[发明专利]将合成纤维铺放成无纺布的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于将合成纤维铺放成无纺布的装置以及一种按权利要求15前序部分所述的用于将大量纤维铺放成无纺布的方法。

背景技术

在由合成纤维制造无纺布时，大量挤出的单丝束必须尽可能均匀地铺放成平面结构。单丝束在挤出和冷却后或多或少通过输送流体抽出并引导到一铺放带。为了达到尽可能高的输送和铺放速度，牵引喷嘴在开放式系统中输送单丝束的方法和装置证明是特别有效的。例如由US 6,183,684已知一种这样的方法和装置。在此采用一牵引喷嘴，以便在挤出后从纺丝装置中牵引、拉伸并铺放合成纤维。牵引喷嘴具有一导丝通道，该导丝通道在上侧上具有一槽形纤维入口。在该纤维入口下方不远处，多个流体入口通入该导丝通道，输送流体在过压作用下经过这些流体入口供应到导丝通道。由此，纤维束被拉入牵引喷嘴中，并在导丝通道内加速，而后作为纤维流通过纤维出口吹出。同时进行纤维束的拉伸，然后这些纤维束立即被铺放带接收，进行铺放。这时纤维连同输送流体作为纤维流基本上垂直地撞在铺放带上。用这种装置和方法可以达到这样的生产速度，其中单丝束可以达到最高8000m/min的速度。

此外，为了控制合成纤维在铺放带上的铺放已知，在牵引喷嘴和铺放带之间形成的自由空间内设置一导丝装置，该导丝装置可以改变纤维流动，以控制纤维的铺放。例如由US 2002/0158362A1已知一种这样的装置。导丝装置离铺放带保持大的距离，以产生空气涡流，来使纤维产生横向运动。由此虽然实现了在铺放无纺布时的特殊效果，但随着生产速度的增大，这些效果逐渐丧失作用。

对于合成无纺布的制造还已知这样的装置和方法，在这些装置和方法中牵引喷嘴与设置在后面的导丝甬道直接连接成封闭系统。这样一种装置例如由DE 19612142A1已知。在这种封闭系统中，由牵引喷嘴产生的纤维流直接从纤维出口引入导丝甬道，该导丝甬道将纤维流引导到铺放带上进行铺放。但是这种封闭系统原则上具有这样的缺点，即由于要引导流动，在牵引喷嘴与铺放带之间必须保持较长的拉伸区进而以及较大的距离。因此，封闭系统原则上仅适用于低的和中等的生产或纺丝速度。

发明内容

本发明的目的是，创造一种开头所述类型的用于将合成纤维铺放成无纺布的装置和方法，用这种方法和装置甚至在较高的纺丝速度下也可以均匀地和有控制地将纤维铺放成无纺布。

本发明的另一目的在于，这样改进用于将合成纤维铺放成无纺布的装置，使得在铺放带上产生在整个带宽上具有基本不变的无纺布厚度的无纺布。

按照本发明，所述目的通过具有权利要求1所述特征的装置、具有权利要求15所述特征的方法以及具有权利要求19所述特征的装置来实现。

本发明有利的改进方案通过各从属权利要求的特征和特征组合来确定。

本发明具有这样的优点，即纤维可以不受环境影响地在一受保护的空间内进行铺放。为此，由牵引喷嘴产生的纤维流从自由空间吹入一由导丝元件形成的开放式纤维入口缝隙内，以便将其在一在导丝元件之间形成的导向段内引导到铺放带上。这里，导丝元件形成一个在铺放带上方的空间有限的区域，在该区域内纤维被铺放成无纺布。令人惊讶地发现，在纤维流过渡到开放式纤维入口缝隙时产生的空气涡旋对纤维流在该导丝段内的铺放和引导不产生不利的影响。

为了使纤维流在从自由空间过渡到纤维入口缝隙时产生尽可能小的涡流，本发明的这一改进方案被证明是特别有利的，在该改进方案中，设置在带输出侧上的导丝元件由一可旋转地支承的辊子构成，该辊子与铺放带一起形成用于无纺布的成形缝隙。在这种情况下，在导向段内设有对纤维进入和纤维铺放都有利的导引轮廓，通过该导引轮廓实现了纤维在铺放带上特别有利的铺放。辊子轮廓可影响纤维入射角，使纤维能以小于90°的角撞击在铺放带上。由此，即使在被引导的纤维速度高时，也实现了纤维在铺放带上柔和而细致的铺放。纤维在撞击时所携带的动能可以有利地用于形成无纺布。此外，无纺布得到了在铺放带整个宽度上厚度基本均匀的结构，而不会在铺放带和辊子之间的成形缝隙内被损坏。

为了使纤维流能在没有明显的空气涡流的情况下进入纤维入口缝隙，优选采用本发明装置的这种改进方案，在该改进方案中，设置在带输入侧上的导丝元件由一可旋转地支承的第二辊子构成，该辊子与铺放带保持接触。此外在这种情况下，在铺放带上可以产生基本上无磨损的相对于环境影响的密封。