DE1282590B - Vorrichtung zur Herstellung von Wirrfaservliesen aus endlosen polymeren Fasern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

D 04 h

Deutsche Kl.: 8 h - 7

Nummer: 1282 590

Aktenzeichen: P 12 82 590.0-26 (F 41089)

Anmeldetag: 25. Oktober 1963

Auslegetag: 14. November 1968

Die Erfindung betrifft die Herstellung von aus endlosen polymeren Fasern bestehenden Wirrfaservliesen. Die aus endlosen Fasern bestehenden Wirrfaservliese haben gegenüber den aus Stapelfasern gebildeten Vliesen den Vorteil der größeren natürlichen Vliesfestigkeit, denn je größer die Länge der Einzelfaser ist, desto weniger ist zur Erzielung einer bestimmten Vliesfestigkeit die Anwendung zusätzlicher, z. B. klebender Verfestigungsmittel notwendig, was zwangläufig zu einer Erhöhung der Schmiegsamkeit, Voluminosität und Luftdurchlässigkeit des Vlieses führt.

Zur Verminderung des technischen Herstellungsaufwandes — und damit also zur Senkung der Herstellungskosten — ist schon bekanntgeworden, insbesondere bei der Herstellung von aus Endlosfasern bestehenden Vliesen den Vliesbildevorgang unmittelbar an den Faserspinnvorgang anzuschließen und die für den Spinnvorgang und die Vliesbildung notwendigen technischen Einrichtungsmittel baueinheitlich so zu vereinigen, daß die Ausspinnung des Fasermaterials aus der flüssigen Substanz und die Vliesbildung in einer einzigen Folge von kontinuierlichen Arbeitsgängen möglich ist (vgl. USA.-Patentschriften 2 900 700, 3 040 412; britische Patentschrift 932 482). Bei derartigen »Spinn- und Vliesbildeeinrichtungen« treten eine Reihe technischer Probleme auf: zunächst sind die Fadenmoleküle des aus der Spinndüse austretenden Spinngutes noch nicht orientiert, was eine vergleichsweise kleine Reißfestigkeit zur Folge hat; zur Erzielung einer befriedigenden Faserfestigkeit ist daher die Anordnung von Faserverstreckungsmitteln zwischen der Spinndüse und der Vliesbildestelle der Einrichtung geboten, was bei den bekannten Anordnungen durch die Anordnung von Verstreckwalzen (USA.-Patentschriften 2 900 700, 3 040 412) bzw. durch die Anordnung von Luftstromverstreckzonen (britische Patentschrift 932 482) gelöst worden ist.

Das andere bei den »Spinn- und Vliesbildeeinrichtungen« auftretende technische Problem besteht in der Erzielung einer absoluten Wirrfaserlage, dessen Lösung um so schwieriger ist, je größer die Faserlänge ist, und dessen Lösung somit bei der Verarbeitung von Endlosfasern am schwierigsten ist. Bei den bekannten Anordnungen, bei denen zur Erledigung des Spinnvorganges die üblichen Rundspinndüsen eingesetzt werden, bei denen jede Düse eine Vielzahl von konzentrisch zueinander liegenden Spinnöffnungen aufweist, sind zur Erzielung der Wirrfaserlage unterschiedliche technische Mittel eingesetzt worden. Im einen Fall (USA.-Patentschrift 2 9QO 700) werden über die Breite des zu bildenden

Vorrichtung zur Herstellung von Wirrfaservliesen aus endlosen polymeren Fasern

Anmelder:

Fa. Carl Freudenberg,

6940 Weinheim, Höhnerweg 2

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Ludwig Hartmann,

6941 Oberflockenbach

Vlieses eine Mehrzahl von Runddüsen und zugehörige Verstreckwerke so angeordnet, daß jede Rund-

ao düse einen bestimmten Teilbereich des Vlieses versorgt; hierbei entsteht eine bestimmte Anisotropie des Vlieses in der Breitenrichtung. Um die Vliesisotropie zu verbessern, ist bei einer anderen ähnlich ausgestalteten Vorrichtung (USA.-Patentschrift 3 040 412) zwischen dem Verstreckwerk und der Vliesbildestelle ein oszillierendes Prallblech zur Faserverteilung angeordnet. In Verbindung mit der Faserverstreckung mittels Luftstromverstreckung ist ferner bekanntgeworden, den zur Faserverstreckung verwendeten Luftstrom auch zur Erzeugung der Wirrfaserlage heranzuziehen (britische Patentschrift 932 482). Allerdings ist bei der zuletzt genannten Einrichtung zur Erzielung einer verbesserten Wirrfaseranordnung der Einsatz elektrostatischer Kräfte notwendig, da die Verstreckung der Fasern nur bündelweise möglich ist.

