用来制造纺粘型非织造织物的装置.pdf

本发明涉及一种用来制造纺粘型非织造织物的装置。将由熔体源输入纺丝箱体的熔液态的聚合物通过多个线形设置的喷丝孔挤出成按帘幕状布置的单丝。借助于牵引喷嘴对单丝施加牵引力。接着将单丝铺放在一输送带上，在输送带上，所述单丝形成一纺粘型非织造织物。在牵引喷嘴上设置一监测装置，该监测装置测量描述加工过程特征的特征值。优选采用一个或多个结构声传感器作为监测装置。监测装置的测量结果在与额定值比较后输送给一信号装置或用来调节加工过程。

权利要求书
1.  用来熔融纺造和牵引多个单丝(5)的装置，具有用来输送熔液态的聚合物的熔体源(1)，带多个用来将熔液态的聚合物挤出成单丝(5)的喷丝孔(4)的纺丝箱体(3)、设置在喷丝孔(4)下方的牵引喷嘴(6)，其中能够通过牵引喷嘴(6)引导单丝(5)，牵引喷嘴(6)设置成能够借助于压缩空气在单丝(5)上施加牵引力，以进行牵引，其特征为：所述牵引喷嘴(6)与用来监测牵引过程的监测装置(10)相连接。

2.  按权利要求1的装置，其特征为：所述监测装置(10)是一个或多个结构声传感器。

3.  按权利要求2的装置，其特征为：所述结构声传感器(10)设置在牵引喷嘴(6)沿单丝(5)的输送方向观察的后面区域上，并与牵引喷嘴(6)传声地连接。

4.  按上述权利要求之任一项的装置，其特征为：所述监测装置(10)与一控制装置(11)相连接，该控制装置与一用来使与基准值的偏差信号化的信号装置(12)相连接。

5.  按上述权利要求之任一项的装置，其特征为：所述监测装置(10)与一控制装置(11)连接，该控制装置在由监测装置测得的值与额定值存在偏差时产生调整信号(15)，借助于该调整信号改变制造过程的参数。

6.  按上述权利要求之任一项的装置，其特征为：装置部件纺丝箱体3或牵引喷嘴(6)中的至少一个具有横向于单丝(5)的输送方向的延伸度。

7.  用来牵引多个单丝(5)的方法，在该方法中，由熔液态的聚合物挤出形成单丝，并借助于通过牵引喷嘴(6)产生的压缩空气流牵引单丝，其特征为：检测至少一个用牵引喷嘴(6)上的监测装置(10)测量的测量信号，以监测牵引过程。

