УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬЕРНОГО НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА ИЗ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ НИТЕЙ Российский патент 2020 года по МПК D04H13/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству для изготовления фильерного нетканого материала из элементарных нитей, в частности из термопластичных полимерных элементарных нитей, причем предложена фильера для прядения элементарных нитей и камера охлаждения пряденных элементарных нитей холодным воздухом, при этом на противоположных сторонах камеры охлаждения установлено по блоку приточного воздуха с возможностью подачи холодного воздуха из расположенных друг против друга блоков приточного воздуха в камеру охлаждения, причем в блоках приточного воздуха установлены спрямляющие решетки для спрямления подаваемого холодного воздуха. Под фильерным нетканым материалом следует понимать, в частности, нетканый материал, изготовленный по технологии “спанбонда”. Элементарные нити отличаются своей квазибесконечной длиной от штапельного волокна с более маленькой длиной, например от 10 мм до 60 мм.

Уровень техники

Устройства указанного типа известны в практике в самых различных вариантах исполнения. Недостатком многих из этих известных устройств является не всегда достаточная однородность изготовленного в них фильерного нетканого материала по всей протяженности поверхности. Изготовленный в них фильерный нетканый материал часто имеет недостатки однородности в виде изъянов или дефектов. Количество мест неоднородности, как правило, увеличивается с повышением производительности или скорости нити. Как правило, дефекты такого фильерного нетканого материала образованы за счет т.н. “капель”. Они возникают за счет обрыва одной или нескольких мягких или расплавленно-жидких элементарных нитей, образующего сгусток расплава, обуславливающий дефект фильерного нетканого материала. Такие дефекты имеют, как правило, размер более 2×2 мм. Дефекты нетканого материала могут быть образованы и т.н. “твердыми точками”. Они возникают следующим образом: за счет потери натяжения элементарная нить провисает, резко сокращается и образует узелок, приводящий к образованию дефекта в поверхности фильерного нетканого материала. Такие дефекты, как правило, меньше, чем 2×2 мм. Фльерный нетканый материал или материал, изготовленный по технологии спанбонд, часто имеет такую неоднородность, особенно при повышенной производительности при его изготовлении.

Раскрытие изобретения

В отличие от этого в изобретении поставлена задача создания устройства для изготовления нетканого материала из элементарных нитей с очень высокой степенью однородности, в значительной степени без недостатков или дефектов и, в частности, при высокой производительности более 200 кг/час/м и/или при высокой скорости нити.

Для решения этой технической проблемы в изобретении предложено устройство для изготовления фильерного нетканого материала из элементарных нитей, в частности из термопластичных полимерных элементарных нитей, причем предложена фильера для прядения элементарных нитей и камера охлаждения пряденных элементарных нитей холодным воздухом, причем на противоположных сторонах камеры охлаждения установлено по блоку приточного воздуха с возможностью подачи холодного воздуха из расположенных друг против друга блоков приточного воздуха в камеру охлаждения,

причем, по меньшей мере, в одном из блоков приточного воздуха, предпочтительно в каждом блоке приточного воздуха установлена спрямляющая решетка для спрямления подаваемого на элементарные нити потока холодного воздуха, причем спрямляющая решетка имеет несколько проточных каналов, ориентированных перпендикулярно направлению движения или прохождения потока элементарных нитей, причем эти проточные каналы ограничены стенками каналов,

причем открытая площадь спрямляющей решетки составляет более 85%, предпочтительно более 90%, а соотношение L/D_i длины L проточных каналов и внутреннего диаметра D_i проточных каналов составляет от 1 до 15, предпочтительно от 1 до 10 и особенно предпочтительно от 1,5 до 9.

Предложено, чтобы открытая поверхность спрямляющей решетки была больше 91%, предпочтительно больше 92% и особенно предпочтительно больше 92,5%. При этом открытая поверхность - это открытое проточное поперечное сечение спрямляющей решетки, т.е. не ограниченное стенками каналов или их толщиной и/или возможно установленными между проточными каналами или стенками каналов распорками. В расчет этой открытой поверхности не входят, в частности, установленные в зоне спрямляющей решетки, в частности перед или за ней, проточные сетчатые фильтры с их ячейками. Предпочтительно эти проточные сетчатые фильтры или аналогичные компоненты не учитывают при расчете открытой площади. Предложен расчет открытой поверхности спрямляющей решетки только путем суммирования открытых участков площади всех проточных каналов в соотношении к общей поверхности спрямляющей решетки. Указанная открытая поверхность, а также общая площадь спрямляющей решетки расположены перпендикулярно, в частности вертикально или главным образом вертикально относительно проточных каналов и образует, тем самым, площадь поперечного сечения спрямляющей решетки.

