(57)【要約】      （修正有）【課題】非常に均質かつ一様なスパンボンド不織布を製造できる装置の提供。【解決手段】エンドレスフィラメント１を吐き出すためのスピナレット２及び吐き出されたフィラメントを冷却するための冷却室４が設けられ、冷却室４の対向する二つの側にそれぞれ冷却空気を導入可能である空気供給キャビン５，６が設置され、空気供給キャビン５，６に冷却空気を供給するための供給導管２２が接続されており、供給導管２２の横断面積は、冷却空気がキャビン内に移行する際空気供給キャビン５，６の横断面積に増大し、空気供給キャビン５，６の横断面積は供給導管２２の横断面積の少なくとも二倍の大きさであり、空気供給キャビン内５，６に自由開放面積が全面積の１％から４０％である複数の開口部を有した少なくとも一つの平坦な均質化素子が設けられている少なくとも一つの整流器１８を備えたスパンボンド不織布を製造するための装置。【選択図】図１
2019206790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスフィラメント（１）、特に熱可塑性プラスチックからなるエンドレスフィラメント（１）からスパンボンド不織布を製造するための装置であって、
エンドレスフィラメント（１）を吐き出すためのスピナレット（２）が設けられており、吐き出されたフィラメント（１）を、冷却空気を用いて冷却するための冷却室（４）があり、冷却室（４）の対向する二つの側にそれぞれ空気供給キャビン（５，６）が設置されており、対向する空気供給キャビン（５，６）から冷却室（４）内にそれぞれ冷却空気を導入可能であり、
それぞれの空気供給キャビンに、横断面積ＱＺを有してなる冷却空気を供給するための少なくとも一つの供給導管（２２）が接続されており、当該横断面積ＱＺは冷却空気が空気供給キャビン（５，６）内に移行する際、空気供給キャビン（５，６）の横断面積ＱＬに増大し、横断面積ＱＬは供給導管（２２）の横断面積ＱＺの少なくとも二倍の大きさ、好ましくは少なくとも三倍の大きさであり、
それぞれの空気供給キャビン（５，６）内に、冷却室（４）の前に設けられた少なくとも一つの整流器（１８）が備えられており、空気供給キャビン（５，６）内の冷却空気の流れ方向において整流器（１８）の前に、かつ整流器（１８）に対して距離をおいて、空気供給キャビン（５，６）内に導入された冷却空気流を均質化するための少なくとも一つの平坦な均質化素子（２３）が設けられており、平坦な均質化素子（２３）は複数の開口部を有し、平坦な均質化素子（２３）の自由開放面積は、平坦な均質化素子（２３）の全面積の１％から４０％、好ましくは２％から３５％、好適に２％から３０％である装置。
【請求項２】
フィラメント（１）の流れ方向において、冷却室（４）に対して延伸装置（８）が接続され、冷却室（４）と延伸装置（８）とは閉鎖型システムとして形成されており、当該閉鎖型システムには、冷却室（４）への冷却空気の空気供給以外にさらなる空気供給は行われない、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
空気供給キャビン（５，６）は、４００ｍｍから１５００ｍｍ、好ましくは５００ｍｍから１２００ｍｍ、好適に６００ｍｍから１０００ｍｍの高さＨもしくは垂直方向の高さＨを有する、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
供給導管（２２）の横断面積ＱＺは、空気供給キャビン（５，６）の横断面積ＱＬへと、３倍から１５倍に拡大する、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
整流器（１８）は、フィラメント（１）もしくはフィラメント流の移動方向を横断するように向けられた複数の流れ管路（１９）を有し、流れ管路（１９）は管路壁（２０）によって画定されており、整流器（１８）の開放面積は好ましくは８５％より大きく、好適に９０％より大きく、適切なことに流れ管路（１９）の内径Ｄに対する流れ管路（１９）の長さＬの比率Ｌ／Ｄは、１から１５、好ましくは１から１０、好適に１．５から９である、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
空気供給キャビン（５，６）に供給された冷却空気容積流は複数の部分容積流に分割されており、当該部分容積流は別個の部分供給導管を介して、および／またはセグメント化された供給導管のセグメントを介して流入する、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
冷却空気容積流は２個から５個、好ましくは２個から３個の部分容積流に分割されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも二つの部分容積流の冷却空気は、異なる空気速度および／または異なる空気温度および／または異なる空気湿度を有する、請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】
空気供給キャビン（５，６）は少なくとも二つ、好ましくは二つのキャビン部分（１６，１７）に分割されており、当該キャビン部分から好適にそれぞれ異なる温度の冷却空気が供給可能であり、それぞれのキャビン部分（１６，１７）に、冷却空気の少なくとも一つの部分容積流が供給可能である、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの均質化素子（２３）は、有孔素子として、特に複数の孔開口部（２５）を備える有孔シート（２４）として形成されており、孔開口部（２５）は好ましくは１ｍｍから１０ｍｍ、好適に１．５ｍｍから９ｍｍ、極めて好適に１．５ｍｍから８ｍｍの開口部直径ｄを有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
均質化素子（２３）は、複数もしくは多数のメッシュ（２７）を有する均質化ストレーナとして形成されており、均質化ストレーナは好ましくは０．１ｍｍから０．５ｍｍ、好適に０．１２ｍｍから０．４ｍｍ、極めて好適に０．１５ｍｍから０．３５ｍｍのメッシュ幅（２６）を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも一つの平坦な均質化素子（２３）は、冷却空気の流れ方向において対応する空気供給キャビン（５，６）の整流器（１８）の前に、少なくとも５０ｍｍ、好ましくは少なくとも８０ｍｍ、好適に少なくとも１００ｍｍの距離ａ１をおいて設けられている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
複数の均質化素子（２３）は、冷却空気の流れ方向において整流器（１８）に対して距離をおいて相前後して、かつ互いに距離をおいて空気供給キャビン（５，６）内に設けられている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
空気供給キャビン（５，６）内で、流れ方向において相前後して設けられた二つの均質化素子（２３）の間の距離ａＸは少なくとも５０ｍｍ、好ましくは少なくとも８０ｍｍ、好適に少なくとも１００ｍｍである、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
