PL233499B1

PL233499B1 - Sposób wytwarzania elementu filtracyjnego

Info

Publication number: PL233499B1
Application number: PL38908807A
Authority: PL
Inventors: Eric A Janikowski; Barry M Verdegan; Jerald J Moy; Jacek Bodasiński; Witalis Rumiński; Leon Gradoń; Tadeusz Jaroszczyk; Robert E Muse; Melvin Rice
Original assignee: Fleetguard Inc; Microspun Products Ltd
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2019-10-31
Also published as: WO2007143243A2; US20070131235A1; CN101522973A; US8231752B2; WO2007143243A3; PL389088A1; DE112007000938T5; CN101522973B; DE112007000938B4

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania elementu filtracyjnego.

Wynalazek powstał w wyniku ciągłych prac rozwojowych dotyczących koagulatorów i różnych innych typów filtrów, w tym filtrów do substancji rozdrobnionych, oraz wkładów wentylacyjnych elementów filtracyjnych skrzyni korbowej. Wynalazek dotyczy zwłaszcza sposobu wytwarzania elementu filtracyjnego mającego charakterystykę wielu filtrów.

Fig. 1-3 pochodzą z powiązanego z niniejszym zgłoszenia patentowego USA nr 11/273101 i służą objaśnieniu rozwiązania według wynalazku.

Fig. 1 przedstawia schematyczny widok w perspektywie ilustrujący sposób wytwarzania koagulatora według wspomnianego zgłoszenia, fig. 2 jest podobna do fig. 1 i pokazuje kolejną postać wykonania, zaś fig. 3 przedstawia wykres ilustrujący charakterystykę koagulatora według wspomnianego zgłoszenia.

Techniki rozdmuchiwania materiału stopionego do wytwarzania filtrów dla rozdrobnionych substancji są znane w stanie techniki, np. z opisów patentowych USA nr 6860917, nr 3755527. Zgodnie z fig. 1 według zgłoszenia USA nr 11/273101, jak również uwzględniając opis w cytowanym patencie USA nr 6860917, szpalta 3, wiersze 25 i dalsze, granulki termoplastycznego polimeru, np. poliestru, polipropylenu, polieteroestru, poliamidu, poliuretanu, polifenylenosulfidu, nylonu, kopolimeru etylenowoakrylowego, polistyrenu, polimetylometakrylanu, poliwęglanu, silikonów, poli(tereftalanu etylenu), lub ich mieszanki lub mieszaniny, wprowadza się do podajnika zasypowego 1 granulek wytłaczarki 2. Termoplastyczny polimer jest wtłaczany do głowicy dyszowej 3 przez wytłaczarkę 2 napędzaną napędem 4. Głowica dyszowa 3 może zawierać elementy grzejne 5, które mogą kontrolować temperaturę w głowicy dyszowej 3. Termoplastyczny polimer jest następnie przetłaczany przez rząd otworów 6 dysz, również znanych jako filiery, w głowicy dyszowej 3 do strumienia gazu, który snuje termoplastyczny polimer we włókna 7, które zbierane są na ruchomym urządzeniu zbierającym 8 takim jak obrotowy trzpień lub bęben 9 z utworzeniem ciągłego zwoju 10. Strumień gazu, który snuje termoplastyczny polimer, jest dostarczany przez dysze gazowe 11 i 12, do których odnosi się fig. 2 wspomnianego opisu patentowego USA nr 3755527. Dysze gazowe 11 i 12 są zasilane gorącym gazem, korzystnie powietrzem, z linii gazowych 13 i 14. Należy się również odwołać do opisu patentowego US nr 3 978 185 dla pokazania procesu rozdmuchiwania z materiału stopionego. Typowo, wkłady filtracyjne rozdmuchiwane z materiału stopionego są wytwarzane przez wytłaczanie polimeru przez otwory powiązane z dyszą do rozdmuchiwania materiału stopionego, z wytworzeniem włókna kierowanego do kolektora. Podczas rozdmuchiwania materiału stopionego, strumień obojętnego gazu (np. powietrza) działa na stopione włókna tak, że snuje włókna o względnie małej średnicy i rozkłada przypadkowo wysnute włókna na kolektorze. Masa nietkanych, losowo przemieszanych zestalonych włókien układa się na kolektorze. Kolektor 8 tworzony przez obrotowy trzpień 9 zbiera i zwija włókna w pierścieniową rolkę filtracyjną 15.

W zgłoszeniu patentowym USA nr 11/273101 podano sposób wytwarzania zasadniczo ciągłych, długich włókien polimeru o zmiennej średnicy w procesie rozdmuchiwania materiału stopionego. Włókna są zwijane do postaci konkretnego kształtu tworząc element koagulatora z stopniowaną średnicą włókna i charakterystyką porowatości. Koagulator koaguluje substancję mającą dwie niemieszające się fazy, mianowicie fazę ciągłą i fazę zdyspergowaną. Faza ciągła przepływa w kierunku przepływu strumienia. Element koagulatora jest wytworzony z substancji włóknistej wychwytującej kropelki fazy zdyspergowanej, koagulacyjnie powiększając kropelki do większych kropli, które następnie zlewają się i rosną z wytworzeniem spływających kałuż płynu. W jednej z korzystnych postaci, pożądane jest, aby właściwości materiału koagulatora zmieniały się w funkcji głębokości. W zastosowaniach koagulatorów, takich jak koagulatory wentylacji skrzyni korbowej, filtry usuwające aerozol, koagulatory wody z paliwa i oddzielacze oleju od wody, pożądane jest w jednej z korzystnych odmian, aby porowatość i/lub średnica włókna malała ze wzrostem odległości w głąb materiału, osiągając minimum na pośredniej głębokości, tj. gdzieś pomiędzy końcami wejściowym i wyjściowym strumienia, a ponadto porowatość i/lub średnica włókna wzrastała i włókno stawało się bardziej otwarte przy dalszym zwiększaniu odległości w głąb materiału od głębokości pośredniej do wyjścia strumienia, zbliżając się do powierzchni wyjścia strumienia. Taki U-kształtny profil jest opisany dalej, np. na fig. 3, i zapewnia zmniejszanie się średnicy i/lub porowatości włókna od miejsca wejścia strumienia do pośredniej głębokości, a następnie zwiększanie średnicy i/lub porowatości włókna od pośredniej głębokości do miej

PL 233 499 B1 sca wyjścia strumienia. Malejąca porowatość i średnica włókna powoduje mniejsze opory w części wejściowej strumienia w koagulatorze. Minimalna średnica i/lub porowatość włókno jest tam, gdzie uzyskuje się maksymalną skuteczność usuwania. Dalszy wzrost porowatości i średnicy włókna, od pośredniej głębokości do miejsca wyjścia strumienia, ułatwia odprowadzanie cieczy i uwalnianie wychwyconych kropelek z koagulatora.

Stosowano różne sposoby dla uzyskiwania zmian właściwości materiału koagulatora w funkcji głębokości. Przykładowo, warstwy różnych materiałów można układać na sobie dla uzyskania takiego efektu. Przykładowo, filtry koalescencyjne są zbudowane z wewnętrznej warstwy o wysokiej skuteczności koagulacji, i zewnętrznej grubszej warstwy drenującej. W pewnych zastosowaniach stosuje się wiele warstw, np. nawet do siedmiu odrębnych warstw, aby uzyskać wskazane korzyści. Typowo, można tego dokonać przez zwijanie lub układanie w harmonijkę arkuszy różnych materiałów w warstwy lub metodą rozdmuchiwania materiału stopionego, w tym przędzenia z materiału stopionego, różnych warstw jednej na drugiej. Każda warstwa może składać się z różnych materiałów w celu otrzymywania i manipulowania przy wytwarzaniu. Każda warstwa może wymagać różnych materiałów w celu etapów i/lub elementów wyposażenia do manipulacji i wytwarzania. Przejścia pomiędzy warstwami bywają często nagłe lub wykazują charakter schodkowej zmiany funkcji, co może powodować odpowiednio nieciągłości w przepływie płynu i może spowodować wzrost oporów oraz skrócony czas stosowania oraz zmniejszoną wydajność.

W zgłoszeniu patentowym USA nr 11/273101 opisany jest sposób wytwarzania elementów koagulatorów, w tym dla koagulatorów do wentylacji skrzyni korbowej i usuwania aerozoli, i do innych typów koagulatorów z użyciem włóknistych materiałów koagulatorów, w których pożądana może być zmienność średnicy i/lub porowatości włókna w funkcji odległości w głąb koagulatora. Tworzone są zasadniczo nieprzerwane włókna metodą rozdmuchiwania materiału stopionego z odpowiedniego termoplastycznego polimeru, np. takiego jak wymienione powyżej. Włókna zbiera się na przekręcany/wirujący/obrotowy trzpień lub inny odpowiedni kolektor o odpowiednim kształcie przekroju poprzecznego, np. kołowym, owalnym, eliptycznym, toru wyścigowego, trójkątnym, prostokątnym, rombowym, trapezoidalnym, gwiazdy itd. Średnica pojedynczych włókien jest zmienna w trakcie wytwarzania, aby uzyskać długie włókna, które mają różne średnice w różnych miejscach na ich długości. W kolejnym aspekcie, średnica włókien jest kontrolowana w trakcie wytwarzania zależnie od grubości materiału koagulatora tworzonego na trzpieniu, dla utworzenia elementu koagulatora z właściwościami materiału koagulatora, np. średnicą i/lub porowatością włókna, które zmieniają się w funkcji głębokości. W innym aspekcie, kolektor lub trzpień i głowica dyszowa do rozdmuchiwania materiału stopionego przemieszczają się względem siebie w jednym, dwu lub trzech wymiarach.

Fig. 1 schematycznie ilustruje wspomniany sposób.

Pokazuje ona proces rozdmuchiwania materiału stopionego, w tym wspomniany podajnik zasypowy 1 zawierający granulki polimeru, pompę 4 materiału stopionego, linie 13, 14 powietrza, głowicę dyszową 3, trzpień 9, włókno 7, i uformowany element 15 koagulatora. Zobrazowano również trójwymiarowy układ współrzędnych mający osie X, Y i Z prostopadłe do siebie, gdzie kolektor 8 będący obrotowym trzpieniem 9 obraca się wokół osi Z i jest odsunięty od głowicy dyszowej 3 wzdłuż osi X. Długość głowicy dyszowej 3 wzdłuż osi Z jest typowo mniejsza niż elementu 15, aby pozwolić na względny ruch głowicy dyszowej 3 i trzpienia 9 kolektora podczas wytwarzania elementu 15 bez znaczącego overspray włókna 7. Średnica włókna na długości włókna jest zmieniana podczas wytwarzania włókna przez: zmienianie odległości pomiędzy głowicą dyszową i kolektorem/trzpieniem przez przemieszczanie głowicy dyszowej i kolektora/trzpienia względem siebie w kierunkach X i/lub Y; i/lub kontrolowanie względnego położenia głowicy dyszowej i kolektora/trzpienia względem siebie w kierunkach X, Y i Z; i/lub kontrolowanie przerobu pol imeru; i/lub kontrolowanie ciśnienia powietrza i/lub natężenia przepływu; i/lub kontrolowanie szybkości trzpienia, np., przez przemieszczanie głowicy dyszowej i kolektora/trzpienia względem siebie w kierunkach X, Y i/lub Z i/lub kontrolowanie prędkości obrotowej trzpienia wokół osi Z; i/lub temperaturę polimeru. Te czynniki wpływają również na porowatość i orientację włókien materiału koagulatora. Np., przez zmianę względnych położeń głowicy dyszowej i kolektora w tył i przód w kierunku Z, odwraca się orientację włókien przy takiej zmianie w kierunku kolektora lub głowicy dyszowej. Daje to skrzyżowany wzór sczepionych ze sobą włókien zwiększający strukturalną integralność powstałego elementu, i ułatwia drenaż zlewającej się cieczy, tak jak np. przedstawiono w zgłoszeniu patentowym USA nr 11/230694 tych samych zgłaszających.