D_i обозначает внутренний диаметр проточных каналов. Таким образом, его измеряют от одной стенки проточного канала до противоположной стенки канала. Если проточный канал относительно поперечного сечения имеет разные диаметры, то D_i обозначает, в частности, наименьший внутренний диаметр проточного канала. Наименьший внутренний диаметр D_i относится в данном случае и далее к наименьшему внутреннему диаметру, измеренному в проточном канале, если проточный канал имеет относительно поперечного сечения разные внутренние диаметры. Так, например, наименьший внутренний диаметр при поперечном сечении в виде правильного шестиугольника измеряют между двумя противоположными стенками, а не между двумя противоположными углами. Предложено соотношение L/D_i длины L проточных каналов и внутреннего диаметра D_i проточных каналов, составляющее от 2 до 8, предпочтительно от 2,5 до 7,5, особенно предпочтительно от 2,5 до 7 и очень предпочтительно от 3 до 6,5. В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления соотношение L/D_i составляет от 4 до 6, в частности от 4,5 до 5,5. Если большинство проточных каналов имеют разную длину L проточных каналов и/или разные внутренние диаметры D_i или наименьшие внутренние диаметры D_i проточных каналов, то L обозначает среднюю длину проточных каналов и/или D_i - средний внутренний или наименьший внутренний диаметр.

Под машинным направлением (MD) в данном случае и далее следует понимать направление, в котором уложенные элементарные нити или укладку фильерного нетканого материала транспортируют с укладочного стола или с ленточного сита. В рамках изобретения оба блока приточного воздуха или спрямляющие решетки направлены перпендикулярно машинному направлению (MD), а холодный воздух, тем самым, подают главным образом в машинном направлении (MD) или против машинного направления.

Спрямляющие решетки по данному изобретению обеспечивают, в частности, равномерный однородный приток холодного воздуха по всей ширине производственной линии или в направлении CD. В основе изобретения лежит вывод о том, что воздействие на охлаждение или на поток холодного воздуха в камере охлаждения, в частности, за счет специального исполнения спрямляющих решеток приводит к выравниванию укладки элементарных нитей или укладки фильерного нетканого материала. Охлаждение по данному изобретению и, в частности исполнение спрямляющих решеток обеспечивает неожиданную однородность фильерного нетканого материала с отсутствием в значительной мере дефектов или поврежденных мест. Это относится в первую очередь к повышенной производительности и описанному далее заданному повышению скорости нитей.

В данном изобретении подачу холодного воздуха в камеру охлаждения осуществляют согласно движению элементарных нитей или направленного назад потока элементарных нитей и/или путем активного нагнетания или заведения холодного воздуха, например, посредством, по меньшей мере, воздуходувной машины. Спрямляющие решетки по данному изобретению должны обеспечивать направленный обдув элементарных нитей, в частности, предпочтительно обдув перпендикулярно, предпочтительно вертикально относительно оси элементарных нитей или направлению прохождения потока элементарных нитей. Согласно изобретению спрямляющие решетки обеспечивают также равномерный или однородный обдув холодным воздухом элементарных нитей. Под однородным обдувом холодным воздухом элементарных нитей следует понимать однородный или равномерный обдув по всей ширине устройства перпендикулярно машинному направлению, т.е. по направлению CD. Выше камеры воздушного охлаждения или выше спрямляющих решеток обдув может быть принципиально разным. Предложено, чтобы спрямляющие решетки по данному изобретению обеспечивали, в частности, равномерное распределение векторов воздушных потоков, причем величину скорости воздушного потока оставляют предпочтительно постоянной. Выполнение согласно изобретению спрямляющих решеток обеспечивает, в частности, указанный эффект равномерного или направленного обдува холодным воздухом элементарных нитей в камере охлаждения. В предпочтительном варианте осуществления посредством двух противоположных блоков приточного воздуха в камеру охлаждения заводят соответственно равные или главным образом равные объемы холодного воздуха. Однако, в данном изобретении из двух блоков приточного воздуха в камеру охлаждения подают принципиально разные объемы холодного воздуха.

Оправдавший себя вариант осуществления изобретения отличается тем, что каждый блок приточного воздуха состоит, по меньшей мере, из двух блочных секций с возможностью подачи холодного воздуха с разной температурой. Предпочтительно каждый из двух блоков приточного воздуха имеет при этом две блочные секции, расположенные друг над другом или вертикально друг над другом, из которых холодный воздух поступает с разной температурой. Предпочтительно из двух противоположных друг другу блочных секций двух блоков приточного воздуха подают холодный воздух с одинаковой температурой. Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения каждый блок приточного воздуха состоит только из двух блочных секций с возможностью подачи холодного воздуха соответственно с разной температурой. В другом варианте осуществления блок приточного воздуха имеет три или более блочных секции, из которых холодный воздух подают в камеру охлаждения с разной температурой. Предпочтительно спрямляющая решетка установлена в каждой блочной секции блока приточного воздуха. Предпочтительно спрямляющая решетка проходит через все секции блока приточного воздуха. В одном из предпочтительных вариантов осуществления спрямляющая решетка проходит по всей высоте и/или ширине соответствующего блока приточного воздуха или главным образом по всей высоте и/или ширине соответствующего блока приточного воздуха.