相前後して設けられている均質化素子（２３）の自由開放面積は、対応する整流器（１８）に向かって、均質化素子（２３）から均質化素子（２３）へと増大してゆく、請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
均質化素子（２３）の面積は、少なくとも対応する空気供給キャビン（５，６）の横断面積ＱＬの大部分にわたって、もしくは空気供給キャビン（５，６）の対応するキャビン部分（１６，１８）の横断面積の大部分にわたって延在する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
供給導管（２２）の横断面積ＱＺは段階的に、特に複数の段階を介して、あるいは連続的に空気供給キャビン（５，６）の横断面積ＱＬに、もしくは空気供給キャビン（５，６）のキャビン部分（１６，１７）の横断面積に拡大する、請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
エンドレスフィラメント、特に熱可塑性プラスチックからなるエンドレスフィラメント（１）からスパンボンド不織布を製造するための方法であって、
エンドレスフィラメント（１）はスピナレット（２）から吐き出され、冷却室（４）において冷却空気を用いて冷却され、冷却空気は冷却室（４）の対向する側に設置された空気供給キャビン（５，６）から冷却室（４）に導入され、
冷却空気は空気供給キャビン（５，６）内で、冷却空気を均質化するための少なくとも一つの平坦な均質化素子（２３）を介してガイドされ、当該平坦な均質化素子（２３）は複数の開口部を有しており、平坦な均質化素子（２３）の自由開放面積は、平坦な均質化素子（２３）の全面積の１％から４０％、好ましくは２％から３５％、好適に２％から３０％であり、
冷却空気は少なくとも一つの平坦な均質化素子（２３）に続いて、整流器（１８）を介して冷却室（４）に導入される、方法。
【請求項１９】
冷却室（４）においてフィラメントに、０．１５ｍ／ｓから３ｍ／ｓ、好ましくは０．１５ｍ／ｓから２．５ｍ／ｓ、好適に０．１７ｍ／ｓから２．３ｍ／ｓの空気速度を備える冷却空気が当たる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
冷却室（４）においてフィラメントに、２００ｍ３／ｈ／ｍから１４０００ｍ３／ｈ／ｍ、好ましくは２５０ｍ３／ｈ／ｍから１３０００ｍ３／ｈ／ｍ、好適に３００ｍ３／ｈ／ｍから１２０００ｍ３／ｈ／ｍの冷却空気容積流量が当たる、請求項１８または１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドレスフィラメント、特に熱可塑性プラスチックからなるエンドレスフィラメントからスパンボンド不織布を製造するための装置に関し、エンドレスフィラメントを吐き出すためのスピナレットが設けられており、吐き出されたフィラメントを、冷却空気を用いて冷却するための冷却室があり、冷却室の対向する側にそれぞれ空気供給キャビンが設置されており、対向する空気供給キャビンから冷却室内にそれぞれ冷却空気を導入可能であり、それぞれの空気供給キャビンに、冷却空気を供給するための少なくとも一つの供給導管が接続されている。本発明はまた、エンドレスフィラメントからスパンボンド不織布を製造するための対応する方法に関する。本発明においてスパンボンド不織布は特に、スパンボンド法にしたがって製造されたスパンボンド式不織布を意味する。エンドレスフィラメントは当該エンドレスフィラメントが外見上、エンドレスの長さを有することにより、例えば１０ｍｍから６０ｍｍまでの明らかに長さの短いステープルファイバーとは区別される。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に述べた型式の装置および方法は、実践から様々な実施の形態において基本的に知られている。しかしながらこれら既知の装置および方法の多くは、当該装置および方法を用いて作られるスパンボンド不織布が、その表面積にわたって必ずしも十分に均質もしくは一様に形成されていないという不利点を有する。このようなやり方で製造されたスパンボンド不織布は、欠陥もしくは瑕疵という形で、妨げとなる不均質箇所を有することが多い。不均質箇所の数は通常、処理量もしくは糸速度の増大にともなって増える。このようなスパンボンド不織布における典型的な欠陥は、いわゆる「液滴」によって生じる。当該液滴は一つまたは複数の軟質もしくは融液状フィラメントの破断から生じ、これにより溶融物が堆積し、スパンボンド不織布における欠陥を生じさせる。「液滴」によるこのような欠陥は通常、大きさが２ｍｍ×２ｍｍより大きい。これに対してスパンボンド不織布における欠陥は、いわゆる「硬質片」によっても生じ得る。硬質片は以下のように作られる。すなわち、張力の喪失によりフィラメントが緩み、跳ね返り、玉を形成することがあり、この玉がスパンボンド不織布における欠陥を生じさせる。このような欠陥は通常、２ｍｍ×２ｍｍより小さい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の点に鑑み、本発明は冒頭で述べた型式の装置であって、当該装置を用いて非常に均質かつ一様なスパンボンド不織布を製造できる装置を提供することを技術的課題とし、この非常に均質かつ一様なスパンボンド不織布は、とりわけ処理量が比較的大きく、２００ｋｇ／ｈ／ｍより大きい場合、もしくは糸速度が比較的大きい場合でも、少なくとも概ね欠陥もしくは瑕疵を有さずに形成されている。さらに本発明は、エンドレスフィラメントからスパンボンド不織布を製造するための対応する方法を特定することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の技術的課題を解決するために本発明は、エンドレスフィラメント、特に熱可塑性プラスチックからなるエンドレスフィラメントからスパンボンド不織布を製造するための装置であって、
エンドレスフィラメントを吐き出すためのスピナレットが設けられており、吐き出されたフィラメントを、冷却空気を用いて冷却するための冷却室があり、冷却室の対向する二つの側にそれぞれ空気供給キャビンが設置されており、対向する空気供給キャビンから冷却室内にそれぞれ冷却空気を導入可能であり、
それぞれの空気供給キャビンに、横断面積ＱＺを有してなる冷却空気を供給するための少なくとも一つの供給導管が接続されており、供給導管の当該横断面積ＱＺは冷却空気が空気供給キャビン内に移行する際、空気供給キャビンの横断面積ＱＬに増大し、横断面積ＱＬは供給導管の横断面積ＱＺの少なくとも二倍の大きさ、好ましくは少なくとも三倍の大きさであり、
それぞれの空気供給キャビン内に好ましくは、冷却室の前に設けられた少なくとも一つの整流器が備えられており、空気供給キャビン内の冷却空気の流れ方向において整流器の前に、かつ整流器に対して距離をおいて、空気供給キャビン内に導入された冷却空気流を均質化するための少なくとも一つの平坦な均質化素子が設けられており、平坦な均質化素子は複数の開口部を有し、平坦な均質化素子の自由開放面積は、平坦な均質化素子の全面積の１％から４０％、好ましくは１．５％から４０％、好適に２％から３５％、特に好適に２％から３０％、特に２％から２５％である装置、を記載している。