8.  按权利要求7的方法，其特征为：所述测量信号是一个或多个结构声传感器的信号。

9.  按权利要求7或8的方法，其特征为：由所述监测装置(10)的信号(14)形成描述特征的特征值。

10.  按权利要求9的方法，其特征为：所述描述特征的特征值是信号功率或一等效参量。

11.  按权利要求9或10的方法，其特征为：所述描述特征的特征值在一个或多个频带内形成。

12.  按权利要求9的方法，其特征为：所述描述特征的特征值通过频率分析形成。

13.  按权利要求9至12任一项的方法，其特征为：将所述描述特征的特征值与一基准值比较，并在与基准值存在偏差时触发一动作。

14.  按权利要求13的方法，其特征为：所述基准值是规定的极限值。

15.  按权利要求13的方法，其特征为：所述基准值不断地由此前求出的描述特征的特征值形成。

16.  按权利要求9至13之任一项的方法，其特征为：所述监测装置由多个传感器构件，所述传感器分别形成多个组，一个组的基准值是另一个组的描述特征的特征值。

17.  按权利要求13至16之任一项的方法，其特征为：所述动作是对事件的报警。

18.  按权利要求13至16之任一项的方法，其特征为：所述动作是改变工艺参数。

19.  按权利要求18的方法，其特征为：所述工艺参数是聚合物的输送量或输送压力。

20.  按权利要求18的方法，其特征为：所述工艺参数是聚合物的温度。

21.  按权利要求18的方法，其特征为：所述工艺参数是输入牵引喷嘴的压缩空气的压力或输送量。

22.  按权利要求18的方法，其特征为：工艺参数是几何特征值，特别是牵引喷嘴的横截面积。

23.  按权利要求9至22之任一项的方法，其特征为：形成多个描述特征的特征值。

24.  按权利要求13至23之任一项的方法，其特征为：触发多个动作。

说明书用来制造纺粘型非织造织物的装置
技术领域
本发明涉及一种用来熔融纺造和牵引多个单丝的按权利要求1的前序部分所述的装置，以及一种用来熔融纺造和牵引多个单丝的按独立并列权利要求的前序部分的方法。
背景技术
由WO97/35053已知一种这一类型的装置，在这种情况下它用来制造纺粘型非织造织物。这里由一挤出机输入的熔液态聚合物在纺丝箱体内通过一列或几列线形设置的喷嘴孔纺成多个单丝。借助于一以一定距离设置在单丝下方的缝隙形牵引喷嘴在单丝上施加牵引力，该牵引力实现对单丝的拉伸和输送。为此，从牵引喷嘴的内壁沿单丝输送方向流出压缩空气，由此在单丝上施加所希望的牵引力。将单丝散乱铺放在一设置在牵引喷嘴下方的输送带上并在那里形成无纺布。
对成品质量以及产品均匀性的高的要求在自动化生产时需要用于过程控制和调节的措施。例如专利申请JP07-216708A示出了一种质量调节回路，其中借助于一传感器检测所生产的无纺布。根据传感器的信号或所述信号与基准信号的偏差对牵引喷嘴进行调整。这里采用测量无纺布的密度的CCD相机作为传感器。这种测量方法有这样的缺点，只能以一定的滞后测量产品的质量特征。此外传感器非常贵而且易受污染。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种简单而可靠的用来测量质量特征的传感器装置，该传感器装置无滞后地测得测量结果，该目的由按权利要求1的装置实现。为此牵引喷嘴直接与一监测装置连接。这种布置的优点是，监测装置在(加工)过程中直接进行测量。因此在过程出现可能变化时可以无延迟地立即提供测量结果。
在一种优选实施形式中，监测装置由一个或多个结构声传感器组成，结构声(Krpersehall)是指在构件内传播的瞬时(transient)声波。所述声波通过牵引喷嘴内的空气动力学过程激励产生。可能出现的压缩空气波动或单丝性能的变化对牵引喷嘴内的空气动力学过程有很大影响，因此可以方便地检测。同样通过牵引喷嘴引导的单丝也影响空气动力学边界条件。因此可以间接测量单丝的变化。本发明的优点在于，结构声传感器可以方便地安装，而不必将其直接设置在牵喷嘴的流动通道内。而是将传感器良好传导结构声地与牵引喷嘴连接便足够了。振动传感器适合于结构声测量，这种传感器特别是在高频区内将机械振动变成电信号。
实际中采用几个结构声传感器决取于结构条件。对于简单的结构性优选采用唯一一个结构声传感器。但是这类牵引喷嘴通常具有不能通过单独一个传感器的灵敏度测量的空间尺寸，因此可能需要，在牵引喷嘴上在设置多个并联的结构声传感器。
而且由WO88/08047已知，借助于一传声器(Mikrofon)测量穿过一狭窄部位的丝束的密度。其中待测量的丝束穿过一漏斗状狭窄部位。由此在单丝相互之间以及在单丝和狭窄部位的壁之间引起的摩擦与丝束的运动相结合导致发出空气声，该空气声与丝束的密度成比例。但是由此不能获得所述解决方案的启示，因为这里的目的是应用采用压缩空气的牵引喷嘴。已知压缩空气造成发出干扰性的空气声。其干扰等级高于由于过程参数微小变化引起的有用信号，对于本领域人员这不可能用于声测量。此外在作为本发明目的的装置中在单丝相互之间或单丝和壁之间不存在剧烈的摩擦。
已经证明，结构声传感器特别有利的安装位置是牵引喷嘴沿输送方向位于后面的区域。因此在一个有利的实施形式中，监测装置就设置在这里。此外，这有这样的优点，即结构声传感器可以方便地从牵引喷嘴的下侧安装。
在本发明一种特别有利的改进方案中，监测装置的测量信号用来借助于控制装置将实际值与额定值比较，并在有偏差时产生一出错信号/误差信号(Fehlersignal)。这个出错信号例如可以是给操作者的报警信号。按照本发明，出错信号也可以理解为向上级控制设备的出错报警。这里测量信号不仅理解为传感器的原始信号。而是特别是在采用结构声传感器时，这里需要一种大范围的信号预处理，以例如测得在一定频谱内出现的信号功率。信号预处理的其它有用的形式是本领域人员公知的，并也属于本发明的范围。然后将信号预处理的结果与额定值相比较。