PL 233 499 B1

Porowatość można również kontrolować przez stosowanie nacisku na materiał. Fig. 2 przypomina fig. 1 i stosuje się na niej podobne odnośniki liczbowe jak powyżej, gdzie jest to właściwe dla lepszego zrozumienia. Sposób kontrolowania porowatości uzyskuje się przez stosowanie rolki prasującej 16. Przez kontrolowane użycie rolki prasującej 16 do wywierania nacisku na element 15 koagulatora i przez kontrolowanie ciśnienia/siły, z jaką rolka prasująca 16 naciska element 15, można kontrolować porowatość podczas wytwarzania elementu. Kontrolowana jest średnica i/lub porowatość włókna w funkcji odległości w głąb bez użycia różnych warstw różnych materiałów tworzących struktury kompozytowe lub laminatowe.

Średnica włókna jest również funkcją typu termoplastycznego polimeru wprowadzonego do podajnika zasypowego. Można to zastosować z korzyścią dla uzyskania lepszego funkcjonowania elementów koagulatora. Przykładowo, mieszając granulki dwu lub większej liczby różnych typów kompatybilnych polimerów, na przykład dwu poliestrów o różnych temperaturach topnienia w podajniku zasypowym i rozdmuchując w stanie stopionym powstałą mieszaninę, włókna o dwu lub większej liczbie różnych średnic, chemicznych i fizycznych charakterystykach można równocześnie rozdmuchiwać z materiału stopionego i układać w tym samym miejscu pod względem odległości w głąb elementu. Jeśli na przykład dwa polimery mają różne temperatury topnienia, jeden będzie się ochładzał szybciej niż drugi, i ten z najniższą temperaturą topnienia będzie się wiązał silnie z drugim typem i zwiększy ogólną wytrzymałość i strukturalną integralność materiału, tworząc dwumodalny rozkład średnicy włókna, ze średnicą włókna każdego rodzaju (modu) zmienną podczas wytwarzania włókna. Podobnie, opory i usuwanie, można przykładowo zoptymalizować mieszając małą procentowo ilość polimeru dającego włókna o dużej średnicy z wyższą procentowo ilością polimeru dającego cieńsze włókna. Alternatywnie, strukturalną integralność elementu można na przykład zwiększyć mieszając małą procentowo ilość polimeru dającego mocne włókna o dużej średnicy z wyższą procentowo ilością polimeru dającego cieńsze włókna lepiej dostosowane do przechwytywania drobnych zanieczyszczeń, lecz pozbawione strukturalnej integralności. Drenaż zlewającej się cieczy z koagulatora i zmniejszone opory można uzyskać mieszając względnie silnie zwilżający polimer ze stosunkowo niezwilżającym polimerem. Dla dalszego zoptymalizowania struktury materiału koagulatora, można zmieniać względne ilości różnych typów włókien w funkcji odległości w głąb przez kontrolowanie względnych ilości różnych polimerów znajdujących się w podajniku zasypowym lub pompowanych do głowicy dyszowej. Kombinacje takie dają elementy szczególnie dobrze dopasowane do zastosowań koagulatora, w tym filtrów wentylacji skrzyni korbowej, filtrów usuwania aerozolu, koagulatorów wody z paliwa i oddzielaczy oleju od wody. Takie elementy powodują koalescencję i usuwanie zanieczyszczających kropelek ze strumienia płynu. Pozwalają na uzyskanie wysokiej skuteczności usuwania, ułatwiając drenaż połączonego ciekłego zanieczyszczenia, mają wysoką zdolność zatrzymywania zanieczyszczeń i długi okres użytkowania.

Przykładowo, w pierwszej postaci koagulatora, włókna mające co najmniej dwumodalny rozkład średnicy włókien, są nawijane na rolkę jako pojedynczy arkusz, lecz skutecznie zapewniają wiele warstw w rolce 15 elementu, uzyskując porowatość zmieniającą się w funkcji odległości w głąb. Przeciętna średnica dla mniejszych włókien w rozkładzie włókien mieści się w zakresie od 0,05 do 10 μm, zależnie od wymagań odnośnie do skuteczności. Funkcją tych włókien jest usuwanie drobnych zanieczyszczeń z wysoką skutecznością. Grubsze włókna mają średnice od 20 do 100 μm dla ułatwienia drenażu. Takie elementy są wytwarzane jako elementy typu głębokich o minimalnej grubości 10 mm. Aby elementy były fizycznie mocne, a równocześnie wytwarzane były włókna o dwu różnych średnicach, stosuje się dwa różne typy polimerów, np. 95% polimeru PBT (poli(tereftalanu butylenu) i 5% polimeru PET (poli(tereftalanu etylenu). Przeciętna gęstość włókien wynosi 1,38 g/m³, a przeciętna porowatość elementu jest większa niż 80%. Zastosowanie kombinacji cienkich i grubych włókien, tj. indywidualnych włókien o różnych średnicach w różnych miejscach swojej długości daje wysoką skuteczność, dobre właściwości drenażowe i niewielkie porywanie kropelek. Skuteczność usu wania nowego elementu jest większa niż 90% dla bardzo drobnego aerozolu oleju i sadzy w teście na silniku wysokoprężnym w zastosowaniu do wentylacji skrzyni korbowej. Rozmiary kropelek aerozolu oleju wahają się od wartości mniejszej niż 0,03 μm do 10 μm, podczas gdy przeciętna średnica mieści się w zakresie od 0,4 do 1,0 μm. Uzyskuje się skuteczność większą niż 80%, nawet dla etapu nasycenia olejem w procesie koalescencji.

W drugiej przykładowej postaci koagulatora, stosuje się tę samą mieszaninę polimerów dla uzyskania dwumodalnego rozkładu, jednakże odległość pomiędzy głowicą dyszową i trzpieniem kolektora jest zmniejszana na początku wytwarzania elementu koagulatora (np. w pobliżu środka 15a pierście

PL 233 499 B1 niowego elementu 15 sąsiadującego z trzpieniem), następnie stopniowo zwiększana w pobliżu połowy procesu wytwarzania elementu, np. na pośredniej głębokości 15b materiału, a następnie zmniejszana ponownie pod koniec wytwarzania elementu, np. w zewnętrznej części 15c pierścieniowego elementu. Osiąga się to przemieszczając głowicę dyszową 3 i trzpień 9 względem siebie w kierunku X. Równocześnie głowicę dyszową 3 i trzpień 9 można poruszać względem siebie w kierunku Z uzyskując żądaną orientację włókna. Daje to strukturę elementu z grubszymi włóknami obu typów w pobliżu powierzchni 15a filtru dla ułatwienia usuwania grubszych zanieczyszczeń, lecz nie drobnych zanieczyszczeń, po stronie wejścia strumienia do elementu, gdy stosuje się geometrię przepływu od środka na zewnątrz. Średnica włókna jest maksymalna w regionach 15a i 15c, i minimalna w regionie 15b. Średnica włókna zmniejsza się od regionu 15a do 15b, a następnie wzrasta od regionu 15b do regionu 15c. Porowatość jest maksymalna w regionach 15a i 15c, i minimalna w regionie 15b. Porowatość spada od regionu 15a do regionu 15b, i następnie wzrasta od regionu 15b do regionu 15c. Średnica włókna i porowatość zmieniają się w funkcji odległości na zewnątrz od trzpienia 9, tj. zmieniają się w funkcji głębokości filtru od regionu 15a do regionu 15b i od regionu 15b do regionu 15c. Zilustrowano to na fig. 3 pokazując odległość od środka trzpienia wzdłuż osi odciętych lub poziomej, która jest promieniową głębokością elementu 15 i pokazując wzdłuż osi rzędnych lub pionowej względną średnicę włókna i względną porowatość. Wspomniana zmienność średnicy włókna i porowatości malejąca od regionu 15a do 15b jest pokazana idącymi w dół nachyleniami 17, 18, a średnica włókna i porowatość w regionie 15b pośredniej głębokości jest pokazana jako 19, 20, i rosnąca średnica włókna i porowatość od regionu 15b pośredniej głębokości do regionu 15c wyjścia strumienia jest pokazana jako 21,22, co daje U-kształtny profil 23.

Wspomniany U-kształtny profil 23, fig. 3, powoduje wypadkowe obniżenie całkowitych oporów na elemencie koagulatora. Wspomniana zmienna średnica włókna ma U-kształtny profil 23 na wykresie, fig. 3, z odległością w głąb elementu na osi odciętych i średnicą włókna na osi rzędnych, z minimalną średnicą włókna na łuku 19 U na wspomnianej pośredniej głębokości 15b. Podobnie, wspomniana zmienna porowatość ma U-kształtny profil na wykresie z odległością w głąb elementu na osi odciętych i porowatością na osi rzędnych, z minimalną porowatością na łuku U na wspomnianej pośredniej głębokości 15b. Średnica włókna i porowatość zmniejszają się od regionu 15a do regionu 15b, gdzie oba parametry osiągają minimum, przy którym usuwanie i opory są najwyższe. Od tego minimum, średnica włókna i porowatość ponownie wzrastają od regionu 15b do regionu 15c ze zmniejszeniem oporów i ułatwieniem drenażu wychwyconej połączonej cieczy z koagulatora. Stopniowa zmiana równo średnicy włókna jak i porowatości pozwala na uniknięcie nieciągłości przepływu i nieciągłości gromadzenia się zanieczyszczeń nieodłącznych w złożonych z wielu materiałów elementach mających różne warstwy lub arkusze różnych materiałów i/lub różne warstwy lub arkusze o różnych średnicach włókna i/lub różne warstwy lub arkusze o różnej porowatości. Zamiast tego, stopniowa zmiana zarówno średnicy włókna jak i porowatości w niniejszym zastosowaniu, np. na długości wspomnianych indywidualnych ciągłych włókien, eliminuje skokowe nieciągłości i ogranicza opory, ze wzrostem okresu użytkowania koagulatora. W koagulatorze ciśnienie kapilarne utrzymuje kropelki na miejscu. Jeśli napotka się skokową zmianę, np. duży por poniżej małego, wówczas ruch kropelki odbywa się przeciwko ciśnieniu kapilarnemu zmuszając kropelkę do ruchu do mniejszego poru, co znacząco zwiększa opory. Takiej niepożądanej charakterystyki unika się w niniejszym systemie zapewniając stopniową zmianę, np. unikając tworzenia różnych warstw i zmuszania kropelek do przechodzenia przez nie. Dla fazy zdyspergowanej na zwilżanym materiale jest to szczególnie znaczące w częściach wzrastających 21, 22 wspomnianego U-kształtnego profilu 23. Dla fazy zdyspergowanej na niezwilżanym materiale jest to szczególnie znaczące w częściach opadających 17, 18 wspomnianego U-kształtnego profilu 23. W zgłoszeniu US nr 11/273101 średnica takiego danego indywidualnego włókna jest stopniowo zmieniana od pierwszej średnicy w pierwszym pierścieniowym regionie do drugiej średnicy w drugim pierścieniowym regionie (np. od 15a do 15b i/lub od 15b do 15c) dla uzyskania stopniowego przejścia pomiędzy nimi, co powoduje wyeliminowanie nagłych skokowych zmian funkcjonowania i odpowiadających im nieciągłości, w tym w prędkości przepływu płynu i charakterystyce spadku ciśnienia, które w przeciwnym wypadku zwiększają opory i skracają okres użytkowania i wydajność.