【０００５】
適切なことに空気供給キャビンの高さＨもしくは垂直方向の高さＨは、４００ｍｍから１５００ｍｍ、好ましくは５００ｍｍから１２００ｍｍ、好適に６００ｍｍから１０００ｍｍである。本発明の特に好適な実施の形態は、空気供給キャビンの高さＨもしくは垂直方向の高さＨが７００ｍｍと９００ｍｍの間にあることを特徴としている。本発明によれば空気供給キャビンは高さＨにわたって、以下においてさらに説明されるキャビン部分であって、互いに重ねて、もしくは垂直方向に互いに重ねて設けられているキャビン部分に分割されている。適切なことに高さＨを除いて、上記の特徴および以下に説明される好適な実施の形態は、空気供給キャビンに該当するほか、それぞれのキャビン部分にも該当する。
【０００６】
さらに本発明によれば、冷却室のための冷却空気供給は、フィラメント移動もしくは下に向かうフィラメント流に基づいて冷却空気を吸引することにより、および／または例えば少なくとも一つの送風器を用いて冷却空気をアクティブに吹き入れる、もしくは導入することによって行われる。冷却空気を吹き入れるための送風器が用いられる場合、推奨されるのは制御可能な送風器であって、特に当該送風器を用いて導入される冷却空気の容積流量を調整することができる送風器である。本発明の一の実施の形態によれば冷却空気の吹き入れもしくは導入は、複数の送風器を用いて行われる。
【０００７】
適切なことに供給導管の横断面積ＱＺは、空気供給キャビンの横断面積ＱＬへと、３倍から１５倍、好ましくは４倍から１５倍、好適に５倍から１５倍に拡大する。
【０００８】
さらに本発明によれば、少なくとも一つの均質化素子もしくは複数の均質化素子が有孔素子もしくは有孔シートおよび／または均質化ストレーナとして形成されている。均質化素子として形成された有孔素子もしくは有孔シートは、複数もしくは多数の孔開口部を備えている。孔開口部はそれぞれ、１ｍｍから１２ｍｍ、適切には１ｍｍから１０ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍから９ｍｍ、好適に１．５ｍｍから８ｍｍの開口部直径ｄを有することが推奨される。孔開口部に対して、孔開口部の幾何学的構成ゆえに複数の開口部直径が測定可能である場合、これについて本発明は孔開口部の最小開口部直径ｄを意図する。均質化素子の孔開口部が異なる直径を有する場合、開口部直径ｄもしくは最小開口部直径ｄは、適切なことに平均開口部直径ｄもしくは平均最小開口部直径ｄを意味する。均質化素子が均質化ストレーナとして形成されている場合、均質化ストレーナは複数もしくは多数のメッシュを有している。均質化ストレーナは０．１ｍｍから０．６ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍから０．５ｍｍ、好適に０．１２ｍｍから０．４ｍｍ、極めて好適に０．１５ｍｍから０．３５ｍｍのメッシュ幅を有することが推奨される。ここでメッシュ幅とは、メッシュの互いに向き合う二つのワイヤの距離を意味し、特にメッシュの互いに向き合う二つのワイヤの最小距離を意味する。したがってメッシュが例えば異なる長さの矩形の辺を備える矩形断面を有する場合、メッシュ幅は両方の長辺の間で測定される。均質化ストレーナのメッシュが異なるメッシュ幅を有する場合、メッシュ幅は特に、均質化ストレーナのメッシュの平均メッシュ幅を意味する。均質化ストレーナは０．０５ｍｍから０．４ｍｍ、好適に０．０６ｍｍから０．３５ｍｍのワイヤ厚さ、もしくは平均ワイヤ厚さを有し、極めて好適に０．０７ｍｍから０．３ｍｍのワイヤ厚さを有することが推奨される。
【０００９】
さらに本発明によれば、複数の平坦な均質化素子は空気供給キャビン内に、空気供給キャビンの整流器に対して距離をおいて設けられており、しかも好ましくは冷却空気の流れ方向において相前後して、かつ互いに距離をおいて空気供給キャビン内に設けられている。このとき空気供給キャビン内に互いに距離をおいて設けられている平坦な均質化素子の平面は適切なことに、互いに平行もしくは実質的に平行に設けられているか、または少なくとも互いに略平行に設けられている。本発明によれば平坦な均質化素子の平面は、それぞれの空気供給キャビンにおいて冷却空気の流れ方向を横断するように設けられており、一の好適な実施の形態によれば空気供給キャビンにおける冷却空気の流れ方向に対して垂直に、もしくは実質的に垂直に設けられている。
【００１０】
本発明の推奨される実施の形態によれば、空気供給キャビン内に設けられた少なくとも一つの平坦な均質化素子は、冷却空気の流れ方向において対応する空気供給キャビンの整流器の前に距離ａ１をおいて設けられている。このとき距離ａ１は０より大きく、好適に１０ｍｍより大きい。当該距離ａ１は適切なことに、少なくとも５０ｍｍ、好ましくは少なくとも８０ｍｍ、好適に少なくとも１００ｍｍである。本発明の特に推奨される実施の形態により、複数の平坦な均質化素子が空気供給キャビン内に設けられている場合、距離ａ１は整流器の前に最も近く設けられている均質化素子に関する。整流器の前に距離ａ１をおいて設けられている均質化素子が均質化ストレーナである場合、当該均質化ストレーナは、場合により設けられている整流器のフローストレーナと区別すべきである。整流器の単独のこのようなフローストレーナ、もしくは複数のこのようなフローストレーナについては後段においてさらに詳述する。
【００１１】
本発明の非常に推奨される実施の形態によれば、空気供給キャビン内に複数の均質化素子が相前後して設けられている。空気供給キャビン内で流れ方向において相前後して設けられている二つの均質化素子の間の距離ａＸは適切なことに、少なくとも４０ｍｍ、好ましくは少なくとも５０ｍｍ、好適に少なくとも８０ｍｍ、非常に好適に少なくとも１００ｍｍである。すでに指摘したことであるが、確立された実施の形態によればこのとき平坦な均質化素子は、冷却空気の流れ方向を横断するように設けられており、一の推奨される実施の形態によれば冷却空気の流れ方向に対して垂直に、もしくは実質的に垂直に設けられている。
【００１２】
本発明によれば平坦な均質化素子、特に有孔素子もしくは有孔シートおよび／または均質化ストレーナの自由開放面積は、当該平坦な均質化素子の全面積の１％から４０％、好ましくは２％から３５％、好適に２％から３０％である。一の推奨される実施の形態によれば平坦な均質化素子の自由開放面積は、当該平坦な均質化素子の全面積の２％から２５％、好ましくは２％から２０％、特に２％から１８％に及ぶ。本発明において自由開放面積とは、冷却空気が自由に貫流でき、したがって好ましくはシート要素、ワイヤ要素、または同様の構成要素によって遮断されない面積のことである。本発明の一の非常に推奨される実施の形態は、空気供給キャビン内に相前後して設けられている均質化素子の自由開放面積が、整流器に向かって、もしくは冷却室に向かって、均質化素子ごとに増大してゆくことを特徴とする。適切なことに、整流器に対して、もしくは冷却室に対して最小の距離を有する均質化素子は、全ての均質化素子の最大自由開放面積を有する。
【００１３】