Die mit den bekannten Einrichtungen erzeugten Faservliese aus Endlosfasern befriedigen insofern nicht, als der Grad der Wirrfaserlage nicht hinreichend ist: die erzeugten Vliese weisen Stellen erhöhter und Stellen verminderter Faserdichte aus, was eine wolkige Durchsicht der Vliese ergibt. Der Zweck der Erfindung besteht in der Verbesserung der Wirrfaseranordnung der Vliese. Zur Zweckbefriedigung geht die Erfindung von der an sich bekannten Erkenntnis aus, daß bei der Verwendung von verstreckten Einzelfasern die Qualität der Wirrfaserlage besonders angehoben wird, wenn die Einzelfasern in der Form einer flachen bandähnlichen Faserschar der Vliesbildestelle zugeführt werden (USA.-Patentschrift 2 693 844 und deutsche Auslegeschrift 1138 667). Dementsprechend ist der Erfin-

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dung die technische Aufgabe zugrunde gelegt worden, den Luftstrom, der in an sich bekannter Weise der Faserverstreckung dient, zusätzlich dazu auszunutzen, die von der Spinndüse kommenden Einzelfäden in der Form einer flachen bandähnlichen Schar gegen die Vliesbildefläche zu führen.

Zur Lösung dieser technischen Aufgabe ist die Ausgestaltung der Vorrichtung mit der Zusammenfassung folgender Einzelmerkmale notwendig: Es ist erforderlich, daß zur Ausspinnung der Spinnmasse Längsdüsen bekannter Art (deutsche Patentschrift 930 947, deutsche Gebrauchsmusterschrift 1729 742) verwendet werden, bei denen die einzelnen Spinnöffnungen in einer geradlinigen Reihe in einem gegenseitigen Abstand von etwa 2 mm angeordnet sind, und daß an den beiden Seiten dieser Längsdüse in deren unmittelbarem Faseraustrittsbereich je eine über die ganze Längsdüse sich erstreckende Flachdüse für eine Luftstromführung in Richtung der aus der Längsdüse abfließenden Faserschar angeordnet ao ist und daß schließlich zur Regelung der Luftführung unterhalb der Längsdüse ein über deren Länge sich erstreckender flacher Luftführungskanal von entsprechender Längsausdehnung angeordnet ist, aus welchem die Fasern im verstreckten Zustand austre- as ten, um alsdann in an sich bekannter Weise auf einem relativ zu der Längsdüse bewegten perforierten Auffangband abgelegt zu werden.

In Analogie zu der an sich bekannten Hintereinanderanordnung mehrerer Runddüsen (USA.-Patentschrift 2 900 700) können auch bei der erfindungsgemäßen Anordnung mehrere Längsdüsen mit den zugehörigen Flachdüsen und Luftführungskanälen hintereinander — in bezug auf die Bewegung des Auffangbandes — angeordnet werden. Zur weiteren Verbesserung der Wirrfaserlage ist auch sinnvoll, dem Luftführungskanal eine oszillierende Bewegung in Richtung der Auffangbandbewegung zu erteilen. Im einzelnen wird die erfindungsgemäße Gestaltung einer »Spinn- und Vliesbildevorrichtung« an Hand der prinzipiellen Schnittzeichnung wie folgt erläutert:

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Längsdüsen 1, 2, 3, 4 angeordnet. Diese Längsdüsen liegen in bezug auf die Bewegungsrichtung 5 des perforierten Auffangbandes 6 hintereinander. Jede Längsdüse 1, 2, 3, 4 weist in nicht dargestellter Weise in einer geradlinigen, senkrecht zur Zeichenebene sich erstreckenden Reihe eine Vielzahl (z. B. mehr als 100) von Spinnöffnungen 7 auf, von denen jede mit einem Durchmesser von etwa 0,4 mm ausgestattet ist. Der gegenseitige Abstand der zu einer Spinndüsenreihe gehörigen Spinnöffnungen beträgt etwa 2 mm. Auf beiden Seiten der Längsdüsenöffnungen 7 ist je ein Luftschlitz 8 von etwa 0,3 mm Öffnungsbreite angeordnet. Durch die Kammern 9 wird den Luftschlitzen 8 Heißluft zugeführt, die das aus den Spinnöffnungen 7 austretende Spinngut erfaßt und mit diesem in die unterhalb den Längsdüsen 1, 2, 3, 4 angeordneten Kanäle 10, 11, 12, 13 führt. Jeder Kanal 10, 11, 12, 13 ist mit einer oberen Luftkammer 14 und einer unteren Luftkammer 15 ausgestattet, durch welche zusätzliche Luft in der Kanallängsrichtung zugeführt wird. Innerhalb der Kammern 10, 11, 12, 13 wird infolge der Wirkung der bei 9, 14, 15 eintretenden Luftströme eine Verstreckwirkung auf das mit 16 bezeichnete Fasermaterial ausgeübt. Das Fasermaterial 16 wird auf dem Auffangband 6 in Form eines Wirrfaservlieses 17 abgelegt. Zur Verbesserung der Faserablage wird unterhalb des Auffangbandes 6 bei 18 in bekannter Weise (vgl. USA.-Patentschrift 3 040 412) die Luft abgesaugt.