Powyższe przykłady uwzględniały rolki pierścieniowego elementu mające kształt zamkniętej pętli, np. kształt kołowy, owalny, eliptyczny, toru wyścigowego, trójkątny, prostokątny, rombowy, trapezoidalny, gwiazdy, itd. W pewnych zastosowaniach, pakowanie lub inne przyczyny mogą dyktować inne kształty lub otwarte kształty, takie jak konfiguracja płaskiej płyty. Można je wytwarzać ze wspomniane

PL 233 499 B1 go kształtu zamkniętej pętli przez wycinanie lub dzielenie powstałego elementu osiowo wzdłuż płaszczyzny równoległej do osi pierścienia uzyskując element płytowy lub temu podobne lub w inny sposób otrzymując żądany przekrój.

W zgłoszeniu patentowym USA nr 11/273101 średnica indywidualnych włókien koagulatora jest kontrolowana i zmienna na długości włókna. Średnica włókna, rozmiary porów i/lub porowatość zmieniają się w funkcji odległości w głąb w elemencie koagulatora i zmienność tę osiąga się stosując te same materiały i taki sam arkusz materiału, tj. ten sam materiał i taki sam arkusz materiału stosuje się dla uzyskania szerokiego zakresu właściwości. Średnica włókna, rozmiary porów i/lub porowatość mogą się zmieniać płynnie i stopniowo, eliminując wspomniane skokowe zmiany we właściwościach materiału w funkcji odległości w głąb i unikając odpowiadających im nieciągłości w prędkości przepływu płynu i charakterystyce spadku ciśnienia w elemencie, co zwiększa trwałość elementów. Wspomniane stopniowe ciągłe zmiany można uzyskać zmieniając i kontrolując parametry produkcyjne procesu rozdmuchiwania materiału stopionego w tym na przykład odległość pomiędzy głowicą dyszową i trzpieniem/kolektorem, względne położenie głowicy dyszowej i trzpienia względem siebie, przerób polimeru, ciśnienie powietrza, natężenie przepływu, prędkość trzpienia/kolektora oraz temperaturę. Właściwości materiału w funkcji odległości w głąb mogą być zmieniane i kontrolowane metodą poruszania głowicy dyszowej i kolektora względem siebie w kierunkach X, Y i/lub Z. System łączy w sobie te koncepcje dla wytworzenia koagulatorów, w których średnica włókna, rozmiary porów i/lub porowatość zmieniają się w funkcji odległości w głąb, co korzystnie wpływa na ich działanie. Nie ma potrzeby seryjnego wytwarzania wielu oddzielnych warstw, czy też wytwarzania każdej warstwy niezależnie w różnych urządzeniach do rozdmuchiwania materiału stopionego i przenoszenia niewykończonego elementu od maszyny do maszyny, lub uzyskiwania warstw przez szeregowe ustawienie wielu głowic dyszowych w linii wzdłuż kierunku Z i ciągłego wytwarzania rurowych elementów, które rosną lub przemieszczają się do przodu w tym samym kierunku Z, z ukończonym elementem przycinanym do długości za ostatnią głowicą dyszową, przy czym każda głowica dyszowa w szeregu wytwarza różną warstwę z jej własnymi właściwościami.

Zgłoszenie patentowe USA nr 11/273101 dostarcza sposobu wytwarzania elementu 15 koagulatora metodą rozdmuchiwania materiału stopionego w liczne włókna 7 polimeru na kolektor 8, i podczas rozdmuchiwania z materiału stopionego, zmieniania średnicy poszczególnych włókien na ich długości, tak że indywidualne włókno ma różną średnicę w różnych punktach na swojej długości. Włókna 7 są rozdmuchiwane z materiału stopionego z głowicy dyszowej 3 z wyrzucaniem stopionego polimeru przez filiery 6 w celu wytworzenia włókien. Średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna. Kolektor 8 jest odsunięty od głowicy dyszowej 3, i w jednej z postaci wykonania średnica włókna na długości włókna zmienia się podczas wytwarzania włókna dzięki zmienianiu odległości pomiędzy kolektorem 8 i głowicą dyszową 3. Gdy kolektor 8 jest obrotowym trzpieniem 9 w takim wykonaniu, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna dzięki zmienianiu względnego położenia głowicy dyszowej 3 i trzpienia 9 względem siebie wzdłuż co najmniej jednej z osi X i Y. W innej postaci wykonania, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna dzięki zmienianiu przerobu polimeru przez filiery 6. Polimer jest wyrzucany przez filiery 6 do strumienia gazu pod ciśnieniem, jak wspomniano powyżej, z wytworzeniem włókna 7. W innej postaci, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna dzięki zmienianiu co najmniej jednego parametru spośród ciśnienia gazu i natężenia przepływu gazu. W innej postaci, gdy kolektor 8 jest obrotowym trzpieniem 9, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna dzięki zmienianiu prędkości obrotowej trzpienia 9. W innej postaci, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna dzięki zmienianiu temperatury stopionego polimeru. W innej postaci, dwa polimery stosuje się równocześnie w głowicy dyszowej uzyskując dwumodalny rozkład włókien, ze średnicą włókna każdego rodzaju (modu) zmieniającą się w opisany wyżej sposób. W jednej z postaci wykonania, dwa polimery mają różne temperatury topnienia. W korzystnej postaci wspomnianych sposobów, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna, gdy włókna są rozdmuchiwane z materiału stopionego z głowicy dyszowej 3.

Gdy kolektor 8 jest obrotowym trzpieniem 9, obrotowy trzpień zbiera i zwija włókna 7 w zwój pierścieniowy elementu 15 mający wewnętrzny region 15a na trzpieniu oraz mający zewnętrzny region 15c oddalony promieniowo na zewnątrz od wewnętrznego regionu 15a o grubość zwoju elementu wzdłuż promienia. Zwój elementu 15 ma wymiar głębokości wzdłuż takiej promieniowej grubości. Średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna, tak że średnica włókna

PL 233 499 B1 zmienia się w funkcji odległości w głąb elementu. W jednej z postaci, jak wspomniano, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna z wytworzeniem pierwszego pierścieniowego regionu takiego jak 15a z pierwszą średnicą włókna, i drugiego pierścieniowego regionu takiego jak 15b i/lub 15c z drugą średnicą włókna różną od pierwszej średnicy włókna z tego samego indywidualnego włókna z rozdmuchiwania materiału stopionego. Indywidualne włókno jest rozdmuchiwane z materiału stopionego z głowicy dyszowej 3. Takie indywidualne włókno jest nawijane na trzpień 9 dla utworzenia wspomnianego pierwszego pierścieniowego regionu. To samo dane indywidualne włókno jest nawijane na pierwszym pierścieniowym regionie z utworzeniem drugiego pierścieniowego regionu takiego jak 15b, i to samo dane indywidualne włókno jest następnie nawijane na drugim pierścieniowym regionie 15b z utworzeniem trzeciego pierścieniowego regionu, takiego jak 15c, i tak dalej w miarę potrzeby. Dane indywidualne włókno jest nawijane ze wspomnianą pierwszą średnicą w pierwszym pierścieniowym regionie 15a, następnie średnica tego samego danego indywidualnego włókna jest stopniowo zmieniana do drugiej średnicy, a następnie to samo dane indywidualne włókno jest nawijane z taką drugą średnicą włókna w drugim pierścieniowym regionie 15b, itd. Dane indywidualne włókno może być nawijane w innych pierścieniowych regionach w kolejnych krokach, lecz wciąż nawijane jest to samo dane indywidualne włókna, co zapewnia wspomnianą ciągłość i stopniowe zmiany, i unikanie wyżej wspomnianych skokowych nieciągłości. Zmiana średnicy danego indywidualnego włókna zachodzi stopniowo podczas rozdmuchiwania materiału stopionego, i zmiana od regionu do regionu na promieniowej grubości i głębokości elementu jest stopniowa.

Jeden z wewnętrznych i zewnętrznych regionów 15a i 15c znajduje się na powierzchni wejścia strumienia, a drugi z wewnętrznych i zewnętrznych regionów 15a i 15c znajduje się na powierzchni wyjścia strumienia. Kierunek przepływu jest od wejścia do wyjścia strumienia. Przykładowo, przy geometrii przepływu z wnętrza na zewnątrz, region 15a znajduje się na powierzchni wejścia strumienia, a region 15c znajduje się na powierzchni wyjścia strumienia. Przy geometrii przepływu z zewnętrza do wewnątrz, zewnętrzny region 15c znajduje się na powierzchni wejścia strumienia, a wewnętrzny region 15a znajduje się na powierzchni wyjścia strumienia. W jednej z postaci wykonania, jak wspomniano powyżej, średnica włókna zmienia się na długości włókna podczas wytwarzania włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu, tak że średnica włókna zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu. Następnie w takiej postaci wykonania włókna są nawijane tak, że porowatość również zmniejsza się z rosnącą odległością w głąb elementu w kierunku przepływu. W innym wykonaniu, średnica włókna na długości włókna zmienia się podczas wytwarzania włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu, tak że średnica włókna wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu. Następnie w takiej postaci wykonania włókna są nawijane tak, że porowatość również wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu. W innej postaci wykonania, średnica włókna na długości włókna zmienia się podczas wytwarzania włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu, tak że średnica włókna zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia. Tę charakterystykę pokazano na fig. 3 na U-kształtnym profilu 23. Następnie w takim wykonaniu włókna są nawijane tak, że porowatość zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu w kierunku przepływu od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia. Typowo, średnica włókna i porowatość naśladują ten sam trend wzrostu lub spadku w odniesieniu do odległości w głąb elementu, jednakże nie jest tak koniecznie. Przykładowo, element może mieć malejącą średnicę włókna, chociaż jego porowatość wzrasta, lub odwrotnie.

