УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬЕРНОГО НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА ИЗ НЕПРЕРЫВНЫХ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ НИТЕЙ
DEVICE AND METHOD FOR PRODUCTION OF SPUNBONDED NON-WOVEN MATERIAL FROM CONTINUOUS FILAMENTS

Изобретение относится к устройству для изготовления нетканых фильерных материалов из бесконечных элементарных нитей, в частности, из бесконечных элементарных нитей из термопластичного полимера, причем предусмотрена фильера для формования элементарных нитей, а также охлаждающее устройство для охлаждения элементарных нитей, и причем между фильерой и охлаждающим устройством расположено, по меньшей мере, одно устройство отсасывания мономеров для отсасывания газов, возникающих в процессе формования. Устройство относится, далее, к способу для изготовления фильерных нетканых материалов из бесконечных элементарных нитей. Бесконечные элементарные нити, как известно, отличаются вследствие их почти бесконечной длины от штапельных волокон, которые имеют намного меньшую длину, например, от 10 до 60 мм. С помощью устройства отсасывания мономеров производят отсасывание воздуха или газа из области формования материала непосредственно ниже фильеры. За счет этого достигают возможности, по меньшей мере, частичного удаления из пространства для формования элементарных нитей или из устройства выходящих рядом с элементарными нитями газов в форме мономеров, олигомеров, продуктов распада и т.п.
Устройства названного выше типа известны из практики главным образом в различных формах исполнения. В случае этих устройств элементарные нити формуют с помощью фильеры, после чего охлаждают в охлаждающем устройстве и затем пропускают через устройство для вытягивания и в завершение складывают на складочное место для фильерного нетканого материала. Такое устройство называют также спанбонд-устройством. Многие из этих известных устройств имеют тот недостаток, что элементарные нити часто невозможно сложить без ошибок к виду фильерного нетканого материала. При складывании элементарных нитей возникают неравномерности в форме проплешин или дефектов в фильерном нетканом материале. В результате этих дефектов или нарушений в большей или меньшей мере происходит ухудшение однородности фильерных нетканых материалов. Причиной образования проплешин в фильерном нетканом материале являются так называемые капли, которые обусловлены разрывом одной или нескольких элементарных нитей, а также образующимися при этом скоплениями расплава. Эти капли вызывают возникновение проплешин или утолщений в фильерном нетканом материале и/или прилипают к складочному месту для фильерного нетканого материала. Как правило, такие капли или проплешины превышают по размеру 2х2 мм. Дефекты в фильерном нетканом материале обусловлены также так называемыми “hard piesec” (твердыми участками), которые возникают следующим образом: вследствие потери натяжения сформованная элементарная нить может быть ослаблена, резко возвращена назад и образовывать клубок, который склеивается в результате расплавленного состояния элементарной нити. При этом, как правило, не происходит разрыва элементарной нити. Обусловленные этим проплешины в фильерном нетканом материале имеют размер, как правило, менее 2х2 мм и могут быть обычно определены наощупь и/или визуально. В основу изобретения положено знание того, что такого рода дефекты или проплешины в фильерных нетканых материалах возникают, в частности, при более высокой производительности, начиная со 120 кг/ч/м и, прежде всего, со 150 кг/ч/м. Таких неравномерностей в фильерных нетканых материалах следует ожидать, прежде всего, также при больших полях формования.
До настоящего времени предпринимались попытки уменьшения влияния описанных выше проблем за счет, например, более равномерной обработки элементарных нитей в охлаждающем устройстве или их более равномерного охлаждения охлаждающим воздухом. Пытались также улучшать уплотнения устройства для достижения более равномерного потока элементарных нитей или их более равномерной обработки. Эти меры привели, прежде всего при более высокой производительности, лишь к ограниченному успеху. По этой причине известные из практики устройства нуждаются в улучшении.
В соответствии с этим в основу изобретения положена техническая задача создания устройства названного выше типа с помощью которого фильерные нетканые материалы могут быть выработаны с высокой однородностью без существенных проплешин, а именно также при высоких скоростях движения элементарных нитей и/или высокой производительности, а также при широких или глубоких полях формования. Кроме того, в основу изобретения положена техническая проблема указания соответствующего способа для изготовления такого рода фильерных нетканых материалов.
Для решения этой технической задачи изобретение предлагает устройство для изготовления фильерных нетканых материалов, в частности, из бесконечных элементарных нитей из термопластичного полимера, причем предусмотрена фильера для формования элементарных нитей, а также охлаждающее устройство для охлаждения элементарных нитей, причем в области фильеры, предпочтительно между фильерой и охлаждающим устройством, расположено, по меньшей мере, одно устройство отсасывания мономеров для отсасывания газов, возникающих в процессе формования, причем устройство отсасывания мономеров содержит, по меньшей мере, две расположенных одна за другой в направлении (MD) машины, проходящие соответственно поперечно – предпочтительно перпендикулярно направлению (CD) машины - и противолежащие полю формования области отсасывающего отверстия направления CD, причем обе области отсасывающего отверстия направления CD и/или, по меньшей мере, две противолежащих частичных области отсасывающего отверстия направления CD областей отсасывающего отверстия направления CD настроены с такой соразмерностью, что через одну из обеих областей отсасывающего отверстия направления CD и/или частичные области отсасывающего отверстия направления CD может быть произведено отсасывание большего потока газов, нежели через другую противолежащую область CD-отсасывающего отверстия и/или другие частичные области отсасывающего отверстия направления CD.
В рамках изобретения предусмотрено, что соответствующее изобретению устройство представляет собой спанбонд-устройство для изготовления нетканых спанбонд-материалов, причем устройство содержит фильеру, устройство отсасывания мономеров, охлаждающее устройство и примыкающий к нему блок вытягивания элементарных нитей, а также устройство выкладки для выкладки элементарных нитей к виду полотна спанбонд-нетканого материала.