Особенно предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что, по меньшей мере, спрямляющая решетка имеет на стороне входа потока холодного воздуха и/или на стороне выхода потока холодного воздуха, по меньшей мере, проточный сетчатый фильтр потока. При этом согласно изобретению проточный сетчатый фильтр потока или поверхность проточного сетчатого фильтра установлены перпендикулярно и предпочтительно вертикально и/или главным образом вертикально относительно продольного направления проточных каналов спрямляющей решетки. Спрямляющая решетка предпочтительно имеет как на стороне входа потока холодного воздуха, так и на стороне выхода потока холодного воздуха такой сетчатый фильтр. Проточный сетчатый фильтр закреплен с натяжением или преднатяжением предпочтительно на стороне входа потока холодного воздуха и/или на стороне выхода потока холодного воздуха. Согласно изобретению проточный сетчатый фильтр установлен на стороне входа потока холодного воздуха и/или на стороне выхода потока холодного воздуха или прилегает к ним. Предпочтительно установленные проточные сетчатые фильтры поддерживают обеспечение однородного обдува элементарных нитей холодным воздухом. Согласно изобретению установленные перед или после спрямляющей решетки проточные сетчатые фильтры не учитывают при определении указанной и испрашиваемой по пункту 1 формулы изобретения открытой поверхности спрямляющей решетки.

Рекомендованный размер ячеек или средняя ширина ячеек проточного сетчатого фильтра составляет от 0,1 до 0,5 мм, предпочтительно от 0,1 до 0,4 мм и особенно предпочтительно от 0,15 до 0,34 мм. Под размером ячейки следует понимать, в частности, расстояние между двумя противоположными друг другу проволоками проточного сетчатого фильтра или плетеного полотна сетчатого фильтра. При этом под размером ячейки понимают наименьшее расстояние между двумя противоположными друг другу проволоками ячейки. Если проточный сетчатый фильтр имеет прямоугольные ячейки с разной длиной сторон прямоугольников, то под размером ячейки понимают расстояние между двумя самыми длинными сторонами прямоугольника. Рекомендованная толщина проволоки проточного сетчатого фильтра составляет от 0,05 до 0,35 мм, предпочтительно от 0,05 до 0,32 мм, предпочтительнее от 0,06 до 0,30 мм и особенно предпочтительно от 0,07 до 0,28 мм. Согласно изобретению проточный сетчатый фильтр имеет по всей поверхности фильтра одинаковые ячейки или одинаковые по размеру ячейки или главным образом одинаковые или одинаковые по размеру ячейки. Предпочтительно однородное распределение ячеек имеет одинаковую геометрию или главным образом одинаковую геометрию по все поверхности сетчатого фильтра.

В рекомендованном варианте осуществления изобретения открытая поверхность проточного сетчатого фильтра составляет от 15 до 55%, предпочтительно от 20 до 50%, предпочтительнее от 25 до 45%. Под открытой поверхностью понимают при этом, в частности, не занятую проволокой сетки открытую поверхность проточного сетчатого фильтра и, тем самым, поверхность свободного прохождения холодного воздуха через проточный сетчатый фильтр.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что спрямляющая решетка и проточный сетчатый фильтр, расположенный на стороне входа потока холодного воздуха и/или на стороне выхода потока холодного воздуха, установлены в общей раме. Это создает одновременно прочный и стабильный узел спрямляющей решетки и проточного сетчатого фильтра с возможностью его фиксации в обоих блоках приточного воздуха. Предпочтительно на обеих противоположных сторонах камеры охлаждения или на обоих блоках приточного воздуха устанавливают, по меньшей мере, такую раму со спрямляющей решеткой и, по меньшей мере, с проточным сетчатым фильтром.

Согласно изобретению проточные каналы спрямляющей решетки или спрямляющих решеток проходят перпендикулярно направлению движения потока элементарных нитей и предпочтительно перпендикулярно центральной продольной оси М устройства. В предпочтительном варианте осуществления изобретения проточные каналы ориентированы вертикально или главным образом вертикально относительно центральной продольной оси М устройства. Согласно изобретению проточные каналы направлены вертикально или главным образом вертикально относительно плоскости, перпендикулярной машинному направлению (MD), или относительно вертикальной плоскости, проходящей через центральную продольную ось М устройства. Принципиально существует также возможность прохождения проточных каналов под углом к указанным плоскостям. Углы наклонной ориентации проточных каналов спрямляющей решетки при этом едины или различны. Под ориентацией или направленностью проточных каналов следует понимать, в частности, ориентацию или направленность продольных осей проточных каналов. Согласно изобретению проточные каналы спрямляющей решетки выполнены линейно или главным образом линейно.

Особенно предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что проточные каналы спрямляющей решетки имеют многоугольное поперечное сечение, в частности, предпочтительно от четырехугольного до восьмиугольного. Особенно предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что проточные каналы спрямляющей решетки имеют шестиугольное поперечное сечение. Таким образом, в этом предпочтительном варианте проточные кагалы выполнены в виде сот.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения проточные каналы спрямляющей решетки имеют округлое поперечное сечение, причем проточные каналы выполнены предпочтительно с круглым или овальным поперечным сечением. При этом предпочтительнее круглое поперечное сечение.

Дополнительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что стенки проточных каналов выполнены крыловидными или в виде несущего крыла. При этом стенки каналов в виде несущего крыла выполняют, в частности, функцию определения направления протекающего холодного воздуха. Предпочтительно между крыловидными стенками каналов или стенками каналов в виде несущего крыла выполнены прямоугольные или главным образом прямоугольные проточные каналы. Согласно изобретению минимальное расстояние между двумя соседними крыловидными стенками каналов или между стенками каналов в виде несущего крыла составляет от 2 до 15 мм, предпочтительно от 3 до 12 мм, предпочтительнее от 5 до 10 мм.

Очень предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что внутренняя поверхность спрямляющей решетки, сквозь которую проходит холодный воздух, составляет от 5 до 50 м², предпочтительно от 7,5 до 45 м², предпочтительнее от 10 до 40 м² на квадратный метр проточного поперечного сечения спрямляющей решетки. При этом внутреннюю поверхность, сквозь которую проходит холодный воздух, рассчитывают из суммы поверхностей продуваемых или обдуваемых стенок проточных каналов на квадратный метр проточного поперечного сечения спрямляющей решетки. Согласно изобретению, при расчете продуваемой внутренней поверхности не учитывают проточные сетчатые фильтры спрямляющей решетки.

В очень предпочтительном варианте осуществления изобретения длина L проточных каналов спрямляющей решетки составляет от 15 до 65 мм, предпочтительно от 20 до 60 мм, предпочтительнее от 20 до 55 мм и особенно предпочтительно от 25 до 50 мм. Внутренний диаметр или наименьший внутренний диаметр D_i проточных каналов составляет от 2 до 15 мм, предпочтительно от 3 до 12 мм, предпочтительнее от 4 до 11 мм составляет от 2 до 15 мм, предпочтительно от 3 до 12 мм, предпочтительнее от 4 до 11 мм и особенно предпочтительно от 5 до 10 мм. Согласно изобретению проточные каналы в спрямляющей решетке расположены компактно и плотно друг к другу. Предпочтительно в спрямляющей решетке один проточный канал граничит с другим проточным каналом, и в одном из вариантов осуществления между проточными каналами установлены только распорки. Предпочтительно расстояние между проточными каналами или между большинством проточных каналов меньше или значительно меньше наименьшего внутреннего диаметра D_i проточного канала. Предпочтительно проточные каналы в спрямляющей решетке расположены по принципу самой плотной укладки.

Согласно изобретению к каждому блоку приточного воздуха подключен, по меньшей мере, питающий трубопровод для подачи холодного воздуха с площадью поперечного сечения Q_Z, причем с увеличением этой площади Q_Z поперечного сечения питающего трубопровода в месте перехода холодного воздуха в блок приточного воздуха до площади Q_L поперечного сечения блока приточного воздуха, причем площадь Q_L поперечного сечения, по меньшей мере, в два раза, предпочтительно в три раза, предпочтительнее в четыре раза превосходит площадь Q_Z поперечного сечения питающего трубопровода. Предпочтительно площадь Q_Z поперечного сечения питающего трубопровода увеличивают от 3-х до 15-ти раз относительно площади Q_L поперечного сечения блока приточного воздуха. В одном из вариантов осуществления изобретения потоковый объем холодного воздуха, подаваемый в блок приточного воздуха, разделяют на несколько частей, поступающих через отдельные питающие трубопроводы и/или через сегменты сегментированного питающего трубопровода. При этом общий объемный поток холодного воздуха делят, в частности, на от двух до пяти, предпочтительно на от двух до трех раздельных потока. При поступлении каждого раздельного объемного потока через отдельный питающий трубопровод площадь Q_Z поперечного сечения отдельного питающего трубопровода возрастает до площади Q_L поперечного сечения соответствующей секции блока приточного воздуха. При этом площадь Q_L поперечного сечения превосходит площадь Q_Z поперечного сечения питающего трубопровода предпочтительно, по меньшей мере, в два раза, предпочтительнее, по меньшей мере, в три раза. Рекомендовано поступенчатое, в частности в несколько шагов, или плавное расширение площади Q_Z поперечного сечения питающего трубопровода или раздельного питающего трубопровода до площади Q_L поперечного сечения блока приточного воздуха или площади Q_L поперечного сечения секции блока приточного воздуха.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения в блоке приточного воздуха по направлению потока холодного воздуха перед спрямляющей решеткой и с отстоянием от спрямляющей решетки установлен, по меньшей мере, плоский гомогенизатор для гомогенизации заводимого в блок приточного воздуха потока холодного воздуха. Согласно изобретению плоский гомогенизатор имеет несколько отверстий. Свободная открытая поверхность плоского гомогенизатора занимает от 1 до 20%, предпочтительно от 2 до 18% и предпочтительнее от 2 до 15% общей поверхности плоского гомогенизатора. В одном из вариантов осуществления, по меньшей мере, гомогенизатор выполнен в виде перфорированного металлического листа, в частности перфорированного металлического листа с множеством отверстий, причем диаметр отверстий составляет от 1 до 10 мм, предпочтительно от 1,5 до 9 мм и особенно предпочтительно от 1,5 до 8 мм. В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения гомогенизатор выполнен в виде сетчатого гомогенизатора с несколькими или с большим количеством ячеек, причем размер ячеек сетчатого гомогенизатора составляет предпочтительно от 0,1 до 0,5 мм, предпочтительнее от 0,12 до 0.4 мм и особенно предпочтительно от 0,15 до 0,35 мм. Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, плоский гомогенизатор был установлен перед спрямляющей решеткой соответствующего блока приточного воздуха или перед проточным фильтром этой спрямляющей решетки на расстоянии a₁, составляющем, по меньшей мере, 50 мм, предпочтительно 80 мм, предпочтительнее 100 мм, в направлении потока холодного воздуха. Предпочтительно в блоке приточного воздуха в направлении потока холодного воздуха устанавливают друг за другом несколько гомогенизаторов с отстоянием от спрямляющей решетки и друг от друга. При этом расстояние между двумя установленными друг за другом в блоке приточного воздуха гомогенизаторами составляет, по меньшей мере, 50 мм, предпочтительно, по меньшей мере, 80 мм и особенно предпочтительно, по меньшей мере, 100 мм.

