Gröner-rothermel, Mathias (Luisenstrasse 37, Neumünster, 24534, DE)
Stündel, Mathias (Feldstrasse 117, Wedel, 22880, DE)
Gröner-rothermel, Mathias (Luisenstrasse 37, Neumünster, 24534, DE)
| 1. | Verfahren zum Schmelzspinnen synthetischer feiner Fasern zur Vliesher¬ stellung, bei welchem eine Polymerschmelze durch eine Düsenbohrung einer Spinndüse zu einem Faserstrang extrudiert wird, bei welchem der Faserstrang vor dem Erstarren gemeinsam mit einem Gasstrom derart durch eine Düseneinrichtung geführt wird, dass der Faserstrang auf der Auslassseite der Düseneinrichtung in mehrere feine Fasern überführt wird, und bei welchem die Fasern nach Abkühlung zu einem Vlies abge legt werden, dadurch gekennzeichnet, dassdie Fasern durch einen zusätz¬ lichen unterhalb der Düseneinrichtung zugeführten Luftstrom gekühlt und geführt werden. |
| 2. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassder zusätzliche Luftstrom eine auf die Fasern einwirkende laminare Gesamtströmung in Fadenlaufrichtung erzeugt. |
| 3. | Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dassder zu¬ sätzliche Luftstrom durch eine Saugwirkung des Gasstroms erzeugt wird, indem die Fasern und der Gasstrom gemeinsam unterhalb der Düsenein¬ richtung durch eine Ejektoreinrichtung geführt werden. |
| 4. | Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Luftstrom aus einer angesaugten Umgebungsluft erzeugt wird. |
| 5. | Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Luftstrom aus einer angesaugten Klimaluft erzeugt wird. |
| 6. | Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dassder zu sätzliche Luftstrom durch eine Blaswirkung erzeugt wird, indem die Fa sern und der Gasstrom gemeinsam unterhalb der Düseneinrichtung durch eine Injektoreinrichtung geführt werden. |
| 7. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstrang durch Einstellung und Wirkung des Gasstroms und der Düseneinrichtung zu mehreren endlosen Fasern zerplatzt. |
| 8. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstrang durch Einstellung und Wirkung des Gasstroms und der Düseneinrichtung zu mehreren Fasern mit endlicher Länge geteilt wird. |
| 9. | Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 8 mit einer Spinndüse (1), die zumindest eine Düsenbohrung (2) aufweist, mit einer unterhalb der Spinndüse (1) angeordneten Düsenein¬ richtung (5), mit einer zwischen der Spinndüse (1) und der Düseneinrich¬ tung (5) ausgebildeten Druckraum (4), die mit einer Druckgasquelle ver¬ bunden ist, wobei die Druckkammer (4) und die Düseneinrichtung (5) derart ausgebildet sind, dass ein frisch extrudierter Faserstrang (3) vor dem Erstarren gemeinsam mit einem Gasstrom durch die Düseneinrich¬ tung (5) geführt wird und auf der Auslassseite der Düseneinrichtung (5) in mehrere feine Fasern (7) überführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Auslassseite (6) der Düseneinrichtung (5) ein Kühlstromerzeuger (10, 21) angeordnet ist, welcher einen auf die Fasern (7) einwirkenden zusätzlicher Luftstrom erzeugt. |
| 10. | Vorrichtung nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, dassder Kühl¬ stromerzeuger durch eine Ejektoreinrichtung (10) gebildet ist, welche mit einem Fasereinlauf (12) mit Abstand zu der Auslassseite (6) der Düsen einrichtung (5) angeordnet ist und welche einen in den Fasereinlauf (12) mündenden Ansaugkanal (17) aufweist. |
| 11. | Vorrichtung nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, dass die Ejekto reinrichtung (10) durch mehrere Formbleche (11.1, 11.2) gebildet ist, dass die Formbleche (11.1, 11.2) auf der Auslassseite der Düseneinrich tung (5) derart angeordnet sind, dass zwischen der Auslassseite (6) der Düseneinrichtung (5) und den Formblechen (11.1, 11.2) der Ansaugkanal (17) gebildet ist, welcher in den Fasereinlauf (12) mündet. |
| 12. | Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der An saugkanal (17) mit der Umgebung verbunden ist. |
| 13. | Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der An¬ saugkanal (17) an einer Klimakammer (19) angeschlossen ist. |
| 14. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeich¬ net, dassder Fasereinlauf (12) einen in Laufrichtung der Fasern sich erstreckenden Führungsquerschnitt mit konstanter oder zunehmender Größe aufweist. |
| 15. | Vorrichtung nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, dass der Kühl¬ stromerzeuger durch eine Injektoreinrichtung (21) gebildet ist, welche mit einem Faserführungskanal (22) mit Abstand zu der Auslassseite (6) der Düseneinrichtung (5) angeordnet ist und welche einen in den Faser¬ führungskanal (12) mündenden Blaskanal (23) aufweist. |
| 16. | Vorrichtung nach Anspruch 15,dadurch gekennzeichnet, dass der Blas¬ kanal (23) mit einer Druckluftquelle verbunden ist. |
| 17. | Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16,dadurch gekennzeichnet, dass der Faserführungskanal (23) einen in Laufrichtung der Fasern sich erstre¬ ckenden Führungsquerschnitt zunehmender Größe aufweist. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzspinnen synthetischer feiner Fasern zur Vliesherstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des An¬ spruchs 9.
Zur Herstellung von Feinstfaservliesen ist es bekannt, dass ein extrudierter Faser¬ strang mittels einer Gasströmung unmittelbar nach dem Extrudieren in mehrere feine Fasern zerteilt wird, die anschließend zu dem Vlies abgelegt werden. Derar¬ tige Fasern weisen einen mittleren Faserdurchmesser von üblicherweise kleiner 10 μm auf. Im Stand der Technik sind hierzu zwei grundsätzliche Verfahren zur Her- Stellung von Feinstfasern bekannt.
Eine erste Variante des Verfahrens und der Vorrichtung zum Schmelzspinnen feiner Fasern ist aus der DE 199 29 709 Al bekannt und wird in Fachkreisen als das sogenannte Nanoval- Verfahren bezeichnet. Das bekannte Verfahren basiert darauf, dass an dem Faserstrang unter Wirkung der Gasströmung und einer Dü¬ seneinrichtung eine Druckwirkung erzeugt wird, die zu einem Zerplatzen des Fa¬ serstranges führt, so dass eine Vielzahl feiner im wesentlichen endloser Fasern entsteht. Hierbei ist der im Innern der Faser vorherrschende hydrostatische Druck größer als der den Faserstrang umgebende Gasdruck, wodurch das Zerplatzen des Faserstranges erreicht wird. Die Fasern werden sodann unter Wirkung der Gas¬ strömung zu einer Ablage geführt und als Vlies abgelegt.
Aus der DE 38 10 596 Al ist eine weitere Alternative zur Herstellung von Vliesen aus Feinstfasern bekannt. Hierbei wird ein frisch extrudierter Faserstrang unmit- telbar durch Wirkung eines heißen Gasstromes zu Feinstfasern mit endlicher Län¬ ge zerfasert. Hierzu wird die Gasströmung mittels einer Düseneinrichtung auf Schall- oder Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Die beiden Schmelz-Blas- Verfahren zur Erzeugung feinster Fasern besitzen je¬ doch den grundsätzlichen Nachteil, dass auf der Auslassseite der Düseneinrich¬ tung durch Expansion der Gasströmung sich Luftturbulenzen ausbilden, die un- mittelbar auf die Fasern einwirken. Dabei ist es unvermeidlich, dass die Fasern teilweise zusammengeführt werden und miteinander verkleben. Insbesondere bei Herstellung von endlosen Fasern führen derartige Verklebungen zu Unregelmä¬ ßigkeiten im Vlies.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gat¬ tungsgemäße Vorrichtung zum Schmelzspinnen synthetischer feiner Fasern der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Fasern in einer im wesent¬ lichen turbulenzarmen Zone abkühlbar sind.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 9 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merk- malskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein weiterer Verfahrensparameter bereitgestellt wird, um die Herstellung von feinen Fasern zu beeinflussen. Der besondere Vorteil des durch den zusätzlichen Kühlluftstrom bereitgestellten Ver- fahrensparameter liegt darin, dass einerseits die Führung der Fasern durch den aus der Düseneinrichtung austretenden Gasstrom beeinflussbar ist und andererseits der Parameter eine unmittelbare Wirkung auf die Ausbildung der Fasern ermög¬ licht. So lässt sich die Abkühlung der Fasern beispielsweise intensivieren.
