专利名称：用于牵引和铺放多根纤维以形成无纺织物的方法和设备的制作方法当生产合成纤维的无纺织网时，必须尽可能均匀地铺放多根挤出的单 丝条以形成织物。单丝条大致在挤出和冷却过程后用喂给流体抽出和导引 到一铺放带。为实现最高可能的输送率和铺放速度，下述方法和设备证实 是特别有用的，其中牵引单元将单丝条吹入一开放系统中。例如在US 6,183,684中公开了这类方法和设备。这里，使用一牵引单元以便在将合成 纤维从纺丝装置中挤出后抽出、拉伸和铺放合成纤维。所述牵引单元包括 输送通道，所述输送通道在其上侧具有狭缝形的纤维入口。在纤维入口下 方不远处，多个流体入口通到输送通道中，通过所述流体入口将喂给流体、 优选为具有过压效应的空气供应给输送通道。这样，将纤维条牵引入牵引 单元的输送通道中、在导引通道内加速并以吹风流的形式通过输送通道的 纤维出口吹出。同时，纤维条被拉伸和此后立即由一铺放带接收以铺放在 所述铺放带上。纤维与喂给流体一起以吹风流的形式撞击铺放带。由于开 放系统，吹风流在从牵引单元出来后立即与接下来的周围环境相互作用。这样，由于流体和纤维的吹出，特别是在牵引单元的下侧产生抽吸。 这种抽吸直接导致环境空气的吸入。所产生的抽吸流与吹风流相结合并与 吹风流一起被沿着导引段导引，直到抵达铺放带。在具有较低织物单位重量的无纺织物的生产中，特别是在牵引单元和铺放带之间的导引段短的情况下观察到，抽吸流在周围环境空气中传播，直到到达4煮;故带的周围环境。然而，这种周围环境空气内的空气运动会对 无纺织物在铺放带上的铺放或可选地也对纤维铺放具有不利影响。原则上，可以通过在牵引单元紧下游设置具有导引甬道(guidance shaft)的封闭系统来防止这种周围环境影响。例如在DE 196 12 142 Al中 公开了这类设备。在这种封闭系统中，通过牵引单元产生的吹风流被立即 从输送通道中输送出并进入导引萄道中，所述导引甬道导引吹风流直到吹 风流被铺放到铺放带上。然而，这种封闭系统的主要缺点是由于受导引的 流动而必须在牵引喷嘴和铺放带之间保持较长的拉伸区和因此较大的距 离。这样，封闭系统主要仅适合于低和中等的产量和纺丝速度。
因此，本发明的目的是提供这种类型的用于牵引和铺放多根纤维以形 成无纺织物的方法和设备，在所述方法和设备中，能以受控的方式借助吹 风流将纤维导引通过开放空间并铺放以形成无纺织物。具体地，本发明的目的是改进这种类型的方法和设备，使得即使在导 引段非常短的情形下也能均匀和可靠地生产无纺织网。
根据本发明，这个目的通过具有权利要求1所述特征的方法和具有权 利要求8所述特征的设备来实现。
本发明有利的改进方案由相应从属权利要求的特征和特征组合来限定。
本发明的优点在于，能基本不受紧邻的周围环境影响地对纤维进行导 引直至铺放。发生在牵引单元出口侧上的抽吸作用用于产生抽吸流，所述 抽吸流从对纤维铺放有影响的周围环境之外的环境空气中产生。因此，位 于由开放空间形成的导引段内的紧邻的周围环境不受较大的交换流的影 响。局部受限的交换过程仅发生在吹风流与周围环境之间的边界区域内。 然而，散播到较多层上的抽吸作用以定向的方式在周围环境的不重要的区 域内传播。为此目的，本发明的设备包括至少一个输导元件，从环境空气中产生 的抽吸流通过所述输导元件从对纤维铺放有影响的周围环境之外的环境供 给。根据输导元件的结构，可以使用离铺放带距离较远处的周围环境以提 供抽吸流所需的环境空气。
抽吸流优选能在吹风流的两个纵向侧上均匀地产生，从而使抽吸分流 对称地伴随吹风流并可用于共同地导引纤维。
为此目的，输导元件分别设置在牵引单元下方、位于吹风流的两个纵 向侧上，输导元件相同地设计以产生相等的抽吸分流。因此可以将多根纤 维内的每根纤维条以基本相同的条件导引经过导引段。
但是原则上也可以通过输导元件的相应形状来可变地影响在两个纵向 侧上由自然作用产生的抽吸分流，以便例如在导引纤维时得到特殊效果。 因此，可以通过改变抽吸横截面来可变地调节抽吸分流的流速。
