DE19650608A1

DE19650608A1 - Spreading out filaments for nonwovens

Info

Publication number: DE19650608A1
Application number: DE1996150608
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dr Seidler
Original assignee: ZiAG Plant Engineering GmbH
Current assignee: Lurgi Zimmer GmbH
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1998-06-10
Anticipated expiration: 2016-12-07
Also published as: DE19650608B4

Abstract

To separate and spread out melt spun thermoplastic filaments, for the prodn. of nonwovens, they are initially carried by an air stream to the upper side of a wing-shaped beating surface directly before giving an electrostatic charge. On the filament line, they beat against it at an acute angle, between the blunt end and the peak. Also claimed is an appts. with a beating body in the shape of a wing, with the blunt end upwards. The electrostatic charge is applied by a corona discharge electrode and a counter electrode. If required, two plates are fitted to form a tapering gap between them with open sides for the filaments.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Separierung und Spreizung von verstreckten, thermoplastischen Endlos-Filamenten durch elektrostatische Aufladung bei der Vlies-Herstellung.The present invention relates to a method and an apparatus for the separation and spreading of stretched, thermoplastic Endless filaments through electrostatic charging at the Nonwoven manufacture.

Die Schilderung der Vlies-Herstellungsverfahren mit elektrostatisch aufgeladenen Filamenten erfolgt in den Basispatenten von di Sabato et al. (US-Patent 3,163,753) und Kinney (US-Patent 3,338,992). Hier werden die Filamente vor dem Abzug mittels einer Coronaentladung elektrostatisch aufgeladen. Die gleichsinnig aufgeladenen Filamente stoßen sich gegenseitig ab, was zu einer besseren Separierung und Spreizung des Filamentbündels im Ablegebereich führt und als Folge zu einer besseren Homogenität und Festigkeit des so hergestellten Vlieses.The description of the fleece manufacturing process with electrostatic charged filaments are made in the basic patents of di Sabato et al. (U.S. Patent 3,163,753) and Kinney (U.S. Patent 3,338,992). Here the filaments are drawn off by means of a corona discharge electrostatically charged. The filaments charged in the same direction repel each other, resulting in better separation and Spreading of the filament bundle in the deposit area leads and as a result a better homogeneity and strength of the fleece produced in this way.

Eine funktionstüchtige und effiziente elektrostatische Aufladung und Spreizung der Filamente muß teilweise widersprüchliche Forderungen erfüllen. Zunächst muß eine möglichst hohe Aufladung erreicht werden, damit sich die elektrostatischen Abstoßungskräfte gegen die anderen wirksamen Kräfte, wie z. B. Strömungswiderstande, Trägheitskräfte, Biegekräfte, Schwerkraft, Kohäsions- und Adhäsionskräfte, durchsetzen können. Gleichzeitig ist aber die maximale Aufladung durch die Durchbruchfeldstarke der Luft begrenzt, wodurch z. B. die Oberflächenladung einer ebenen Flache nur maximal 2,7.10⁻⁵ C/m² erreichen kann. Ferner muß sichergestellt sein, daß alle Filamente die gleiche Oberflächenladung tragen, da sonst ungewollte elektrostatische Anziehungskräfte entstehen. Dies wird zum Beispiel dadurch erreicht, daß die aufzuladenden Filamente durch eine als Gegenelektrode ausgeführte, gerade Prallplatte vereinzelt werden, so daß kein Filament das andere während des Aufladevorganges abdeckt und alle aufzuladenden Filamente während der Aufladung der gleichen, hohen Feldstärke ausgesetzt sind (Sternberg, US-Patent 3,967,118, Zeldin et al., US-Patent 5,225,018).A functional and efficient electrostatic charging and spreading of the filaments must partially meet contradicting requirements. First, the highest possible charging must be achieved so that the electrostatic repulsive forces against the other effective forces, such as. B. flow resistance, inertial forces, bending forces, gravity, cohesive and adhesive forces. At the same time, the maximum charge is limited by the breakthrough field strength of the air. B. the surface charge of a flat surface can only reach a maximum of 2.7.10⁻ ⁵ C / m ² . Furthermore, it must be ensured that all filaments have the same surface charge, otherwise unwanted electrostatic attractive forces arise. This is achieved, for example, in that the filaments to be charged are separated by a straight baffle plate designed as a counterelectrode, so that no filament covers the other during the charging process and all filaments to be charged are exposed to the same high field strength during charging (Sternberg, US - Patent 3,967,118, Zeldin et al., U.S. Patent 5,225,018).