本発明によれば均質化素子、特に有孔素子もしくは有孔シートおよび／または均質化ストレーナの面積は、少なくとも対応する空気供給キャビンの横断面積ＱＬの大部分にわたって、もしくは空気供給キャビンの対応するキャビン部分の横断面積の大部分にわたって延在する。本発明の一の確立された実施の形態は、均質化素子の面積が、対応する空気供給キャビンもしくは空気供給キャビンの対応するキャビン部分の横断面積全体にわたって、もしくは実質的に横断面積全体にわたって延在することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば空気供給キャビンもしくは空気供給キャビンのキャビン部分に流入する冷却空気は、空気供給キャビンもしくはキャビン部分の幅および高さに合わせて分散させられ、特に一様に分散させられる。本発明の一の好適な実施の形態によれば、供給導管の横断面積ＱＺは段階的に空気供給キャビンの横断面積ＱＬに、もしくは空気供給キャビンのキャビン部分の横断面積に拡大する。一の他の推奨される実施の形態によれば、供給導管の横断面積ＱＺは連続的に空気供給キャビンの横断面積ＱＬに、もしくは空気供給キャビンのキャビン部分の横断面積に拡大する。一の実施の変化形態によればこのとき横断面積の段階的および／または連続的な拡大は、直方体の空気供給キャビンの断面を画定する４つの側壁全てに沿って行われる。本発明によればまた、供給導管の横断面積ＱＺは断面において丸く、好ましくは円形に形成されている。しかしながら基本的に供給導管の断面は幾何学的に他の型式で、例えば矩形に形成されていてもよい。
【００１５】
本発明は、本発明に係る空気供給キャビンの構成に基づいて、冷却空気流の最適な均一化を実現することができるとともに、特に小さな空間に合わせて冷却空気を良好かつ均質に分散させることができるという認識に基づいている。その意味において本発明はまた、本発明に係る冷却空気流の均一化が、技術的課題の解決との関連において、紡がれるフィラメントに対して非常に有利なやり方で影響を及ぼすという認識に基づいている。最終的に高品質のフィラメント降下物もしくは不織布降下物が得られ、不織布降下物における欠陥もしくは瑕疵を回避することができ、もしくは少なくとも概ね最小化することができる。ここで本発明はさらに、冷却空気流の最適な均一化が本発明に係る特徴を組み合わせることによって得られ、とりわけ空気供給キャビン内に設けられた均質化素子と、本発明に係る横断面積の拡大とを組み合わせることによって得られるという認識に基づいている。加えて空気供給キャビン内に設けられた整流器は、冷却空気流の均質化に対して非常に有効に寄与する。本発明に係る均質化素子を介して、整流器の前でいわば冷却空気流の予備調整が行われ、それにより明らかに整流器をさらに効果的に用いることが可能となる。本発明に係る空気供給キャビンの構成に基づいて、冷却空気流における乱流は概ね回避することができ、望ましくない非対称の空気流プロファイルを防止することができるという点でも、影響を及ぼすことができる。空気供給キャビンの構成により結果として、空気容積流を冷却室に最適に導入することができる。冷却空気供給に関する望ましくない給送不良は簡単に問題なく補償することができる。これは対向する空気供給キャビン同士の間で生じる望ましくない給送誤差についても当てはまる。この点で冷却室および空気供給キャビンを備える本発明に係る冷却装置の構成により、いわば「フォールトトレラントの構成」が実現される。空気供給キャビン内に設けられた均質化素子はいわば、圧力消費部の目的を満たしている。これらの均質化素子を用い、目標を定めて、所望の送風プロファイルもしくは冷却空気速度プロファイルを調整することもできる。したがって例えばブロックプロファイルであって、当該ブロックプロファイルにおいて全ての箇所で空気速度が同一であるか、もしくは略同一であるブロックプロファイルを実現することは問題なく可能である。「膨出型」および非対称の冷却空気速度プロファイルも同じく可能である。
【００１６】
本発明の一の好適な実施の形態によれば、冷却空気を空気供給キャビンに導入する際、特に均質化素子の前で冷却空気の予備分散が行われる。これによりいわば均質化素子もしくは圧力消費部を前置式に支援することが行われる。これに関連して尖形楔型管路、分割シートカバーを備える分割管路、およびピラミッド型流出部などの型式の流れ素子を予備分散素子として用いることができる。冷却空気のための供給導管はこの目的のためにセグメント化して形成されてもよい。この意味で供給導管の方向転換領域において、導管部に翼状部材を設けることも実現可能である。基本的に翼状部材を設けることは空気供給キャビンにおいて連続させることができ、そうすることにより特に空気供給キャビンのセグメント化が生じる。
【００１７】
本発明の一の好適な実施の形態は、空気供給キャビンに供給された冷却空気容積流が複数の部分容積流に分割されていることを特徴とする。本発明によればこれらの部分容積流は別個の部分供給導管を介して、および／またはセグメント化された供給導管のセグメントを介して流入する。さらに本発明によれば、空気供給キャビンは供給される部分容積流に対応してキャビン部分に分割されており、適切なことにそれぞれのキャビン部分は部分容積流に対応して設けられている。推奨される実施の形態によれば冷却空気容積流は２個から５個、特に２個から４個、好ましくは２個から３個の部分容積流に分割されている。適切なことにそれぞれの部分容積流の空気速度および／または空気温度および／または空気湿度は別個に調整されており、適切なことにそれぞれのプロセス要求に適合されている。少なくとも二つの部分容積流の冷却空気は、異なる空気速度および／または異なる空気温度および／または異なる空気湿度を有することが推奨される。本発明によれば冷却空気のそれぞれの部分容積流に対応して空気供給キャビンの一のキャビン部分が設けられており、キャビン部分は整流器に出口を有する。本発明の一の特に好適な実施の形態によれば、整流器もしくは連続的な整流器は全てのキャビン部分にわたって延在し、したがって適切なことに、対応する空気供給キャビンの高さもしくは垂直方向高さにわたって延在する。
【００１８】
本発明によれば空気供給キャビンのそれぞれのキャビン部分内に少なくとも一つの均質化素子、好ましくは複数の均質化素子が設けられている。このとき均質化素子は空気供給キャビンの高さ全体にわたって連続的に延在するか、あるいは別個の均質化素子がキャビン部分内に設けられてもよい。なお、均質化素子に関してここで説明される全ての特徴は、個々のキャビン部分内に設けられる均質化素子についても当てはまる。適切なことに、それぞれのキャビン部分内に、冷却空気の流れ方向において相前後して設けられた複数の均質化素子が存在する。
【００１９】
本発明の一の非常に推奨される実施の形態は、空気供給キャビンもしくは対向する両方の空気供給キャビンのそれぞれが、少なくとも二つ、好ましくは二つのキャビン部分に分割されていることを特徴とする。これらのキャビン部分から好適にそれぞれ異なる温度もしくは空気温度の冷却空気が供給可能である。本発明によればそれぞれのキャビン部分に、冷却空気の少なくとも一つの部分容積流が供給可能である。
【００２０】
さらに本発明によれば空気速度および／または空気容積流量は、ＣＤ方向（機械方向ＭＤを横断する方向）における冷却室もしくは空気供給キャビンの一定の高さにおいて、装置の全幅にわたって一様、もしくは実質的に一様、もしくは外見上一様である。しかしながら冷却空気速度および／または冷却空気容積流量が、冷却室もしくは空気供給キャビンの高さもしくは垂直方向の高さにわたって異なっていることも可能である。