Der gegenseitige Abstand der Luftdüsen 1, 2, 3, 4 beträgt mindestens 60 mm, um eine saubere Trennung der Spinngutscharen zu gewährleisten. Die obere Kante der flachen Luftkanäle 10, 11, 12, 13 soll von den zugehörigen Öffnungen 7 zur Erzielung einer exakten Fadenführung nicht mehr als 20 mm entfernt sein.

Die Breitflächen jedes Luftkanals 10, 11, 12, 13 weisen einen gegenseitigen Abstand von etwa 10 mm auf.

Die Temperatur der Spinndüsen und der in der Vorrichtung eingesetzten Luftströme ist entsprechend den Materialeigenschaften des zu verspinnenden Polymeren zu bemessen. Die Geschwindigkeit der Luftströme ist so einzustellen, daß die Luftgeschwindigkeit im Bereich der Luftschlitze 8 mindestens die fünffache Geschwindigkeit des Spinngutes beim Austritt aus den Spinnöffnungen 7 beträgt.

Wahlweise kann den Luftkanälen 10, 11, 12, 13 eine oszillierende Bewegung im Sinne der Pfeile 19 erteilt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Verarbeiten klebriger Polymeren, wie z. B. Polyurethanen, da die Wirkung der Luftkanäle ein Verheddern der Fasern und damit eine ungleichmäßige Vliesbildung verhindert. Da bei dem bezeichneten Material das Fasergut nach der Ablage auf dem Sammelband 6 noch hinreichend klebrig ist, kann in diesen Fällen auf eine zusätzliche Vliesverfestigung durch Bindemittel verzichtet werden. Im Falle der Verarbeitung von weniger klebrigen Polymeren kann auf die Verwendung von zusätzlicher Luft in den Kammern 14 und 15 verzichtet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat im Falle der Verwendung mehrerer Längsdüsen 1, 2, 3, 4 weiterhin den Vorteil, daß unterschiedliche Spinnmassen gleichzeitig verarbeitet werden können zwecks Erzeugung eines aus einer Fasermischung bestehenden Vlieses. Von dieser Möglichkeit wird insbesondere dann Gebrauch zu machen sein, wenn Vliese mit einem bestimmten Anteil hochelastischer Fasern hergestellt werden sollen.

Schließlich ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung die Erzeugung beliebig breiter Vliese, da die Längsdüsen in ihrer — senkrecht zur Zeichenebene sich erstreckenden — Längenabmessung beliebig groß gestaltet werden können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Wirrfaservliesen aus endlosen Polymerfasern, enthaltend eine Spinndüse mit mehreren Spinnöffnungen und Mittel zur Verstreckung der ausgesponnenen Fasern sowie ein relativ zu den Spinnöffnungen bewegtes perforiertes Auffangband, dadurch gekennzeichnet, daß die Spinnöffnungen (7) der oberhalb des Auffangbandes (6) liegenden Spinndüse (1, 2, 3, 4) in einer geradlinigen Reihe im gegenseitigen Abstand von etwa 2 mm angegeordnet sind, daß dieser Längsdüse (1, 2, 3, 4) an beiden Seiten an ihrem unmittelbaren Faseraustrittsbereich je eine über die Länge der Längs-

düse sich erstreckende Flachdüse (8) für eine Luftstromführung in Richtung der Faserschar angeordnet ist und daß ferner unterhalb der Längsdüse (1, 2, 3, 4) ein über die Länge derselben sich erstreckender flacher Luftführungskanal (10, 11, 12, 13) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Längsdüsen (1,2,3,4) mit jeweils zugehörigen Luftführungskanälen (10, 11, 12, 13) hintereinander — in bezug auf die Bewegungsrichtung des Auffangbandes (6) — angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungskanäle (10, 11, 12, 13) schwenkbar angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 746 708, 898144, 920211, 930 947, 896 402;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1138 667, 016;

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1729 742; britische Patentschrift Nr. 932 482; schweizerische Patentschrift Nr. 313 960; USA.-Patentschriften Nr. 3 040412, 2 900 700, 981999, 2693 844;

Pabst, »Kunststoff-Taschenbuch«, 14. Auflage, 1959, S. 24, 262, 355, 356;

ίο Houwink und Staverman, »Chemie und Technologie der Kunststoffe«, Bd. I, 1962, S. 118;

Rowland Hill, »Fasern aus synthetischen Polymeren«, 1956, S. 158 bis 166;

Jaumann—Rordorf, »Neues großes Handbuch der Textilkunde«, 1957, S. 171;

Hopf—Müller—Wengert, »Die Polyamide«, 1954, S. 41 bis 52;

»Fischer-Lexikon«, Bd. 26, Chemie, 1961, S. 126;

Paul Karrer, »Lehrbuch der organischen ao Chemie«, 12. Auflage, 1954, S. 895.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen