-单丝流随后由梳栉装置4的扩散器21接纳 并且在铺放带23的表面上铺放为纺粘型无纺织物。为了帮助和分配单丝铺 放，可以在单丝帘的两侧通过对置的空气入口缝22.1和22.2吹入附加的工 艺空气流。该辅助空气流可以有利地在扩散器内产生附加效应，所述附加 效应在铺放为纺粘型无纺织物时影响单丝的构型。

在按照本发明的设备的在图1中示出的实施例中，直接在形成在冷却 甬道8与工艺甬道16之间的自由路段13中发生冷却空气与环境之间的交 换。已经证实，视单丝纤度和冷却空气体积流量而定，在冷却甬道8的单 丝出口11与工艺甬道16的单丝入口15之间形成一间距。该间距在图1 中以附图标记A表示。间距A的大小可以在10毫米至最大500毫米的范 围内。这样，在强烈的冷却空气流的情况下，非常短的间距足以获得冷却 空气与环境的交换。在小的冷却空气流的情况下，优选需要更长的自由路 段，以便获得与环境的交换。

在图2中示出了按照本发明的用于由合成单丝制造纺粘型无纺织物的 设备的另一实施例。该实施例在图2中同样以横剖视图的形式示出，其中 该结构基本上与根据图1的实施例相同。因此下面请参看前述说明并且此 外仅仅阐明区别。

在按照本发明的设备的在图2中示出的实施方案中，给冷却甬道8的 单丝出口11配设有分别可调节的空气导流板12，这些空气导流板可以影 响单丝出口11的横截面并因此影响冷却空气-单丝流。

在根据图2的实施例中另一重要的区别在于：工艺空气经由空气甬道 18.1和18.2的输入。如由在图2中的视图得知的那样，空气甬道18.1和 18.2与鼓风机27耦联，该鼓风机通过抽吸接口26与铺放装置5的抽吸室 25连接。就此而言，工艺空气连续地在单丝铺放为纺粘型无纺织物30之 后由抽吸室25接纳并且通过鼓风机27和空气甬道18.1和18.2导回工艺甬 道中。

在图2中示出的实施例的功能与根据图1的实施例相同，从而可以参 看上述说明。铺放装置5上的铺放区域在根据图2的实施例中自然不具有 密封辊。

通过空气入口缝22.1和22.2输入的工艺空气的空气流在此可以有利地 由环境产生。原则上然而也存在如下可能性，即：在根据图1和2的所示 实施例中附加的空气源与空气入口缝中的一个或两个耦联，以便吹入附加 的工艺空气。

在一些聚合材料的挤出中已知的是，直接在纺丝喷嘴的底侧上由于挤 出聚合材料而出现挥发性的组成成分例如单体或低聚体。这种挥发性的组 成成分优选由冷却装置摆脱，以便避免由于冷凝而出现污染。在图3中示 出了纺丝装置1的实施例，该纺丝装置例如可二者择一地应用到根据图1 或2的实施例中。图3示意地示出了纺丝装置的横剖视图。

纺丝装置1具有纺丝箱体6，该纺丝箱体在其底侧上具有纺丝喷嘴7， 该纺丝喷嘴具有多个在此未进一步示出的喷嘴口。喷嘴口在此可以成排地 或螺旋形地或者以其他排布形式分布在纺丝喷嘴的面上。

在纺丝装置1下面设有冷却装置2，该冷却装置在纺丝喷嘴7下方形 成冷却甬道8。在纺丝装置1的底侧上在纺丝箱体6与冷却甬道8之间在 纺丝喷嘴7的两侧分别形成一抽吸通道31.1和31.2。抽吸通道31.1和31.2 与抽吸装置32耦联，通过该抽吸装置产生抽吸流。由此可以直接从纺丝喷 嘴7的下部环境吸收和排出所装载的热空气。

冷却装置2按照根据图1的实施例实施并且具有两个对置的吹风室 10.1和10.2，所述吹风室通过吹风壁9.1和9.2与冷却甬道8连接。在这一 点上请参看对图1的上述说明。

纺丝装置1的在图3中示出的实施例就此而言特别适合将挥发性组成 成分在聚合材料挤出之后直接从纺丝过程中排出。

为了还进一步改善根据图1和2的实施例的铺放功能，在图4中示意 地示出了铺放装置5的另一实施例的横剖视图。在图4所示的实施例中， 抽吸室25在铺放带23之下具有多个抽吸区33.1和33.2。第一抽吸区33.1 直接与扩散器21的扩散器出口22对置地设置。在该区域中，抽吸室25 相对于铺放带23保持敞开或者如这里所示的那样通过粗孔板34.1遮蔽。 抽吸区33.1形成铺放区域，在该铺放区域中抽吸工艺空气并将无纺织物固 定在铺放带23上。在铺放带23的在带行进方向上与压实辊对28相配设的 区域中，抽吸室25形成另一抽吸区33.2。在该抽吸区33.2中，抽吸室25 相对于铺放带23通过细孔板34.2遮蔽。在该区域中，在铺放带23上引导 的无纺织物仅需被固定成可传送至压实辊对28。在该区中过高的抽吸功率 是危险的，这是因为流入的环境空气可能破坏无纺织物铺放的边缘区域。 就此而言在抽吸区33.2中应该保持较小的抽吸功率。

为了可以制造多层无纺织物，已知的是，多个纺丝箱体沿带方向相继 地设置，从而已经铺放的无纺织物必须输入相邻的纺丝箱体的铺放区域。 对于这种输入可以有利地如此扩展在图4中示出的铺放装置5，使得给抽 吸室25补充了第三抽吸区33.3。抽吸区33.3形成进入铺放区域中的入口 并且沿带方向置于扩散器21上游。在抽吸区33.3中允许产生附加的抽吸 流，该附加的抽吸流确保了在多箱体式设备的情况下对进入的无纺织物的 固定。因此可以将无纺织物子层(Untervlies)均匀地输入铺放区域。

在图4中示出的实施例因此同样可以应用在按照本发明的设备的根据 图1和2的实施例中。

附图标记列表：

1           纺丝装置

2           冷却装置

3           拉伸装置

4           梳栉装置

5           铺放装置

6           纺丝箱体

7           纺丝喷嘴

8           冷却甬道

9.1、9.2    吹风壁

10.1、10.2  吹风室

11          单丝出口

12          空气导流板

13          自由路段

14          单丝帘、单丝

15          单丝入口

16          工艺甬道

17          脱空气板

18.1        空气甬道

18.2              空气甬道

19.1、19.2        透气的甬道壁

20.1、20.2        空气导流件

21                扩散器

22.1、22.2        空气入口缝

22                扩散器出口

23                铺放带

24                带辊

25                抽吸室

26                抽吸接口

27                鼓风机

28                压实辊对

29                密封辊对

30                纺粘型无纺织物

31.1、31.2        抽吸通道

32                抽吸装置

33.1、33.2、33.3  抽吸区

34.1、34.2        孔板