Um eine möglichst gleichmäßige Ausbildung aller Fasern zu erhalten, wirkt der zusätzliche Luftstrom vorzugsweise zur Unterdrückung von turbulenten Strömun- gen insbesondere in einem Bereich, wo die Fasern noch nicht abgekühlt und so¬ mit noch nicht fest ausgebildet sind. Damit können Verklebungen einzelner Fa¬ sern im wesentlichen vermieden werden. Des Weiteren können die Fasern im ru¬ higen Lauf während des Abkühlens geführt werden.
Der zusätzlich unterhalb der Düseneinrichtung zugeführte Luftstrom wird bevor¬ zugt durch ein passives System erzeugt, in dem der Gasstrom mit den Fasern durch einen unterhalb der Düseneinrichtung angeordneten Ejektoreinrichtung ge¬ führt wird. Dieses Verfahren ist insbesondere geeignet, um unmittelbar die aus der Umgebung unterhalb der Düseneinrichtung anstehende Luft ohne jegliche Fremd¬ leistung mit zur Führung und Abkühlung der Fasern einzubeziehen.
Es ist jedoch auch möglich, eine Klimaluft anzusaugen. So lässt sich die Klimaluft als konditionierte Luft hinsichtlich Lufttemperatur, Luftfeuchte und Luftmenge vorbestimmen, so dass gezielte Abkühlbedingungen an den Fasern einstellbar sind. Damit lässt sich beispielsweise der Gasstrom ausschließlich auf die Funktion zur Aufteilung des Faserstranges in einzelne Fasern konditionieren. Eine nach dem Zerteilen des Faserstranges für die Fasern maßgebliche Abkühlbedingung kann vorteilhaft durch den zusätzlichen Luftstrom eingestellt werden.
Es ist jedoch auch möglich, den zusätzlichen Luftstrom durch ein aktives System unmittelbar durch eine Blaswirkung zu erzeugen. Neben der Abkühlung kann da¬ mit auch vorteilhaft die Ablage der Fasern zu dem Vlies beeinflusst werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich vorteilhaft zum Schmelzspinnen von endlosen Fasern oder von Fasern mit endlicher Länge anwenden.
Zur Durchführung des Verfahrens weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen auf der Auslassseite der Düseneinrichtung angeordneten Kühlluftstromerzeuger auf, welcher ein auf die Fasern einwirkenden zusätzlichen Luftstrom erzeugt. Die Erzeugung des Luftstromes kann dabei passiv oder aktiv erfolgen. Die bevorzugte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht eine passi¬ ve Erzeugung des Kühlluftstromes vor, in dem der Kühlstromerzeuger als eine Ejektoreinrichtung ausgebildet ist, welche mit einem Fasereinlauf mit einem Ab- stand zu der Auslassseite der Düseneinrichtung angeordnet ist und welche einen in den Fasereinlauf mündenden Ansaugkanal aufweist. Damit wird unter Wirkung des einlaufenden Gasstromes mit den Fasern eine Saugwirkung erzeugt, so dass über den Ansaugkanal der zusätzliche Luftstrom zugeführt wird.
m einer besonders vorteilhaften Ausbildung wird die Ejektoreinrichtung durch mehrere Formbleche gebildet, die unmittelbar auf der Auslassseite der Düsenein¬ richtung gehalten sind und mit der Auslassseite der Düseneinrichtung ein An¬ saugkanal ausbilden. Damit lässt sich der zusätzliche Luftstrom durch einfache Mittel unterhalb der Düseneinrichtung erzeugen.
Je nach Anforderung an die Konditionierung des zusätzlichen Luftstromes kann der Ansaugkanal unmittelbar mit der Umgebung oder mit einer Klimakammer verbunden sein.
Um die Führung der Fasern sowie besondere Kühleffekte zu erhalten, wird des Weiteren vorgeschlagen, den Fasereinlauf mit einem in Laufrichtung der Fasern sich erstreckenden Führungsquerschnitt mit konstanter oder zunehmender Größe auszubilden. Hierbei sind verschiedene Formgebungen des Führungsquerschnittes möglich.