【００２１】
本発明によればそれぞれの空気供給キャビン内に、空気流方向において冷却室の前に設けられた少なくとも一つの整流器が備えられる。本発明の好適な実施の形態によれば整流器は、フィラメントの移動方向に対して、もしくはフィラメント流に対して横に、好ましくは垂直に、もしくは実質的に垂直に向けられた複数の流れ管路を有し、流れ管路は管路壁によって画定されている。整流器の開放面積は整流器の横断面の全面積の８５％より大きく、好ましくは９０％より大きいことが推奨される。整流器の開放面積は９１％より大きく、好適に９２％より大きく、特に好適に９２．５％より大きいことが推奨される。このとき整流器の開放面積は特に、冷却空気が自由に貫流できる整流器の流れ横断面であって、すなわち管路壁もしくは管路壁の厚さおよび／または場合により流れ管路もしくは管路壁同士の間に設けられるスペーサによって塞がれていない流れ横断面に関している。特に整流器に設けられているフローストレーナおよび特に、整流器の前もしくは後に設けられているフローストレーナは、開放面積の計算に算入されない。本発明によれば、これらのフローストレーナは整流器の開放面積を計算する際、考慮されない。好適な実施の形態によれば流れ管路の内径Ｄｉに対する整流器の流れ管路の長さＬの比率Ｌ／Ｄｉは、１から１５、好ましくは１から１０、好適に１．５から９である。整流器の流れ管路について内径は、管路壁を起点として対向する管路壁までが測定される。流れ管路において当該流れ管路の横断面に基づき、異なる内径が測定可能である場合、内径Ｄｉとは適切なことに、流れ管路の最小内径Ｄｉを意味する。この「最小内径Ｄｉ」という概念はすなわち、流れ管路が当該流れ管路の断面に関して異なる内径を有する場合、流れ管路において測定される最小内径のことである。したがって正六角形の形状の断面の場合、最小内径Ｄｉは向き合う二つの辺の間で測定され、六角形の向き合う二つの角の間で測定されるのではない。流れ管路において最小内径Ｄｉが一様でない場合、最小内径Ｄｉは特に複数の流れ管路に関して平均化された最小内径もしくは平均最小内径を意味する。
【００２２】
本発明の一の好適な実施の形態は、整流器が当該整流器の冷却空気流入側および／または当該整流器の冷却空気流出側に、少なくとも一つのフローストレーナを有することを特徴とする。このとき適切なことに、フローストレーナもしくはフローストレーナの平面は、整流器の流れ管路の長手方向を横断するように、好適に整流器の流れ管路の長手方向に対して垂直もしくは実質的に垂直に設けられている。特に推奨される実施の形態によれば、整流器は当該整流器の冷却空気流入側にも当該整流器の冷却空気流出側にも、このようなフローストレーナを有する。このときフローストレーナは適切なことに、整流器に対して直接的に、かつ距離を有さずに当該整流器に設けられている。フローストレーナは０．１ｍｍから０．５ｍｍ、適切なことに０．１ｍｍから０．４ｍｍ、好適に０．１５ｍｍから０．３４ｍｍのメッシュ幅を有することが推奨される。ここでメッシュ幅とは、メッシュの互いに向き合う二つのワイヤの距離を意味し、特にメッシュの互いに向き合う二つのワイヤの最小距離を意味する。フローストレーナは０．１ｍｍから０．５ｍｍ、好適に０．１ｍｍから０．４ｍｍ、極めて好適に０．１５ｍｍから０．３４ｍｍのワイヤ厚さを有することが推奨される。整流器のフローストレーナは、空気供給キャビン内に設けられる均質化ストレーナと区別すべきである。推奨すべき実施の形態によれば整流器は少なくとも一つのフローストレーナを有し、好ましくは二つのフローストレーナを有し、付加的に少なくとも一つの均質化素子、極めて好適に複数の均質化素子が対応する空気供給キャビン内に設けられている。
【００２３】
本発明によればエンドレスフィラメントはスピナレットを用いて糸状に加工され、冷却空気を用いてフィラメントを冷却するための冷却室に供給される。本発明によればフィラメントを糸状に加工するための少なくとも一つのスピンビームは、機械方向（ＭＤ方向）を横断する方向に設けられている。本発明の一の非常に好適な実施の形態によれば、このときスピンビームは機械方向に対して垂直に、もしくは実質的に垂直に向けられている。しかしながら本発明によれば、スピンビームが機械方向に対して斜めに設けられていることも可能である。本発明の一の推奨される実施の形態は、スピナレットと冷却室の間に少なくとも一つのモノマー吸引装置が設けられていることを特徴とする。当該モノマー吸引装置を用いてスピナレットの下方のフィラメント形成室から空気が吸引される。これによりエンドレスフィラメントと並行して装置から出されるモノマー、オリゴマー、分解生成物などの気体を除去することができる。モノマー吸引装置は好適に少なくとも一つの吸引室を有し、当該吸引室には適切なことに少なくとも一つの吸込送風機が接続されている。フィラメントの流れ方向において、本発明に係る空気供給キャビンを備える冷却室がモノマー吸引装置に接続されていることが推奨される。適切なことにフィラメントは冷却室から、フィラメントを引き延ばすための延伸装置に導入される。本発明によれば、冷却室を延伸装置の延伸シャフトに結合する中間管路が冷却室に接続している。
【００２４】
本発明の極めて特別に好適な実施の形態は、冷却室と延伸装置とからなるアセンブリ、もしくは冷却室と、中間管路と、延伸シャフトとからなるアセンブリが閉鎖型システムとして形成されていることを特徴とする。このとき閉鎖型システムとは特に、冷却室への冷却空気の供給以外は当該アセンブリ内へのさらなる空気供給が生じないことを意味する。本発明に応じて実施される冷却空気流の均質化は、とりわけこのような閉鎖型システムにおける有利点を規定している。特にこのような閉鎖型システムにおいて、非常に一様で欠陥のない特徴を備えるスパンボンド不織布が得られる。
【００２５】
本発明の一の推奨される実施の形態によれば、フィラメントの流れ方向において少なくとも一つのディフューザが延伸装置に接続され、当該ディフューザを介してフィラメントがガイドされる。当該ディフューザは適切なことにフィラメント降下の方向において拡開するディフューザ断面もしくは末広がりのディフューザ断面を含んでいる。本発明によればフィラメントはフィラメント降下もしくは不織布降下のための降下装置に降下される。降下装置とは適切なことに、降下ストレーナベルトもしくは空気透過性の降下ストレーナベルトである。降下装置もしくは降下ストレーナベルトを用いて、フィラメントから形成される不織布ウェブは機械方向（ＭＤ）に搬送される。
【００２６】
フィラメントの降下領域内で降下装置もしくは降下ストレーナベルトを介して、もしくは下からプロセス空気が吸引されることが推奨される。これにより特に安定的なフィラメント降下もしくは不織布降下を達成することができる。本発明に係る冷却空気流の均質化と組み合わせると、吸引には特に有利な意義がある。適切なことにフィラメント降下物もしくは不織布ウェブは降下装置に降下された後、さらなる加工処理、特にカレンダー加工に供される。
【００２７】
本発明は技術的課題を解決するためにさらに、エンドレスフィラメント、特に熱可塑性プラスチックからなるエンドレスフィラメントからスパンボンド不織布を製造するための方法を提示し、エンドレスフィラメントはスピナレットから吐き出され、冷却室において冷却空気を用いて冷却され、冷却空気は冷却室の対向する側に設置された空気供給キャビンから冷却室に導入され、
冷却空気は空気供給キャビンにおいて冷却空気を均質化するための少なくとも一つの平坦な均質化素子を介してガイドされ、当該平坦な均質化素子は複数の開口部を有しており、平坦な均質化素子の自由開放面積は、平坦な均質化素子の全面積の１％から４０％、好ましくは２％から３５％、好適に２％から３０％であり、冷却空気は少なくとも一つの平坦な均質化素子に続いて、好ましくは整流器を介して冷却室に導入される。
【００２８】
本発明に係る方法の一の特に好適な実施の形態は、冷却室においてフィラメントに、０．１５ｍ／ｓから３ｍ／ｓ、好ましくは０．１５ｍ／ｓから２．５ｍ／ｓ、好適に０．１７ｍ／ｓから２．３ｍ／ｓの空気速度を備える冷却空気が当たることを特徴とする。適切なことに（ｍ／ｓで表す）空気速度は、８０ｍｍの直径ｄを備えるインペラアネモメータを用いて、１００ｍｍ×１００ｍｍのグリッド上で測定される。このとき空気速度はオフラインで、すなわち冷却室をフィラメントが貫流しない状態で測定される。当該オフライン状態において冷却空気の速度ベクトルは好ましくは、装置の長手方向中心軸線に対して、もしくはフィラメント流れ方向ＦＳに対して垂直に、もしくは実質的に垂直に向けられている。本発明に係る方法の一の推奨される実施の形態は、冷却室においてフィラメントに、２００ｍ３／ｈ／ｍから１４０００ｍ３／ｈ／ｍ、好ましくは２５０ｍ３／ｈ／ｍから１３０００ｍ３／ｈ／ｍ、好適に３００ｍ３／ｈ／ｍから１２０００ｍ３／ｈ／ｍの冷却空気容積流量が当たることを特徴とする。このときｍ３／ｈ／ｍとは、冷却室幅の延メートルあたりの容積流量である。このとき冷却室幅は機械方向を横断する方向に、すなわちＣＤ方向に延在する。
【００２９】
本発明に係る装置であって、対向する両方の空気供給キャビンのそれぞれ二つのキャビン部分が重ねて設けられている装置のための典型的な冷却空気流入パラメータを有する一の実施の形態を以下に示す。このとき上方キャビン部分および下方キャビン部分において、それぞれ異なる温度の冷却空気が供給される。その際、対向する二つのキャビン部分の冷却空気の温度は同一である。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からエンドレスフィラメントを製造するための典型的なパラメータと、ポリポロピレンからエンドレスフィラメントを製造するための典型的なパラメータとが記載されている。ポリポロピレン運転モードでは付加的に好適な最小値（左欄）および好適な最大値（右欄）が記載される。表にそれぞれ記載された冷却空気容積流量は、対向する両方のキャビン部分から流入する容積流量である。以下の表においてキャビン部分の垂直方向高さ、冷却空気容積流量、および冷却空気速度が記載される。
【００３０】
【表１】
2019206790.tif 000003
【００３１】
【表２】
2019206790.tif 000004
【００３２】
本発明に係る方法を用いてポリポロピレン（ＰＰ）からエンドレスフィラメントが製造される場合、空気供給キャビンにおいて、もしくは空気供給キャビンのキャビン部分において冷却空気速度は好ましくは０．２５ｍ／ｓから１．９ｍ／ｓ、適切なことに０．３ｍ／ｓから１．８ｍ／ｓ、好適に０．３５ｍ／ｓから１．７ｍ／ｓである。ＰＰエンドレスフィラメントを製造する際、冷却空気容積流量は好ましくは５００ｍ３／ｈ／ｍから９５００ｍ３／ｈ／ｍ、好適に６００ｍ３／ｈ／ｍから８３００ｍ３／ｈ／ｍ、特に好適に６５０ｍ３／ｈ／ｍから８１００ｍ３／ｈ／ｍである。本発明に係る方法を用いてポリエステルからエンドレスフィラメントが製造される場合、冷却空気速度は好ましくは０．１５ｍ／ｓから３ｍ／ｓ、好適に０．１５ｍ／ｓから２．５ｍ／ｓである。ポリエステルエンドレスフィラメントを製造する際、冷却空気容積流量は２００ｍ３／ｈ／ｍから１４０００ｍ３／ｈ／ｍ、好適に２５０ｍ３／ｈ／ｍから１３０００ｍ３／ｈ／ｍであることが推奨される。
【００３３】
本発明の一の推奨される実施の形態によれば、対向する両方の空気供給キャビンから、もしくは対向する両方のキャビン部分から、同一の空気量もしくは実質的に同一の空気量が、したがって同一の冷却空気容積流量もしくは実質的に同一の冷却空気容積流量が導入される。しかしながら対向する両方の空気供給キャビンから、もしくはキャビン部分から、異なる冷却空気容積流量が供給されることも可能である。その場合、冷却空気容積流量の分割は、対向する空気供給キャビン、もしくは対向するキャビン部分に関して、適切なことに４０％と６０％の間であってよい（非対称型冷却空気導入）。さらなる実施の変化形態によれば、非対称型冷却空気導入は、空気供給キャビンもしくはキャビン部分の単独の上方領域もしくは複数の上方領域を遮蔽することによっても達成することができ、この遮蔽は１００ｍｍまでの高さにわたって行うことができる。さらに非対称状況は、対向する空気供給キャビンもしくはキャビン部分が互いに高さをずらして設置されていることによって調整することができる。この高さのずれは１００ｍｍまでの大きさであってよい。さらにまた空気供給キャビンもしくはキャビン部分の側方向（ＣＤ方向）のずれも、１００ｍｍまでの大きさで可能である。上記の処置はまた互いに組み合わせることができる。本発明によればさらに、空気供給キャビンもしくはキャビン部分のＣＤ方向における幅に関して、縁部領域は遮蔽することができる。したがって冷却室への冷却空気導入は、ＣＤ方向幅の８５％から９０％にわたって一様かつ均質に行うことができるが、縁部領域においては別個に調整することができる。
【００３４】
本発明に係る方法においてポリオレフィンから、特にポリプロピレンからフィラメントもしくはスパンボンド不織布が製造される場合、２０００ｍ／ｍｉｎより大きい、特に２２００ｍ／ｍｉｎより大きい、あるいは２５００ｍ／ｍｉｎより大きい糸速度もしくはフィラメント速度で作業することができる。本発明においてポリエステルから、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からフィラメントもしくはスパンボンド不織布が製造される場合、４０００ｍ／ｍｉｎより大きい、特に５０００ｍ／ｍｉｎより大きい糸速度も実現可能である。上記の糸速度は、本発明にかかる処置を経るにあたり、とりわけ品質を損なうことなく実現できる。本発明によれば、本発明に係る装置は上記の糸速度で作業することができるように形成されているか、もしくはそのような条件の下に構成されている。本発明に係る空気供給キャビンの構成は、これらの大きな糸速度において特に能力を発揮した。本発明に係る方法の一の実施の形態によれば、１５０ｋｇ／ｈ／ｍより大きい処理量、あるいは２００ｋｇ／ｈ／ｍより大きい処理量で作業が行われる。
【００３５】