Направление (MD) машины подразумевает в рамках изобретения, в частности, направление транспортировки выложенного полотна нетканого материала. Как правило, полотно нетканого материала транспортируют с помощью транспортерной ленты. – Направление CD подразумевает в рамках изобретения, в частности, направление, поперечное – предпочтительно перпендикулярное – относительно направления транспортировки полотна нетканого материала или направления MD.
Области отсасывающего отверстия направления CD или частичные области отсасывающего отверстия направления CD предусмотрены целесообразным образом в двух противолежащих, проходящих поперечно направлению машины боковых стенках, которые ограничивают пространство формования элементарных нитей ниже фильеры. – Область отсасывающего устройства направления CD и/или частичная область отсасывающего отверстия направления CD может быть образована либо исключительно одним отсасывающим отверстием или отсасывающим зазором, либо множеством отсасывающих отверстий или отсасывающих зазоров. Так, область выходного отверстия направления CD и/или частичная область отсасывания направления CD может быть также образована соответственно множеством отсасывающих отверстий. – То, что через одну из обеих областей отсасывающего отверстия направления CD и/или частичные области отсасывающего отверстия направления CD может быть произведено отсасывание большего объемного потока, подразумевает в рамках изобретения также то, что через одну из обеих областей отсасывающего отверстия направления CD и/или частичных областей отсасывающего отверстия направления CD не может быть произведено или не производят отсасывание газа или главным образом газа и может быть произведено или осуществляют отсасывание объемного потока газа исключительно через другую из обеих областей отсасывающего отверстия направления CD и/или частичных областей отсасывающего отверстия направления CD. Названная формулировка из пункта 1 формулы изобретения также охватывает случай, когда через одну из обеих областей отсасывающего отверстия направления CD и/ли частичных областей отсасывающего отверстия направления CD подводят объемный поток газа, а через другую из обеих областей отсасывающего отверстия направления CD и/или частичных областей отсасывающего отверстия направления CD производят отсасывание объемного потока газа. В этом случае через названную последней область отсасывающего отверстия направления CD или частичную область отсасывающего отверстия направления CD отсасывают больший объемный потока газа, нежели через другую область.
В рамках изобретения предусмотрено, что отсосанный в устройство отсасывания мономеров объемный проток или отсосанные объемные потоки поступает/поступают в, по меньшей мере, одну сборную камеру и предпочтительно в одну сборную трубу, подключенную к сборной камере. Целесообразным образом для каждой из двух расположенных напротив поля формования областей отсасывающего отверстия направления CD предусмотрена, по меньшей мере, одна сборная камера и предпочтительно предусмотрена, по меньшей мере, одна подключенная к сборной камере или к каждой сборной камере сборная труба для приема отсосанного газа. Для каждой из этих сторон могут также присутствовать несколько сборных камер или несколько сборных труб. К одной сборной камере подключена, по меньшей мере, одна всасывающая линия, предпочтительно соответственно множество всасывающих линий для отсасывания газа и, по меньшей мере, одна всасывающая линия или всасывающие линии рекомендуемым образом соединяет или соединяют сборную камеру со сборной трубой. В области присоединения к, по меньшей мере, одной сборной камере и целесообразным образом в, по меньшей мере, одной присоединенной всасывающей линии объемный поток можно регулировать с помощью, по меньшей мере, одного запорного элемента, например, с помощью запорной задвижки с линейной направляющей для регулировки открытого поперечного сечения. Регулировку или дросселирование осуществляют в рамках изобретения в соответствии с тем, что через расположенную напротив поля формования область отсасывающего отверстия направления CD может быть произведено отсасывание большего объемного потока, нежели через другую область отсасывающего отверстия направления CD.
В рамках изобретения отсасывание большего объемного потока может быть осуществлено главным образом на стороне отсасывания мономеров или через область отсасывающего отверстия направления CD и/или частичную область отсасывающего отверстия направления CD,
- причем обхваты или поверхности раскрытия областей отсасывающего отверстия направления CD и/или частичных областей отсасывающего отверстия направления CD выполнены соответствующим образом и/или могут соответствующим образом регулироваться;
- и/или отсасывание объемного потока – в частности, в или на, по меньшей мере, одной сборной камере и/или в или на всасывающей линии/всасывающих линиях для отсасывания газа и/или в или на, по меньшей мере, одной сборной трубе – может быть регулируемым или дросселируемым.
При этом в рамках изобретения предусмотрено, что применительно к отсасыванию большего объемного потока может быть произведена смена между обеими сторонами отсасывания мономеров или смена между обеими областями отсасывающего отверстия направления CD или частичными областями отсасывающего отверстия направления CD. Таким образом при чередовании – в частности, в режиме непрерывной работы устройства – сначала через одну область отсасывающего отверстия направления СD и затем через другую область отсасывающего отверстия направления CD может быть произведено отсасывание большего объемного потока.
Для решения технической задачи изобретение представляет, кроме того, устройство для изготовления фильерного нетканого материала из бесконечных элементарных нитей, в частности, бесконечных элементарных нитей из термопластичного полимера, причем предусмотрена фильера для формования элементарных нитей, а также охлаждающее устройство для охлаждения элементарных нитей, причем в области фильеры, предпочтительно между фильерой и охлаждающим устройством расположено, по меньшей мере, одно устройство отсасывания мономеров для отсасывания газов, возникающих в процессе формования,
причем устройство отсасывания мономеров содержит области отсасывающего отверстия и предпочтительно, по меньшей мере, две области отсасывающего отверстия направления СD, расположенные одна за другой в направлении (MD) машины, проходящее соответственно поперечно - предпочтительно перпендикулярно – направлению (CD) машины и расположенные напротив друг друга относительно поля формования,
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
причем поверхность раскрытия областей отсасывающего отверстия – в частности, областей отсасывающего отверстия направления CD – составляет или может быть отрегулирована до величины более 11000 мм/метр, в частности, более 12000 мм/метр поля формования (поперечно направлению машины или при измерении в направлении CD), целесообразным образом может составлять или может быть отрегулирована до величины более 20000 мм/метр поля формования, предпочтительно более 30000 мм/метр поля формования, очень предпочтительно более 40000 мм/метр поля формования и особо предпочтительно более 50000 мм/метр поля формования. В соответствии с весьма рекомендуемой формой исполнения изобретения площадь раскрытия областей отсасывающего отверстия – в частности, областей отсасывающего отверстия направления CD – составляет или может быть отрегулирована до величины более 60000 мм/метр поля формования и предпочтительно более 65000 мм/метр поля формования. Целесообразным образом площадь раскрытия или регулируемая площадь раскрытия областей отсасывающего отверстия – в частности, областей отсасывающего отверстия направления CD составляет до 100000 мм/метр поля формования, предпочтительно до 90000 мм/метр поля формования и особо предпочтительно до 85000 мм/метр поля формования.