В устройство по данному изобретению элементарные нити прядут посредством фильеры и подают в камеру охлаждения с блоками приточного воздуха и спрямляющими решетками. Согласно изобретению перпендикулярно машинному направлению (направление MD) установлена, по меньшей мере, прядильная балка для прядения элементарных нитей. В очень предпочтительном варианте осуществления изобретения прядильная балка ориентирована при этом под углом к машинному направлению. В очень предпочтительном варианте осуществления изобретения между фильерой или прядильной балкой и камерой охлаждения установлено мономерное вытяжное устройство. Мономерное вытяжное устройство отсасывает воздух из пространства образования элементарных нитей под фильерой. Это обеспечивает выведение из устройства по данному изобретению образующихся рядом с элементарными нитями газов, например мономеров, олигомеров, продуктов распада и т.п. Мономерное вытяжное устройство имеет предпочтительно, по меньшей мере, вытяжную камеру, к которой подключен предпочтительно, по меньшей мере, вытяжной вентилятор. Рекомендовано, чтобы в направлении потока элементарных нитей к мономерному вытяжному устройству была подключена камера охлаждения по данному изобретению с блоками приточного воздуха и спрямляющими решетками.

Согласно изобретению элементарные нити из камеры охлаждения подают в устройство вытягивания элементарных нитей. Предпочтительно к камере охлаждения подключают промежуточный канал, соединяющий камеру охлаждения с туннелем вытягивания устройство вытягивания.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения агрегат, включающий камеру охлаждения и устройство вытягивания или агрегат, включающий камеру охлаждения, промежуточный канал и туннель вытягивания, выполняют в виде закрытой системы. Под закрытой системой следует при этом понимать, что кроме холодного воздуха, поступающего в камеру охлаждения, в этот агрегат не поступает никакой другой воздух. Применяемая по данному изобретению спрямляющая решетка отличается особыми преимуществами в такой закрытой системе. Она обеспечивает особенно простое и эффективное выравнивание воздушного потока или потока холодного воздуха.

Предпочтительно в направлении потока элементарных нитей к устройству вытягивания подключают диффузор, причем элементарные нити пропускают через этот диффузор. Предпочтительно диффузор имеет расширяющийся в направлении укладки элементарных нитей участок диффузора или дивергентный участок диффузора. Согласно изобретению элементарные нити укладывают на укладочный стол для элементарных нитей или для фильерного нетканого материала. Укладочным столом является предпочтительно укладочная сетчатая лента или воздухопроводящая укладочная сетчатая лента. Посредством укладочного стола или укладочной сетчатой ленты образованный из элементарных нитей фильерный нетканый материал транспортируют в машинном направлении (MD).

В предпочтительном варианте осуществления изобретения, по меньшей мере, в зоне укладки элементарных нитей через укладочный стол или через укладочную сетчатую ленту засасывают или засасывают снизу технологический воздух. Это обеспечивает особенно стабильную укладку элементарных нитей или фильерного нетканого материала. Это засасывание согласно изобретению имеет в сочетании со спрямляющими решетками по данному изобретению преимущественное значение. После укладки на укладочный стол нетканый материал направляют предпочтительно на дальнейшую обработку, в частности на каландрирование.

Согласно изобретению устройство по данному изобретению выполнено таким образом или с таким расчетом, чтобы обеспечить работу со скоростью нитей или скоростью элементарных нитей выше 2000 м/мин, в частности со скоростью элементарных нитей выше 2200 м/мин, или выше 2500 м/мин, например со скоростью нитей в диапазоне 3000 м/мин. На таких скоростях можно работать при изготовлении элементарных нитей или нетканого материала из полиолефинов, в частности из полипропилена. При изготовлении элементарных нитей или нетканого материала из полиэстера, в частности из полиэтилентерефталата (ПЭТ), устройство по данному изобретению обеспечивает возможность работы и со скоростями нитей или скоростями элементарных нитей более 4000 м/мин и даже более 5000 м/мин. Выполнение по данному изобретению блоков приточного воздуха со спрямляющими решетками особенно зарекомендовало себя для работы на указанных высоких скоростях нитей.

В основу изобретения положен вывод о том, что устройство по данному изобретению обеспечивает изготовление нетканого материала оптимального качества и в первую очередь с однородными характеристиками по всей его поверхности. Места дефектов или дефекты нетканого материала или поверхности нетканого материала можно полностью предотвратить или, по меньшей мере, значительно минимизировать. Эти преимущества обеспечены также при высокой производительности устройства более 150 кг/час/м или более 200 кг/час/м. Выполнение по данному изобретению блоков приточного воздуха или спрямляющих решеток обеспечивает оптимальную подачу холодного воздуха в камеру охлаждения, что обеспечивает предпочтительные свойства нетканого материала. Согласно изобретению обеспечена очень равномерная или гомогенная подача холодного воздуха, и такая предпочтительная подача холодного воздуха оказывает положительное влияние на элементарные нити в плане предотвращения нежелательных дефектов нетканого материала или их значительной минимизации. Вместе с тем устройство по данному изобретению реализуют относительно простыми и малозатратными мерами. Таким образом, оно отличается также экономичностью производства.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение раскрыто на основе чертежей, являющихся только примером осуществления и на которых схематически изображено:

Фиг. 1 - разрез в вертикальной плоскости устройства по данному изобретению ,

Фиг. 2 - увеличенное изображение фрагмента Фиг. 1 с устройством охлаждения камеры охлаждения и блоками приточного воздуха,

Фиг. 3 - аксонометрия агрегата спрямляющей решетки с проточным сетчатым фильтром перед и после решетки,

Фиг. 4 - поперечный разрез участка спрямляющих решеток с проточными каналами шестигранного или сотового сечения,

Фиг. 5 - предмет по Фиг. 4 с округлым поперечным сечением проточных каналов и

Фиг. 6 - предмет по Фиг. 4 с крыловидными стенками проточных каналов спрямляющей решетки.

Осуществление изобретения

На Фиг. показано устройство по данному изобретению для изготовления фильерного нетканого материала из элементарных нитей 1, в частности из элементарных нитей 1 из термопластичного полимера. Устройство включает фильеру 2 для прядения элементарных нитей 1. Пряденные элементарные нити 1 заводят в устройство 3 охлаждения с камерой 4 охлаждения и с блоками 5, 6 приточного воздуха, расположенными по двум противоположным сторонам камеры 4 охлаждения. Камера 4 охлаждения и блоки 5, 6 приточного воздуха проходят в машинном направлении MD и, тем самым, в направлении CD устройства. Из противоположных друг другу блоков 5, 6 приточного воздуха в камеру 4 охлаждения подают холодный воздух. Между фильерой 2 и устройством 3 охлаждения предпочтительно для этого примера осуществления установлено мономерное вытяжное устройство 7. Это мономерное вытяжное устройство 7 обеспечивает удаление из устройства газов, образующихся в процессе прядения. Таким газами являются, например, мономеры, олигомеры или продукты распада и аналогичные субстанции.

В направлении FS потока элементарных нитей после устройства 3 охлаждения подключено устройство 8 вытяжения элементарных нитей 1. Устройство 8 вытяжения предпочтительно и в данном примере осуществления имеет промежуточный канал 9, соединяющий устройство 3 охлаждения с туннелем 10 вытяжения устройства 8 вытяжения. В особенно предпочтительном варианте осуществления и в данном примере выполнения агрегат устройства 3 охлаждения с устройством 8 вытяжения или агрегат устройства 3 охлаждения с промежуточным кналаом 9 и с туннелем 10 вытяжения выполнен в виде закрытой системы. При этом под закрытой системой следует понимать, что кроме холодного воздуха, поступающего в устройство 3 охлаждения, в этот агрегат не поступает никакой другой воздух.

Предпочтительно и в данном примере осуществления в направлении FS потока элементарных нитей к устройству 8 вытяжения подключен диффузор 11, через который пропускают элементарные нити 1. В одном из вариантов осуществления и в данном примере выполнения между устройством 8 вытяжения и диффузором 11 выполнена щель 12 для входа вторичного воздуха в диффузор 11. После прохождения диффузора 11 элементарные нити 1 предпочтительно и в данном примере осуществления укладывают на укладочный стол, выполненный в виде укладочной сетчатой ленты 13. Уложенные элементарные нити или фильерный нетканый материал 14 затем предпочтительно и в данном примере осуществления выводят или транспортируют посредством укладочной сетчатой ленты 13 в машинном направлении MD. Предпочтительно и в данном примере осуществления под укладочным столом или укладочной сетчатой лентой 13 следует понимать выводящее устройство для отсасывания воздуха или технологического воздуха через укладочный стол или укладочную сетчатую ленту 13. Для этого предпочтительно и в данном примере осуществления под выходом диффузора размещен участок 15 отсасывания, по меньшей мере, по всей ширине B выхода диффузора. Предпочтительно и в данном примере осуществления ширина b участка 15 отсасывания больше ширины B выхода диффузора.