Da bei einer derartigen Anordnung aber die bewegten Filamente mit der stationären Gegenelektrode unvermeidbar in innigen Kontakt treten, sind hohe Reibungskräfte, in Verbindung mit Verschleißerscheinigungen der Gegenelektrode die Folge. Zusätzlich führt die hohe Faden/Gegen elektroden-Reibung zu einem unruhigen Fadenlauf mit zeitweiligem Stau- und Staucheffekt, worunter die Vliesgleichmäßigkeit leidet. Vor allem aber erzeugen die aufgeladenen Filamente in der Gegenelektrode zwangsläufig eine gleich große "Spiegel"-Ladung von entgegengesetzter Polarität, ein allgemein als Influenz bezeichneter Vorgang. Durch dieses Influenzfeld werden von der Gegenelektrode starke Anziehungskräfte auf die Filamente ausgeübt, die den ohnehin schon kleinen Abstand der Filamente zur Gegenelektrode weiter verringern, z. B. in dem sie die Luftgrenzschichten verdrängen und somit zu einer weiteren Erhöhung der Faden/Gegenelektroden-Reibung führen. Dies kann bis zum zeitweiligen Festkleben der Filamente führen. Dadurch wird nicht nur die Vliesgleichmäßigkeit nachhaltig gestört, sondern auch die Aufspreizung der aufgeladenen Filamentscharen drastisch reduziert, da die elektrostatischen Abstoßungskräfte zumindest teilweise durch Influenzkräfte aufgehoben werden. Hier stellt sich also die widersprüchliche Aufgabe, einerseits den Kontakt der Filamente mit der Gegenelektrodenoberfläche zeitlich und räumlich möglichst zu reduzieren, um Influenz- und Kontaktreibung zu minimieren, andererseits eine gleichmäßige und maximale Aufladung der Filamente zu erreichen.Since in such an arrangement the moving filaments with the stationary counterelectrode inevitably come into intimate contact high frictional forces, in connection with signs of wear of the Counter electrode the result. In addition, the high thread / counter Electrode friction to a restless thread run with temporary Congestion and upsetting effect, which affects the fleece uniformity. In front but the charged filaments produce everything in the counter electrode inevitably an equal "mirror" charge of opposite Polarity, a process commonly referred to as influenza. By this field of influence will be strong from the counter electrode Attracted to the filaments, which already have the further reduce the small distance between the filaments and the counter electrode, e.g. B. by displacing the air boundary layers and thus to one lead to a further increase in thread / counter electrode friction. This can lead to the temporary sticking of the filaments. This will not only the non-woven uniformity is permanently disturbed, but also the Spreading of the charged filament coulters drastically reduced because the electrostatic repulsive forces at least partially Influence forces are abolished. So here comes the contradictory task, on the one hand the contact of the filaments with the Counter electrode surface in time and space as possible reduce to minimize influenza and contact friction, on the other hand to achieve a uniform and maximum loading of the filaments.

