DE2314287A1

DE2314287A1 - Selbst-gebundene nichtgewebte verbundkoerper und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2314287A1
Application number: DE19732314287
Authority: DE
Inventors: Joseph C Polise; John William Soehngen; Clifford Marshall Vogt
Original assignee: Celanese Corp
Current assignee: Celanese Corp
Priority date: 1972-03-24
Filing date: 1973-03-22
Publication date: 1973-10-04
Also published as: GB1381067A; FR2177925B1; US3801400A; ZA731736B; CA1005362A; BE797237A; SU618056A3; FR2177925A1; NL7304020A; DE2314287C2; JPS496199A; NL180945B; SE401214B; BR7302112D0; IT983606B; AU5353473A; NL180945C

Description

Die Erfindung betrifft selbst-gebundene nichtgewebte Verbundkörper mit einem vorbestimmten Dichteprofil über ihre Dicke und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Nichtgewebte Verbundkörper oder Vliesstoffe in Form von Flächengebilden oder runden Hülsen sind bekannt und werden im allgemeinen aus natürlichen oder synthetischen Stapelfasern und Bindemitteln hergestellt. In dieser Form erwiesen sie sich als geeignet für die verschiedensten Verwendungszwecke, insbesondere für die Filtration. Bei der Filtration nimmt offensichtlich die Vorderseite oder Stirnfläche des Produkts, auf das das zu filternde Material zuerst auftrifft, die größte Menge an festem Material auf, und diese Fläche wird verstopft, lange bevor der Rest des Filters seine Kapazität erreicht hat.

Ein anderes bekanntes Filtermaterial besteht aus einem runden Zylinder, der hergestellt wird, indem Garn in einem bestimmten lockeren Muster so auf eine Spule gewickelt wird, daß viel offener Raum bleibt, in den Feststoffe während der Filtration gezogen werden können, aber bei einem solchen Gebilde besteht das gleiche Problem der

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unvollständigen Ausrr;¹:."·.·!--;: :ei. '■--.:■ vcj.l es ausgewechselt werfen r:iZ, vle~ gei;.·

Endionfäden bestehenden Geexl-je iei/ ::■ üer V', 3 ,A . -iatent-

schrift 3 1^8 101 beschriebene^ Typ·=.

In dem Bemühen, das TVObIe₁T. zu leee::, wuruei: Stapelf asrer- Verbundkörper mit eine:' übe· ihre Dicke variierenden Dich teprofil hergestellt, ν-..-λ ■:. ;,l;ich α-./'Ο'. 7e: -an i ^rur.^. der Paserdichte und/oder :3e.: A.. teil,-: =:. aktivi r-rbaren"; Bindemittel. Diese Filter er^ie^en -iub -war als bsfriedigend, jedoch sind sie viel te.rr-c-r in de:· ^rA^r--'':zzell\\r.^ al.= Filter von gleichmäßiger Dichte, -eree?:¹ :.::t die I'eeeoduzierfcar-· keit ein Problem, so da,'< hci^- Aa? r ^eeJeate*: die "Jolge sind Außerdem ermöglichen -Ii;- en ü_ce rr*.:ekt reste]:^ren Anfor derungen nicht seine V.o-.-^e^l^r-v, gu:^;;'i ebie ·.· irt.5cr;aftli- cheren kontinuierlichen \'-rv£ihrer., ::;i i&r.en das feste fadenbildende Material ripcbnciie.: ui :i gesree.nen und dann das Extrudat abgezogen i:nd abj ΐ!ι.-/Λ -/.'ire,

Gegenstand der E}--findvjns sir.·"; eenige.:^^ 3el cet-eebuädene zylindrische Fasergebilde ;::it ;'Ci-l'?sl:ini:iter ^i el: ι aprof ilen über ihre Dicke sowie ein e.h:fe ,L^t^-, vrirtsenaftliehes Verfahren zur zuverlässige:, Herctel -■ urg ai^eer Japergebilde.

Die neuen selbstgebundenen, niehtgev,ebter. Verbi;rickc:"-per gemäß der Erfindung bestehen aus re^ollos oder zufalls bedingt angeordnetem, im v/esentliohen endloser. Faserr.aterial und unterscheiden sich in ihrer Dichte an wenigstens zwei verschiedenen Stellen in ihrer Dicke um wenigstens etwa 10 %. Die Gebilde sind zylindrisch und vorzugsweise runde Zylinder, die hergestellt werden, indem man A) zuerst in Richtung auf einen rotierenden Kollektor ein fadenbildendes synthetisches Material als Fadenstrom in der Flüssigphase unter Bedingungen, unter denen ein

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Fasermaterial gebildet wird, spinnt, das Spinngut mit Hilfe mehrerer konvergierender Gasströme, deren Hauptkraftkomponente in Richtung des Fadenstroms zeigt, streckt, wobei das Fadenmaterial beim Auftreffen auf den Kollektor klebrig ist und mit vorher abgelegten Schichten des Fadenmaterials verklebt und ein selbstgebundenes Gebilde bildet, und B) nach dem Aufbau einer bestimmten Dicke auf dem Kollektor das Material unter Bedingungen spinnt, unter denen im Vergleich zum ersten Spinnabschnitt 1. die Temperatur des ^adenbildenden Materials und/oder 2. die Spinngeschwindigkeit und/oder 3. die Drehgeschwindigkeit des Kollektors und/oder 4. der Abstand zwischen Spinnvorrichtung und Kollektor und/