In den Fällen, bei welchem ein für die Ablage der Fasern intensiver Gasströmung benötigt wird, wird vorteilhaft die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung verwendet, bei welcher der Kühlstromerzeuger durch eine Injektoreinrich¬ tung gebildet ist. Die Injektoreinrichtung weist hierzu einen Faserführungskanal und einen in den Faserführungskanal mündenden Blaskanal auf. Der Faserfüh¬ rungskanal ist im Abstand zu der Auslassseite der Düseneinrichtung angeordnet, um den Gasstrom und die Fasern aufnehmen zu können. Der zusätzliche Luft¬ strom wird sodann über den Blaskanal in den Faserführungskanal eingeblasen. Hierzu ist der Blaskanal vorzugsweise einer Druckluftquelle angeschlossen.
Um möglichst laminare Strömungen innerhalb des Faserführungskanals beizube¬ halten, ist der Führungsquerschnitt des Faserführungskanals mit zunehmender Größe ausgebildet, so dass keine plötzlichen Geschwindigkeitsänderungen der Luftströmungen eintritt.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist be¬ sonders geeignet, um feinste Fasern mit einem Faserquerschnitt von <10μm vor¬ zugsweise im Bereich von 2 bis 4 μm herzustellen. Hierbei können alle gängigen Polymertypen wie beispielsweise Polypropylen, Polyethylen, Polyester oder Poly¬ amid verwendet werden.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung Fig. 2 schematisch eine Längsschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung Fig. 3 schematisch ein Ausschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung Fig. 4 bis Fig. 8 schematisch verschiedene Formen eines Fasereinlaufes einer Ejektorein- richtung Fig. 9 schematisch ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
In Fig. 1 ist ein erstes Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Längsschnittansicht dargestellt. Hierbei sind nur die zur Durchführung des Ver¬ fahrens erforderlichen Bauteile der Vorrichtung dargestellt. So weist die Vorrich¬ tung eine Spinndüse 1 auf, die mit einem Schmelzezulauf 15 verbunden ist. Der Schmelzezulauf 15 verbindet die Spinndüse 1 üblicherweise mit einer Schmelze¬ quelle, durch welche eine Polymerschmelze unter Druck zu der Spinndüse 1 ge- führt wird. Die Spinndüse 1 weist auf ihrer Unterseite eine Düsenbohrung 2 auf. Üblicherweise sind eine Vielzahl von Düsenbohrungen 2 an der Unterseite der Spinndüse 1 in einer bestimmten Anordnung vorzugsweise in einer Reihenanord¬ nung mit einer oder mehreren Reihen nebeneinander ausgebildet. Die Spinndüse 1 erstreckt sich quer zur Zeichnungsebene über einen Spinnbereich, um ein Vlies in bestimmter Breite herstellen zu können.
Im kurzen Abstand zu der Spinndüse 1 ist eine Düseneinrichtung 5 angeordnet, die parallel zur Spinndüse 1 sich über den gesamten Spinnbereich erstreckt. Die Düseneinrichtung 5 weist eine Düsenmündung 8 auf, die mit der Düsenbohrung 2 der Spinndüse 1 in einer gemeinsamen vertikalen Ebene angeordnet sind. Die Dü¬ senmündung 8 der Düseneinrichtung 5 weist eine Düsenform beispielsweise eine Lavaldüsenform auf.
Zwischen der Düseneinrichtung 5 und der Spinndüse 1 ist eine Druckkammer 4 ausgebildet, die über einen Druckanschluss 9 mit einer hier nicht dargestellten Gasdruckquelle verbunden ist. Die Druckkammer 9 erstreckt sich zu beiden Sei- ten der Spinndüse 1. Vorzugsweise ist die Druckkammer an beiden Längsseiten mit einer Gasdruckquelle verbunden.
Unterhalb der Düseneinrichtung 5 ist eine als Kühlstromerzeuger wirkende Ejek- toreinrichtung 10 angeordnet. Die Ejektoreinrichtung 10 wird durch zwei sich gegenüberliegende Formbleche 11.1 und 11.2 gebildet, die zwischen sich einen spaltförmigen Fasereinlauf 12 bilden. Der Fasereinlauf 12 ist dabei in der von der Düsenmündung 8 und der Düsenbohrung 2 aufgespannten vertikalen Ebene ange¬ ordnet. Der Fasereinlauf 12 weist dabei einen Führungsquerschnitt auf, der größer ist als der Führungsquerschnitt der Düsenmündung 8. Die Formbleche 11.1 und 11.2 besitzen jeweils auf der Auslassseite 6 der Düseneinrichtung 5 horizontal ausgerichtete Querschenkel 16.1 und 16.2 auf. Zwischen den Querschenkeln 16.1 und 16.2 und der Auslassseite 6 der Düseneinrichtung 5 ist jeweils ein Ansaugka¬ nal 17 ausgebildet. Die am Ende des Ansaugkanals 17 gebildete Säugöffnung 18 ist unmittelbar mit der Umgebung unterhalb der Düseneinrichtung 5 verbunden.