В предпочтительном варианте и в данном примере осуществления каждый блок 5, 6 приточного воздуха разделен на две блочные секции 16, 17 с возможностью подачи холодного воздуха соответственно с разной температурой. Так, например, предпочтительно и в данном примере осуществления из верхних блочных секций 16 можно подавать холодный воздух с температурой T₁, а из двух нижних блочных секций 17 можно подавать соответственно холодный воздух с температурой T₂, отличной от температуры T₁. В одном из вариантов осуществления и в данном примере выполнения в каждом блоке 5, 6 приточного воздуха со стороны камеры охлаждения установлено по спрямляющей решетке 18, проходящей предпочтительно и в данном примере осуществления над блочными секциями 16, 17 каждого из блоков 5, 6 приточного воздуха.

Обе спрямляющие решетки 18 предназначены для выравнивания потока холодного воздуха, попадающего на элементарные нити 1. При этом предпочтительно и в данном примере осуществления каждая спрямляющая решетка 18 имеет несколько проточных каналов 19, ориентированных вертикально относительно направления FS потока элементарных нитей. Эти проточные каналы 19 ограничены соответствующими стенками 20 каналов и выполнены предпочтительно линейно.

В предпочтительном варианте осуществления и в данном примере выполнения открытая поверхность каждой спрямляющей решетки 18 занимает более 90% общей площади спрямляющей решетки 18. Предпочтительно и в данном примере осуществления соотношение длины L проточных каналов 19 и наименьшего внутреннего диаметра D_i проточных каналов 19 составляет от 1 до 10, предпочтительно от 1 до 9.

В очень предпочтительном варианте осуществления и в данном примере выполнения каждая спрямляющая решетка 18 имеет как стороне ES входа потока холодного воздуха, так и на стороне AS выхода потока холодного воздуха проточный сетчатый фильтр 21. Предпочтительно и в данном примере выполнения оба проточных сетчатых фильтра 21 каждой спрямляющей решетки 18 установлены перед или после спрямляющей решетки 18.

Предпочтительно и в данном примере выполнения оба проточные сетчатые фильтры 21 ориентированы вертикально относительно продольного направления проточных каналов 19 спрямляющей решетки 18. Рекомендованный размер w ячеек проточного сетчатого фильтра 21 составляет от 0,1 до 0,5 мм, предпочтительно от 0,1 до 0,4 мм, предпочтительнее от 0,15 дл 0,34 мм. Также предпочтительно, чтобы толщина d проволоки проточного сетчатого фильтра составляла от 0,05 до 0,35 мм, предпочтительно от 0,05 до 0,32 мм, предпочтительнее от 0,07 до 0,28 мм. Согласно изобретению размер w ячеек проточных сетчатых фильтров 21 значительно меньше наименьшего внутреннего диаметра D_i проточных каналов 19 спрямляющей решетки 18. Размер w ячеек проточных сетчатых фильтров 21 составляет предпочтительно менее 1/6, особенно предпочтительнее менее 1/8 и особенно предпочтительно менее 1/10 наименьшего внутреннего диаметра D_i проточных каналов 19. Рекомендованная открытая и не перекрытая проволокой поверхность проточного сетчатого фильтра 21 составляет до 50%, предпочтительно от 25 до 45% общей площади проточного сетчатого фильтра 21.

На Фигурах 4-6 показано обычное поперечное сечение проточных каналов 19 применяемой по данному изобретению спрямляющей решетки 18. В рекомендованном варианте осуществления и в примере выполнения по Фиг. 4 проточные каналы 19 спрямляющей решетки 18 имеют шестиугольное или сотовое поперечное сечение. Наименьший внутренний диаметр D_i измеряют в этом случае между противоположными сторонами шестиугольника (Фиг. 4). В примере выполнения по Фиг. 5 проточные каналы спрямляющей решетки 18 имеют округлое поперечное сечение. На Фиг. 6 показан вариант выполнения спрямляющей решетки 18 по данному изобретению со стенками 20 каналов в форме несущего крыла. Эти стенки 20 каналов с формой несущего крыла предпочтительно и в данном примере выполнения разделены перемычками 22, также образующими стенки этих проточных каналов. Стенки 20 каналов с формой несущего крыла выполнены в поперечном сечении изогнутую дугой форму (правая сторона Фиг. 6). Стенки 20 каналов с формой несущего крыла принципиально могут быть выполнены прямолинейными, и в этом случае спрямляющая решетка 18 выполнена в виде правильной решетки.