•oder 5· das Gewicht einer Andrückrolle auf \

dem Kollektor allmählich verändert werden, wodurch all- ;

mählich die Dichte im Vergleich zu der unmittelbar vorher-' gehenden Schicht verändert wird. Anschließend wird die Ablage abgebrochen. Dies geschieht gewöhnlich nach zu- ■ sätzlichen allmählichen Änderungen der Spinnbedingungen.

Zur Erzielung gewisser Eigenschaften ist es zweckmäßig, feinteilige Feststoffe, z.B. feinkörnige Kohle als Adsorptionsmittel, Kieselgel oder dergl., in die Struktur einzubeziehen, und dies geschieht vorteilhaft durch Aufdrängen dieser feinteiligen Feststoffe entweder auf den rotierenden Kollektor oder das sich zum Kollektor bewegende Fasermaterial, so daß die Teilchen in die Struktur eingebettet werden. Da das Fasermaterial noch klebrig ist, werden die Teilchen teilweise durch Adhäsion und teilweise durch Einschließung durch die Fasern in ihrer Lage gehalten. In diCGcrr. Fall wird zweckmäßig mit der· Aufbringung des feinteiligen Materials erst begonnen, wenn der zu bildende Zylinder eine Dicke von wenigstens etwa J>,2 mm, vorzugsweise von wenigstens etwa 4,8 mm hat. Vorzugsweise wird die Aufbringung der Feststoffteilchen so abgebrochen, daß

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s.n beiden Oberfl nc·:': j -... , " . -. ■ " ·':.:,: '■'■',-'..'.. ι--.:.:., freie Schicht vorhanden in* - HΛ·.- ν, \ . \ : - e "'ν "_'..' :h'c?iit des Verlustes vor Pe."':^':·::' ...■.;■ ■."■". ■ .. ''i'; α .f:. sr/' '.airend der Handhabung sowie d\u -Ji .it^v.·^: "■'-: 'ζel.·ΐη ί ei , lur* 'hielten von Flüssigkeiten durch <J>v. ;~y;,.-,. .c·-·:- v,6itgeai::d ausgeschaltet. Ferner ist während dec ^e^intis des Aufrollens bis zum Aufbau einer Schicht vor fertigender Diel:e eine Struktur vorhanden, die die Feststoffe festhält, so daß eine große Menge an feinteiligem Material verlorengehen würde, wenn es von Anfang an aufgebracht würde.

Es ist auch möglich, jedoch weniger vorteilhaft, daß die in das Gebilde einzuarbeitenden Feststoffe in der zu spinnenden Flüssigkeit vorhanden sind, vorausgesetzt, daß sie so klein sind, dai? sie die Spinnvorrichtung nicht verstopfen. Sie v/erden leicht in der erhaltenen Fasermasse festgehalten, obwohl ihr Adsorptionsvermögen als Folge der Tatsache, daß sie für die zu filternden Teilchen weniger leicht zugänglich sind, verringert wird, d.h. ihr Adsorptionsvermögen würde an den aus der Faser herausragenden Stellen am größten und an den Stellen, an denen sie in der Faser eingebettet und vollständig von ihr eingeschlossen sind, am geringsten sein.

Zum Spinnen des Fadenmaterials können weichgemachte Schmelzen oder Lösungen von fadenbildenden Materialien in flüchtigen Lösungsmitteln, die beim Auspressen verdampfen, verwendet werden, jedoch wird vorzugsweise ein geschmolzenes Material, das bei der Abkühlung erstarrt, versponnen. Das in der Flüssigphase vorliegende geschmolzene Material kann durch das sogenannte "Spritzspinnverfahren", das in der U.S.A.-Patentschrift j5 543 322 beschrieben wird, versponnen werden. Um jedoch höhere Durchsatzgesehwindigkeiten zu erreichen, wird vorzugs-

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weise ein Spritzspinnverfahren angewandt, bei dem mit mehreren konvergierenden, im wesentlichen planaren Gasströmen gearbeitet wird, die im wesentlichen in der Strömungsrichtung des Extrudatstroms so ausgerichtet sind, daß die Gasströme auf dem Extrudatstrom konvergieren. Die Ebenen der Gasströme schneiden sich an einem Punkt, der sich in einem senkrecht gemessenen Abstand von der Achse des Extrudatstroms befindet, der wenigstens dem Durchmesser des Extrudatstroms entspricht. Ein verhältnismäßig schweres Monofilament wird gesponnen, und mehrere Gasströme, z.B. Wasserdampf oder Luft, werden in flachem Winkel in der .Fließrichtung des frisch gesponnenen Monofilaments ausgerichtet. Hierdurch wird das Monofilament zu einem Material von verhältnismäflig feinem Titer gereckt und ebenso wie bei der üblicheren Verstreckung auch die Reißfestigkeit des erstarrten Extrudats gesteigert. In Abhängigkeit von den Spinnbedingungen werden als Fadenmaterial eine oder mehrere im wesentlichen endlose Strukturen oder verhältnismäßig lange Stapelfasern oder Fasern von üblicher Länge.möglicherweise gemischt mit unterschiedlichen Mengen von festen kurzen Fasern oder "Körnern" erhalten.