在本发明改进方案的一种变型方案中，借助于控制装置将监测装置的测量信号与额定值比较并将偏差传输给上级控制设备，该控制装置具有用来调节地介入(加工)过程的元件。
本发明装置的一种优选实施形式设置成用来制造纺粘型非织造织物。由于这个原因纺丝箱体和牵引喷嘴在横向于单丝输送的方向具有大致在纺粘型非织造织物的宽度之上的延伸度/尺寸(Ausstreckung)。其中其方位通常垂直于纺粘型非织造织物的输送方向。但是纺丝箱体或牵引喷嘴也可以设置成与纺粘型非织造织物的输送方向成一最小45°的角。在这种情况下纺粘型非织造织物的宽度由纺丝箱体或牵引喷嘴的有效宽度在纺粘型非织造织物的输送方向上的投影得到。
本发明用来熔融纺造和牵引单丝的方法设置以下方法步骤：即输入熔液态聚合物，挤出单丝、用牵引喷嘴在气流中牵引单丝和测量由一设置在牵引喷嘴上的监测装置测量的信号。
在一种优选的变型方案中，这是一个或多个设置在牵引喷嘴上的结构声传感器的信号。
为了能够进一步处理这个信号，首先由信号形成描述特征的特征值。这在一种优选的变型方案中可以是信号功率，信号功率非常好地反映(加工)过程的导致形成测量信号的过程的强度。但是对于本领域技术人员还知道其它特征值，如平均值、有效值、最大值等等，这些特征值同样反映所述过程。这些等价参量同样在本发明的范围内。
在一种特别优选的方法方案中，在一个或多个频率范围内形成描述特征的特征值。因此只考虑由旋转或运动的机器部件激励产生的频率之上的频率范围是合理的。同样屏蔽掉通过对监测没有价值的气流激励产生的频率范围也是合理的。可以用试验容易地确定，哪些频率范围最终与监测有关。
在一种可选的方法方案中，通过频率分析形成描述特征的特征值。其中包括例如对确定频率范围进行相互比较。因此特征值通过在一个频率范围内的信号强度相对于有时更大的第二频率范围内的信号强度形成。频率分析的相应方法对于信号处理领域的技术人员是已知的。通过在故障时有目的地分析频率范围内的变化，这里也可以用实验确定，最终采用哪种方法。
接着将通过上述可选方案形成的特征值与一基准值比较，在存在偏差时触发相应的动作。
例如可以与事先确定的和规定的基准值进行比较。基准值也可以在(加工)过程本身中求出，例如实际测量的特征值与在一定时间段内测量并平均的、必要时加权平均的特征值进行比较。
对于空间尺寸大的牵引喷嘴，在一种方法方案中，将多个空间上相互分开的传感器分成组，将各传感器组的信号相互比较，以识别不正常的状态。这里一个传感器组可以包含一个或多个个传感器。
待执行的动作是向操作者或上级控制设备报告事件。
在一种优选的方法方案中，待执行的动作是改变纺丝过程的工艺参数/方法参数，通过所述参数直接或间接地控制在牵引喷嘴中进行的过程。因此通过相应地改变挤出机或带内置定量给料泵的加热的纺丝箱体的工作参数可以按调节的方式改变输送量、输送压力和聚合物的温度。这些参数间接地控制牵引喷嘴中进行的过程。直接控制通过改变输入牵引喷嘴的压缩空气以及牵引喷嘴的几何参数来实现。在例如牵引喷嘴的宽度可变的情况下可以改变流通横截面(积)。
在具体情况下由本领域技术人员用实验确定，最终合理地控制哪些工艺参数，以及由监测装置的测量信号形成哪个描述特征的特征值。因此求出分别引起不同动作的不同的描述特征的特征值，也完全是合理的。
附图说明
下面参照附图详细说明一个实施例。
其中：
图1示出一按本发明的用来制造纺粘型非织造织物的装置。
具体实施方式
图1中表示一按本发明的用于熔融纺丝的装置，在这个实施例中该装置是用来制造纺粘型非织造织物的装置。从熔体源1，例如挤出机经过熔体管道2将熔液态的聚合物输送给纺丝箱体3。纺丝箱体3垂直于图纸平面在一大致相当于待制造纺粘型非织造织物的宽度的宽度上延伸。纺丝箱体3在其下侧上具有多个喷丝孔4，在高压作用下输送熔液态的聚合物通过所述喷丝孔并使其成形为单丝5。纺丝箱体3的内部结构具有分配管道、用来提高压力的纺丝泵以及一加热装置，并且是由现有技术已知的。
从纺丝箱体3中出来的单丝5垂直于图纸平面按帘幕的形状布置，并被输送给一牵引喷嘴6。牵引喷嘴6同样垂直于图纸平面在一大致相当于待制造的纺粘型非织造织物宽度的宽度的宽度上延伸。由压缩空气源7给牵引喷嘴6输送压缩空气，所述压缩空气以高的速度沿输送方向流过喷嘴。由此在单丝5上施加牵引力。在牵引喷嘴下方设置一输送带8，单丝5由牵引喷嘴6抛掷到该输送带上。这时形成纺粘型非织造织物，通过输送带8连续地输出该纺粘型非织造织物。
在牵引喷嘴6的下侧上设置一监测装置10，这里所述监测装置是多个结构声传感器的形式。监测装置10的必要时进行过信号预处理的测量值输入一控制装置11。信号预处理可以是形成一特征值-例如在确定的频率范围内的声功率，或者可以是频率分析。控制装置将测量值与一额定值比较，并在有偏差的情况下将其输送给一信号装置12。这里信号装置12既可以是用于操作者的显示装置，也可以是与上级控制设备的连接装置，出错报告给该控制设备。
此外，控制装置11在有偏差时向设备控制装置13输送一代表偏差大小的调整信号15。设备控制装置13就可能根据该调整信号对用来制造纺粘型非织造织物的装置的不同组成部分的运行参数产生影响。这例如可是挤出机(溶体源1)的温度或转速、纺丝箱体3的温度或泵压力，以及压缩空气源7的压力或输送量等。同样可以和设想，通过例如用合适的执行元件改变喷嘴横截面，来直接控制牵引喷嘴6。
附图标记表
1熔体源
2熔体管道
3纺丝箱体
4喷丝孔
5单丝
6牵引喷嘴
7压缩空气源
8输送带
9无纺布
10监测装置
11控制装置
12信号装置
13设备控制装置
14信号
15调整信号