Piper et al. (US-Patent 3,766,606) schlagen des weiteren vor, die Treib- und Schleppluft, welche die Filamente begleitet, noch vor Ablage der Filamente aus dem sensiblen Vlieslegebereich durch seitliche Ableitung zu entfernen. Dieses Verfahren empfiehlt sich im Sinne einer gleichmäßigen Vlieslegung mit maximaler Aufspreizung der Filamente besonders bei zuvor elektrostatisch aufgeladenen Filamenten, da erst durch weitgehende Eliminierung der üblicherweise hochturbulenten Luftströmung die elektrostatischen Abstoßungskräfte weitgehend ungestört wirksam werden können. Hierbei wird durch einen der elektrostatischen Aufladung nachgeschalteten Konfusor mit seitlichen Öffnungen und nach unten stark verringertem Strömungsquerschnitt eine Stauströmung mit erhöhtem statischen Druck aufgebaut, so daß die überschüssige Luft durch die seitlichen Öffnungen entweicht. Es versteht sich von selbst, daß derartige Engstellen,im Beispiel von nur wenigen Millimetern noch verstopfungsempfindlicher reagieren, wenn durch die zitierten Reibungskräfte Faden/Gegenelektrode kein gleichmäßiger und kontinuierlicher Fadenlauf gewährleistet ist.Piper et al. (U.S. Patent 3,766,606) further propose that Propellant and drag air that accompanies the filaments before they are deposited the filaments from the sensitive non-woven area by side Remove derivative. This procedure is recommended in the sense of a uniform fleece laying with maximum spreading of the filaments especially with previously electrostatically charged filaments, because only by largely eliminating the usually highly turbulent Air flow largely electrostatic repulsive forces can act undisturbed. Here is one of the electrostatic charging downstream confuser with side Openings and downward greatly reduced flow cross-section Congestion flow with increased static pressure, so that the Excess air escapes through the side openings. It it goes without saying that such bottlenecks, in the example of only a few millimeters more sensitive to constipation if due to the thread / counter electrode friction forces cited uniform and continuous thread running is guaranteed.

Reba (US-Patent 4,334,340) beschreibt ein Tragflügelprofil als zentrales Element einer rein aerodynamischem Filamentspreizapparatur ohne elektrostatische Aufladung. Die Sehne des Tragflügels steht nahezu senkrecht zur Auftreffrichtung der Filamente. Über die stumpfe Seite des Tragflügels wird ein zusätzlicher Luftstrom über den Tragflügel geleitet, um eine möglichst dicke und räumlich ausgedehnte Grenzschicht zu erzeugen, auf der die (nicht aufgeladenen) Filamente reibungsfrei "aufschwimmen" und der radial umgelenkten Luftströmung folgend ausreichend Zeit zum Aufspreizen finden, bevor sie ohne weitere Aufspreiz- oder Luftabquetsch-Maßnahmen zu einem Vlies abgelegt werden. Reba (U.S. Patent 4,334,340) describes an airfoil as central element of a purely aerodynamic filament spreading device without electrostatic charge. The tendon of the wing is almost there perpendicular to the direction of impact of the filaments. Over the blunt side of the wing there is an additional air flow over the wing directed to the thickest and most spatially extensive boundary layer to generate on which the (uncharged) filaments run smoothly "float up" and follow the radially deflected air flow find enough time to spread out before going further Spreading or air squeezing measures can be stored to form a fleece.

Das Ziel der Luftzuführung ist es, hier eine Grenzschichtablösung längs des Tragflügelprofils zu verhindern. Eine gleichmäßige Separierung und Aufspreizung ist so nicht erreichbar.The aim of the air supply is to detach the boundary layer lengthways to prevent the wing profile. Uniform separation and Spreading cannot be achieved in this way.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Separierung und Spreizung von verstreckten, thermoplastischen Endlos-Filamenten durch elektrostatische Aufladung aufzuzeigen, wobei die vorstehend genannten Nachteile ganz oder zumindest weitgehend vermieden werden.The object of the present invention is a method and a Device for separating and spreading stretched, thermoplastic endless filaments by electrostatic charging point out, the disadvantages mentioned above or at least largely avoided.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Angaben der Patentansprüche.According to the invention, this object is achieved by a method and a device according to the claims.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die von einem gleichgerichteten Luftstrom begleiteten Filamente unmittelbar vor der elektrostatischen Aufladung auf die Oberseite eines tragflügelförmigen Prallkörpers, in Filamentrichtung zwischen stumpfem Ende und Scheitelpunkt unter einem spitzen Winkel auftreffen.The method is characterized in that the one rectified air flow accompanied filaments immediately before electrostatic charge on the top of a wing-shaped Impact body, in the filament direction between the blunt end and Impact the apex at an acute angle.