Ponadto podano sposób wytwarzania koagulatora metodą rozdmuchiwania materiału stopionego w liczne włókna na kolektor, i podczas rozdmuchiwania materiału stopionego zmieniania w sposób kontrolowany porowatości koagulatora tworzonego przez włókna, np. dzięki zmienianiu średnicy włókna, jak opisano powyżej i/lub przez wspomniane nawijanie. W jednej z postaci realizacji, porowatość maleje ze wzrostem odległości w głąb koagulatora. W innej postaci, porowatość wzrasta ze wzrostem odległości w głąb koagulatora. W innej postaci wykonania, porowatość maleje ze wzrostem odległości w głąb koagulatora od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb koagulatora od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia, fig. 3. W kolejnej postaci porowatość jest zmieniana w sposób kontrolowany przez dostarczenie rolki prasującej 16 sprzęgającej się i wywierającej nacisk na zwój elementu 15 koagulatora na zewnętrznej po

PL 233 499 B1 wierzchni w regionie 15c podczas jego tworzenia. W kolejnej postaci wykonania, porowatość zmienia się z wytworzeniem pierwszego pierścieniowego regionu, takiego jak 15a o pierwszej porowatości, drugiego pierścieniowego regionu takiego jak 15b o drugiej porowatości różnej od pierwszej porowatości i o tym samym indywidualnym włóknie rozdmuchiwanym z materiału stopionego, oraz trzeciego pierścieniowego regionu takiego jak 15c o trzeciej porowatości różnej od pierwszej i/lub drugiej porowatości i o tym samym indywidualnym włóknie rozdmuchiwanym z materiału stopionego, itd. Dane indywidualne włókno jest rozdmuchiwane z materiału stopionego z głowicy dyszowej 3.

Takie dane indywidualne włókno jest nawijane na trzpień 9 z wytworzeniem pierwszego pierścieniowego regionu 15a, i to samo dane indywidualne włókno jest nawijane na pierwszym pierścieniowym regionie 15a z wytworzeniem drugiego pierścieniowego regionu 15b, itd.

Zgłoszenie patentowe USA nr 11/273101 dostarcza koagulatora mającego wiele włókien rozdmuchiwanych z materiału stopionego, gdzie średnica indywidualnego włókna zmienia się na długości włókna, tak że indywidualne włókno ma różne średnice w różnych punktach na swojej długości. Średnica włókna zmienia się na długości włókna z wytworzeniem indywidualnego włókna mającego różne średnice w różnych miejscach na swojej długości, tak że średnica takiego indywidualnego włókna zmienia się w funkcji odległości w głąb koagulatora. Koagulator ma pierwszy region taki jak 15a o pierwszej średnicy włókna, drugi region taki jak 15b o drugiej średnicy włókna różnej od pierwszej średnicy włókna i o tym samym indywidualnym włóknie rozdmuchiwanym z materiału stopionego, itd. Jak wspomniano wyżej, zmiana średnicy włókna jest stopniowa, dla uniknięcia wspomnianych nieciągłości i skokowych zmian i wspomnianych związanych z tym wad. W jednej z postaci wykonania, średnica włókna zmienia się na długości indywidualnego włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu, tak że średnica włókna wzdłuż indywidualnego włókna zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu. Ponadto w takiej postaci wykonania porowatość również korzystnie zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu. W innej postaci wykonania, średnica włókna zmienia się na długości indywidualnego włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu, tak że średnica włókna wzdłuż indywidualnego włókna wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu. W takiej postaci porowatość również korzystnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu. W innej postaci wykonania, średnica włókna zmienia się na długości indywidualnego włókna ze zmianą średnicy włókna w funkcji odległości w głąb elementu tak, że średnica włókna wzdłuż indywidualnego włókna zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia, fig. 3. W takiej postaci porowatość korzystnie zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, i następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia. Zapewniono koagulator wytwarzany wspomnianym sposobem wytwarzania koagulatora obejmującym wytwarzanie metodą rozdmuchiwania z materiału stopionego wielu włókien polimerowych na kolektor, i podczas tego rozdmuchiwania materiału stopionego, zmienianie średnicy indywidualnych włókien na ich długości tak, że indywidualne włókno ma różne średnice w różnych punktach jego długości.

Sposób dostarcza koagulatora mającego wiele włókien rozdmuchiwanych z materiału stopionego, przy czym koagulator ma powierzchnię wejścia strumienia oddaloną od powierzchni wyjścia strumienia o wymiar głębokości pomiędzy nimi, i przy czym koagulator ma region o pierwszej głębokości mający pierwszą porowatość, i region o drugiej głębokości w kierunku strumienia za regionem o pierwszej głębokości i mający drugą porowatość różną od pierwszej porowatości i z tego samego indywidualnego włókna rozdmuchiwanego z materiału stopionego jak w pierwszym regionie. Jak wspomniano wyżej, zmiana jest stopniowa dla uniknięcia wspomnianych wad nieciągłości lub skokowych zmian. W jednej z postaci realizacji, porowatość maleje ze wzrostem odległości w głąb elementu koagulatora. W innej postaci, porowatość wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu. W innej postaci wykonania, porowatość zmniejsza się ze wzrostem odległości w głąb elementu od wejścia strumienia do pośredniej głębokości 15b, a następnie wzrasta ze wzrostem odległości w głąb elementu od pośredniej głębokości 15b do wyjścia strumienia, fig. 3. Zapewniono koagulator wytwarzany wspomnianym sposobem wytwarzania koagulatora obejmującym wytwarzanie metodą rozdmuchiwania z materiału stopionego wielu włókien polimerowych na kolektor, i podczas tego rozdmuchiwania z materiału stopionego, zmienianie w sposób kontrolowany porowatości koagulatora tworzonego przez włókna.

PL 233 499 B1

Można się spodziewać, że wiele z powyższych technik może również znaleźć zastosowanie w filtrach dla substancji rozdrobnionych. Przykładowo, w postaci wykonania filtru dla substancji stałych, można stosować taką samą mieszaninę polimerów dla uzyskania dwumodalnego rozkładu, i odległość pomiędzy głowicą dyszową 3 i trzpieniem 9 jest zwiększana na początku wytwarzania elementu w regionie 15a, następnie stopniowo zmniejszana ze wzrostem średnicy elementu i grubości materiału od regionu 15a do regionu 15b i 15c. Jak w powyższym przykładzie, dokonuje się tego przez poruszanie głowicy dyszowej 3 i trzpienia 9 względem siebie w kierunkach X i Z. Daje to strukturę elementu z drobniejszymi włóknami obu typów w regionie 15a dla ułatwienia usuwania drobnych cząstek po stronie wyjścia strumienia elementu dla geometrii przepływu z zewnętrza do wewnątrz, i usuwanie grubych cząstek i mułu przez grube włókna po stronie 15c wejścia strumienia dla takiej geometrii przepływu z zewnętrza do wewnątrz. Średnica włókna jest minimalna w regionie 15a i stopniowo wzrasta do zwiększonej średnicy włókna w regionie 15b, po czym dalej wzrasta do maksymalnej średnicy włókna w regionie 15c. Porowatość jest minimalna w regionie 15a i wzrasta do wyższej porowatości w regionie 15b, po czym dalej wzrasta do maksymalnej porowatości w regionie 15c. Średnica włókna i porowatość zmieniają się więc w funkcji odległości od trzpienia 9, tj. w funkcji promieniowej grubości i wymiaru głębokości filtru. Powoduje to wynikowe obniżenie łącznego oporu na elemencie filtracyjnym, ponieważ opory i skuteczność stopniowo wzrastają w miarę jak płyn wchodzi głębiej w element. Stopniowa zmiana zarówno średnicy włókna, jak i porowatości, pozwala na uniknięcie nieciągłości przepływu i narastania zanieczyszczeń nieodłącznych w złożonych z wielu materiałów filtrach o wielu warstwach lub arkuszach z różnych materiałów filtracyjnych o różnych średnicach włókna i/lub porowatości. Wspomniana stopniowa zmiana eliminuje skokowe nieciągłości, ogranicza opory i wydłuża okres użytkowania.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elementu filtracyjnego, obejmujący przędzenie włókien z głowic dyszowych na kolektor w układzie współrzędnych mającym osie X, Y, Z prostopadłe do siebie, przy czym osie X i Y definiują płaszczyznę X-Y prostopadłą do osi Z, gdzie kolektor stanowi obrotowy trzpień obracający się wokół osi Z, i obejmujący odsunięcie co najmniej pierwszej z głowic dyszowych od tego trzpienia wzdłuż osi X, zwłaszcza pierwszej głowicy dyszowej oraz odsunięcie co najmniej drugiej z głowic dyszowych od pierwszej głowicy dyszowej wzdłuż płaszczyzny X-Y, zwłaszcza drugiej głowicy dyszowej, przy czym głowice dyszowe pierwsza i druga są współpłaszczyznowe w tej samej płaszczyźnie X-Y i usytuowane wokół osi Z, charakteryzujący się tym, że zmienia się średnicę włókna na jego długości podczas wytwarzania włókna zmieniając odległość pomiędzy trzpieniem i pierwszą głowicą dyszową przez przesuwanie względem siebie trzpienia i pierwszej głowicy w osi Y podczas lub przed obracaniem, przy czym włókna uprzędzione z pierwszej głowicy dyszowej stanowią włókna filtracyjne tworzące pierwszą pierścieniową strefę filtracyjną, a włókna uprzędzione z drugiej głowicy dyszowej stanowią włókna filtracyjne tworzące drugą pierścieniową strefę filtracyjną, i przędzie się te włókna filtracyjne z każdej z głowic dyszowych pierwszej i drugiej usytuowanych w odstępie od siebie wzdłuż płaszczyzny X-Y bezpośrednio na obracający się trzpień, przy czym przędzie się pierwszy zestaw włókien o pierwszej charakterystyce filtracyjnej z pierwszej głowicy dyszowej i drugi zestaw włókien o drugiej, innej charakterystyce filtracyjnej z drugiej głowicy dyszowej.

Korzystnie każda z charakterystyk filtru wybrana jest z grupy obejmującej: porowatość, zwilżalność, energię powierzchniową, średnicę włókna, materiał włókna i rozkład włókien.

Korzystnie przędzie się pierwszy zestaw włókien o pierwszym wzorze filtru z pierwszej z głowic dyszowych, i przędzie się drugi zestaw włókien o drugim, innym wzorze filtru z drugiej z głowic dyszowych.

Korzystnie etap przędzenia jest etapem przędzenia włókien wybranym z grupy obejmującej: przędzenie z materiału stopionego, rozdmuchiwanie z materiału stopionego, metodę przędzenia z wiązaniem typu „spun bonding”, elektroprzędzenie, przędzenie w strumieniu powietrza.

Korzystnie sposób obejmuje seryjne przędzenie włókien z różnych głowic dyszowych, tak że pierwszy zestaw włókien jest przędziony na obrotowy trzpień z pierwszej głowicy dyszowej z utworzeniem pierwszej pierścieniowej strefy filtracyjnej pierwszego zestawu włókien, a następnie drugi zestaw włókien jest przędziony na obrotowy trzpień z drugiej głowicy dyszowej z utworzeniem drugiej pierścieniowej strefy filtracyjnej drugiego zestawu włókien.

Korzystnie sposób obejmuje odsunięcie drugiej głowicy dyszowej od pierwszej głowicy dyszowej wzdłuż płaszczyzny X-Y, gdzie druga pierścieniowa strefa filtracyjna znajduje się w kierunku promieniowym na zewnątrz od pierwszej pierścieniowej strefy filtracyjnej i jest promieniowo wyrównana z pierwszą pierścieniową strefą filtracyjną względem osi Z, w tym podczas przędzenia.

PL 233 499 B1

Korzystnie zmienia się co najmniej jeden parametr pomiędzy głowicami dyszowymi, tak że zmienia się co najmniej jedna charakterystyka filtracyjna w funkcji głębokości promieniowej elementu filtracyjnego.