本発明は、本発明に係る装置および本発明に係る方法を用いて、優れた品質を有するスパンボンド不織布であって、当該スパンボンド不織布の表面積にわたって非常に均質な特性を備えるスパンボンド不織布を実現できるという認識に基づいている。本発明によればスパンボンド不織布をほぼ欠陥もしくは瑕疵を有さずに製造することができ、あるいは少なくとも欠陥もしくは瑕疵を概ね最小化することができる。ここで特に強調すべき点は、これらの有利点が上記の大きなフィラメント速度および大きな処理量においても実現され得ることである。本発明に係る空気供給キャビンの構成に基づくとともに、本発明に係る冷却空気流の均質化に基づいて、結果として得られるスパンボンド不織布の有利なこれらの特性を達成することができる。本発明は、冷却空気の均質化がフィラメントに非常にポジティブな影響を及ぼし、それにより最終的に不織布ウェブにおいて、望ましくない欠陥もしくは瑕疵を防止するか、ほぼ最小化することができるという認識に基づいている。冷却空気の均質化は、かかるコストが比較的少ないにもかかわらず、効果的な手段を用いて実現することができる。これにより本発明に係る装置は、機器の構成が少ないことと、廉価であることによっても特徴づけられる。これに応じて本発明に係る方法も比較的簡単であり、コストをかけずに実施することができる。
【００３６】
以下において単独の実施例を表示する図面に基づいて本発明をより詳しく説明する。それぞれの図は概略図で示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る装置の垂直方向断面を示す図
【図２】冷却室と空気供給キャビンとからなる冷却装置を備える図１の部分を拡大して示す図
【図３】第一の実施の形態における空気供給キャビンの断面を示す図
【図４】図３の対象を第二の実施の形態において示す図
【図５】空気供給キャビンが接続された状態のセグメント化された供給導管の断面を示す図
【図６】整流器と前置および後置されたフローストレーナとからなるアセンブリを斜視的に示す図
【図７】整流器部分の断面を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図はエンドレスフィラメント１、特に熱可塑性プラスチックからなるエンドレスフィラメント１からスパンボンド不織布を製造するための本発明に係る装置を示している。当該装置はエンドレスフィラメント１を糸状に加工するためのスピナレット２を含む。糸状に加工されたこれらのエンドレスフィラメント１は、冷却室４と当該冷却室４の対向する側に設置された二つの空気供給キャビン５，６とを備える冷却装置３に導入される。冷却室４と空気供給キャビン５，６とは機械方向ＭＤを横断する方向に、すなわち装置のＣＤ方向に延在する。対向する空気供給キャビン５，６から冷却空気が冷却室４に導入される。
【００３９】
スピナレット２と冷却装置３との間に好適に、かつ実施例において、モノマー吸引装置７が設置されている。当該モノマー吸引装置７を用いて、紡糸プロセスの際に生じる障害となる気体を装置から除去することができる。これらの気体は、例えばモノマー、オリゴマー、もしくは分解生成物などの物質であってよい。
【００４０】
フィラメント流れ方向ＦＳにおいて、冷却装置３に対して延伸装置８が後置されており、当該延伸装置においてフィラメント１が引き延ばされる。延伸装置８は好ましくは、かつ実施例において、中間管路９を有し、当該中間管路は冷却装置３を延伸装置８の延伸シャフト１０に結合する。特に好適な実施の形態によれば、かつ実施例において、冷却装置３と延伸装置８とからなるアセンブリ、もしくは冷却装置３、中間管路９、および延伸シャフト１０からなるアセンブリは閉鎖型システムとして形成されている。このとき閉鎖型システムとは特に、冷却装置３における冷却空気供給以外は当該アセンブリ内へのさらなる空気供給が生じないことを意味する。
【００４１】
好ましくは、かつ実施例において、フィラメント流れ方向ＦＳにおいて延伸装置８にディフューザ１１が接続され、フィラメント１は当該ディフューザを介してガイドされる。一の推奨される実施の形態によれば、かつ実施例において、延伸装置８とディフューザ１１との間、もしくは延伸シャフト１０とディフューザ１１との間に二次空気をディフューザ１１に導入するための二次空気入口間隙１２が設けられている。ディフューザ１１を通過した後、フィラメントは好ましくは、かつ実施例において、降下ストレーナベルト１３として形成された降下装置上に降ろされる。フィラメント降下物もしくは不織布ウェブ１４はその後、降下ストレーナベルト１３を用いて機械方向ＭＤに搬送もしくは移送される。適切なことに、かつ実施例において、降下装置もしくは降下ストレーナベルト１３の下に、降下ストレーナベルト１３を介して空気もしくはプロセス空気を吸引するための吸引装置が設けられている。そのために好適に、かつ実施例において、ディフューザ出口の下方において降下ストレーナベルト１３の下に吸引領域１５が設けられている。吸引領域１５は好適に少なくともディフューザ出口の幅Ｂにわたって延在する。推奨されるように、かつ実施例において、吸引領域１５の幅ｂはディフューザ出口の幅Ｂより大きい。
【００４２】
好適な実施の形態によれば、かつ実施例において、それぞれの空気供給キャビン５，６は二つのキャビン部分１６，１７に分割されており、当該キャビン部分からそれぞれ異なる温度の冷却空気が供給可能である。実施例においては、上方キャビン部分１６からそれぞれ温度Ｔ１を有する冷却空気が供給可能である一方、両方の下方キャビン部分１７からそれぞれ、温度Ｔ１とは異なる温度Ｔ２を有する冷却空気が供給可能であってよい。
【００４３】
好適な実施の形態によれば、かつ実施例において、それぞれの空気供給キャビン５，６内の冷却室側にそれぞれ整流器１８が設けられており、当該整流器は好適に、かつ実施例において、それぞれの空気供給キャビン５，６の両方のキャビン部分１６，１７にわたって延在する。このとき両方の整流器１８は、フィラメント１に当たる冷却空気流を整流する役割を果たす。整流器１８については以下においてさらに詳しく説明する。
【００４４】
本発明によればそれぞれの空気供給キャビン５，６に、冷却空気を供給するための少なくとも一つの供給導管２２が接続されている。この供給導管２２は横断面積ＱＺを有し、当該横断面積ＱＺは冷却空気が空気供給キャビン５，６内に移行する際、空気供給キャビン５，６の横断面積ＱＬに拡大する。このとき、横断面積ＱＬは好ましくは、供給導管２２の横断面積ＱＺの少なくとも３倍、好適に少なくとも４倍の大きさである。本発明によれば供給導管２２の横断面積ＱＺは、３倍から１５倍に拡大して空気供給キャビン５，６の横断面積ＱＬとなる。
【００４５】
さらに本発明によればそれぞれの空気供給キャビン５，６内に、空気供給キャビン５，６に導入される冷却空気流を均質化するための少なくとも一つの平坦な均質化素子２３が設けられている。適切なことに空気供給キャビン５，６のそれぞれのキャビン部分１６，１７内に、少なくとも一つの平坦な均質化素子２３が設けられている。特に好適な実施の形態によれば均質化素子２３は、有孔素子として、特に複数の孔開口部２５を備える有孔シート２４として、および／または複数もしくは多数のメッシュ２７を備える均質化ストレーナ２６として形成されている。本発明の特に好適な実施の形態によれば、かつ実施例において、それぞれの空気供給キャビン５，６内に、もしくはそれぞれのキャビン部分１６，１７内に、それぞれ複数の均質化素子２３が、冷却空気の流れ方向において整流器１８に対して距離をおいて相前後して、かつ互いに距離をおいて設けられている。このとき推奨されるように、かつ実施例において、整流器１８と整流器１８の最も近くに隣接する均質化素子２３との距離ａ１は少なくとも５０ｍｍ、好適に少なくとも１００ｍｍである。空気供給キャビン５，６内で、もしくはキャビン部分１６，１７内で流れ方向において相前後して設けられた二つの均質化素子２３の相互距離ａＸは同じく少なくとも５０ｍｍ、好適に少なくとも１００ｍｍである。