Предпочтительно соответствующие поверхности раскрытия областей отсасывающего отверстия направления СD выполнены или могут быть отрегулированы в соответствии с тем, что через одну из обеих противолежащих областей отсасывающего отверстия направления CD может быть произведено отсасывание большего объемного потока, нежели через другую область отсасывающего отверстия CD. При этом в рамках изобретения предусмотрено, что площадь раскрытия области отсасывающего отверстия направления CD больше или может быть отрегулирована до большей величины, нежели площадь раскрытия второй противолежащей в относительно поля формования области отсасывающего отверстия направления CD. Так, например, площадь раскрытия задней в направлении (MD) машины области отсасывающего отверстия направления CD может быть больше или может быть отрегулирована до большей величины по сравнению с площадью раскрытия передней в направлении машины области отсасывающего отверстия направления CD или наоборот. Площадь раскрытия противолежащих областей отсасывающего отверстия направления CD можно также чередующимся образом регулировать до различных величин, в результате чего отсасывание большего объемного потока может быть произведено сначала через одну область отсасывающего отверстия направления CD и затем через другую область отсасывающего отверстия направления CD.
Хорошо зарекомендовавшая себя форма исполнения соответствующего изобретению устройства отсасывания мономеров отличается тем, что одна область отсасывающего отверстия направления CD, предпочтительно две противолежащих относительно поля формования области отсасывающего отверстия направления CD проходят на протяжении всей ширины поля формования или главным образом на протяжении всей ширины поля формования. При этом рекомендуется, что соответственно на всей ширине или главным образом на всей ширине обеих противолежащих областей отсасывающего отверстия направления CD может быть произведено отсасывание различных объемных потоков. Как уже было указано выше, отсасывание различных объемных потоков подразумевает также, что через одну область отсасывающего отверстия направления CD не происходит отсасывания объемного потока или главным образом объемного потока газа, и что в исключительно противолежащей относительно поля формования области отсасывающего отверстия направления CD происходит отсасывание объемного потока газа. Далее, различное отсасывание объемных потоков подразумевает в данном случае также, что через одну область отсасывающего отверстия направления CD подводят объемный поток газа и в другой, противолежащей относительно поля формования области отсасывающего отверстия направления CD производят отсасывание газа.
Хорошо зарекомендовавшая себя форма исполнения соответствующего изобретению устройства отсасывания мономеров отличается тем, что в одной области отсасывающего отверстия направления CD при сквозном прохождении через ее общую длину поперечно направлению машины отводят или может быть отведен больший объемный поток, нежели в противолежащей относительно поля формования области отсасывающего отверстия направления CD. – В рамках изобретения предусмотрено, однако, также, что на каждой стороне поля формования поперечно направлению машины предусмотрены расположенные друг за другом частичные области отсасывающего отверстия направления CD и что через, по меньшей мере, одну частичную область отсасывающего отверстия направления CD может быть произведено отсасывание большего объемного потока, нежели через другую противолежащую или непосредственно противолежащую частичную область отсасывающего отверстия направления CD на второй стороне поля формования. Через, по меньшей мере, одну следующую частичную область отсасывающего отверстия направления CD на первой стороне поля формования может быть произведено, напротив, отсасывание меньшего объемного потока, нежели через противолежащую или непосредственно противолежащую частичную область отсасывающего отверстия направления CD на второй стороне поля формования. При этом предусмотренные на одной стороне поля формования частичные области отсасывающего отверстия направления CD с различным направлением потока газа могут быть расположены непосредственно рядом друг с другом поперечно направлению машины или также на расстоянии друг от друга. Так, множество пар противолежащих частичных областей отсасывающего отверстия направления CD могут быть расположены поперечно направлению машины с распределением по ширине поля формования, так что целесообразным образом для каждой пары частичных областей отсасывающего отверстия направления CD на противолежащих сторонах поля формования действует правило, в соответствии с которым через одну частичную область отсасывающего отверстия направления CD может быть произведено отсасывание большего объемного потока газа, нежели через другую, непосредственно противолежащую частичную область отсасывающего отверстия направления CD.
1
2
Одна весьма рекомендуемая форма исполнения изобретения отличается тем, что соотношение между объемным потоком V, отсосанным через одну область отсасывающего отверстия направления CD и объемным потоком V, отсосанным через другую, противолежащую относительно поля формования область отсасывающего отверстия направления CD, составляет от 6:1 до 1,1:1, предпочтительно от 5,5:1 до 1,3:1, предпочтительно от 5,5:1 до 1,5:1 и особо предпочтительно от 5:1 до 1,75:1. В соответствии с одной формой исполнения названные выше соотношения объемного потока могут быть реализованы также для противолежащих частичных областей отсасывающего отверстия направления CD (противолежащих частичных областей отсасывающего отверстия направления CD). В этом случае предпочтительно несколько пар частичных областей отсасывающего отверстия направления CD расположены равномерно распределенными в направлении CD.