Die Schärfe der Gasströme verändert die Verstreckung und bestimmt den Titer des erhaltenen F&sermaterials. Der Titer kann etwa 0,1 bis 50 den oder mehr betragen, jedoch liegt er zur Erzielung einer maximalen Oberfläche und Festigkeit vorzugsweise meistens unter etwa 25 den. In Wirklichkeit umfaßt jedes Produkt einen Bereich von Titern, wodurch seine Festigkeit und sein Gebrauchswert gesteigert wird.

Das Extrudat wird auf einen rotierenden Kollektor ausgepreßt oder von diesem aufgenommen, so daß als Produkt ein Zylinder erhalten wird. Die Höhe oder Länge des Zy-

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linders kann duroh Hin- ur·Λ dung mehrerer nebeπ ei::-ander deren Spritzmuster sich üb-;.. Durch die Dauer de;: S^rI ^::zn Gebilde eingestellt. D: >.. Be nehmens werden so gewählt, Ablage genügend kJebrig -^;'t-^ Schicht zu haften, so ri.d.T b Behandlung rormbestänUi;- ι ;■ ■- ,. . r=i._L-r.-: ■;'"' "-^:;;r-jL v'erwen- !ip;-;.. .'::.'. <.;■ cp^nrvcrrichtungen, ,-■·.;■·■.: . '-''Lr _;y^t6-1"; werr-.t-.n,

•:b... .-·;;-. :";-,:" Λ ti „ - -^r-haltc-r.en ::.\ ■-.-■/ "ie^{: c Λ}!.:.πν·ικ und Auf-

In der Praxis ist es b---.- v: \1'■· Verwendung runder Fllrto^· i'! .v" ■ außen einzuführen ur.d ■-.;■■■: -:--j:V. diesen Fällen sammln ;;:■:- . . : tender Filtration in :if. v-v. :.·■:.. Filter muß ausgevvPc/i ;-<=;.·.. .-·.·'. Schichten bis zu ihrer ;c <.i worden sind. GernaC ^Ju^ Υ-γϊχ^Ί hülse mit einer äa3e- -^ -;;e; die eine geringere B:-;h -.. r.v. zylindrischen Inrenr;';r,.;, Γί. - Spinn- oder Abzugsbed i;, α r;; ;; den, daß die Dichte ά-r . ■: ν, ι . , wird, z.B. durch Erhü..u,._s u.". " Volumens der Schmelze, V: "<:vr'!.- Spinndüse und Kollektor, Lrho: ■ Schmelze, Erhöhung der Jrehse.-; Erniedrigung des Druck- der iit ringerung oder Entfernung eir- auf den rotierenden Kollektor gelegt wird, oder dergl. sowie Maßnahmen einschließlich Jer ^r' die die Dichte erhöhen könnten. Änderungen, die die Steigerung:

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sieren und insgesamt eine Verringerung der Dichte zur Folge haben.

Die Abnahme der Dichte sollte wenigstens etwa 10 %, vorteilhaft wenigstens etwa 20 % betragen. Die Abnahme erfolgt vorzugsweise allmählich durch stufenlose Änderung der Bedingungen in mehreren Stufen oder verhältnismäßig abrupt, z.B. durch eine Reihe plötzlicher übergänge von einer Kombination von Bedingungen zu einer anderen.

Möglich ist auch eine umgekehrte Ausbildung, bei der die Dichte von der Innenseite des zylindrischen Innenraums nach außen zunimmt und gegebenenfalls anschließend wieder geringer wird. Zusatzstoffe können in allen oder einigen Schichten vorhanden sein. ^;

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform nimmt die Dichte zu ^Beginn allmählich in geringem Maße zu, fällt dann plötzlich ab, steigt erneut leicht und fällt dann wiederum schlagartig. Hierbei hat das Dichteprofil somit eine allgemein fallende Sägezahngestalt. Die leichten Dichtezunahmen betragen, wie bereits erwähnt, weniger als etwa 10 %, vorzugsweise weniger als etwa 5 %> während die plötzlichen Abnahmen der Dichte, wie bereits erwähnt, wenigstens etwa 10 % betragen. Diese plötzliche Änderung der Dichte findet über eine Dicke von weniger als etwa 2,2 mm statt. Wenn zu den Spinnbedingungen zur-Herstellung des Gebildes ein verhältnismäßig kurzer Abstand zwischen Spinnvorrichtung und Kollektor gehört, verringert der Aufbau von Material auf dem Kollektor von sich aus weiter den Abstand und führt zu der allmählichen leichten Zunahme der Dichte.