Die Vorrichtung ist entsprechend dadurch gekennzeichnet, daß sie in Filamentrichtung
The device is accordingly characterized in that it is in the filament direction

- an impact body, which is the shape of the top of a Has wing and arranged with the blunt end up is
- a corona discharge electrode with counter electrode and optional
- a laterally open confuser, which is a one tapering gap-forming plate and counter plate,

umfaßt.includes.

Anwendung finden das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung bei frisch schmelzgesponnenen, in bekannterweise aerodynamisch und/oder mechanisch verstreckten Filamenten aus Polyolefinen, Polyester oder Polyamid, insbesondere aus Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyamid-6 oder -6.6, mit einem Einzeltiter von vorzugsweise 0,5 bis 8,0 dtex.The method and the device according to the invention are used in freshly melt-spun, in a known manner aerodynamically and / or mechanically drawn filaments made of polyolefins, polyester or Polyamide, in particular made of polypropylene, polyethylene terephthalate, Polyamide-6 or -6.6, with a single titer of preferably 0.5 to 8.0 dtex.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen näher erörtert, wobeiThe invention will now be described with reference to the drawings discussed, being

Fig. 1 einen erfindungsgemaßen Prallkörper in Form der Oberseite eines Tragflügels, und Fig. 1 an impact body according to the invention in the form of the top of a wing, and

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der Prallkörper, Gegenelektrode und Konfusorplatte eine Einheit bilden,
darstellen.Form Fig. 2 shows a device according to the invention in the impact body, a counter electrode and a Konfusorplatte unit,
represent.

Die Erfindung beruht auf der Nutzung strömungsmechanischer Phänomene, wie sie an der Oberseite von Tragflügeln zu beobachten sind. Die hier in Frage kommenden Erscheinungen sind insbesondere die Stauströmung, die Beschleunigung der Strömung, der Grenzschichtaufbau und die Ablösung der Grenzschicht. Diese Erfindung nutzt diese Phänomene unter Berücksichtigung der besonderen Erfordernisse der elektrostatischen Aufladung der Filamente, vorzugsweise bei gleichzeitiger Ableitung der die Vliesablage störenden Treib- und Begleitluft. The invention is based on the use of fluid mechanical phenomena, as seen on the top of wings. This one Possible phenomena are, in particular, the ram flow, the acceleration of the flow, the boundary layer structure and the Detachment of the boundary layer. This invention takes advantage of these phenomena Taking into account the special requirements of electrostatic Charging of the filaments, preferably with simultaneous derivation of the the fleece deposit disturbing propellant and accompanying air.

In der bevorzugten Anordnung wird ein Prallkörper (1) mit einer Oberflächenkontur, die der Oberseite eines Tragflügels entspricht, im vorderen Bereich zwischen stumpfem Ende und Scheitelpunkt, vorzugsweise im vorderen Drittel (18), von dem Filamentbündel (2) und der sie begleitenden Schlepp- und Treibluft im spitzen Winkel getroffen. Der Querschnitt des Filamentbündels ist vor dem Aufprall dabei relativ klein und kann von beliebiger Form, üblicherweise aber von kreisrunder oder rechteckiger Form sein. Durch den Aufprall werden die Filamente vereinzelt und in eine einseitig gekrümmte Ebene gedrängt, die der Kontur des tragflügelförmigen Prallkörpers folgt.In the preferred arrangement, an impact body ( 1 ) with a surface contour that corresponds to the top of a wing is in the front area between the blunt end and apex, preferably in the front third ( 18 ), of the filament bundle ( 2 ) and the accompanying drag and blowing air hit at an acute angle. The cross section of the filament bundle is relatively small before the impact and can be of any shape, but usually of a circular or rectangular shape. As a result of the impact, the filaments are separated and pushed into a plane curved on one side, which follows the contour of the wing-shaped impact body.