本发明的根据权利要求3和10的改进方案特别有利于提供离最近的周 围环境尽可能远的环境空气来形成抽吸分流。为此目的，抽吸分流分别通 过具有抽吸开口的侧向的抽吸通道供给。因此可以借助抽吸通道的形状形 成朝向任何方向的抽吸开口 。
抽吸通道的抽吸开口优选配设给牵引单元侧旁的周围环境并因此背离 铺放带。
才艮据本发明的一种有利的改进方案，为进一步优化纤维在铺放带上的 铺放，在至少一个铺放区内将所述吹风流与周围环境屏蔽开，并且由设置 在铺放带下方的排气装置吸取所述吹风流。为此目的，在铺放带的上侧设
置有导引元件，所述导引元件与设置在铺放带下方的排气装置相互作用。 由牵引单元产生的吹风流从开放空间出来、吹入由导引元件形成的开放的
导引通道，以便在导引通道内朝向铺放带导引所述吹风流。导引元件在铺 放带上方形成局部受限的区域，在所述区域中铺放纤维以形成无纺织物。 令人惊讶地可以看到，在纤维流过渡到开放纤维入口缝隙的期间产生的空 气湍流对周围环境没有不良影响，因此对纤维的铺放和导引没有不良影响。 为在吹风流从开放空间出来并进入导引通道的过渡期间产生尽可能d、的湍流，本发明的下述改进方案证实是特别有用的，在所述改进方案中为 导引通道配设一会聚的通道开口，所述通道开口通往一通道紧缩部，所述 通道紧缩部具有朝向铺放带的渐扩的通道出口 。
这种布置证明对实现在纵向/纤维方向和横向上均具有均匀强度的无 纺织物特别有用。由于纤维在导引元件上方的开放空间内的较高的运动性， 在纤维条中产生适当大的铺放椭圆，其仅在铺放到铺放带上之前在纵向/ 纤维方向上受到限制。这样可以将纤维铺放在铺放台的表面上以得到无纺 织网的最佳强度和厚度。为此目的，牵引单元出口和导引通道开口之间的 距离优选大于导引段的一半，从而在纤维进入导引通道前给纤维提供足够 高的运动性。
如果开放空间的导引宽度比导引通道紧缩部大至少五倍，则证实对于 生产具有轻织物单位重量的无纺织物特别有利。因此即使在低纤维密度的 情况下也可以得到高度的均匀性。
牵引单元的送风开口与铺放带之间的导引段可调节成非常短的距离。
牵引单元与铺放带之间的距离优选形成为具有在100mm至700mm范围内 的长度。这样，期望的纤维铺放形式能不受铺放环境的任何影响地根据纱 线支数和聚合物类型来实现。
根据本发明的优选改进形式，为防止与周围环境的任何交换过程，在 带供给侧和带排出侧上借助壁部将开放空间与周围环境屏蔽开。尽管系统 以这种方式封闭，但为了仍得到开放系统的优点，由壁部形成的开放空间 的宽度在300至l，OOOmm的范围内调节。
本发明的方法和本发明的设备的突出特点在于稳定和可再现的纤维铺 放以形成具有高均匀性和特别轻的织物单位重量的无纺织网，其中即使在 开放系统中的导引段最短的情况下也能实现高的纺丝速度和生产速度。本 发明优选用于生产所谓的纺粘型无纺织物。但是原则上本发明也可用于所 谓的熔喷法无纺织物。


下面将基于多个示例性实施例参照附图详细说明本发明的设备和方
法。在附图中
图1示意性示出用于实施本发明方法的本发明设备的第一示例性实施 例的一个视图2示意性示出图1的示例性实施例的剖视图；以及
图3示意性示出本发明设备的另一示例性实施例的剖视图。

图1和图2示意性示出用于实施本发明方法的、用于铺i文合成纤维条 以形成无纺织物的本发明i殳备的第一示例性实施例。图1示出该示例性实 施例的侧视图而图2示意性示出其剖视图。除非明确指出参照某个附图， 否则下面的说明对两个附图均适用。
如图1和图2所示的示例性实施例示出一平行六面体牵引单元1，所 述牵引单元通常设置在一纺丝装置下方。这类牵引单元一般是已知的，例
如在美国文献US 6，183，684B1中详细进行了说明。在这方面可参考上述公 布；下文仅包括主要部分。
牵引单元l包括一中间输送通道5，所述中间输送通il^牵引单元1 上側由狭缝形的纤维入口 2界定，而在牵引单元l下侧由送风开口 3界定。 输送通道5具有狹缝形的设计，并基本上在平行六面体牵引单元l的整个 长度上延伸。在输送通道5的纵向侧上设计有多个流体入口 27,所述多个 流体入口与一流体接头4相连接。通过所述流体接头4从一流体源(未示 出)供应优选为压缩空气的喂给流体，从而在输送通道5中相对于周围环 境产生过压。