Es ist offensichtlich, daß das Dichteprofil in Abhängigkeit von den Erfordernissen des jeweiligen Verwendungszweckes nach Belieben verändert werden kann.

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Anstatt eine einzelne Spinnvorrichtung zu verwenden und die Bedingungen zu ändern, ist es möglich, eine Spinnvorrichtung mit zwei oder mehr PolymerZuführungen zu verwenden, so daß verschiedene Polymerisate der Spinnvorrichtung in programmierter Weise zugeführt werden können. Es ist ferner möglich, mehrere Spinnvorrichtungen, die Jeweils mit einer anderen Kombination von Spinnbedingungen (und gegebenenfalls auch mit einem anderen Polymerisat) arbeiten, und den rotierenden Kollektor oder die sich bildende Filterhülse nach Belieben nacheinander von einer Station zur nächsten zu führen. Bei Verwendung mehrerer Spinnstellen kann so gearbeitet werden, daß mehrere Kollektorstationen auf einer Drehscheibe und mehrere Spinnstellen um die Drehscheibe angeordnet werden. Nach einer bestimmten Zeitdauer in einer Stellung dreht sich die Drehscheibe und jeder Kollektor rückt zur nächsten Spinnstelle vor, während der letzte Kollektor zu einer Station ohne Spinnstelle gelangt, so daß sein gewickeltes Pasergebilde abgenommen und beim nächsten Vorrücken Gas Wickeln wieder aufgenommen werden kann. Als Kollektor dient ein Dorn, der an einem Ende freitragend und zusammenschiebbar sein kann, so daß er den runden Zylinder freigibt,oder er kann konisch ausgebildet sein, so daß durch leichtes Klopfen auf das Ende des Zylinders am Fuß des Dorns der Zylinder gelöst und über die Spitze des Dorns abgezogen werden kann.

Zur Herstellung eines endlosen Formkörpers, der in bestimmte Längen geschnitten werden kann, eignet sich eine Vorrichtung, die mit einem innen gekühlten Dorn versehen ist, gegen den mehrere Spinndüsen das Material unter individuellen unterschiedlichen Bedingungen auspressen. Der Dorn rotiert,und mit einem geeigneten Mechanismus wird der gesamte gebildete Formkörper in axialer Richtung

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so weiterbewegt, daß das starre zylindrische Material sich kontinuierlich über das Ende des Doms hinaus zu einer Schneidstation bewegt, wo es in bestimmte Längen geschnitten wird. Vorrichtungen zur Aufbringung von Feststoffen und/oder verschiedenen Gewichten können ebenfalls vorgesehen werden.

Die Aufbringung feinteiliger Feststoffe kann mit einer oder mehreren Stationen nach Belieben kombiniert werden, wobei vorzugsweise wenigstens die erste und letzte Station ausgelassen wird, so daß das Produkt in seinen Außenschichten frei von feinteiligen Feststoffen ist, wodurch das

Stäuben vermieden wird, wie bereits erwähnt.

Als fadenbildende Materialien kommen alle bekannten geeigneten Polymerisate in Frage, die plastifizierbar, löslich oder schmelzbar sind. Bei Verwendung löslicher Materialien in Verbindung mit einem Lösungsmittel tritt das Problem der Lösungsmittelentfernung auf, das natürlich bei Ver- ] wendung schmelzbarer Materialien vermieden wird. Als Beispiele geeigneter schmelzbarer Materialien sind zu nennen: Polyolefine, z.B. Homopolymerisate und Copolymerisate von Olefinen, beispielsweise Äthylen und Propylen, insbesondere stereospezifisches oder kristallines Polyäthylen und Polypropylen, Polyamide, z.B. Nylon 66, Nylon 6, Polyester, z.B. Polyäthylenterephthalat, Celluloseester,' z.B. Celluloseacetat, insbesondere sekundäres Cellulosetriacetat, Polyurethane, Polystyrol, Polymerisate von Vinylidenmonomeren, wie Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylidenchlorid und insbesondere Acrylnitril und Gemische der vorstehend genannten Polymerisate.

Die Erfindung wird weiter in Verbindung mit den Abbildungen beschrieben.

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Fig. 1 zeigt schematisch eine Spinn- und Aufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch als Draufsicht die bevorzugte Spinnvorrichtung und das bevorzugte Verfahren gemäß der Erfindung.

Fig.2a ist eine graphische Darstellung, die in Vektoren die Kräfte veranschaulicht, die aus zwei konvergierenden planaren Gasströmen resultieren.

Fig.2b veranschaulicht schematisch, wie die in Fig. 2a dargestellte Vektorkraftkomponente den Fadenstrom sowohl ablenkt als auch beschleunigt.

Fig. 3 zeigt als Seitenansicht eine vollständig kontinuierlich arbeitende Spinn- und Aufnahmevorrichtung.

Fig.4 zeigt als Draufsicht die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung, wobei ein Teil der Vorrichtung zum besseren Verständnis weggelassen ist.

Fig. 5 ist eine Kurve, die das Dichteprofil einer bevorzugten Ausführungsform einer runden zylindrischen Filterhülse zeigt, die gemäß der Erfindung hergestellt worden ist.