Die in Faserlaufrichtung sich erstreckenden Führungsschenkel 20.1 und 20.2 der Formbleche 11.1 und 11.2 bilden einen in Fadenlaufrichtung der Fasern sich erstreckenden Führungsquerschnitt des Fasereinlaufs 12 aus. In diesem Ausfüh- rungsbeispiel ist der Fasereinlauf 12 mit parallel verlaufenden Führungsschenkel 20.1 und 20.2 gebildet, so dass sich ein im wesentlichen konstanter Führungsquer¬ schnitt einstellt.
Im Abstand unterhalb der Ejektoreinrichtung 10 ist eine Vliesablage 13 angeord- net, die üblicherweise durch ein gasdurchlässiges Förderband gebildet wird.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird über den Schmelzezulauf 15 der Spinndüse 1 eine Polymerschmelze unter Druck zugeführt. Die Polymerschmelze wird durch die auf der Unterseite der Spinndüse 1 ausge¬ bildeten Düsenbohrungen 2 zu einem Faserstrang 3 extrudiert. Üblicherweise werden durch die Spinndüse 1 mehrere Faserstränge 3 gleichzeitig extrudiert, die in einer reihenformigen Anordnung gerührt werden. Zur Erläuterung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens ist das Schmelzspinnen nur am Beispiel eines einzigen Faserstranges erläutert. Der Faserstrang 3 wird mit einem durch die Druckkammer 4 und der Düseneinrichtung 5 erzeugten Gasstrom gemeinsam durch die Düsen¬ mündung 8 der Düseneinrichtung 5 geführt. Der Gasstrom wird hierbei vorzugs¬ weise durch eine heiße Luft gebildet, die über eine hier nicht dargestellte Gas¬ druckquelle der Druckkammer 4 zugeführt wird. Der Druck in der Druckkammer 4 sowie der Druck auf der Auslassseite 6 der Düseneinrichtung 5 ist nun derart eingestellt, dass die Entspannung des Gasstromes bei Durchtritt durch die Düsen¬ mündung 8 zu einem Zerplatzen des Faserstranges auf der Auslassseite 6 der Dü¬ seneinrichtung 5 führt. Der Faserstrang 3 zerplatzt in mehrere endlose Fasern 7.
Das Verfahren basiert darauf , dass der Faserstrang unmittelbar an der Düse von einem Gasstrom erfasst und abgezogen wird. Dabei zerplatzt der Faserstrang in viele einzelne Fasern. Der Faserstrang ist vor dem Zerplatzen im Kern flüssig, die Außenhaut ist jedoch schon fest und wird durch abkühlbedingte Schrumpfkräfte und durch den anliegenden Unterdruck in der expandierenden Gasströmung zum Zerplatzen gebracht. Um ein gleichmäßiges und ungestörtes Abziehen der Fasern nach dem Zerplatzen zu ermöglichen, wird eine zusätzliche Luftströmung erzeugt.
Die Fasern 7 werden hierzu durch die Gasströmung in den Fasereinlauf 12 der Ejektoreinrichtung 10 geführt. Dabei entsteht in dem angrenzenden Ansaugkanal 17 eine Saugströmung aus der Umgebung, die einen zusätzlichen Luftstrom in den Fasereinlauf 12 erzeugt. Der zusätzliche Luftstrom bewirkt zunächst eine laminare Gesamtströmung, so dass vorzeitig auftretende Turbulenzen der Gasströmung unterbunden werden. Gleichzeitig wird die Abkühlung der Fasern intensiviert, so dass eine rasche Verfestigung der Fasern 7 eintritt.
Die angesaugte Luft wird vom Gasstrom mitgerissen und beeinflusst diesen. Da¬ mit lässt sich der Gasstrom der Düseneinrichtung steuern. Er kann wie von einem Luftpolster getragen zentriert werden, oder auch abgebremst oder auch abgelenkt werden. Die Funktion lässt sich dabei vorteilhaft durch bestimmte Ausgestaltung der Formbleche 11.1 und 11.2 der Ejektoreinrichtung 10 bestimmen. So lässt sich durch die Formgebung die angesaugte Luftmenge oder die Art des Gasstromes beeinflussen. Der Abstand zwischen der Düseneinrichtung 5 und der Ejektorein¬ richtung 10 könnte dabei in dem Bereich von 5 mm bis 10 cm einstellbar ausge¬ bildet sein.