Korzystnie parametr jest wybrany z grupy obejmującej: szybkość przepływu polimeru, temperaturę polimeru, ciśnienie powietrza, szybkość przepływu powietrza, temperaturę powietrza, osiową prędkość trzpienia wzdłuż osi Z względem głowic dyszowych, obr otową prędkość trzpienia wokół osi Z, odległość i kąt pomiędzy głowicami dyszowymi i trzpieniem, oraz typ polimeru.

Korzystnie sposób obejmuje podczas przędzenia i obracania przemieszczanie co najmniej jednego spośród trzpienia i głowic dyszowych wzdłuż osi Z.

Korzystnie sposób obejmuje wyrównanie współpłaszczyznowe trzeciej i czwartej głowicy dyszowej względem siebie wzdłuż drugiej płaszczyzny X-Y poprzecznie odsuniętej od pierwszej i drugiej głowicy dyszowej w pierwszej płaszczyźnie X-Y.

Korzystnie sposób obejmuje umieszczanie głowic dyszowych naprzemiennie przesuniętych na długości wzdłuż osi Z, tak że druga głowica dyszowa zachodzi na trzecią i pierwszą głowicę dyszową i tak, że trzecia głowica dyszowa zachodzi na czwartą i drugą głowicę dyszową.

Korzystnie sposób obejmuje wykonywanie względnego ruchu podczas obracania.

Korzystnie wykonuje się ten względny ruch przed obracaniem.

Korzystnie co najmniej jedna z głowic dyszowych zawiera wiele otworów dysz ułożonych w rzędzie, i że wyrównuje się ten rząd równolegle do osi Z.

Korzystnie co najmniej jedna z głowic dyszowych zawiera wiele otworów dysz ułożonych w rzędzie, i że wyrównuje się rząd w kierunku skośnym względem osi Z.

Korzystnie głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°.

Korzystnie głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 60°.

Korzystnie włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, a włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej są innymi włóknami polimerowymi.

Korzystnie włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, a włókna przędzione a drugiej głowicy dyszowej są włóknami nie polimerowymi.

Korzystnie włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, a włókna przędzione a drugiej głowicy dyszowej są włóknami mikroszklanymi.

Korzystnie że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej mają średnicę włókna w zakresie 5-20 mikrometrów.

Korzystnie sposób ponadto obejmuje wykonywanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi X podczas lub przed obracaniem.

Korzystnie sposób ponadto obejmuje wykonanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi Y podczas obracania.

Korzystnie sposób ponadto obejmuje odsunięcie trzeciej głowicy dyszowej od pierwszej i drugiej głowicy dyszowej wzdłuż płaszczyzny X-Y i szeregowe kolejne przędzenie włókien filtracyjnych z trzeciej głowicy dyszowej po drugiej głowicy dyszowej tak, że trzeci zestaw włókien filtracyjnych jest przędziony na obrotowy trzpień z trzeciej głowicy dyszowej z utworzeniem trzeciej pierścieniowej strefy filtracyjnej trzeciego zestawu włókien, przy czym trzecia pierścieniowa strefa filtracyjna znajduje się w kierunku promieniowym na zewnątrz od drugiej pierścieniowej strefy filtracyjnej, zaś sposób ponadto obejmuje przędzenie pierwszego zestawu włókien o pierwszej charakterystyce filtracyjnej z pierwszej głowicy dyszowej, przędzenie drugiego zestawu włókien o drugiej charakterystyce filtracyjnej z drugiej głowicy dyszowej i przędzenie trzeciego zestawu włókien o trzeciej charakterystyce filtracyjnej z trzeciej głowicy dyszowej.

Korzystnie głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°, a głowice druga i trzecia są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°.

Korzystnie głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 60°, a głowice dyszowe druga i trzecia są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 60°.

Korzystnie włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi.

Korzystnie włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są innymi włóknami polimerowymi.

Korzystnie włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej są włóknami mikroszklanymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są innymi włóknami polimerowymi.

PL 233 499 B1

Korzystnie włókna przędzione z pierwszej i trzeciej głowicy dyszowej mają średnicę włókna w zakresie 5-20 mikrometrów.

Korzystnie sposób obejmuje zmienianie średnicy włókna podczas przędzenia, tak że średnica włókna zmniejsza się od pierwszej strefy pierścieniowej do drugiej strefy pierścieniowej a następnie zwiększa się od drugiej strefy pierścieniowej do trzeciej strefy pierścieniowej zapewniając zmianę średnicy włókna wzdłuż U-kształtnego profilu na wykresie odległości w głąb elementu wzdłuż osi odciętych i średnicy włókna wzdłuż osi rzędnych, z minimalną średnicą włókna na łuku U na pośredniej głębokości.

Korzystnie sposób ponadto obejmuje zmienianie porowatości podczas przędzenia, tak że porowatość zmniejsza się od pierwszej strefy pierścieniowej do drugiej strefy pierścieniowej, a następnie zmniejsza się od drugiej strefy pierścieniowej do trzeciej strefy pierścieniowej zapewniając zmianę porowatości wzdłuż U-kształtnego profilu na wykresie odległości w głąb elementu wzdłuż osi odciętych i porowatości wzdłuż osi rzędnych, z minimalną porowatością na łuku U na pośredniej głębokości.

Korzystnie sposób ponadto obejmuje równoczesne przędzenie włókien z różnych głowic dyszowych podczas pierwszego etapu z wytworzeniem pierwszej strefy pierścieniowej, następnie zmianę co najmniej jednego parametru i równoczesne przędzenie włókien z różnych głowic dyszowych podczas drugiego szeregowo kolejnego etapu z wytworzeniem drugiej strefy pierścieniowej, przy czym pierwsza strefa pierścieniowa zawiera podstrefy pierwszą i drugą, z których pierwsza podstrefa ma włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej podczas pierwszego etapu, zaś druga podstrefa ma włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej podczas pierwszego etapu, a druga strefa pierścienio

PL 233 499 B1 wa zawiera podstrefy trzecią i czwartą z których trzecia podstrefa ma włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej podczas drugiego etapu, zaś czwarta podstrefa ma włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej podczas drugiego etapu, przy czym podstrefy pierwsza do czwartej są promieniowo wyrównane względem osi Z, w tym podczas równoczesnego przędzenia podczas pierwszego etapu i podczas równoczesnego przędzenia podczas drugiego etapu.

Korzystnie włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, a włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej są włóknami nie polimerowymi.

Korzystnie włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, a włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej są włóknami mikroszklanymi.

Korzystnie włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej mają średnicę włókna w zakresie 5-20 mikrometrów.

Poniższy opis wykorzystuje podobne liczbowe oznaczenia jak powyżej, gdzie to właściwe, dla lepszego zrozumienia.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 4 przedstawia w schematycznym widoku w perspektywie układ ilustrujący sposób według wynalazku, fig. 5 przedstawia widok z boku układu z fig. 4 ilustrującego kolejny przykład wykonania, fig. 6 przedstawia widok w perspektywie części fig. 4, fig. 7 jest podobna do fig. 4 i pokazuje kolejny przykład wykonania, fig. 8 przedstawia widok od góry układu z fig. 7, fig. 9 jest podobna do fig. 8 i pokazuje inny przykład wykonania, fig. 10 jest podobna do fig. 7 i pokazuje inny przykład wykonania, fig. 11 przedstawia widok od góry układu z fig. 10.

fig, 12 jest podobna do fig. 11 i pokazuje inny przykład wykonania, fig, 13 jest podobna do fig. 7 i pokazuje inny przykład wykonania, fig. 14 przedstawia widok od góry układu z fig. 13, fig. 15 jest podobna do fig. 14 i pokazuje inny przykład wykonania, fig. 16 jest podobna do fig. 7 i pokazuje inny przykład wykonania, fig. 17 przedstawia widok od góry układu z fig. 16, fig. 18 jest podobna do fig. 17 i pokazuje inny przykład wykonania, i fig. 19 jest podobna do fig. 17 i pokazuje inny przykład wykonania.

Wynalazek dostarcza sposobu wytwarzania elementu filtracyjnego 30, podobnego do elementu filtracyjnego 15, obejmującego zastosowanie jednej lub więcej głowic dyszowych 3, 32, 34, itp., snujących włókna 7, 36, 38 na kolektor 8. Powyżej wspomniany układ współrzędnych z fig. 1 jest również zilustrowany na fig. 4, mianowicie osi X, Y, Z prostopadłych do siebie, z osiami X i Y definiującymi płaszczyznę X-Y poprzeczną względem osi Z. Kolektor 8 jest obrotowym trzpieniem 9 obracającym się wokół osi Z. Pierwsza z głowic dyszowych, np. głowica dyszowa 3, jest oddalona od trzpienia 9 wzdłuż osi X, i co najmniej druga z głowic dyszowych, taka jak głowica dyszowa 32, jest oddalona od pierwszej głowicy dyszowej 3 wzdłuż co najmniej jednej spośród płaszczyzny X-Y i osi Z, w sposób opisany dalej. W korzystnej postaci realizacji, sposób obejmuje wykonywanie względnego ruchu kolektora i co najmniej jednej z głowic dyszowych podczas lub przed obrotem, dla określenia charakterystyki filtracyjnej. Sposób obejmuje przędzenie pierwszego zestawu włókien 7 z pierwszej z głowic dyszowych, np. głowicy dyszowej 3, i przędzenie drugiego zestawu włókien 36 z drugiej z głowic dyszowych 32, oraz przędzenie trzeciego zestawu włókien 38 z trzeciej z głowic dyszowych 34, itp. Jedna z postaci realizacji obejmuje przędzenie pierwszego zestawu włókien o danej charakterystyce filtracyjnej z pierwszej z głowic dyszowych, i przędzenie drugiego zestawu włókien o tej samej danej charakterystyce filtracyjnej z drugiej z głowic dyszowych, itd., dla przyspieszenia wytwarzania. W innej postaci, sposób obejmuje przędzenie pierwszego zestawu włókien 7 o pierwszej chara kterystyce filtracyjnej

PL 233 499 B1 z pierwszej z wielu głowic dyszowych, np. głowicy dyszowej 3, i przędzenie drugiego zestawu włókien 36 o drugiej różnej charakterystyce z drugiej z głowic dyszowych 32, i przędzenie trzeciego zestawu włókien 38 z trzeciej z głowic dyszowych 34, itd. Charakterystyka filtracyjna jest korzystnie wybrana z grupy obejmującej porowatość, zwilżalność, energię powierzchniową, średnicę włókna, materiał włókna, oraz rozkład włókien, jak odnotowano powyżej. W kolejnej postaci realizacji, sposób obejmuje przędzenie pierwszego zestawu włókien 7 w pierwszym wzorze filtru z pierwszej głowicy dyszowej 3, i przędzenie drugiego zestawu włókien 36 w drugim wzorze filtru z drugiej głowicy dyszowej 32, itd. W korzystnej realizacji, etap przędzenia jest etapem przędzenia włókna wybranym z grupy obejmującej przędzenie z materiału stopionego, rozdmuchiwanie z materiału stopionego, przędzenie z wiązaniem typu „spun bonding”, elektroprzędzenie i przędzenie w strumieniu powietrza.