Fig. 6 zeigt schematisch eine andere, halbkontinuierlich arbeitende Ausführungsform der Spinn- und Aufnahmevorrichtung.

Fig. 7 zeigt in Draufsicht eine Ausführungsform einer Spinndüse sowie von Düsen für planare streckende Gasströme für die Vorrichtung und das Verfahren, die in Fig. 2 veranschaulicht Rind,

Fig. 8 zeigt schematisch und persp"ktiv;..s:;h eine Spinndüse mit zwei planaren Γαεεπ für streo/^rvde Gase, die an Jeder Seite der Spinndüse angeordnet sind.

Fig. Q zeigt perspektivisch ei·:·; Ln Pig planare Gasaüse zum Verst

Fig. 10 zeigt schematisch als 'i ?i^! Anordnung :ur Verwena.n^ 3 0 9 8 A 0/i1

eke n	de- :	r -_t.--, η g	vorzug	te
nansi	ch- :■	: -: oe	en.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird ein faserbildendes thermoplastisches Polymerisat, vorzugsweise ein Polyolefin, einer Spinnvorrichtung 10 zugeführt, die mit einem Zwischenstück 12 versehen ist, dem ein Gas, z.B. Wasserdampf oder Luft, zugeführt wird. Die Spinntemperaturen können beliebig oberhalb des Schmelzpunkts des Polymerisats liegen, jedoch wurde gefunden, daß die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn das Polymerisat auf eine Temperatur erhitzt wird, die um wenigstens 150 C, vorzugsweise um etwa 250° bis 250° C über dem Erweichungspunkt des zu spinnenden Polymerisats liegt. Beispielsweise wird Polypropylen mit den später genannten Eigenschaften im allgemeinen auf Temperaturen von 525° bis 400°C erhitzt. Polyäthylen wird dagegen auf etwa 350° bis 45O°C erhitzt. ; Ein heißer geschmolzener Polymerstrahl 16 wird durch eine

Düse 14 ausgepreßt. j

Natürlich können Düsen mit einer oder mehreren Bohrungen für das Polymerisat verwendet werden. Ebenso können mehrere Düsen für einen Kollektor verwendet werden. Es sind jedoch wenigstens zwei planare Gasströme für jede Spinnbohrung erforderlich. Die öffnungen 18 für das streckende Gas ' haben den Querschnitt eines langgestreckten Rechtecks, wie in Fig. 7 und Fig. 8 dargestellt, und stoßen im we- i sentlichen planare Gasströme 17 aus. * ;

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Die Gasströme 17 wirken auf den Polymerstrahl 16 im Konvergenzbereich 20 ein und bilden-einen verstreckten Faden 2 2, der im Konvergenzbereich 20 abgekühlt wird und teilweise erstarrt, während er in Richtung zu einem Dorn 24 bewegt wird, auf dem er als runde Hülse 26 aufgenommen wird. Der Dorn 24 wird im allgemeinen mit einem Motor mit einer solchen Geschwindigkeit gedreht, daß eine , Fläche, die sich mit etwa 7.5 bis ^8.1 m/Minute bewegt,

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ausgebildet wird. Der Dorn 2h befindet sich in Oberflächenberührung mit der Rolle 28, die als Andruckrolle wirksam ist, und deren Andruckkr&ft gegen Jen Dorn einstellbar ist. Es ist von der Größe aer Andruokkraft abhängig, wie dicht und fest der klebrige Faden auf die vorherigen Schichten auf der Hülse 2c gepackt wird. Sowohl der Dorn 24 als auch die Rolle 28 erhelton durch den Mechanismus 30 eine seitliche hin- und hergehende Bewegung, deren Länge die Form der Hülse bestimmt. Die Länge der Hin- und Herbewegung kann konstant sein oder sich während des Aufbaues des FormSkörpers ändern, wenn eine bestimmte Form gewünscht wird, wie sie für die Unterbringung in einem Behälter von bestürmter Form erforderlich sein kann.

Die Kraft des reckenden Gases auf den Polymerstrahl bewirkt eine starke, z.B. 10- bis 50O-fache Verstrackung, bezogen auf die DurchmesserverhälttAsse.j, und möglicherweise eine leichte Fibrillierung, wobei ein im wesentlichen endloser Faden gebildet wird. Eine gewisse Turbulenz und ein dadurch bedingtes Umherschleudern des Polymerstrahls findet statt. Demzufolge entsteht eine im allgemeinen regellose, raumnetzartige Struktur von Fasern, wenn das Material auf dem Kollektor auftrifft. Da das Polymerisat sich beim Auftreffen auf dem Kollektor noch in einem etwas geschmolzenen oder klebrigen Zustand befindet, findet eine gewisse Verklebung an den Kreuzungspunkten der Fäden statt. Der Kürze halber wird diese Verklebung nachstehend als Verklebung von Faden zu Faden be-.zeichnet, obwohl diese Verklebung selbstverständlich im allgemeinen eine Folge des Umherwirbelns des Einzelfadens und des Haftens an sich selbst ist«

Zur Erzielung bester Ergebnisse sollte die Oberfläche des Dorns 24 einen Abstand von etwa 13 bis 122 cm, vorzugsweise

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^ bis 76 cm von der Polymeraustrittsdüse lh haben. Bei größeren Abständen ist das Spritzbild schwierig zu beherrschen, und die erhaltene Bahn pflegt ungleichmäßig zu sein. Kürzere Abstände ergeben eine Bahn, die eine zu große Menge "Schrot", d.h. Perlen oder Knoten von nichtverstrecktem Polymerisat enthält, die die anschließende Verarbeitung, die Gleichmäßigkeit der Bahn und die Oberfläche unerwünscht beeinträchtigen.