牵引单元1以一距离设置在铺放带6上方。铺放带6的宽度延伸过牵 引单元1的整个长度。铺放带6优选地在多个传送带滚轮28——所述传送 带滚轮28中的一个在图2中示出一一上以环形带的形式被导引，并被这样 地驱动，使得它4黄向于牵引单元1的纵向侧地前进。这样，铺放带6沿一 在图l和图2中用箭头表示的导引方向持续地运动。铺放带6设计成能让于形成在牵引单元1竖直下方的铺放区 内设置有排气装置22。
牵引单元1和铺放带6之间的区域用于导引以吹风流的形式从送风开 口3中出来的纤维条20。这里，牵引单元l下侧的送风开口 3与铺放带6 的表面之间的距离被称为导引段/导引距离(guide distance )。在牵引单元 l的紧下方，设置有一开放空间18，所述开放空间具有大的导引宽度，从 而使带有从送风开口 3中出来的纤维条20的吹风流能不受约束地膨胀。在 牵引单元1的紧下方，在开放空间18中由多个输导(conducting)元件19 形成局部拉伸，在所述局部拉伸中，从环境空气中形成的抽吸流供应给吹 风流。输导元件19通过抽吸通道16.1和16.2形成在牵引单元1的每一侧 上。抽吸通道16.1设置在带排出侧10上而抽吸通道16.2设置在带供给侧 11上。抽吸通道16.1在牵引单元1下侧借助出口开口 15.1与iiA开》文空 间18中的吹风流相联:接。抽吸通道16.1的相对端包括一抽吸开口 17.1， 所述抽吸开口与在开放空间上方邻近牵引单元1地延伸的周围环境相连 接。为此目的，抽吸开口 17.1的开口截面背向铺放带6的上側。
在牵引单元l的相对的纵向侧上，抽吸通道16.2包括镜像对称布置的 出口开口 15.2和抽吸开口 17.2。抽吸开口 17.2同样与在开放空间上方邻近 牵引单元l延伸的周围环境相联接。这样，在牵引单元l下方的区域内的 开放空间18借助抽吸通道16.1和16.2与周围环境相连接。由于向上指向 的抽吸开口 17.1和17.2，由吹风流吸入的环境空气在工作时从对纤维在铺 放带6上的铺放不重要的周围环境中抽取。抽吸流以两股相等的抽吸分流 的形式产生，这两股抽吸分流通过出口开口 15.1和15.2在纤维帘的两个纵 向侧供应给^X流。因此也可以在牵引单元1与铺放带6之间选择非常短 的导引段以生产精细且轻的无纺织物。
开放空间18的延伸长度超过导引段的至少一半。由此，吹风流随着其 进一步的运动而更加地膨胀，从而在铺放带的运行方向——也称为纵向/ 纤维方向一一和横向上均得到纤维条的相应的大的活动性。
在导引段的进一步的路程中，开放空间18由导引元件7.1和7.2界定，所述导引元件配设于铺放带的上侧。导引元件7.1和7.2分别设置在带排出 侧10和带供给侧11上，在导引元件7.1和7.2之间形成一导引通道9。导 引通道9延伸到铺放带6的上侧。在这个示例性实施例中，由导引元件7.1 和7.2形成的导引通道9用于导引吹风流，所述吹风流借助导引通道9从 开放空间18中出来以铺放在铺放带6上，为此目的，导引通道9分成多个 区段，以便能够使吹风流进入和对吹风流进行导引。在开放空间18末端， 导引元件7.1和7.2首先形成一通道开口 8，所述通道开口会聚地通往一通 道紧缩部31。通道紧缩部31代表导引通道9内部的最小导引宽度。通道 紧缩部31过渡到一渐扩的通道出口 32，从而使吹风流在其初始收缩后由 于通道紧缩部的持续扩张而再次膨胀。在导引通道9末端，纤维条20铺放 在铺放带6上。
在这个示例性实施例中，导引元件7.1和7.2分别由枢转辊12.1和12.2 形成。辊子12.1和12.2与铺放带6或无纺织物21的表面直接摩擦接触， 以便相对于外部空气形成密封效果。这样，通过辊子12.1和12.2中的每一 个来相对于周围环境密封地屏蔽对应于导引通道9末端的铺放区。辊子 12.1和12.2为此目的优选包括弹性辊套13。