W różnych zastosowaniach filtru i koagulatora pożądane jest, aby charakterystyka filtru, taka jak fizyczne i chemiczne właściwości materiału filtru, w tym lokalna wielkość średnicy włókna, rozłożenie, porowatość i zwilżalność, zmieniały się w funkcji głębokości. Przykładowo, w zastosowaniach filtru do stałych substancji rozdrobnionych pożądane jest, aby porowatość i średnica włókna zmniejszały się z głębokością w głąb materiału dla zwiększenia zdolności zatrzymywania pyłu i żywotności filtru. W zastosowaniach do koagulatorów pożądane jest, aby porowatość zmniejszała się z głębokością w głąb materiału i następnie zwiększała ponownie dla ułatwienia drenowania. Pożądane jest również, aby charakterystyka zwilżalności materiału koagulatora zmieniała się w funkcji głębokości dla polepszenia przechwytywania kropelek i drenowania zlewających się kropel. Stosując różne materiały filtracyjne, takie jak włókna szklane lub polimery o różnym składzie chemicznym, można uzyskać wyższe stopnie filtracji, mniejszy spadek ciśnienia i wyższą sprawność, jeśli substancja zostanie poprawnie ułożona w warstwy.

Niniejszy wynalazek zapewnia ulepszenie powyżej wspomnianego procesu wytwarzania elementów filtracyjnych takich, w których właściwości materiału i charakterystyka filtru zmieniają się w funkcji głębokości. Te ulepszenia zwiększają szybkość i elastyczność wytwarzania elementu filtracyjnego. Sposób obejmuje stosowanie wielu głowic dyszowych działających z różnych kierunków i/lub pozycji względem trzpienia formującego element filtracyjny, przy czym poszczególne głowice dyszowe snują włókno w różnych lub takich samych warunkach, przędąc włókna o kontrolowanej średnicy, porowatości i składzie chemicznym, kontrolując i zmieniając warunki procesu wytwarzania przędzionego włókna, np. szybkość przepływu polimeru, temperaturę polimeru, ciśnienie powietrza, szybkość przepływu powietrza, temperaturę powietrza, osiową prędkość trzpienia względem głowic dyszowych, obrotową prędkość trzpienia, odległość i kąt pomiędzy głowicą dyszową i trzpieniem, oraz typ polimeru podczas wytwarzania elementu, z wytworzeniem elementów filtracyjnych, w których właściwości materiału i charakterystyka filtru zmieniają się w funkcji głębokości.

W jednej z postaci realizacji, sposób obejmuje szeregowe przędzenie włókien z różnych głowic dyszowych, tak że pierwszy zestaw włókien 7 jest przędziony na obrotowy trzpień 9 z pierwszej głowicy dyszowej 3 tworząc pierwszą strefę pierścieniową 30a z fig. 5, z pierwszego zestawu włókien 7, a następnie drugi zestaw włókien 36 jest przędziony na obrotowy trzpień 9 z drugiej głowicy dyszowej 32 tworząc drugą strefę pierścieniową 30b z drugiego zestawu włókien 36, a następnie trzeci zestaw włókien 38 jest przędziony na obrotowy trzpień 9 z trzeciej głowicy dyszowej 34 tworząc trzecią strefę pierścieniową 30c z trzeciego zestawu włókien 38, itd. W postaci wykonania z fig. 4, 5, druga głowica dyszowa 32 jest oddalona od pierwszej głowicy dyszowej 3 wzdłuż wspomnianej płaszczyzny X-Y, a druga strefa pierścieniowa 30b znajduje się na zewnątrz w kierunku promieniowym od pierwszej strefy pierścieniowej 30a. Trzecia głowica dyszowa 34 jest oddalona od pierwszej i drugiej głowicy dyszowej 3 i 32 wzdłuż wspomnianej płaszczyzny X-Y, a trzecia strefa pierścieniowa 30c znajduje się na zewnątrz w kierunku promieniowym od drugiej strefy pierścieniowej 30b. Sposób obejmuje przędzenie włókien z drugiej głowicy dyszowej 32 bezpośrednio po pierwszej głowicy dyszowej 3, i przędzenie włókien z trzeciej głowicy dyszowej 34 bezpośrednio po drugiej głowicy dyszowej 32, W jednej z postaci realizacji, co najmniej jeden parametr zmienia się od głowicy dyszowej do głowicy dyszowej, tak że co najmniej jedna charakterystyka filtracyjna zmienia się jako funkcja głębokości wzdłuż promienia w elemencie filtracyjnym. Przykładowo, zmienia się co najmniej jeden z następujących parametrów: szybkość przepływu polimeru, temperatura polimeru; ciśnienie powietrza; szybkość przepływu powietrza; temperatura powietrza; osiowa prędkość trzpienia wzdłuż osi Z względem głowic dyszowych; obrotowa prędkość trzpienia wokół osi Z; odległość i kąt pomiędzy co najmniej jedną głowicą dyszową i trzpieniem; typ polimeru. W jednej z postaci, sposób obejmuje zmienianie średnicy włókna podczas przędzenia, jak stwierdzono powyżej, tak że średnica włókna maleje od pierwszej

PL 233 499 B1 strefy pierścieniowej 30a do drugiej strefy pierścieniowej 30b, a następnie wzrasta od drugiej strefy pierścieniowej 30b do trzeciej strefy pierścieniowej 30c, z wytworzeniem zmiennej średnicy włókna wzdłuż U-kształtnego profilu, fig. 3, na wykresie głębokości elementu na osi odciętych względem średnicy włókna na osi rzędnych, z minimum dla włókna na łuku U na pośredniej głębokości. W innej postaci realizacji sposób obejmuje zmianę porowatości podczas przędzenia, jak stwierdzono powyżej, tak że porowatość maleje od pierwszej strefy pierścieniowej 30a do drugiej strefy pierścieniowej 30b, a następnie wzrasta od drugiej strefy pierścieniowej 30b do trzeciej strefy pierścieniowej 30c, z wytworzeniem zmiennej porowatości wzdłuż U-kształtnego profilu, fig. 3, na wykresie głębokości elementu na osi odciętych względem porowatości na osi rzędnych, z minimum porowatości na łuku U na pośredniej głębokości. W różnych postaciach realizacji, podczas wspomnianego przędzenia włókna i obracania trzpienia 9 wokół osi Z, jedna z głowic dyszowych 3, 32, 34 i/lub trzpień 9 przemieszczają się wzdłuż osi Z. Fig. 4 pokazuje trzy głowice dyszowe 3, 32, 34, oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°. W innej postaci, która może być korzystna w różnych zastosowaniach, głowice dyszowe są oddalone od siebie o 60°, fig. 5.

W sposobie realizowanym za pomocą układu z fig. 4, 5, można stosować dwie, trzy lub więcej głowic dyszowych. Każda głowica dyszowa może dostarczać różnego lub tego samego polimeru lub mieszaniny polimerów i ulegać aktywacji w różnych czasach odpowiadających różnym głębokościom w głąb materiału filtru, z wytworzeniem różnych żądanych charakterystyk filtru. Każda głowica dyszowa może być kontrolowana niezależnie, w kategoriach rozmieszczenia przestrzennego względem trzpienia, przerobu polimeru, ciśnienia powietrza, szybkości przepływu, szybkości trzpienia/kolektora, temperatury. Różne typy przędzenia włókna, np. przędzenie z materiału stopionego, rozdmuchiwanie z materiału stopionego, przędzenie z wiązaniem typu „spun bonding”, elektroprzędzenie, przędzenie w strumieniu powietrza, itp., można stosować dla uzyskania żądanej charakterystyki, na przykład różne typy polimerów można poddawać rozdmuchiwaniu z materiału stopionego lub przędzeniu w strumieniu powietrza dla uzyskania żądanej charakterystyki, np. porowatości, średnicy włókna, zwilżalności, zgodności chemicznej. W ujawnionej postaci wykonania stosuje się trzy głowice dyszowe dla wytworzenia elementu filtracyjnego z trzema strefami lub warstwami. W innych postaciach wykonania można wykorzystywać inne liczby głowic dyszowych. W każdej strefie lub warstwie występują ciągłe włókna od początku do końca warstwy mające, jeśli to pożądane, zmienną średnicę włókna i porowatość w każdej warstwie. Gdy warstwa lub strefa zostanie utworzona, wytwarzanie włókna z odpowiedniej głowicy dyszowej jest wstrzymywane i rozpoczyna się wytwarzanie innego typu włókna z innej głowicy dyszowej. Pozwala to na wytworzenie elementów filtracyjnych z profilami głębokości, które zmieniają się w kategoriach średnicy włókna, porowatości, składu chemicznego i zwilżalności. Przykładowo, aby wytworzyć koagulator wentylacji skrzyni korbowej z przepływem od wnętrza na zewnątrz, pierwszą głowicę dyszową 3 można stosować do rozdmuchiwania z materiału stopionego warstwy poli(tereftalanu etylenu) (PET) ze średnicą włókna począwszy od 20 μm i zmniejszającą się do 5 μm. Tę głowicę dyszową można następnie deaktywować i uruchomić drugą głowicę dyszową 32 do przędzenia w strumieniu powietrza warstwy włókna szklanego microglass ze średnicą włókna 1 μm. Drugą głowicę dyszową 32 można następnie deaktywować, i uruchomić trzecią głowicę dyszową 34 dla rozdmuchiwania z materiału stopionego warstwy polifenylenos ulfidu (PPS) rozpoczynając od 5 μm i podwyższając do 20 μm. Daje to element filtracyjny ze stopniowaną średnicą włókna i charakterystyką zwilżalności odpowiednią do wspomnianego zastosowania.

W innej postaci wykonania, sposób obejmuje równoczesne przędzenie włókien z różnych głowic dyszowych podczas pierwszego etapu z wytworzeniem pierwszej strefy pierścieniowej 30d, fig. 6, następnie zmianę co najmniej jednego parametru i równoczesne przędzenie włókien z różnych głowic dyszowych podczas drugiego, następującego po pierwszym, etapu z wytworzeniem drugiej strefy pierścieniowej 30e, następnie zmianę co najmniej jednego parametru i równoczesne przędzenie włókien z różnych głowic dyszowych podczas trzeciego następującego po drugim etapu z wytworzeniem trzeciej strefy pierścieniowej 30f, itd. W postaci wykonania z dwiema głowicami dyszowymi, pierwsza strefa pierścieniowa ma pierwszą i drugą podstrefę 30 d-1 i 30d-2, z pierwszą podstrefą 30d-1 mającą włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej 3 podczas pierwszego etapu, i drugą podstrefą 30d-2 mającą włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej 32 podczas pierwszego etapu. W przypadku postaci wykonania z trzema głowicami dyszowymi, pierwsza pierścieniowa strefa 30d ma dodatkowo trzecią podstrefę 30d-3 mającą włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej 34 podczas wspomnianego pierwszego etapu. Druga strefa pierścieniowa 30e ma

PL 233 499 B1 podstrefę 30e-1 mającą włókna przędzione z głowicy dyszowej 3 podczas wspomnianego drugiego etapu, i ma podstrefę 30e-2 mającą włókna przędzione z głowicy dyszowej 32 podczas wspomnianego drugiego etapu, oraz ma podstrefę 30e-3 mającą włókna przędzione z głowicy dyszowej 34 podczas wspomnianego drugiego etapu. Trzec ia strefa pierścieniowa 30f ma pod strefę 30f-1 mającą włókna przędzione z głowicy dyszowej 3 podczas wspomnianego trzeciego etapu, i ma podstrefę 30f-2 mającą włókna przędzione z głowicy dyszowej 32 podczas wspomnianego trzeciego etapu, oraz ma podstrefę 30f-3 mającą włókna przędzione z głowicy dyszowej 34 podczas wspomnianego trzeciego etapu, itd. W korzystnej postaci wykonania, co najmniej jedna ze wspomnianych podstref ma różną charakterystykę filtracyjną niż co najmniej inna z podstref. W jednej z post aci wykonania, podstrefy są formowane jak następuje: podstrefa 30d-1 jest z PET 20 pm, podstrefa 30d-2 jest ze szkła 10 pm; podstrefa 30d-3 jest z PPS 20 pm; podstrefa 30e-1 jest z PET 5 pm; podstrefa 30e-2 jest ze szkła 1 pm; podstrefa 30e-3 jest z PPS 5 pm; podstrefa 30f-1 jest z PET 20 pm; podstrefa 30f-2 jest ze szkła 10 pm; podstrefa 30f-3 jest z PPS 20 pm.