Die Fasern 7 werden aus der Ejektoreinrichtung 10 herausgeführt und werden auf die Vliesablage 13 geblasen. Auf der Vliesablage 13 bildet sich aus den Fasern 7 ein Vlies 14.
Um eine Ablenkung der Fasern 7 in eine bevorzugte Führungsrichtung zu erhal¬ ten, könnte die Ausbildung der Ejektoreinrichtung 10 auch durch asymmetrisch zueinander ausgebildete Formbleche erfolgen. Somit lassen sich beispielsweise gerichtete Ablagen zur Herstellung des Vlieses erzwingen.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel ist ebenfalls in einer Längs- schnittsansicht gezeigt, wobei die extrudierten Faserstränge in reihenförmiger Anordnung extrudiert werden. Der Aufbau und die Anordnung der Baugruppen ist im wesentlichen identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass die Bauteile gleicher Funktion durch identische Bezugszeichen gekennzeichnet wurden und unmittelbar auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen werden kann. Nachfolgend werden daher nur die Unterschiede zu dem vorgenann¬ ten Ausführungsbeispiel erläutert.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung ist unterhalb der Düseneinrichtung 5 eine Klimakammer 19 ausgebildet. Innerhalb der Klimakammer 19 ist die Ejektoreinrichtung 10 mit dem Fasereinlauf 12 und dem Ansaugkanal 17 angeordnet. Die Ejektoreinrichtung 10 wird dabei aus zwei sich gegenüber stehenden Formblechen 11.1 und 11.2 gebildet. Jedes der Formbleche 11.1 und 11.2 weist einen Führungsschenkel 20.1 und 20.2 sowie einen Querschenkel 16.1 und 16.2 auf. Die Querschenkel 16.1 und 16.2 bilden mit der Auslassseite 6 der Düseneinrichtung 5 den jeweiligen Ansaugkanal 17. Die Führungsschenkel 20.1 und 20.2 sind in Fadenlaufrichtung mit zunehmendem Abstand zueinander angeordnet, so dass sich ein vergrößerter Führungsquerschnitt einstellt. Die Führungsschenkel 20.1 und 20.2 der Formbleche 11.1 und 11.2 en¬ den außerhalb der Klimakammer 19.
Die Klimakammer 19 ist mit einem Klimagerät (hier nicht dargestellt) verbunden, durch welches eine kondensierte Luft in die Klimakammer 19 gefordert wird. Die Klimaluft innerhalb der Klimakammer 19 weist hierbei vorzugsweise Umge¬ bungsdruck oder leichten Überdruck auf.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel lässt sich somit vorteilhaft der zusätzliche Luftstrom bei Eintritt des Gasstromes und der Fasern in den Fa¬ sereinlauf 12 der Ejektoreinrichtung 10 eine konditionierte Luft ansaugen. Die Konditionierung der Luft kann dabei eine Erwärmung, ein Feuchtegehalt oder auch eine Mengenregulierung beinhalten. Damit sind zusätzliche Parameter zur Herstellung von feinen Fasern möglich. Die Klimaluft ermöglicht es, Fasern mit veränderten physikalischen Eigenschaften bei der Ausbildung und Verfestigung zu erhalten.
Das mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 durchgeführte Verfahren be- ruht auf einem Zerplatzen des frisch extrudierten Faserstranges. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, den frisch extrudierten Faserstrang unmittel¬ bar durch einen herangeführten Gasstrom aus der Spinndüse abzuziehen und in eine Mehrzahl von einzelnen Fasern endlicher Länge zu zerteilen. Einen Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchfüh- rung eines derartigen Schmelz-Blas- Verfahrens geht aus der in Fig. 3 dargestell¬ ten Anordnung hervor. In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung in einer Detailansicht unmittelbar unterhalb der Spinndüse zur Herstellung der Fasern in einer Querschnittsansicht dargestellt. Hierbei ist unterhalb der Spinndüse 1 eine Düseneinrichtung 5 und eine Ejektoreinrichtung 10 angeordnet. Die Spinndüse 1 weist eine Düsenbohrung 2 auf, die unmittelbar oberhalb einer Düsenmündung 8 der Düseneinrichtung 5 in eine Druckkammer 4 mündet. Die Unterseite der Spinndüse 1 sowie die Oberseite der Düseneinrichtung 5 sind trich¬ terförmig ausgebildet, um einen in Faserlaufrichtung beschleunigte Gasströmung zu erhalten.