为实施和支持纤维铺放以形成无纺织网，在铺放带6的下侧设置有排 气装置22。排气装置22的排气效果限于导引通道9的铺放区。排气装置 22包括一可调节的排气开口 23，所述排气开口直接配设给铺放带6的铺放 区。排气开口 23形成在两个可动的盖板24.1和24.2之间。盖板24.1和24.2 中的每一个可相对于彼此水平移动。为密封排气开口23，在铺放带6的下 侧设置有密封元件25，以防止外部空气从铺放带6的下侧进入。
在工作期间，将喂给流体供应给牵引单元1。压缩空气源的压缩空气 优选用作喂给流体，所述压缩空气以在0.1至5bar范围内的、优选在0.5 至3bar范围内的过压流入输送通道中。这样，通过纤维入口 2进入输送通 道5中的纤维条20持续地从纺丝装置(未示出)中抽出。纤维此前在纺丝 装置中由聚合物材料呈排状布置地熔融纺制，然后冷却。在输送通道内， 纤维条20由喂给流体加速并以吹风流的形式经由送风开口 3—起吹出、进入开放空间18中。包括纤维和喂给流体的吹风流经由送风开口 3竖直地朝 着铺放带6吹送。
在牵引单元l下侧，由形成的吹风流产生一低压，所述低压导致形成 抽吸流。抽吸流分别在吹风流的两侧以抽吸分流的形式供应给吹风流。为 此目的，牵引单元1下侧的开放空间18通过出口开口 15.1和15.2、抽吸 通道16.1和16.2、以及抽吸开口 17.1和17.2与位于离铺放带6的周围环 境一定距离处的周围环境相连接。为此目的，抽吸开口 17.1和17.2与牵引 单元1成一倾角地形成，从而利用开放空间18上方的位于牵引单元1侧旁 的周围环境来产生用于在吹风流的两个纵向侧上形成抽吸分流的环境空 气。这样，紧邻抽吸通道16.1和16.2下方的周围环境保持不受抽吸流的影 响。
在经过开放空间18后，带有纤维条20的吹风流被吹入由导引元件7.1 和7.2形成的导引通道9内。由于导引通道9和导引元件7.1、 7.2的形状 和设计，吹风流朝着铺放带6导引。形成在导引通道9中的通道紧缩部31 使得吹风流变窄，以便然后通过渐扩的通道出口 32实现纤维在铺放带6 上的期望的铺放形式。这里，开放空间18的导引宽度比通道紧缩部31宽 度大至少5倍证实是特别有利的。这样尤其是可以实现用于限制吹风流的 期望效果。导引通道9紧接在通道紧缩部31之后借助渐扩通道出口 32的 再次扩张使得撞击铺放带6的吹风流内的纤维条能够均匀分布。可以看到， 这样产生的纤维条的铺放导致在纵向/纤维方向和横向上呈现出高强度并 在质量分布上呈现出高度均匀性的无纺织网。还得出，特别是在无纺织物 具有较低的织物单位重量的情况下，在无纺织物的纵向/纤维方向和横向具 有恒定强度。
在如图1和图2所示的示例性实施例中，对于其长度在100mm至最 大为700mm范围内的导引段，在纤维条铺放和无纺织网形成方面获得特 别好的结果。这里，在导引段的下部区域中，导引通道9的通道紧缩部31 设计成具有在10mm至最大为200mm范围内的导引宽度。相比之下，开 放空间18设计成具有在300mm至l，OOOmm范围内的导引宽度。这样，本发明设备和方法能实现无纺织物均匀和可再现的铺放，所迷 铺放能这样进行，使得即使在高纤维速度、细纤维旦数和无纺织物的轻单 位重量的情况下也能实现对铺放的控制。这里，第一次把从将吹风流吹入 开放空间中的工艺获得的高拉伸的优点与原先仅知位于封闭空间中的铺放 机构有利地结合起来。
图3示意性示出用于实施本发明方法的本发明设备的另一示例性实施 例的剖一见图。如图3所示的示例性实施例与如图1和图2所示的前述实施 例基本相同。因此下面仅说明它们之间的不同之处，其它方面可参见前述 说明。
在如图3所示的示例性实施例中，牵引单元l设计成与前述示例性实 施例中的一个相同。在牵引单元l下侧，在其两个纵向侧上分别连接有风 箱34.1和34.2。风箱34.1设置在带排出侧10上， 一基本在整个纤维条宽 度上延伸的出口开口 15.1连接到形成在牵引单元l下方的开放空间18。在 相对侧上， 一抽吸通道16.1通到风箱34.1中，所述抽吸通道在其自由端形 成一抽吸开口 17.1。抽吸开口 17.1形成于抽吸通道背向铺;改带6的一侧并 指向在牵引单元l侧旁延伸的周围环境。