Рекомендуемая форма исполнения изобретения отличается тем, что область отсасывающего отверстия направления CD выполнена в виде, по меньшей мере, одного отсасывающего зазора направления CD, проходящего в соответствии с одной предпочтительной формой исполнения в направлении CD. В соответствии с одним вариантом исполнения отсасывающий зазор направления CD подразделен на множество участков отсасывающего зазора направления CD. В соответствии с одной предпочтительной формой исполнения в направлении CD на одинаковой вертикальной высоте рядом друг с другом расположены предпочтительно от 4 до 40, предпочтительно от 6 до 35 и предпочтительно от 8 до 30 участков отсасывающего зазора направления CD. Длина этих участков отсасывающего зазора направления CD составляет в направлении CD целесообразным образом соответственно от 10 до 70 см, предпочтительно от 10 до 60 см и предпочтительно от 15 до 40 см. Расположенные рядом друг с другом участки отсасывающего зазора направления CD дополняют друг друга к виду проходящего в направлении CD отсасывающего зазора направления CD. На каждой стороне поля формования могут быть расположены один над другим в вертикальном направлении также главным образом два или более отсасывающих зазоров направления CD или участка отсасывающего зазора направления CD.
В рамках изобретения предусмотрено, что поверхность раскрытия поперечного сечения, по меньшей мере, одного, предпочтительно одного расположенного на каждой стороне поля формования отсасывающего зазора направления CD больше поверхности раскрытия поперечного сечения, по меньшей мере, одного, предпочтительно одного расположенного на другой стороне поля формования отсасывающего зазора направления CD. Так, например, поверхность раскрытия поперечного сечения, по меньшей мере, одного или рассматриваемого в направлении машины заднего отсасывающего зазора направления CD (сторона выпуска фильерного нетканого материала) может быть больше поверхности раскрытия поперечного сечения рассматриваемого в направлении машины переднего отсасывающего зазора направления CD или, по меньшей мере, одного отсасывающего зазора направления CD (сторона входа полотна фильерного нетканого материала) или также наоборот.
a
e
В соответствии с рекомендуемой формой исполнения величина h или вертикальная высота h зазора обоих противолежащих отсасывающих зазоров направления CD являются различными, причем, например, высота h зазора рассматриваемого в направлении машины заднего отсасывающего зазора направления CD (сторона выпуска полотна фильерного нетканого материала) больше высоты h зазора рассматриваемого в направлении машины переднего отсасывающего зазора направления CD (сторона входа полотна фильерного нетканого материала). Целесообразным образом высота h зазора одного отсасывающего зазора направления CD более чем в два раза больше, предпочтительно более чем в три раза больше высоты h зазора другого отсасывающего зазора направления CD. Рекомендуемым образом отсасывающие зазоры направления CD имеют высоту зазора или вертикальную высоту h зазора от 2 до 50 мм, предпочтительно от 4 до 40 мм и предпочтительно от 4 до 35 мм. Наряду с предпочтительной формой исполнения изобретения высота h зазора более высокого отсасывающего зазора направления CD составляет от 20 до 50 мм, целесообразным образом от 25 до 45 мм, а высота h зазора менее высокого отсасывающего зазора направления CD составляет предпочтительно от 2 до 12 мм, в частности, от 2 до 10 мм. Оба противолежащих отсасывающих зазора направления CD могут, однако, иметь также главным образом одинаковую высоту и отсасываемый различным образом на обоих отсасывающих зазорах направления CD объемный поток может быть реализован в этом случае посредством регулировок, прежде всего регулировок поперечного сечения, в частности, на, по меньшей мере, одной сборной камере или сборных камерах и/или на отсасывающей линии или отсасывающих линиях. Как уже отмечалось выше, в рамках изобретения предусмотрено также, что отсасывание большего объемного потока осуществляют непрерывно с чередованием одной стороны устройства отсасывания мономеров и другой стороны устройства отсасывания мономеров или с непрерывно с чередованием между одним отсасывающим зазором направления CD и другим отсасывающим зазором направления CD. В принципе при этом была бы также возможной соответствующая чередующаяся регулировка высоты зазора отсасывающего зазора направления CD.
Различные объемные потоки, отсасываемые в рамках соответствующего изобретению отсасывания мономеров через, по меньшей мере, две противолежащих относительно поля формования области отсасывающего отверстия направления CD, можно регулировать при помощи геометрических параметров областей отсасывающего отверстия направления CD или частичных областей отсасывающего отверстия направления CD и, в частности, отсасывающих зазоров направления CD или участков отсасывающих зазоров направления CD. Альтернативно или дополнительно эти различные объемные потоки можно регулировать также путем конструирования или исполнения соответствующей/их каждой области отсасывающего отверстия направления CD сборной камеры/сборных камер и/или всасывающей линии/всасывающих линий и/или всасывающей трубы/всасывающих труб. Как уже было указано выше, целесообразным образом каждой области отсасывающего отверстия направления CD соответствует сборная камера или, по меньшей мере, одна сборная камера, к которой/которым подключена/подключены, по меньшей мере, одна всасывающая линия, целесообразно несколько всасывающих линий. Посредством выбора количества и/или размера или поперечного сечения всасывающих линий можно регулировать объемный поток, отсосанный в соответствующей области отсасывающего отверстия направления CD. Рекомендуется подключение к одной, соответствующей одной области отсасывающего отверстия направления CD сборной камере от 2 до 12 всасывающих линий на метр поля формования, предпочтительно от 4 до 10 всасывающих линий на метр поля формования, через которые производят отсасывание газа из сборных камер. В рамках изобретения предусмотрено, что соответствующее изобретению устройство содержит, по меньшей мере, две сборных камеры и предпочтительно соответственно одну подключенную к каждой сборной камере сборную трубу.