Unterhalb der Düseneinrichtung 5 ist eine Ejektoreinrichtung 10 angeordnet, wel¬ cher aus zwei sich gegenüberstehende Formkörper 24.1 und 24.2 aufweist. Die Formkörper 24.1 und 24.2 bilden einen Fasereinlauf 12, der in Erweiterung zu der Düsenmündung 8 unmittelbar unterhalb der Düseneinrichtung 5 angeordnet ist. Hierbei sind die Oberseiten der Formkörper 24.1 und 24.2 sowie die Unterseite der Düseneinrichtung 5 trichterförmig zueinander angeordnet, so dass ein in Fa¬ serlaufrichtung angesaugter zusätzlicher Luftstrom gebildet wird. Der Faserein¬ lauf 12 weist in Faserlaufrichtung einen zunehmenden Führungsquerschnitt auf, so dass eine allmähliche Expandierung der Faserströme eintritt.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird durch den hochdynami¬ schen Gasstrom der frisch extrudierte Faserstrang 3 zerfarst in eine Mehrzahl von Fasern endlicher Läge. Die Fasern 7 werden unmittelbar nach Aufteilung des Fa- serstranges 3 durch den zusätzlich angesaugten Luftstrom geführt und abgekühlt. Anschließend erfolgt eine Ablage zu einem Vlies.
Die vorgenannten Verfahrens- und Vorrichtungsbeispiele basieren auf einem pas¬ siven Kühlstromerzeuger, welcher die Wirkung der Faserströmung nutzt, um ei- nen zusätzlichen Luftstrom zu erzeugen. Das Zusammenführen des zusätzlichen Luftstromes mit der Gasströmung wird im wesentlichen durch den Führungsquer- Schnittes des Fasereinlaufes 12 der Ejektoreinrichtung 10 beeinflusst. Durch Ver¬ wendung von Formblechen oder Formkörpern sind dabei beliebige Formgebungen und damit unterschiedliche Effekte zur Beeinflussung der Faserausbildung mög¬ lich. In Fig. 4 bis Fig. 8 sind einige Ausführungsbeispiele möglicher Formen der Führungsquerschnitte dargestellt. So zeigt Fig. 4 einen Fasereinlauf mit konstan¬ tem Führungsquerschnitt. Hierdurch werden mögliche Turbulenzen unmittelbar auf der Auslassseite der Ejektoreinrichtung 10 verlagert. Innerhalb des Führungs¬ querschnittes wird eine im wesentlichen gleich bleibende Geschwindigkeiten der Faserströmung erreicht.
In Fig. 5 ist demgegenüber ein Führungsquerschnitt mit zunehmender Größe dar¬ gestellt. Hierdurch wird eine in Faserlaufrichtung fortschreitende Expandierung der Faserströmung erreicht, die zudem zu einem Aufspreizen der Fasern führt.
Ahnlich Effekte können durch die in den Fig. 6 und 7 dargestellten Formen der Führungsquerschnitte erreicht werden. Durch die Querschnittsverengung im obe¬ ren Bereich des Führungsquerschnittes wird eine zusätzliche Beschleunigungs¬ komponente in der Faserströmung erzeugt. Anschließend erfolgt eine sehr schnel¬ le Expandierung in der Faserströmung.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Form des Führungsquerschnittes wird bewusst auf der Auslassseite eine Abrisskante gebildet, die zu starken Turbulenzen führt. Der¬ artige Formen könnten beispielsweise vorteilhaft die Ablage der Fasern derart beeinflussen, dass die Fasern in einer möglichst größeren Breite auf die Vliesab- läge auftreffen. Damit lässt sich die Vliesdichte beeinflussen.
Bei den in Fig. 4 bis Fig. 8 dargestellten Formen des Fasereinlaufs an der Ejekto¬ reinrichtung 10 wurden die Formbleche oder Formkörper symmetrisch zueinander angeordnet. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Fasereinlauf 12 durch asymmetrische Ausbildung der Formen sowie asymmetrische Anord- nung der Formbleche oder Formkörper anzuordnen. Damit können zusätzlich Ef¬ fekte zur Faserablage erzeugt werden.