We wspomnianej postaci realizacji z ciągłym wytwarzaniem włókna, każdą głowicę dyszową stosuje się do ciągłego przędzenia włókna podczas wytwarzania elementu, tak że dla każdego obrotu trzpienia 9 są nakładane równocześnie trzy warstwy materiału, z wybranymi różnymi fizycznymi lub chemicznymi właściwościami i charakterystykami. Warunki wytwarzania włókna dla każdej z trzech warstw są zmieniane niezależnie dla uzyskania stopniowanej struktury. Odpowiednio, trzy różne blisko związane warstwy włókna są w sposób ciągły nakładane na element, lecz względne ilości i charakterystyka każdej warstwy są w sposób ciągły regulowane dla zoptymalizowania działania. Ilość i charakterystyka włókna kładzionego przez każdą głowicę dyszową zmienia się w funkcji czasu i głębokości elementu. Ponieważ trzy warstwy są ze sobą ściśle związane, można uzyskać i korzystnie zastosować stopniowe przejścia pomiędzy średnicą włókna, porowatością, zwilżalnością i właściwościami strukturalnymi, na przykład aby szybciej odprowadzić uwięziony olej z warstw przechwytujących. Średnica włókna, porowatość, zwilżalność i skład chemiczny włókna mogą się zmieniać w funkcji głębokości.

W innej postaci realizacji z fig. 7, głowice dyszowe są wyrównane osiowo ze sobą wzdłuż wspomnianej osi Z, jak pokazano dla głowic dyszowych 3 i 40. Głowice dyszowe mogą mieć taką samą długość osiową, fig. 8, lub mogą mieć różne długości osiowe, jak pokazano na fig. 9 dla 3 i 42. Więcej niż dwie głowice dyszowe można ustawiać z wyrównaniem osiowym, np. jak pokazano na fig. 10 dla 3, 44, 46, 48, i mogą one mieć taką samą długość osiową, fig. 11, lub mogą mieć różne długości osiowe, jak pokazano na fig. 12 dla 3, 50, 52, 54. Inny zestaw głowic dyszowych 56, 58, fig. 13, można wyrównać osiowo ze sobą wzdłuż i odsunąć poprzecznie od głowic dyszowych 3 i 40. Głowice dyszowe 3, 40, 56, 58 mogą mieć takie same długości osiowe, fig. 14, lub mogą mieć różne długości osiowe, jak pokazano na fig. 15 dla 3, 60, 62, 64. W jednej z postaci wykonania, fig. 16, głowice dyszowe są naprzemiennie przesunięte na długości wzdłuż osi Z, jak pokazano dla 3, 66, 68, 70, tak że głowica dyszowa 66 zachodzi na głowice dyszowe 68 i 70, i tak że głowica dyszowa 68 zachodzi na głowice dyszowe 3 i 66. Przesunięcie na długości zapewniające zachodzenie jest również zilustrowane na fig. 17, 18, 19.

Wspomniane kombinacje osiowego rozmieszczenia i bocznego odsunięcia głowic dyszowych dają wiele głowic dyszowych wyrównanych osiowo i bocznie odsuniętych w ułożeniu obok siebie względem trzpienia 9. Przy tworzeniu elementu filtracyjnego 30, trzpień i/lub głowice dyszowe przesuwają się w tył i w przód w kontrolowanym kierunku osiowym wzdłuż osi Z tworząc nową jednorodną charakterystykę i pokrycie materiałem wzdłuż długości elementu filtracyjnego. Dla zapewnienia równomiernego pokrycia wzdłuż długości elementu, względna poosiowa odległość przemieszczania każdej głowicy dyszowej powinna pokrywać całą długość elementu, tj. jedna lub więcej głowic dyszowych przechodzi za koniec elementu z każdego końca elementu tworząc pewien nadmiar, który powinien być odcięty. W pewnych przypadkach może być pożądane, by element miał różną charakterystykę włókna na długości elementu, i przycinanie elementu może być niepotrzebne. Może być pożądane użycie wspólnego podajnika zasypowego i pompy materiału stopionego zasilających każdą głowicę dyszową, przy różnych szybkościach przędzenia włókna i/lub przepływu polimeru i/lub powietrza, ciśnieniach, i/lub temperaturach dla każdej głowicy dyszowej dla wytworzenia lokalnych warstw materiału z tego samego włókna lub polimeru z różnymi średnicami włókna i charakterystykami porowatości powstających z każdej głowicy dyszowej. Można stosować kilka różnych sposobów zmieniania charakterystyki włókna generowanego przez różne głowice dyszowe, w tym między innymi, ale bez ograniczenia do nich: kontrolowanie niezależnie szybkości przepływu powietrza, ciśnienia, temperatury;

PL 233 499 B1 kontrolowanie niezależnie szybkości przepływu polimeru, ciśnienia, temperatury; użycie głowic dyszowych o różniących się długościach i wymiarach dysz; i/lub użycie niezależnych podajników zasypowych i pomp materiału stopionego, aby umożliwić stosowanie różnych polimerów dla każdej głowicy dyszowej. Podczas wytwarzania elementu filtracyjnego, włókno i/lub stopiony polimer może być w sposób ciągły lub przerywany przędziony lub rozdmuchiwany na trzpień, aby doprowadzić do żądanej struktury i składu. Obrotowe i osiowe szybkości trzpienia można zmieniać, aby optymalizować szybkość wytwarzania i kontrolować orientację włókna w uformowanym elemencie. Dalsze zestawy głowic dyszowych mogą być odsunięte poprzecznie lub obwodowe od innych głowic dyszowych, przykładowo jak na fig. 13-19, dla zwiększenia ilości włókna wytwarzanego w jednostce czasu i zwiększenia szybkości wytwarzania.

W korzystnej postaci, wspomniany efektywny względny ruch kolektora 8 i co najmniej jednej z głowic dyszowych 3, 32, 34, itp., zachodzi podczas wspomnianego obracania trzpienia 9 podczas przędzenia włókna. Alternatywnie, taki efektywny względny ruch zachodzi przed takim obracaniem, np. podczas ustawiania elementów filtracyjnych, w przygotowaniu do formowania następnego elementu filtracyjnego. Głowice dyszowe mają wiele otworów 6 dysz wyrównanych w rzędzie, takim jak 11. W jednej z postaci wykonania, rząd 11 jest ułożony równolegle do osi Z. W innej postaci, rząd 11 jest ułożony w kierunku skośnym względem osi Z. W kolejnym wykonaniu, tylko pojedyncza głowica dyszowa 3 jest przewidziana do przędzenia włókien na kolektor 8 w wspomnianym układzie współrzędnych, i rząd 11 otworów 6 dysz rozciąga się wzdłuż kierunku skośnego względem osi Z. W jednej z postaci, rząd 11 rozciąga się pomiędzy pierwszym i drugim końcem, przy czym pierwszy koniec rzędu 11 jest oddalony od trzpienia 9 o pierwszą oddzielającą odległość wzdłuż osi X, a drugi koniec rzędu 11 jest oddalony od trzpienia 9 o drugą oddzielającą odległość wzdłuż osi X, przy czym wspomniana druga oddzielająca odległość jest większa niż wspomniana pierwsza oddzielająca odległość. Osie X i Z definiują płaszczyznę X-Z, a w ostatnio wspomnianej postaci wykonania rząd 11 leży w takiej płaszczyźnie X-Z. W kolejnej postaci, rząd 11 otworów 6 dysz rozciąga się pomiędzy pierwszym i drugim końcem, przy czym pierwszy koniec rzędu 11 jest oddalony od trzpienia 9 o pierwszą oddzielającą odległość wzdłuż osi X, a drugi koniec rzędu 11 jest oddalony od trzpienia 9 o drugą oddzielającą odległość wzdłuż osi X i Y, przy czym wspomniana druga oddzielająca odległość jest większa niż wspomniana pierwsza oddzielająca odległość. W ostatnio wspomnianej postaci, rząd 11 leży skośnie względem płaszczyzny X-Y.

W powyższym opisie użyto pewnych określeń dla zwięzłości, jasności i łatwiejszego zrozumienia. Nie należy zakładać płynących stąd zbędnych ograniczeń, poza wymaganiami stanu techniki, ponieważ takie określenia stosuje się w celach opisowych i powinny być one interpretowane szeroko. Różne konfiguracje, sposoby i układy opisane tutaj można stosować sam e lub w kombinacji z innymi konfiguracjami, sposobami i układami, możliwe są też różne równoważniki, alternatywy i modyfikacje wynalazku bez wychodzenia poza jego zakres.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania elementu filtracyjnego, obejmujący przędzenie włókien z głowic dyszowych na kolektor w układzie współrzędnych mającym osie X, Y, Z prostopadłe do siebie, przy czym osie X i Y definiują płaszczyznę X-Y prostopadłą do osi Z, gdzie kolektor stanowi obrotowy trzpień obracający się wokół osi Z, i obejmujący odsunięcie co najmniej pierwszej z głowic dyszowych od tego trzpienia wzdłuż osi X, zwłaszcza pierwszej głowicy dyszowej oraz odsunięcie co najmniej drugiej z głowic dyszowych od pierwszej głowicy dyszowej wzdłuż płaszczyzny X-Y, zwłaszcza drugiej głowicy dyszowej, przy czym głowice dyszowe pierwsza i druga są współpłaszczyznowe w tej samej płaszczyźnie X-Y i usytuowane wokół osi Z, znamienny tym, że zmienia się średnicę włókna na jego długości podczas wytwarzania włókna zmieniając odległość pomiędzy trzpieniem i pierwszą głowicą dyszową przez przesuwanie względem siebie trzpienia i pierwszej głowicy w osi Y podczas lub przed obracaniem, przy czym włókna uprzędzione z pierwszej głowicy dyszowej stanowią włókna filtracyjne tworzące pierwszą pierścieniową strefę filtracyjną, a włókna uprzędzione z drugiej głowicy dyszowej stanowią włókna filtracyjne tworzące drugą pierścieniową strefę filtracyjną, i przędzie się te włókna filtracyjne z każdej z głowic dyszowych pierwszej i drugiej usytuowanych w odstępie od siebie wzdłuż płaszczyzny X-Y bezpośrednio na obracający się trzpień,