Особо предпочтительная форма исполнения, соответствующего изобретению устройства отсасывания мономеров характеризуется тем, что устройство отсасывания мономеров содержит, по меньшей мере, две области отсасывающего отверстия направления MD, которые проходят в направлении (MD) машины и расположены напротив друг друга относительно поля формования. При этом области отсасывающего отверстия направления MD предусмотрены в области фильеры и предпочтительно в ограничивающих пространство для формования элементарных нитей ниже фильеры торцевых стенках, которые проходят в направлении MD. В рамках изобретения предусмотрено, что торцевые стенки и, тем самым, также области отсасывающего отверстия направления MD выполнены более короткими или отчетливо более короткими, чем проходящие в направлении CD боковые стенки пространства для формования элементарных нитей и, таким образом, также области отсасывающего отверстия направления CD. Области отсасывающего отверстия направления MD расположены в целесообразном случае поперечно, предпочтительно перпендикулярно областям отсасывающего отверстия направления CD. Через области отсасывающего отверстия направления MD, как и через области отсасывающего отверстия направления CD производят отсасывание газов, или отсасывание производят из пространства для формования элементарных нитей ниже фильеры. – Целесообразным образом область отсасывающего отверстия MD выполнена в виде, по меньшей мере, одного или в виде одного проходящего в направлении MD отсасывающего зазора MD. В соответствии с одной формой исполнения такой отсасывающий зазор направления MD разделен на множество участков отсасывающего зазора направления MD, в частности, на 2-5 участков отсасывающего зазора направления MD, предпочтительно на 2-3 участка отсасывающего зазора направления MD. Участки отсасывающего зазора направления MD расположены предпочтительно один за другим в направлении MD и целесообразным образом на одинаковой вертикальной высоте или главным образом на одинаковой вертикальной высоте. Длина участков отсасывающего зазора направления MD составляет предпочтительно соответственно от 10 до 70 см, предпочтительно от 10 до 60 см, особо предпочтительно от 15 до 40 мм и, в частности, от 10 до 20 см. При этом длину измеряют в направлении MD. Вертикальная высота h зазора отсасывающего зазора направления MD или участка отсасывающего зазора направления MD составляет рекомендуемым образом от 2 до 50 мм, предпочтительно от 25 до 45 мм и весьма предпочтительно от 2 до 12 мм. В соответствии с одним вариантом исполнения отсасывание через области отсасывающего отверстия направления MD можно регулировать отдельно или независимо от отсасывания через области отсасывающего отверстия направления CD. В соответствии с другой формой исполнения изобретения области отсасывающего отверстия направления MD подключены к сборным камерами или сборным трубам областей отсасывающего отверстия направления CD. Таким образом, соответственно одну область отсасывающего отверстия направления MD можно подключить к, по меньшей мере, одной сборной камере или, по меньшей мере, к одной сборной трубе области отсасывающего отверстия направления CD. В этом случае целесообразным образом происходит совместное отсасывание через область отсасывающего отверстия CD и соответствующую область отсасывающего отверстия направления MD.
В рамках изобретения предусмотрено, что две противолежащих области отсасывающего отверстия направления CD - предпочтительно два противолежащих отсасывающих зазора направления CD – расположены на той же вертикальной высоте или главным образом той же вертикальной высоте, что и две противолежащих области отсасывающего отверстия направления MD – предпочтительно что и два противолежащих отсасывающих зазора направления MD. Сквозной отсасывающий зазор мог бы проходить главным образом по периметру поля формования. В соответствии с предпочтительной формой исполнения изобретения, однако, как противолежащие отсасывающие зазоры направления CD, так и противолежащие отсасывающие зазоры направления MD разделены на – расположенные рядом друг с другом целесообразным образом на одинаковой или главным образом на одинаковой вертикальной высоте – участки отсасывающего зазора направления CD и участки отсасывающего зазора направления MD.
Далее, в рамках изобретения предусмотрено, что длина области отсасывающего отверстия направления CD или отсасывающего зазор направления CD больше или существенно больше длины области отсасывающего отверстия направления MD или отсасывающего зазора направления MD. Предпочтительно длина области отсасывающего отверстия направления CD или отсасывающего зазора направления CD, по меньшей мере, в два раза больше, предпочтительно, по меньшей мере, в 2,5 раза больше, очень предпочтительно, по меньшей мере, в три раза больше и, в частности, по меньшей мере, в четыре раза больше длины области отсасывающего отверстия направления MD или отсасывающего зазора направления MD. При этом названные выше длины измеряют поперечно или предпочтительно поперечно направлению машины (направлению CD) и в направлении машины (направлении MD).
3
3
3
Объемный поток газа, отсосанный в общей сложности через области отсасывающего отверстия направления CD и предпочтительно области отсасывающего отверстия направления MD, составляет в соответствии с предпочтительной формой исполнения изобретения от 35 до 1200м/ч на метр поля формования, предпочтительно от 40 до 1100 м/ч на метр поля формования и предпочтительно от 50 до 1000 м/ч на метр поля формования. При этом в соответствии с изобретением через область отсасывающего отверстия направления CD отсасывают больший объемный поток, нежели через противолежащую относительно поля формования область отсасывающего отверстия направления CD.
В случае соответствующего изобретению устройства на стороне отсасывания (в частности, в зоне области отсасывающего отверстия направления CD) вследствие дросселированного объемного потока могут возникать загрязнения поверхностей – в частности, в результате образования конденсата. Степень этих загрязнения может быть уменьшена посредством подходящего направления газа. В соответствии с одной формой исполнения изобретения подверженные загрязнению поверхности в зоне, по меньшей мере, одной области отсасывающего отверстия или области отсасывающего отверстия направления CD облицовывают поглощающими, в частности абсорбирующими, адсорбирующими и/или изолирующими загрязнения или конденсат облицовочными материалами или облицовочными полотнами. При этом облицовочные материалы или облицовочные полотна соответствующим образом фиксируют на подвергающихся опасности поверхностях. Для облицовки могут служить, например, нетканое полотно Meltblown или т.п. Альтернативно или дополнительно в соответствии с рекомендуемым вариантом исполнения подверженные опасности загрязнения поверхности во избежание загрязнения или образования конденсата согревают, в частности, нагревают.