Vorzugsweise hat die Oberseite des Tragflügels, wie in Fig. 1 gezeigt, die Form eines Kreissegmentes (1) mit einem Radius R im Bereich von 150 bis 500 mm, vorzugsweise 200 bis 350 mm, und einem Segmentwinkel α im Bereich von 20 bis 40°, vorzugsweise 20 bis 30°, mit daran einseitig anschließender Tangente (4). Hierbei ist die Tangente um einen Winkel β im Bereich von 5 bis 25°, vorzugsweise 5 bis 15°, gegenüber dem Lot gekippt.The upper side of the wing, as shown in FIG. 1, preferably has the shape of a circular segment ( 1 ) with a radius R in the range from 150 to 500 mm, preferably 200 to 350 mm, and a segment angle α in the range from 20 to 40 ° , preferably 20 to 30 °, with a tangent (4) adjoining it on one side. Here, the tangent is tilted by an angle β in the range of 5 to 25 °, preferably 5 to 15 °, with respect to the solder.

Der an den Scheitelpunkt des Tragflügelprofils anschließende, in eine Tangente auslaufende Bereich des Prallkörpers dient, wie in Fig. 2 gezeigt, gleichzeitig als Gegenelektrode. Dieser Teil des Prallkörpers oder der gesamte Prallkörper ist entsprechend aus elektrisch leitendem Material, zum Beispiel Metall, gefertigt und mittels Erdung oder Hochspannungsgenerator auf ein definiertes elektrisches Potential eingestellt. Der Gegenelektrode gegenüber und senkrecht zu den vereinzelten Filamenten ist eine Corona-Entladungselektrode (3), beispielsweise eine oder mehrere Nadelelektroden, angeordnet. Die beschleunigte Luftströmung an der konvex gekrümmten Oberfläche des tragflügelförmigen Prallkörpers hilft dabei, die Reibungs- und Influenzkräfte der Filamente an der Tragflügeloberfläche zu überwinden. Zusätzlich reduziert die sich ausbildende Grenzschicht den Kontakt der Filamente zur Gegenelektrode.The region of the impact body which adjoins the apex of the wing profile and ends in a tangent serves, as shown in FIG. 2, at the same time as a counter electrode. This part of the impact body or the entire impact body is accordingly made of electrically conductive material, for example metal, and is set to a defined electrical potential by means of grounding or a high-voltage generator. A corona discharge electrode ( 3 ), for example one or more needle electrodes, is arranged opposite the counter electrode and perpendicular to the separated filaments. The accelerated air flow on the convexly curved surface of the wing-shaped impact body helps to overcome the frictional and influential forces of the filaments on the wing surface. In addition, the boundary layer that forms reduces the contact of the filaments with the counter electrode.

Nach Zurücklegung einer Wegstrecke von üblicherweise 15 bis 100 mm, bevorzugt 30 bis 50 mm, verläßt der aufgeladene Filamentstrahl den Elektroden-, d. h. Aufladungsbereich. Ab hier (19) ist eine weitere Zwangsführung der aufgeladenen Filamente entlang der Tragflügelkontur nicht mehr erforderlich, da die elektrostatische Aufladung bereits abgeschlossen ist. Es ist sogar äußerst vorteilhaft, wenn sich die aufgeladenen Filamente möglichst frühzeitig von der Tragflächenoberfläche ablösen, da auf diese Weise Reibungs- und Influenzkräfte minimiert werden.After covering a distance of usually 15 to 100 mm, preferably 30 to 50 mm, the charged filament beam leaves the electrode, ie charging area. From here ( 19 ), further forced guidance of the charged filaments along the wing contour is no longer necessary, since the electrostatic charging has already been completed. It is even extremely advantageous if the charged filaments detach from the wing surface as early as possible, since this minimizes frictional and influential forces.