Die Andruckkraft der Rolle 28 gegen die Hülse 26 oder der Abstand zwischen der Hülse 26 und der Düse 14, die Spinngeschwindigkeit und die Kraft und Menge des Gases oder dergl. können während des Betriebs verändert werden.

Über den Dorn 2k ist ein Trichter J>2 angeordnet, aus dem pulverförmiges Material, z.B. Kohle, während des gesamten Fertigungsablaufs oder während eines Teils des Fertigungsablaufs auf die Hülse fällt. Da die Hülse sich hin- und herbewegt und dreht, kann die Kohle gleichmäßig verteilt werden, auch wenn der Trichter feststeht. Im wesentlichen alle Fäden, die die Hülse bilden, haben Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 5Ou und unter bevorzugten Bedingungen im Bereich von etwa 1 bis 2Ou. Die Dichte an jedem gegebenen Teil der Filterhülse ist geringer als 50 % der Dichte des Polymersubstrats. Wenn beispielsweise Polypropylen mit einer Dichte von 0,9 g/cm spritzgesponnen·wird, ist die Dichte an jedem gegebenen Teil der Filterhülse geringer als 0,^5 g/cm . Vorzugsweise beträgt die Dichte 0,1 bis 0,5 g/cm-⁵.

Fig. 2 zeigt schematisch als Draufsicht die bevorzugte Vorrichtung zur Herstellung von Filterhülsen. Mehrere konvergierende, im wesentlichen planare Gasströme YJ (die planaren Projektionen der Gasaustrittswege entsprechen) treten aus im wesentlichen rechteckigen Gasaustritts-

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öffnungen l8 aus. Did '■ y/i?*. 19 ;>r ⁷Xis3 1^J!- entspricht der Richtung, in der der· I-Glwersrrrhl ausgepreist v-'ird. Die Gasdüsen l8 sind neben cer Spinndüse ΊΛ so angeordnet, daß die Gasströme 17 in": v:e;vVf^:;11 ;_ban in dar rii.e3riehtung des Polymerextrudats läng^ der iy.*..-:enach--3e 19 ausgerichtet sind. Die Ebenen der GasirtroMe ''-;nd Projektionen der Gasaustrittsöffnungen) schneiden eich an einem Punkt 21 in einem Abstand B, gemessen senkrecht :o,n Schnittpunkt zur Düsenachoe 19- Der Abstand r i;"^;" wenigstens ebenso groß wie der Durchmesser de:-; Jixirudiü-strahls an einen¹ Punkt 25 längs öer L'isen? ^is- n-b^r π~ιη £::hn:.ttpunkt 21, Vorzugsweise beträgt der Abstand B '','enigetsns 1,52 mm, insbesondere etwa ^,I bi'5 öl .τγ., Der Punkt 23? der den senkrechten Abstand von der D'i^·=- ":^;? wk Schnittpunkt festlegt, hat einen Abstand h vcn K^niestens 51 Kirn, vorzugsweise etwa 0^,5 ^i-^ '1-7- ί'^;Π> ^^r Spitze der Spinndüse 14. Die verstreclce-idtn G^=;:;üsen l8 sind neben a^ Spinndüse so angeordnet, dai2 die Zb"n^r:r: der Gasstrcrrü 17 die Düsenachse I9 (euch d:i i Achse des Sxtrudt; '"str-_-^v. 1 s ■ in einem Winkel ν^α _Ί und a_o) ve·?: weniger als h'o bis "ehrals etwa 5°» vorzugsweise ν >r. ftnvi. 13^υ bis ^!iC^u sehne.LJ;n und den Extrudatstranl von d^r 3;:inndüie hinweg sch!-⁵V,i■:■■■;.··■.

In Fig. 2a ist die Kraft der ;^.:s:r;.:ni χ7 in Vektoren dargestellt. Die KraftkompjnBnt■? "." i^;-t in der Richtung der SpinndUsenachso ur ■ d^; -.■":.;■".. :. -"^rrfn.t^irshls ν --i

gerichtet und dient ;. ■ Γ-.-.-.- ..:. - . " .}. : ". " -,. r.?: : des Extrudatstrahl τ

Die in Fig. 2 du^ifvv , - ..,.t-.-:r·. ,-. . . _■_■_—_ ■/_ -i .:. . .. -. den, so da3 der :^;· j.nr. i . t.;f.-:'^: .: - -"--- : - r¹ }üv:r :..: außerhalb der Düsenacbse und d-^-r . Ι'..-:, ν ".'■■.. dato tr-ahli? 1 i η ν t. Fig. 2b veranschaulicht^daß hle: iurcli nicht nur do.3 Extrudat verstreckt, sondern der Extrudatstrahl 16 außerdem zuerst nach einer Seite und dann zur anderen Seite