Устройство для изготовления фильерного нетканого материала из элементарных нитей, причем установлена камера (4) охлаждения элементарных нитей холодным воздухом. На противоположных сторонах камеры охлаждения установлено по блоку приточного воздуха с возможностью заведения холодного воздуха в камеру охлаждения через противоположные друг другу блоки приточного воздуха. В каждом блоке приточного воздуха соответственно установлена спрямляющая решетка для выравнивания потока холодного воздуха, попадающего на элементарные нити. Спрямляющая решетка имеет несколько проточных каналов, ориентированных перпендикулярно направлению движения элементарных нитей. Открытая поверхность спрямляющей решетки занимает более 85%, а соотношение L/D_i длины L проточных каналов (19) и диаметра D_i проточных каналов (19) составляет от 1 до 15. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для изготовления фильерного нетканого материала из элементарных нитей (1), в частности из элементарных нитей (1) из термопластичного полимера, причем установлена фильера (2) для прядения элементарных нитей (1) и камера (4) охлаждения пряденных элементарных нитей (1) холодным воздухом, при этом на двух противоположных сторонах камеры (4) охлаждения установлено по блоку (5, 6) приточного воздуха с возможностью заведения холодного воздуха в камеру (4) охлаждения через противоположные друг другу блоки (5, 6) приточного воздуха,

причем в каждом блоке (5, 6) приточного воздуха соответственно установлена спрямляющая решетка (18) для выравнивания потока холодного воздуха, попадающего на элементарные нити (1), которая имеет несколько проточных каналов (19), ориентированных перпендикулярно направлению движения элементарных нитей (1) или потока элементарных нитей, при этом проточные каналы (19) ограничены стенками (20) каналов,

причем открытая поверхность спрямляющей решетки (18) занимает больше 85%, предпочтительно больше 90%, а соотношение L/D_i длины L проточных каналов (19) и диаметра D_i проточных каналов (19) составляет от 1 до 15, предпочтительно от 1 до 10, предпочтительнее от 1,5 до 9.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между фильерой (2) и камерой (4) охлаждения установлено мономерное вытяжное устройство (7).

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждый блок (5, 6) приточного воздуха разделен по меньшей мере на две блочные секции (16, 17) с возможностью заведения холодного воздуха соответственно с разной температурой.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что каждый блок (5, 6) приточного воздуха имеет, по меньшей мере, спрямляющую решетку (18) на стороне ES входа холодного воздуха и/или на стороне AS выхода холодного воздуха, по меньшей мере, проточный сетчатый фильтр (21), причем проточный сетчатый фильтр (21) установлен предпочтительно вертикально относительно продольного направления проточных каналов (19).

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что размер ячеек по меньшей мере одного проточного сетчатого фильтра (21) составляет от 0.1 до 0,4 мм, предпочтительно от 0,15 до 0,34 мм, причем толщина проволоки по меньшей мере одного проточного сетчатого фильтра (21) составляет от 0,05 до 0,32 мм, предпочтительно от 0,07 до 0,28 мм.

6. Устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что открытая поверхность по меньшей мере одного проточного сетчатого фильтра (21) занимает от 20 до 50%, предпочтительно от 25 до 45%.

7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что открытая поверхность спрямляющей решетки (18) занимает более 91%, предпочтительно более 92%.

8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что соотношение L/D составляет от 2 до 8, предпочтительно от 2,5 до 7,5, особенно предпочтительно от 2,5 до 7 и очень предпочтительно от 3 до 6,5.

9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что проточные каналы (19) спрямляющей решетки (18) имеют многоугольное поперечное сечение, предпочтительно от 4- до 8-угольного и особенно предпочтительно 6-угольное поперечное сечение.

10. Устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что проточные каналы (19) спрямляющей решетки (18) имеют округлое поперечное сечение, предпочтительно круглое или овальное поперечное сечение.

11. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что стенки (20) каналов выполнены крыловидными или в форме несущего крыла, причем расстояние между двумя соседними крыловидными стенками (20) каналов составляет 3 до 12 мм, предпочтительно от 5 до 10 мм.

12. Устройство по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что внутренняя поверхность спрямляющей решетки (18), сквозь которую проникает холодный воздух, составляет от 5 до 50 м², предпочтительно от 7,5 до 45 м², предпочтительнее от 10 до 40 м² на метр квадратный проточного поперечного сечения спрямляющей решетки (18).

13. Устройство по любому из пп. 1-12, отличающееся тем, что длина L проточных каналов (19) спрямляющей решетки (18) составляет от 15 до 65 мм, предпочтительно от 20 до 60 мм и особенно предпочтительно от 25 до 50 мм.

14. Устройство по любому из пп. 1-13, отличающееся тем, что внутренний диаметр D_i проточных каналов (19) составляет от 2 до 15 мм, предпочтительно от 3 до 12 мм, предпочтительнее от 4 до 11 мм и особенно предпочтительно от 5 до 10 мм.

15. Устройство по любому из пп. 1-14, отличающееся тем, что устройство рассчитано на прохождение потока элементарных нитей (1) через устройство со скоростью более 2000 м/мин, предпочтительно более 2200 м/мин или со скоростью нитей более 4000 м/мин, в частности более 5000 м/мин.