在相对的带供给侧11上，与风箱34.1镜像对称地形成有带有出口开 口 15.2和抽吸通道16.2的风箱34.2,从而在吹风流的各纵向侧上产生均匀 和相同的抽吸分流，所迷抽吸分流与吹风流一起进入开放空间18以导引纤 维条20。
紧接在风箱34.1和34.2下方，通过侧向延伸的分隔壁14.1和14.2将 开放空间18与周围环境屏蔽开。分隔壁14.1和14.2朝着铺放带6延伸， 直到抵达导引元件7.1和7.2。由分隔壁14.1和14.2形成的开放空间18具 有位于300mm至l，OOOmm范围内的导引宽度。
为设计铺放区，在铺放带6的上侧由模制的薄板26.1和26.2形成导引 元件7.1和7.2。导引通道9的形状借助薄板26.1和26.2的曲率选择成使 得在开放空间18的末端处，会聚的通道开口 8通到通道紧缩部31中。通 道紧缩部31过渡到扩张，其导致一渐扩的通道出口 32。在薄板26.1和26.2的面向铺放带6的一侧上，薄板26.1和26.2分别具有长形的腿部30.1和 30.2,所述腿部平行于铺放带6延伸并与铺放带6或与无纺织网21形成密 封缝隙29.1和29.2。密封缝隙29.1和29.2的长度选择成使得铺放区在铺 放带6上被完全地屏蔽于导引通道9内部。因此，防止了于铺放带上侧在 导引元件7.1、 7.2与无纺织网21或铺放带6之间的任何摩擦接触。
设置在铺放带下侧的排气装置22同样具有长形的密封唇35.1和35.2 以便防止外部空气从周围环境进入。
如图3所示i殳备的工作方式与如图1和图2所示的示例性实施例的工 作方式基本相同。为产生抽吸流，在吹风流的两个纵向侧上均设置有风箱 34.1和34.2，环境空气通过所述风箱吸入。储存在风箱34.1和34.2中的环 境空气借助抽吸通道16.1、 16.2和抽吸开口 17.1、 17.2直接从不与纤维条 铺放相关的周围环境中抽取。抽吸通道可设计成管状的形式。同样也可将 多个抽吸通道配设给风箱34.1和34.2中的每一个。为实现作用在吹风流上 的均匀的抽吸流，风箱34.1和34.2的出口开口 15.1和15.2与牵引单元1 的输送通道5的宽度基本平行地延伸。
用于实施本发明方法的本发明设备的如图i至图3所示的示例性实施
例的构件的结构和布置以举例的方式被示出。这里重要的是输导元件设置 在牵引单元下方，所述输导元件这样地影响环境空气的吸入，使得不产生 对纤维的导引和铺放具有不利影响的抽吸流，在导引段;(艮短的情况下，也 可将位于铺;改带上侧的导引元件配设给输导元件，并因此例如配设给空气 通道或风箱。同样也可没有任何导引元件地将吹风流朝着铺放带导引。附图标记列表:
1牵引单元
纤维入口
3送风开口
4流体接头
5输送通道
6铺放带
7.1，7.2导引元件
8通道开口
9导引通道
10带排出侧
11带供给侧
12.1,12.2辊子
13辊套
14.1,14.2分隔壁
15.1,15.2出口开口
16.1,16.2抽吸通道
17.1,17.2抽吸开口
18开放空间
19输导元件
20纤维条
21无纺织网
22排气装置
23朝卜气开口
24.1，24.2盖板
25密封元件
26.1，26.2薄板
27流体入口28传送带滚轮
29.1,29.2密封缝隙
30.1,30.2腿部
31通道紧缩部
32通道出口
34.1,34.2风箱
35.1,35.2密封唇


本发明涉及一种用于牵引和铺放多根纤维以形成无纺织物的方法和设备，在所述方法中通过牵引单元以吹风流的形式导引合成纤维以铺放在铺放带上。当吹风流从输送通道中出来、进入位于牵引单元下方的开放空间中时，产生由自然抽吸作用导致的抽吸流，吹风流和抽吸流一起导引通过一短的导引段并导引向用于铺放纤维的铺放带。为防止抽吸流效应影响纤维的导引和铺放，根据本发明，抽吸流从对纤维铺放有影响的周围环境之外的环境空气中产生。为此目的，在牵引单元下方设置有输导元件以导引从环境空气中产生的抽吸流。