Dies ist ein wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung. Es ist bekannt, daß auch an aerodynamisch optimierten Tragflügeln eine unvermeidliche Grenzschichtablösung im hinteren Bereich auftritt. Diese Grenzschichtablösung ist bei der Anwendung als Tragflügel unerwünscht, da sie den Auftrieb verringert und den Strömungswiderstand erhöht, weshalb man bestrebt ist durch entsprechend strömungsgünstige Gestaltung des Flügelprofils, den Ablösepunkt möglichst weit in Strömungsrichtung nach hinten zu verschieben. Im erfindungsgemäßen Fall wird jedoch das Gegenteil angestrebt, d. h. es gilt, elektrostatische Influenzkräfte und Reibungskräfte zu minimieren, was nur durch Verweilzeit- und Kontaktflächenverringerung erreicht werden kann. Das heißt im vorliegenden Fall ist ein "aerodynamisch schlechter" Tragflügel mit frühzeitiger Strömungsablösung erwünscht. Dabei sollte aber die mit der Strömungsablösung zwangsläufig verbundene Wirbelbildung möglichst unterdrückt werden, so daß keine Filamentanhäufungen oder -bündelungen entstehen können. Überraschenderweise ist es durch die Wahl des erfindungsgemäßen Tragflügelprofils gelungen, diese üblicherweise unvereinbaren Forderungen zu erfüllen.This is an essential aspect of the invention. It is known, that even on aerodynamically optimized wings an inevitable Boundary layer detachment occurs in the rear area. This Boundary layer detachment is undesirable when used as a wing, because it reduces buoyancy and increases drag, which is why we strive for a correspondingly streamlined Design of the wing profile, the separation point as far as possible Moving the flow direction backwards. In the case according to the invention however, the opposite is sought; H. it applies electrostatic Minimize influential forces and frictional forces, which is only possible through Dwell time and contact area reduction can be achieved. The means in the present case is an "aerodynamically worse" Wings with early flow separation desirable. It should but the inevitably associated with the flow separation Vortex formation should be suppressed as far as possible, so that none Filament accumulations or bundles can arise. Surprisingly, it is through the choice of the invention Wing profile succeeded, these are usually incompatible To meet demands.

Vorzugsweise werden die derart von der Gegenelektrode abgelösten Filamente anschließend einem seitlich offenen Konfusor (oder Abquetscheinheit), welcher aus einer einen sich in Filamentrichtung verjüngenden Spalt bildenden Platte (4) und Konterplatte (6) besteht, zugeführt. Der Konfusor dient dazu, die bei der Vliesablage störende Begleitluft zuvor seitlich abzuleiten. Der Winkel Φ zwischen Platte (4) und Konterplatte (6) wird dabei vorzugsweise so eingestellt (etwa 10 bis 40°), daß in Verbindung mit dem großen Ablösewinkel der Filamente bei (19) von der Gegenelektrode, die Filamente gegen die Konterplatte (6) prallen (20) und somit eine zusätzliche, mechanisch verursachte Aufspreizung erfahren. Die Spaltbreite am Konfusor-Ausgang beträgt etwa 2 bis 5 mm.Preferably, the filaments detached in this way from the counterelectrode are then fed to a laterally open confuser (or squeezing unit), which consists of a plate ( 4 ) and counter plate ( 6 ) forming a gap tapering in the filament direction. The confusor is used to laterally discharge the accompanying air that is disruptive when placing the fleece. The angle Φ between plate ( 4 ) and counter plate ( 6 ) is preferably set (about 10 to 40 °) so that in connection with the large detachment angle of the filaments at ( 19 ) from the counter electrode, the filaments against the counter plate ( 6 ) bounce ( 20 ) and thus experience an additional, mechanically caused expansion. The gap width at the confuser outlet is approximately 2 to 5 mm.

Vorteilhafterweise bildet die Konfusorplatte (4) eine Einheit mit dem Prallkörper (1) und der Gegenelektrode, als Verlängerung des Tangentenbereichs des Tragflügelprofils. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die untere Hälfte des Tragflügels ab dem Ablösepunkt (19) und die beiden Konfusorplatten in elektrisch nichtleitendem Werkstoff, z. B. Polyethylen, Polycarbonat, Perfluorpolyethylen oder Oxidkeramik, ausgeführt, um so die bremsende Wirkung von influenzierten Spiegelladungen zu verhindern.The confusing plate ( 4 ) advantageously forms a unit with the impact body ( 1 ) and the counterelectrode, as an extension of the tangent region of the wing profile. In a further preferred embodiment, the lower half of the wing from the detachment point ( 19 ) and the two Confusorplatten in electrically non-conductive material, for. B. polyethylene, polycarbonate, perfluoropolyethylene or oxide ceramics, so as to prevent the braking effect of influenced mirror charges.

Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen tragflügelförmigen Prallplatte gegenüber bekannten ebenen Prallplattenanordnungen äußerst sich vor allem in einem vergrößerten Spreizwinkel. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, die Zahl der Abzugsdüsen und der Separatoren zu reduzieren und damit den Energieverbrauch, insbesondere den Luftverbrauch, zu senken, sowie die Vliesgleichmäßigkeit zu erhöhen, da sowohl hohe Luftmengen als auch kleine Spreizwinkel wegen der Luftturbulenzen und der geringen Fadenscharüberdeckung die Vliesgleichmäßigkeit beeinträchtigen. The advantage of this wing-shaped baffle plate according to the invention compared to known flat baffle plate arrangements all in an enlarged spreading angle. This opens the Possibility to reduce the number of extraction nozzles and separators and thus energy consumption, especially air consumption lower, as well as increase the nonwoven uniformity, since both high Air volumes as well as small spreading angles due to the air turbulence and the low thread sheet coverage the fleece uniformity affect.

example 1

Nach bekanntem Verfahren (vgl. US-PS 3,655,862 von Dorschner) werden in Runddüsen Polypropylenfilamente aus isotaktischem Polypropylen (MFI 25 g/10 min) mit einem Titer von etwa 2,4 dtex in einer Ring spalt-Laval-Treibluftdüse aerodynamisch abgezogen und in ein kreisrundes Filamentführungsrohr mit einem Innendurchmesser von 12 mm überführt.According to a known method (cf. US Pat. No. 3,655,862 by Dorschner) Round nozzle polypropylene filaments made of isotactic polypropylene (MFI 25 g / 10 min) with a titer of about 2.4 dtex in a ring gap Laval propellant air nozzle is removed aerodynamically and into a circular Filament guide tube with an inner diameter of 12 mm transferred.

Der Filament- und Verstreckluftstrahl trifft im spitzen Winkel auf einen erfindungsgemäßen Prallkörper mit geerdeter, metallischer Oberfläche. Die Oberfläche ist nach Art eines Tragflügels einseitig gekrümmt, die Tangente des Tragflügels etwa 15° gegen das Lot geneigt. Der Krümmungsradius des Prallkörpers beträgt 300 mm. Im unteren Teil geht die Krümmung tangential in eine ebene Fläche über, die gleichzeitig die eine Hälfte des zweiteiligen Konfusors bildet. Dem Aufprall- und Spreizbereich gegenüberliegend befindet sich in einem Abstand von 20 mm die Aufladeelektrode, die nach dem Stand der Technik als Nadelelektrode ausgeführt ist.The filament and drawing air jet strikes at an acute angle an impact body according to the invention with grounded, metallic Surface. The surface is one-sided like a wing curved, the tangent of the wing inclined about 15 ° against the perpendicular. The radius of curvature of the impact body is 300 mm. In the lower part the curvature merges tangentially into a flat surface, the at the same time forms one half of the two-part confuser. The The impact and spreading area is located in one Distance of 20 mm the charging electrode, which according to the prior art is designed as a needle electrode.

Die bereits durch den Aufprall mechanisch vorgespreizten Filamente durchlaufen die mit 35 kV negativem Potential beaufschlagte elektrostatische Beladungszone, lösen sich beim Ablösepunkt von der Gegenelektrode ab und treffen anschließend auf die gegenüberliegend installierte Konfusor-Konterplatte. Der Staudruck im Konfusor führt zu einer seitlichen Ableitung eines erheblichen Teiles der die Filamente begleitenden Treibluft. Schließlich verlassen die Filamente den Konfusor durch den 3 mm breiten Konfusorspalt in Form eines sich nach unten öffnenden Vollkegels. The filaments that have already been mechanically spread by the impact pass through the 35 kV negative potential electrostatic loading zone, detach from the at the separation point Counter electrode and then hit the opposite one installed confuser counter plate. The dynamic pressure in the confuser leads to a lateral derivation of a significant part of the filaments accompanying blowing air. Finally the filaments leave the Confusor through the 3 mm wide confuser gap in the form of a full cone opening below.

Der Sprühkegel schneidet das 600 mm vom Konfusorspalt entfernte Ablage-Siebband in Form einer Vlieslegeellipse (12) mit den Hauptachsen 840×620 mm. Wird statt dessen ein bekanntes, gerades Prallblech verwendet, so wird unter den gleichen Bedingungen nur eine Vlieslegeellipse mit den Hauptachsen 430×410 mm erreicht.The spray cone cuts the deposit screen belt 600 mm away from the confuser gap in the form of a fleece laying ellipse ( 12 ) with the main axes 840 × 620 mm. If a known, straight baffle plate is used instead, only a fleece laying ellipse with the main axes 430 × 410 mm is achieved under the same conditions.

Example 2

Die Versuchsanordnung war analog der von Beispiel 1. Die Beaufschlagung der Abzugsdüsen erfolgte jedoch mit Polyesterfilamenten, bestehend aus spinnförmigem Polyethylenterephthalat. Die Aufladeelektrode wurde mit positivem Potential von 30 kV beaufschlagt. Dabei wurden ähnlich gute Ergebnisse erzielt, wie im Beispiel 1 mit Polypropylen.The experimental setup was analogous to that of Example 1. The loading however, the extraction nozzles were made with polyester filaments consisting of spun polyethylene terephthalate. The charging electrode was with positive potential of 30 kV applied. They were similarly good Results achieved as in Example 1 with polypropylene.

Claims

1. A process for the separation and spreading of stretched, thermoplastic endless filaments in the nonwoven production by electrostatic charging, characterized in that the filaments accompanied by a rectified air flow immediately before electrostatic charging on the top of a wing-shaped impact body, in the filament direction between blunt Hit the end and apex at an acute angle.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Filaments after electrostatic charging on the side open confuser, which tapers in the direction of the filament Form gap, run through.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Endless filaments made of polyolefins, polyester or polyamide consist.

4. Device for the separation and spreading of stretched thermoplastic endless filaments in the manufacture of nonwovens by electrostatic charging, characterized in that they are in the filament direction

an impact body, which has the shape of the top of a wing and is arranged with the blunt end upwards,
- a corona discharge electrode with counter electrode and optional
- A laterally open confuser, which consists of a plate and counter plate forming a tapering gap.

5. The device according to claim 4, characterized in that the Top of the wing the shape of a segment of a circle with a Radius in the range of 150 to 500 mm and a segment angle α im Range from 20 to 40 ° with tangent adjoining it on one side Has.

6. The device according to claim 5, characterized in that the Tangent at an angle β in the range of 5 to 25 ° compared to the Lot is tilted.

7; Device according to claim 5 or 6, characterized in that Impact body, counter electrode and, if necessary, confusing plate consist of one unit, with the tangent elongated below forms the confusing plate.

8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized characterized in that the baffle plate and the upper region of the Counter electrode made of electrically conductive material and optionally the lower area of the counter electrode and the Confusor plate consist of electrically non-conductive material.