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abgelenkt wird. Wenn die Winkel α und a„ gleich wären, würden die planaren Gasströme 1 7 sich auf der Düsenachse und im wesentlichen auf dem Extrudatstrahl schneiden. Wie die Beispiele zeigen, führt dies zu einer viel kleineren Oberfläche im Vergleich zu der in Fig. 2 veranschaulichten bevorzugten Methode. Es ist wahrscheinlich, dsß Gasströme, die sich auf dem Extrudatstrahl schneiden würden, den im wesentlichen endlosen Strom zu Stapelfasern zerkleinern und ein Produkt mit weniger offener, kleinerer Oberfläche bilden würden. :

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer Hülse von unendlicher Länge; die zu einzelnen Hülsen von bestimmter Länge geschnitten werden kann. Fig. 3 zeigt einen Arbeitstisch 38, der an einem Ende einen Antriebsmechanismus 40 trägt. Mit Hilfe eines Bandes wird ein wassergekühlter Dorn 42 durch den Antrieb 40 gedreht. Der Dorn 42 erstreckt sich über weniger als etwa die Häufte der Länge des Tisches. Wie Fig. zeigt, wird durch den Zylinder 44 einer Strangpresse geschmolzenes Polymerisat einem Verteiler 46 zugeführt, der über seine Länge mit einer Anzahl von Austrittsdrüsen versehen ist, die sich in der Größe voneinander unterscheiden können. Jede Düse 48 preßt ihr in geeigneter Weise durch einen entsprechenden Gasstrom verstrecktes Extrudat gegen den rotierenden Dorn und den darauf gebildeten Zylinder. Der Zylinder der Strangpresse und die Düse sind zum besseren Verständnis von Fig. 3 weggelassen, jedoch ist in Fig. 3 (jedoch zum besseren Verständnis nicht in Fig. 4) eine Gruppe von Andruckrollen 50 dargestellt, die sich mit vorbestimmter Kraft gegen den Fadenzylinder legen. Stützen 52a, b und c sind zum rechten Ende des Rahmens 3" hin als Auflage für das Rohr vorgesehen, das über das Ende des Doms hinausragt. Gegebenenfalls kann eine unrunde

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Antriebsro]le verwendet werden, die die Drehung des Hu]-senrohres oder Zy]inders erleichtert und ihn gleichzeitig langsam vorschiebt. Das rotierende Hülsenrohr bewegt sich zu einer Station 54, die mit zwei endlosen Bändern 56 versehen ist, die sich sehr langsam bewegen und das in der Bildung begriffene Rohr vorschieben, d.h. das gesamte Rohr nach rechts einer Station 58 zuführen, wo ein Messer 60 es in üblicher Weise in bestimmte Längen schneidet, d.h. entweder das Messer bewegt sich mit dem Rohr oder der Vorschub des Rohrs wird einen Augenblick unterbrochen, so daß der Schnitt gemacht werden kann.

Auf diese V/eise kann jede vom endlosen Rohr abgetrennte Hülse im wesentlichen das gleiche dichte Profil haben. Die Dichte im innersten Teil der Hülse hängt von den Spinnbedingungen an der in Fig. 4 am weitesten links angeordneten Düse sowie von den Bedingungen der Andruckrolle ab, während die Dichte der äußersten Teile entsprechend durch die am weitesten rechts stehenden Düsen und Andruckrollen bestimmt wird.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Vorrichtung₃mit der Hülsen von unterschiedlicher Dichte hergestellt werden können, ohne daß irgendein Parameter während der Herstellung eingestellt oder reguliert werden muß. Auf einem Drehtisch sind vier Antriebsrollen 28 angeordnet, und zwar je eine in den Stellungen A, B, C und D. Die Rollen werden, wie in Fig. 1 dargestellt, durch den Mechanismus 30 angetrieben und hin- und herbewegt. Zu jedem Mechanismus J>Q gehört ein Dorn 24, auf dem eine Filterhülse 26 gebildet wird. Die Andruckkraft der Antriebsrollen 28 wird vorher festgelegt. Sie kann konstant coin oder nach Belieben in Abhängigkeit von der Größe der Hülse oder der jeweiligen Stellung auf dem Arbeitstisch mit Hilfe üblicher Kurven-

309840/1 1 19

scheiben und Federmechanismen (nicht dargestellt) verändert werden.

Jeder Stellung B, C und D ist eine Spinndüse 14 zugeordnet. Der Abstand zwischen den Dornen 24 und den Spinndüsen ist in jeder Stellung verschieden. Die Hülse 26 in der Stellung B ist verhältnismäßig klein, die Hülse in der Stellung C größer, und die Hülse in der Stellung D hat fast die volle Größe. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer in einer Stellung wachsen die Hülsen, und dann wird der Drehtisch um eine Stellung in Richtung des Pfeils weitergedreht. Dies geschieht ohne Unterbrechung des Spinnens und der Aufnahme des Fadens.