2
2
2
2
2
2
В основу изобретения положено знание того, что соответствующая изобретению техническая задача может быть решена особенно эффективно, если, с одной стороны, реализованы поясненные выше признаки отсасывания мономеров и если, с другой стороны, принимают определенные меры при исполнении фильеры или в отношении капилляров фильеры. Под капиллярами фильеры понимают при этом каналы, через которые подводят расплавленный полимер для сформованных с помощью фильеры элементарных нитей. В соответствии с особо предпочтительной формой исполнения, соответствующего изобретению устройства плотность сети капилляров фильеры, составляет от 1 до 6 капилляров/см, предпочтительно от 2 до 5 капилляров/см, предпочтительно от 2 до 4,5 капилляров /см, в частности, от 2 до 4 капилляров/см и очень предпочтительно от 2,2 до 3,2 капилляров/см. Рекомендуется, чтобы плотность сети капилляров фильеры была в средней области фильеры меньше, чем в наружных областях фильеры и чтобы плотность сети капилляров составляла в средней области фильеры от 0 до 1 капилляров/см. Внутренний диаметр капилляров составляет рекомендуемым образом от 0,2 до 0,9 мм, в частности, от 0,3 до 0,8 мм. – Эти предпочтительные признаки фильеры особенно хорошо зарекомендовали себя в рамках изобретения во взаимосвязи с различным отсасыванием объемных потоков при соответствующем изобретению отсасывании мономеров.
Глубина поля формования составляет целесообразным образом от 120 до 400 мм, предпочтительно от 150 до 350 мм, весьма предпочтительно от 170 до 300 мм и очень предпочтительно от 185 до 270 мм. При этом под глубиной поля формования понимают, в частности, протяженность сформованного пучка элементарных нитей в направлении (MD) машины. В соответствии с особо рекомендуемой формой исполнения изобретения глубина поля формования составляет от 195 до 260 мм. При названных выше глубинах поля формования может быть без труда решена соответствующая изобретению техническая проблема и можно предотвратить возникновение дефектов или проплешин в сложенном полотне фильерного нетканого материала или существенно уменьшить риск их возникновения по сравнению с известными мерами. При известных из практики мерах в сложенном фильерном нетканом полотне возникали нежелательные неоднородности или проплешины, прежде всего при больших глубинах поля формования. Этот недостаток может быть эффективно устранен с помощью соответствующего изобретению устройства.
Особо рекомендуемая форма исполнения, соответствующего изобретению устройства характеризуется тем, что в направлении потока элементарных нитей за устройством отсасывания мономеров расположено охлаждающее устройство, а также подключенный к нему блок вытягивания. Рекомендуется оснащение блока вытягивания сужающимся в направлении потока элементарных нитей промежуточным каналом, а также подключенным к нему каналом растягивания. – В соответствии с особо предпочтительной формой исполнения изобретения промежуточный канал содержит, по меньшей мере, два сужающихся участка канала, которые расположены в направлении потока элементарных нитей или один под другим. Рекомендуемым образом длина первого или верхнего в направлении потока элементарных нитей участка канала меньше длины второго или нижнего в направлении потока элементарных нитей участка канала. Предпочтительным образом угол раскрытия первого или верхнего сужающегося участка канала промежуточного канала больше угла раскрытия второго или нижнего сужающегося участка канала промежуточного канала. В рамках изобретения предусмотрено, что промежуточный канал или нижний сужающийся участок промежуточного канала как будто переходит в канал растягивания или канал подтягивания блока вытягивания. При этом промежуточный канал или нижний участок промежуточного канала могут обладать одинаковой конвергенцией.
Целесообразным образом в направлении потока элементарных нитей после блока вытягивания может быть расположен, по меньшей мере, один диффузор, а также подключенное за ним складочное устройство для выкладки элементарных нитей к виду фильерного нетканого материала. В рамках изобретения особо предпочтительно то, что в направлении потока элементарных нитей за блоком вытягивания предусмотрены, по меньшей мере, два диффузора, в частности, два диффузора, и при этом положительно зарекомендовало себя наличие между обоими диффузорами зазора для входа окружающего воздуха для входа атмосферного воздуха. – Весьма особо рекомендуемая форма исполнения, соответствующего изобретению устройства характеризуется тем, что состоящий из системы охлаждения и блока вытягивания агрегат выполнен в виде закрытой системы, в которой помимо подвода охлаждающего воздуха в устройстве охлаждения не производят никакого другого подвода воздуха. В основу изобретения положено знание того, что соответствующее изобретению устройство отсасывания мономеров оптимально функционирует, прежде всего, в комбинации с такой закрытой системой.
Для решения технической задачи изобретение предлагает, кроме того, способ изготовления фильерных нетканых материалов из бесконечных элементарных нитей, в частности, из бесконечных элементарных нитей из термопластичного полимера, причем формование элементарных нитей осуществляют с помощью фильеры, при этом в пространстве для формования элементарных нитей в области фильеры, в частности, ниже фильеры, осуществляют отсасывание газов, возникающих при процессе формования (отсасывание мономеров), причем через, по меньшей мере, две расположенные одна за другой в направлении (MD) машины области отсасывающего отверстия направления CD производят отсасывание, по меньшей мере, одного объемного потока возникающих газов, причем отсосанный через область отсасывающего отверстия направления CD объемный поток больше объемного потока, отсосанного через другую область отсасывающего отверстия направления CD, причем элементарные нити затем охлаждают и вытягивают и в завершение складывают на складочное устройство к виду фильерного нетканого материала.
Особенно хорошо зарекомендовавшая себя форма исполнения соответствующего изобретению способа характеризуется тем, что элементарные нити изготавливают с производительностью от 150 до 320 кг/ч/м, предпочтительно с производительностью от 180 до 300 кг/ч/м и особо предпочтительно с производительностью от 200 до 300 кг/ч/м. В этой связи в основу изобретения положено знание того, что соответствующая изобретению техническая задача – в частности, предотвращение возникновения неоднородностей и дефектов в полотне фильерного нетканого материала – может быть решена прежде всего также при более высоких производительностях. – В рамках изобретения предусмотрено, что элементарные нити изготавливают со скоростью движения волокон от 2000 до 4200 м/мин., предпочтительно от 2200 до 4000 м/мин., и, в частности, от 2300 до 3900 м/мин.
В основу изобретения положено знание того, что с помощью соответствующего изобретению устройства и соответствующего изобретению способа могут быть изготовлены фильерные нетканые материалы, которые отличаются отличной однородностью и почти не имеют проплешин или дефектов. С помощью соответствующего изобретению устройства можно избежать или свести к минимуму возникновение описанных в начале, оказывающих мешающее действие капель, а также hard pieces (твердых участков). Особое преимущество заключается в том, что почти свободное от дефектов складывание нетканого материала возможно также при высоких производительностях и при высоких скоростях движения нитей. Помимо соответствующего изобретению отсасывания мономеров в основном не требуется дальнейших дорогостоящих мер по реализации соответствующих изобретению преимуществ. Прежде всего, отпадает необходимость в дорогостоящих дополнительных компонентах устройства для решения технической проблемы. В рамках изобретения особое значение придается комбинации признаков отсасывания мономеров и исполнению фильеры. Для этого дается ссылка на изображенные выше признаки капилляров фильеры. В результате с помощью соответствующего изобретению устройства и соответствующего изобретению способа при относительно глубоких полях формования и сравнительно высоких производительностях может быть достигнута неожиданно однородная и свободная от дефектов укладка фильерного нетканого материала. Это особенно неожиданно, так как при известных до настоящего времени устройствах при высоких производительностях, как правило, возрастала частота возникновения дефектов. Применительно к достигнутым существенным преимуществам соответствующее изобретению устройство отличается простотой и относительно малой стоимостью.
Изобретение пояснено ниже более подробно на основании чертежа, показывающего исключительно один пример исполнения. Фигуры показывают в схематическом представлении:
фиг. 1 - вертикальное сечение соответствующего изобретению устройства;
фиг. 2 - увеличенный фрагмент из фиг. 1, а именно
а) с отсасыванием мономеров в соответствии с уровнем техники и
b) с соответствующим изобретению отсасыванию мономеров; и
фиг. 3 - перспективное изображение соответствующего изобретению устройства отсасывания мономеров.
На фигурах представлено соответствующее изобретению устройство для изготовления фильерных нетканых материалов 22 из бесконечных элементарных волокон 23, причем бесконечные элементарные волокна 23 состоят в основном из термопластичного полимера. Элементарные нити 23 формуют с помощью фильеры 1 и направляют в пространстве 29 для формования элементарных нитей ниже этой фильеры 1 через устройство 2 отсасывания мономеров для отсасывания газов, возникающих в процессе формования. В направлении потока элементарных нитей позади или ниже устройства 2 отсасывания мономеров предусмотрено устройство 3 охлаждения для охлаждения элементарных нитей. Устройство 3 охлаждения содержит кабину для подвода воздуха, которая разделена на два участка 13, 14 кабины для подвода воздуха. Из этих обоих участков 13, 14 кабины можно подводить соответственно технологический воздух или охлаждающий воздух в направлении пучка элементарных нитей. К устройству 3 охлаждения в направлении потока элементарных нитей примыкает блок 15 растягивания. Этот блок 15 растягивания содержит предпочтительно сужающийся в направлении потока элементарных нитей промежуточный канал 24, а также подключенный к нему канал 25 растягивания. Рекомендуемым образом агрегат состоит из устройства 3 охлаждения и блока 15 растягивания в качестве закрытой системы. В этой закрытой системе помимо подвода охлаждающего воздуха или технологического воздуха в устройстве 3 охлаждения не происходит другого подвода воздуха. В соответствии с предпочтительной формой исполнения изобретения к блоку 15 растягивания в направлении потока элементарных нитей подключен, по меньшей мере, один диффузор 17, 18. Целесообразным образом предусмотрены два расположенных один под другим или один за другим диффузора 17, 18. Рекомендуется предусмотреть между обоими диффузорами 17, 18 зазор 28 для выхода атмосферного воздуха. Элементарные нити при подключении к диффузорам 17, 18 складывают на складочном устройстве 16 к виду полотна фильерного нетканого материала. Складочное устройство 16 выполнено в виде бесконечной вращающейся складочной ленты.
A
A
E
A
E
E
В соответствии с изобретением в области фильеры 1 расположено устройство 2 отсасывания мономеров для отсасывания газов, возникающих в процессе формования. Предпочтительно устройство 2 отсасывания мономеров расположено в пространстве 29 для формования элементарных нитей ниже фильеры 1. Рекомендуемым образом устройство 2 отсасывания мономеров содержит две расположенные одна за другой в направлении (MD) машины, проходящих соответственно поперечно направлению машины и противолежащих относительно поля 4 формования области 5, 6 отсасывающего отверстия направления CD. Области 5, 6 отсасывающего отверстия направления CD предусмотрены в противолежащих, проходящих в направлении CD и ограничивающих пространство 29 для формования элементарных нитей боковых стенках 26. Эти противолежащие относительно 4 формования области 5, 6 отсасывающего отверстия направления CD выполнены соответственно в виде отсасывающего зазора 7, 8 направления CD, проходящего поперечно или перпендикулярно направлению машины. Оба отсасывающих зазора 7, 8 направления CD разделены соответственно на множество участков 7’, 8’ отсасывающего зазора направления CD. Эти участки 7’, 7’ отсасывающего зазора направления CD расположены рядом друг с другом, а также на одинаковой вертикальной высоте. В рамках изобретения предусмотрено, что оба противолежащих отсасывающих зазора 7, 8 направления CD настроены таким образом, что через один из обоих отсасывающих зазоров 7, 8 направления CD может быть произведено отсасывание большего объемного потока газов, нежели через другой противолежащий отсасывающий зазор 7, 8 направления CD. В примере исполнения через задний при рассмотрении в направлении машины отсасывающий зазор 8 направления CD (сторона выпуска полотна фильерного нетканого материала) может быть отсосан больший объемный поток V, нежели через передний при рассмотрении в направлении машины отсасывающий зазор 7 направления CD (сторона входа полотна фильерного нетканого материала). При этом соотношение V/V объемных потоков может составлять в примере исполнения 3:1. В примере исполнения вертикальная высота h зазора заднего при рассмотрении в направлении машины отсасывающего зазора 8 направления CD (сторона выпуска) больше вертикальной высота h зазора направления CD (сторона входа). Однако, через передний при рассмотрении в направлении машины отсасывающий зазор направления CD (сторона входа полотна фильерного нетканого материала) может быть осуществлено отсасывание большего объемного потока V, нежели через задний при рассмотрении в направлении машины отсасывающий зазор направления CD (сторона выпуска полотна фильерного нетканого материала). В данном случае соотношения объемных потоков и вертикальных высот зазора могут быть предусмотрены в соответствии с приведенными выше указаниями как бы в противоположной последовательности.