PL 233 499 B1 przy czym przędzie się pierwszy zestaw włókien o pierwszej charakterystyce filtracyjnej z pierwszej głowicy dyszowej i drugi zestaw włókien o drugiej, innej charakterystyce filtracyjnej z drugiej głowicy dyszowej.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że każda z charakterystyk filtru wybrana jest z grupy obejmującej: porowatość, zwilżalność, energię powierzchniową, średnicę włókna, materiał włókna i rozkład włókien.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przędzie się pierwszy zestaw włókien o pierwszym wzorze filtru z pierwszej z głowic dyszowych, i przędzie się drugi zestaw włókien o drugim, innym wzorze filtru z drugiej z głowic dyszowych.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap przędzenia jest etapem przędzenia włókien wybranym z grupy obejmującej: przędzenie z materiału stopionego, rozdmuchiwanie z materiału stopionego, metodę przędzenia z wiązaniem typu „spun bonding” , elektroprzędzenie, przędzenie w strumieniu powietrza.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje seryjne przędzenie włókien z różnych głowic dyszowych, tak że pierwszy zestaw włókien jest przędziony na obrotowy trzpień z pierwszej głowicy dyszowej z utworzeniem pierwszej pierścieniowej strefy filtracyjnej pierwszego zestawu włókien, a następnie drugi zestaw włókien jest przędziony na obrotowy trzpień z drugiej głowicy dyszowej z utworzeniem drugiej pierścieniowej strefy filtracyjnej drugiego zestawu włókien.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że obejmuje odsunięcie drugiej głowicy dyszowej od pierwszej głowicy dyszowej wzdłuż płaszczyzny X-Y, gdzie druga pierścieniowa strefa filtracyjna znajduje się w kierunku promieniowym na zewnątrz od pierwszej pierścieniowej strefy filtracyjnej i jest promieniowo wyrównana z pierwszą pierścieniową strefą filtracyjną względem osi Z, w tym podczas przędzenia.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że zmienia się co najmniej jeden parametr pomiędzy głowicami dyszowymi, tak że zmienia się co najmniej jedna charakterystyka filtracyjna w funkcji głębokości promieniowej elementu filtracyjnego.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że parametr jest wybrany z grupy obejmującej: szybkość przepływu polimeru, temperaturę polimeru, ciśnienie powietrza, szybkość przepływu powietrza, temperaturę powietrza, osiową prędkość trzpienia wzdłuż osi Z względem głowic dyszowych, obrotową prędkość trzpienia wokół osi Z, odległość i kąt pomiędzy głowicami dyszowymi i trzpieniem, oraz typ polimeru.
9. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że obejmuje podczas przędzenia i obracania przemieszczanie co najmniej jednego spośród trzpienia i głowic dyszowych wzdłuż osi Z.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje wyrównanie współpłaszczyznowe trzeciej i czwartej głowicy dyszowej względem siebie wzdłuż drugiej płaszczyzny X-Y poprzecznie odsuniętej od pierwszej i drugiej głowicy dyszowej w pierwszej płaszczyźnie X-Y.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że obejmuje umieszczanie głowic dyszowych naprzemiennie przesuniętych na długości wzdłuż osi Z, tak że druga głowica dyszowa zachodzi na trzecią i pierwszą głowicę dyszową i tak, że trzecia głowica dyszowa zachodzi na czwartą i drugą głowicę dyszową.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje wykonywanie względnego ruchu podczas obracania.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wykonuje się ten względny ruch przed obracaniem.
14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedna z głowic dyszowych zawiera wiele otworów dysz ułożonych w rzędzie, i że wyrównuje się ten rząd równolegle do osi Z.
15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej jedna z głowic dyszowych zawiera wiele otworów dysz ułożonych w rzędzie, i że wyrównuje się rząd w kierunku skośnym względem osi Z.
16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°.
17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 60°.

PL 233 499 B1
18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, a włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej są innymi włóknami polimerowymi.
19. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, a włókna przędzione a drugiej głowicy dyszowej są włóknami niepolimerowymi.
20. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, a włókna przędzione a drugiej głowicy dyszowej są włóknami mikroszklanymi.
21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej mają średnicę włókna w zakresie 5-20 mikrometrów.
22. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto obejmuje wykonywanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi X podczas lub przed obracaniem.
23. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto obejmuje wykonanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi Y podczas obracania.
24. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że ponadto obejmuje odsunięcie trzeciej głowicy dyszowej od pierwszej i drugiej głowicy dyszowej wzdłuż płaszczyzny X-Y i szeregowe kolejne przędzenie włókien filtracyjnych z trzeciej głowicy dyszowej po drugiej głowicy dyszowej tak, że trzeci zestaw włókien filtracyjnych jest przędziony na obrotowy trzpień z trzeciej głowicy dyszowej z utworzeniem trzeciej pierścieniowej strefy filtracyjnej trzeciego zestawu włókien, przy czym trzecia pierścieniowa strefa filtracyjna znajduje się w kierunku promieniowym na zewnątrz od drugiej pierścieniowej strefy filtracyjnej, zaś sposób ponadto obejmuje przędzenie pierwszego zestawu włókien o pierwszej charakterystyce filtracyjnej z pierwszej głowicy dyszowej, przędzenie drugiego zestawu włókien o drugiej charakterystyce filtracyjnej z drugiej głowicy dyszowej i przędzenie trzeciego zestawu włókien o trzeciej charakterystyce filtracyjnej z trzeciej głowicy dyszowej.
25. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°, a głowice druga i trzecia są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°.
26. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 60°, a głowice dyszowe druga i trzecia są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 60°.
27. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi.
28. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są innymi włóknami polimerowymi.
29. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej są włóknami mikroszklanymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są innymi włóknami polimerowymi.
30. Sposób według zastrz. 29, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej i trzeciej głowicy dyszowej mają średnicę włókna w zakresie 5-20 mikrometrów.
31. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że ponadto obejmuje wykonywanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi X podczas lub przed obracaniem.
32. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że ponadto obejmuje wykonanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi Y podczas obracania.
33. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że obejmuje zmienianie średnicy włókna podczas przędzenia, tak że średnica włókna zmniejsza się od pierwszej strefy pierścieniowej do drugiej strefy pierścieniowej a następnie zwiększa się od drugiej strefy pierścieniowej do trzeciej strefy pierścieniowej zapewniając zmianę średnicy włókna wzdłuż U-kształtnego profilu na wykresie odległości w głąb elementu wzdłuż osi odciętych i średnicy włókna wzdłuż osi rzędnych, z minimalną średnicą włókna na łuku U na pośredniej głębokości.

PL 233 499 B1
34. Sposób według zastrz. 33, znamienny tym, że głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°, a głowice druga i trzecia są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°.
35. Sposób według zastrz. 33, znamienny tym, że głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 60°, a głowice dyszowe druga i trzecia są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 60°.
36. Sposób według zastrz. 33, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi.
37. Sposób według zastrz. 33, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są innymi włóknami polimerowymi.
38. Sposób według zastrz. 33, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej są włóknami mikroszklanymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są innymi włóknami polimerowymi.
39. Sposób według zastrz. 33 albo 38, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej i trzeciej głowicy dyszowej mają średnicę włókna w zakresie 5-20 mikrometrów.
40. Sposób według zastrz. 33, znamienny tym, że ponadto obejmuje wykonywanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi X podczas lub przed obracaniem.
41. Sposób według zastrz. 33, znamienny tym, że ponadto obejmuje wykonanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi Y podczas obracania.
42. Sposób według zastrz. 24, znamienny tym, że ponadto obejmuje zmienianie porowatości podczas przędzenia, tak że porowatość zmniejsza się od pierwszej strefy pierścieniowej do drugiej strefy pierścieniowej, a następnie zmniejsza się od drugiej strefy pierścieniowej do trzeciej strefy pierścieniowej zapewniając zmianę porowatości wzdłuż U-kształtnego profilu na wykresie odległości w głąb elementu wzdłuż osi odciętych i porowatości wzdłuż osi rzędnych, z minimalną porowatością na łuku U na pośredniej głębokości.
43. Sposób według zastrz. 42, znamienny tym, że głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°, a głowice druga i trzecia są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°.
44. Sposób według zastrz. 42, znamienny tym, że głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 60°, a głowice dyszowe druga i trzecia są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 60°.
45. Sposób według zastrz. 42, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi.
46. Sposób według zastrz. 42, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są innymi włóknami polimerowymi.
47. Sposób według zastrz. 42, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej są włóknami mikroszklanymi, włókna przędzione z trzeciej głowicy dyszowej są innymi włóknami polimerowymi.
48. Sposób według zastrz. 42, znamienny tym, że ponadto obejmuje wykonywanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi X podczas lub przed obracaniem.
49. Sposób według zastrz. 42, znamienny tym, że ponadto obejmuje wykonanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi Y podczas obracania.
50. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto obejmuje równoczesne przędzenie włókien z różnych głowic dyszowych podczas pierwszego etapu z wytworzeniem pierwszej strefy pierścieniowej, następnie zmianę co najmniej jednego parametru i równoczesne przędzenie włókien z różnych głowic dyszowych podczas drugiego szeregowo kolejnego etapu z wytworzeniem drugiej strefy pierścieniowej, przy czym pierwsza strefa pierścieniowa zawiera podstrefy pierwszą i drugą, z których pierwsza podstrefa ma włókna przędzione

PL 233 499 B1 z pierwszej głowicy dyszowej podczas pierwszego etapu, zaś druga podstrefa ma włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej podczas pierwszego etapu, a druga strefa pierścieniowa zawiera podstrefy trzecią i czwartą z których trzecia podstrefa ma włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej podczas drugiego etapu, zaś czwarta podstrefa ma włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej podczas drugiego etapu, przy czym podstrefy pierwsza do czwartej są promieniowo wyrównane względem osi Z, w tym podczas równoczesnego przędzenia podczas pierwszego etapu i podczas równoczesnego przędzenia podczas drugiego etapu.
51. Sposób według zastrz. 50, znamienny tym, że głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 90°.
52. Sposób według zastrz. 50, znamienny tym, że głowice dyszowe pierwsza i druga są oddalone od siebie w płaszczyźnie X-Y o 60°.
53. Sposób według zastrz. 50, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, a włókna przędzione z drugiej głowicy dyszowej są innymi włóknami polimerowymi.
54. Sposób według zastrz. 50, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, a włókna przędzione a drugiej głowicy dyszowej są włóknami niepolimerowymi.
55. Sposób według zastrz. 50, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej są włóknami polimerowymi, a włókna przędzione a drugiej głowicy dyszowej są włóknami mikroszklanymi.
56. Sposób według zastrz. 50, znamienny tym, że włókna przędzione z pierwszej głowicy dyszowej mają średnicę włókna w zakresie 5-20 mikrometrów.
57. Sposób według zastrz. 50, znamienny tym, że ponadto obejmuje wykonywanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi X podczas lub przed obracaniem.
58. Sposób według zastrz. 50, znamienny tym, że ponadto obejmuje wykonanie względnego ruchu trzpienia i co najmniej jednej z głowic dyszowych wzdłuż osi Y podczas obracania.