In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Querschnittsansicht dargestellt. Hierbei ist unterhalb einer Spinndüse 1 eine Druckkammer 4 und eine Düseneinrichtung 5 angeordnet. Die Düseneinrichtung 5 weist eine Düsenmün¬ dung 8 auf, die mit den Düsenbohrungen 2 der Spinndüse 1 in einer vertikalen Ebene liegen. Auf der Auslassseite 6 der Düseneinrichtung 5 grenzt unmittelbar ein als Injektoreinrichtung 21 wirkender Kühlstromerzeuger. Die Injektoreinrich¬ tung 21 besitzt einen Faserführungskanal 22, der in vertikaler Verlängerung zu der Düsenmündung 8 ausgebildet ist. Der Faserführungskanal 22 weist in einem Be¬ reich einen engsten Führungsquerschnitt einen Blaskanal 23 auf, der den Faser¬ führungskanal mit einer Blaskammer 24 verbindet. Das untere Ende des Faserfüh- rungskanals 22 ragt außerhalb der Blaskammer 24 heraus und ist trichterförmig erweitert. Um eine von beiden Längsseiten der Fasern gleichmäßiges Anströmen zu erhalten, ist der Blaskanal 23 an beiden Seiten des Faserführungskanals 22 aus¬ gebildet.
Die Blaskammer 24 ist an einer hier nicht dargestellten Druckquelle angeschlos¬ sen, durch welche vorzugsweise eine Druckluft in die Blaskammer 24 eingeleitet wird.
Bei dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der zusätzliche Luft- ström nach dem Zerplatzen des Faserstranges 3 aktiv erzeugt. Hierzu wird zu¬ nächst der Faserstrang 3 durch einen aus der Druckkammer 4 durch die Düsen¬ mündung 8 der Düseneinrichtung 5 strömende Gasströmung abgezogen und zer- fast. Auf der Auslassseite 6 der Düseneinrichtung 5 läuft der Faserstrang 3 unmit¬ telbar in den Führungskanal 22 der Injektoreinrichtung 21. Der Einlassbereich des Faserführungskanals 22 ist trichterförmig ausgebildet, wobei in dem Einlassbe¬ reich das Zerfasern des Faserstranges 3 in die Fasern 7 erfolgt. Nachdem die Fa- serströme den engsten Querschnitt des Faserführungskanals 22 passiert hat, wird über die Blaskammer 24 durch den Blaskanal 23 ein zusätzlicher Luftstrom in den Faserführungskanal 22 eingeblasen. Dadurch lässt sich sowohl die Faserströmung als auch die Abkühlung der Fasern intensivieren. Des Weiteren wird eine Faser- Strömung erreicht, die bevorzugt zu einer Verdichtung des abgelegten Vlieses auf einer Vliesablage führt.
Die in den Figuren 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung werden üblicherweise zum Schmelzspinnen einer Vielzahl von Fasersträngen eingesetzt. Die Zerteilung der Faserstränge erfolgt an jedem einzelnen Faserstrang wie zuvor beschrieben. Insoweit ist der durch das erfin¬ dungsgemäße Verfahren vorgeschlagene zusätzliche Luftstrom besonders geeig¬ net, um eine Vielzahl von Fasern in ihrer Ausbildung, Abkühlung und Führung gleichmäßig zu behandeln. Hierbei lassen sich Polymerschmelzen aller gängigen Polymere wie beispielsweise Polyester, Polyamid, Polypropylen oder Polyethylen zu Fasern schmelzspinnen. Bezugszeichenliste
1 Spinndüse 2 Düsenbohrung 3 Faserstrang 4 Druckkammer 5 Düseneinrichtung 6 Auslassseite 7 Faser 8 Düsenmündung 9 Druckanschluss 10 Ejektoreinrichtung 11.1, 11.2 Formblech 12 Fasereinlauf 13 Vliesablage 14 Vlies 15 Schmelzezulauf 16.1, 16.2 Querschenkel 17 Ansaugkanal 19 Klimakammer 20.1, 20.2 Führungsschenkel 21 Inj ektoreinrichtung 22 Faserführungskanal 23 Blaskanal 24.1, 24.2 Formkörper 25 Blaskammer
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