Глубина t поля 4 формования может составлять в примере исполнения 200 мм и в примере исполнения возможна работа с производительностью 230 кг/ч/м, а также со скоростью движения волокон 3300 м/мин.
В соответствии с предпочтительной формой исполнения и в примере исполнения устройство 2 отсасывания мономеров содержит, далее, две проходящие в направлении (MD) машины и противолежащие относительно поля 4 формования области 9, 10 отсасывающего отверстия направления MD. Области 9, 10 отсасывающего отверстия направления MD расположены предпочтительно в торцевых стенках 27, которые расположены друг против друга, проходят в направлении MD и ограничивают пространство для формования элементарных нитей. Торцевые стенки 27 примыкают целесообразным образом к проходящим в направлении CD боковым стенкам 26. При этом боковые стенки 26 (в направлении CD) рекомендуемым образом и в примере исполнения имеют длину, которая больше или длины боковых стенок 27 (в направлении MD). Области 9, 10 отсасывающего отверстия направления MD предпочтительно выполнены в виде двух противолежащих и проходящих в направлении MD отсасывающих зазоров 11, 12 направления MD. Далее, отсасывающие зазоры 11, 12 направления MD расположены на одинаковой вертикальной высоте, а также на той же вертикальной высоте, что и отсасывающие зазоры 7, 8 направления CD. Также и отсасывающие зазоры 11, 12 направления MD соответственно разделены на участки 11’,12’ отсасывающего зазора направления MD, а именно рекомендуемым образом соответственно на два участка 11’, 12’ отсасывающего зазора направления MD.
Целесообразным образом каждому отсасывающему зазору 7, 8 направления CD соответствует сборная камера 19, 20 для газов, отсосанных через отсасывающие зазоры 7, 8 направления CD. При этом к каждой сборной камере 19, 20 подключено множество всасывающих линий 21 для отсасывания газа в рамках отсасывания мономеров. Через всасывающие линии 21 каждая сборная камера 19, 20 соединена соответственно с одной сборной трубой 32, 33. Целесообразным образом к сборной трубе 32, 33 подключен, по меньшей мере, один не изображенный отсасывающий агрегат - например, в виде насоса – для отсасывания газов. Далее, всасывающие линии 21 могут содержать запорные элементы – например, в виде запорных задвижек – и с помощью этих запорных элементов можно регулировать объемный поток, соответственно отсосанный через противолежащие отсасывающие зазоры 7, 8 направления CD. – Предпочтительно сборными трубами 32, 33 снабжены, помимо отсасывающих зазоров 7, 8 направления CD, также оба противолежащих отсасывающих зазора 11, 12 направления MD. Также и газы, отсосанные через эти отсасывающие зазоры 11, 12 направления MD можно, таким образом, улавливать в сборных трубах 32, 33. Из фиг. 3 видно, что в сборных камерах 19, 20 предусмотрены направляющие щитки 30, 31 для отсосанных газов.
A
Сравнительное рассмотрение фиг. 2а и 2b показывает потоки газов при отсасывании мономеров в соответствии с уровнем техники (фиг. 2а) и потоки газов при соответствующем изобретению отсасыванию мономеров (фиг. 2b). В случае показанного на фиг. 2а устройства 2 отсасывания мономеров в соответствии с уровнем техники через две противолежащих относительно поля 4 формования области 5, 6 отсасывающего отверстия направления CD производят отсасывание соответственно равного объемного потока газов. В данном случае видно, что сформованный с помощью фильеры 1 пучок элементарных нитей в своей средней области не нагружен потоками газа. В этой связи в основу изобретения положено знание того, что при таком исполнении возможно образование на элементарных нитях капель и/или hard piese (твердых участков), в результате чего в уложенном полотне фильерного нетканого материала - как описано выше – возникают проплешины или дефекты. В отличие от этого при соответствующем изобретению отсасывании мономеров – как видно из фиг. 2b – на одной стороне поля 4 формования происходит отсасывание большего объемного потока. В примере исполнения через задний при рассмотрении в направлении (MD) машины отсасывающий зазор 8 направления CD (сторона выпуска полотна фильерного нетканого материала) производят отсасывание большего объемного потока V, нежели через передний при рассмотрении в направлении машины отсасывающий зазор 7 направления CD (сторона входа полотна фильерного нетканого материала). Как видно, далее, из фиг. 2b, это приводит к тому, что потоки газа нагружают также элементарные нити, расположенные в центре сформованного пучка элементарных нитей. В основу изобретение положение знание того, что за счет этого можно эффективно предотвратить образование капель и твердых участков на элементарных нитях и, тем самым, предотвратить также возникновение проплешин или дефектов в уложенном полотне фильерного нетканого материала. В остальном на фиг. 2а и 2b показан также ввод охлаждающего воздуха в охлаждающем устройстве 3. Входящий поток охлаждающего воздуха в данном случае символизируют направленные вниз стрелки.