【００４６】
本発明によれば平坦な均質化素子２３の自由開放面積、もしくは冷却空気が自由に貫流できる面積は、平坦な均質化素子２３の全面積の１％から４０％、好ましくは２％から３５％、好適に２％から３０％である。一の実施の変化形態によれば平坦な均質化素子２３の自由開放面積は、２％から２５％、適切なことに２％から２０％、特に２％から１５％である。特に好適に、かつ実施例において、相前後して設けられている均質化素子２３の自由開放面積、もしくは冷却空気が自由に貫流できる面積は、対応する整流器１８に向かって、もしくは冷却室４に向かって、均質化素子２３から均質化素子２３へと増大してゆく。適切なことに、かつ実施例において均質化素子２３の平面はまた、対応する空気供給キャビン５，６もしくは対応するキャビン部分１６，１７の全横断面積ＱＬにわたって延在する。
【００４７】
図３および図４にはそれぞれ、空気供給キャビン５の断面が表示されている。空気供給キャビン５，６全体について表示する代わりに、空気供給キャビン５，６のキャビン部分１６，１７についてのみ表示が行われてもよい。図３に示す実施例において供給導管２２の横断面積ＱＺは、直接的に、かつ段階的変化を介さずに空気供給キャビン５の横断面積ＱＬに拡大する。当該空気供給キャビン５内には冷却空気の流れ方向において整流器１８の前に４個の均質化素子２３が設けられている。実施例において均質化素子２３．０は供給導管２２と空気供給キャビン５との移行領域内にあり、供給導管２２の横断面積ＱＺにわたってのみ延在する。さらなる均質化素子２３．１、２３．２および２３．３はそれぞれ互いに距離をおいて、かつ整流器１８に対して距離をおいて空気供給キャビン４に設けられている。これらの均質化素子は空気供給キャビン５の全横断面積ＱＬにわたって延在する。以下の表では例として、図３に示す均質化素子２３．０から２３．３に関する典型的なパラメータが、（ＣＤ方向における）設備幅がそれぞれ１０００ｍｍの場合について記載されている。表の左欄にまず均質化素子２３の垂直方向高さｈがｍｍで記載され、その右にはそれぞれの均質化素子２３の全面積が記載され、その右の両方の欄には自由開放面積、もしくは冷却空気が自由に貫流できる開放面積がパーセントとｍｍ２で記載されている。相対的自由面積は以下の式、すなわち（均質化素子の横断面積×均質化素子の開放面積／整流器の領域内の流出断面の面積）から計算される。したがって均質化素子２３．１、２３．２および２３．３に関しては、（パーセントで表す）相対的自由面積は、（パーセントで表す）自由開放面積と一致する。供給導管２２と一致する横断面積を備える均質化素子２３．０に関してのみ、わずか１％の相対的自由面積が生じる。（ｍｍで表す）距離ａは、整流器１８からの個々の均質化素子２３の距離ａに相当する。最後の欄における積分値は、均質化素子２３の相対的自由面積を、これらの均質化素子２３の整流器１８からの距離ａに対してプロットした際の曲線の下での積分に相当する。
【００４８】
【表３】
2019206790.tif 000005
【００４９】
実施例において、図３に示す空気供給キャビン５の高さＨは５００ｍｍであり、整流器１８から供給導管２２の出口までの空気供給キャビン５の長さｌは１０００ｍｍでよい。本発明の特に好適な実施の形態によれば上記の積分値の総和は４５より大きく、好ましくは５０より大きく、好適に６５より大きい。
【００５０】
図４には本発明に係る空気供給キャビン５の第二の実施の形態が表示される。ここでも４個の均質化素子２３．０から２３．３が用いられる。しかしながら図３に示す実施の形態とは異なり、本実施の形態では、供給導管２２の横断面積ＱＺは段階的に空気供給キャビン５の全横断面積ＱＬに拡大する。適切なことにこの段階的な拡大は直方体の空気供給キャビン５において、４つの全ての壁にわたって整流器１８に向かって行われる。段階的な横断面積の拡大に基づく相違を除くその他の点で、図４に示す実施例における寸法は、図３に示す実施例における寸法と一致する。図４の実施の形態のためのパラメータは、図３に関する表に類似して以下の表に記載されている。
【００５１】
【表４】
2019206790.tif 000006
【００５２】
図５には、湾曲した供給導管２２の空気供給キャビン５への接続領域が表示されている。当該実施例によれば供給導管２２内にセグメント化要素２８が設けられており、当該セグメント化要素は供給導管２２を個々の導管セグメントに分割する。導管部をこのようにセグメント化すること、もしくは導管部に翼状部を設けることにより、冷却空気流を付加的に均一化することができる。特に冷却空気流はここで予備均一作用を受け、それにより空気供給キャビン５内でのさらなる均一化もしくは均質化に対していわば準備が行われる。
【００５３】
図６は本発明において好適に用いられる整流器１８を斜視的に見たものを示している。整流器１８はフィラメント１に当たる冷却空気流を整流するのに役立つ。推奨されるように、かつ実施例において、個々の整流器１８はそのために、フィラメント流れ方向ＦＳに対して垂直に向けられた複数の流れ管路１９を有する。これらの流れ管路１９はそれぞれ管路壁２０によって画定されるとともに、好ましくは直線的に形成されている。好適な実施の形態によれば、かつ実施例において、それぞれの整流器１８の自由に貫流できる開放面積は、整流器１８の全面積の９０％より大きい。証明されているように、かつ実施例において、流れ管路１９の最小内径Ｄｉに対する流れ管路１９の長さＬの比率は、１と１０の間の領域にあり、適切なことに１と９の間の領域にある。整流器１８の流れ管路１９は例えば、かつ図７に示す実施例において、六角形もしくはハニカム状の横断面を有してよい。ここで最小内径Ｄｉは六角形の向き合う辺の間で測定される。
【００５４】
好適な実施の形態によれば、かつ実施例において、それぞれの整流器１８は当該整流器の冷却空気流入側ＥＳにも、当該整流器の冷却空気流出側ＡＳにも、フローストレーナ２１を有している。好ましくは、かつ実施例において、それぞれの整流器１８の両方のフローストレーナ２１は、整流器１８に対して直接的に前もしくは後に設けられている。この意味でフローストレーナ２１は、均質化ストレーナ２６として形成されている均質化素子２３と区別すべきである。推奨されるように、かつ実施例において、整流器１８の両方のフローストレーナ２１もしくは当該両方のフローストレーナ２１の平面は、整流器１８の流れ管路１９の長手方向に対して垂直に向けられている。フローストレーナ２１は０．１ｍｍから０．５ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍから０．４ｍｍのメッシュ幅を有するとともに、０．０５ｍｍから０．３５ｍｍ、好ましくは０．０５ｍｍから０．３２ｍｍのワイヤ厚さを有することが有効であると判明している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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