Die Hülse, die sich vorher in der Stellung D befand, rückt in die Stellung A vor, in der ein Bedienungsmann die fertige Hülse vom Dorn 24 abnimmt, der, wie in der Abbildung dargestellt, vorrübergehend leer bleibt. Da sich auf der Hülse nachlaufende Fadenenden befinden,die von der Bewegung zwischen den Stellungen ohne Unterbrechung des Spinnens herrühren, schneidet der Bedienungsmann außerdem loses Fadenmaterial ab. Wenn die Zeit es erlaubt, schneidet er gleichzeitig loses Fadenmaterial ab, das sich zwischen einer Stellung und der nächsten befindet.

Die mit der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung hergestellten Hülsen umfassen drei Abschnitte von unterschiedlicher Dichte. Wenn weitere Abschnitte gewünscht werden, ist es lediglich notwendig, zusätzliche Spinnstellen um den Drehtisch und zusätzliche Stellungen auf dem Drehtisch vorzusehen. Die Zeitdauer in jeder Stellung ist zwangsläufig die gleiche, so daß in Fällen,.in denen besonders dicke Abschnitte einer bestimmten Dichte gebildet werden sollen, lediglich zwei Düsen nacheinander im gleichen Abstand vorgesehen werden müssen, wodurch eine doppelte

309840/1119

2314^87

"■ 6 -■

Dicke entsprechend diesen) vorteximmten Atitand ausgebildet wird. Auf den Arbeitstisch oder in Kombination mit jeder Spinndüse gegenüber dem Arbeitstisch können (nicht dargeste]3 te) Mittel zur Aufbringung von Feststoffteilchen auf die in der Bildung begriffene Hülse angeordnet v/erden.

Die dargestellte Spinndüse l-i hat im Mittelpunkt eine in Fig. 7 dargestellte Pclyrreraustrittsbohrung 15, die gewöhnlich einen Durchmesser von etwa 0,254 bis 2,54 mm, vorzugsweise von etwa Cjjfo bis 0,?6 mm hat. Bei der bevorzugten Ausführunrsform wird das Polymerisat im allgemeinen durch die Düse in einer Menge von etwa 0,46 bis 13,6 kg/Stunde, zweckmäßig in einer Menge von 2,27 bis 6,8 kg/Stunde ausgepreßt.

Wie in Figur 7 und Figur 8 dargestellt, sind neben der Polymeraustrittsbohrung 15 mehrere zum Verstrecken dienende, im wesentlichen rechteckige, langgestreckte Gasdüsen l8 angeordnet, die eine Breite von ezvia. 0,051 bis 1,27 mm, vorzugsweise von etwa 0,102 bis 0,635 mm und eine Länge von wenigstens etwa 12,7 mn;, vorzugsweise von etwa 25,4 bis 76,2 mm haben. Die zum Verstrecken dienenden Gasdüsen ]8 stoßen im wesentlichen planare Gasströ'me 17 aus und sind in der in Fig. 2 und Fig. 8 dargestellten 'weise angeordnet.

Figur 8 und Figur 9 zeigen perspektivisch eine bevorzugte Ausführungsforrn einer Gasdüse zum Ausstoßen eines im wesentlichen planaren Gasstromes. Das Gas tritt durch Eintrittsöffnung 25 ein und wird durch die rechteckige, langgestreckte Gasdüse lB ausgestoßen.

309840/1119

- j y -

Beispiel 3

Isotaktisches Polypropylen mit einem Molekulargewicht von etwa 35ΟΌΟΟ, einer Dichte von etwa 0,9 g/cm , einem Schmelzpunkt von etwa l60°C und einem Kristal 1initätsgrad von etwa 6l% wird durch eine Düse mit im wesentlichen rundem Querschnitt von etwa O,4o6 mm Durchmesser gemäß dem Beispiel der USA-Patentschrift 3 5^3 332 spritzgesponnen, d.h. drei Dampfdüsen stoßen Wasserdampf von 350°C und 2,8 atü in einem schiefen Winkel von 2 und einem Konvergenzwinkel von 12° gegen einen Faden von 0,762 mm Durchmesser aus. Das Polypropylen wird bei 350°C mit einem Durchsatz von 1,13^ kg/Stunde gesponnen. Die Dampfkanale haben einen Durchmesser von 2,08^ mm und sind an der Dampfaustrittsstelle um 7»37 mm von der Achse der Spinnbohrung abgesetzt. Das Polypropylen wird als ein sich erweiternder Kegel ausgepreßt, der unmittelbar vor der Ablage auf einer Metalltrommel einen Durchmesser von etwa 51 mm hat. Das Extrudat wird auf der Metal 1 trommel aufgenommen, die einen Durchmesser von 25,^ mm hat, mit 100 UpM (einer Oberflächengeschwindigkeit von etwa 7,7 m/Minute) gedreht wird, unbeheizt ist und zu Beginn einen Abstand von 15,24 cm vom Austritt der Spinndüse hat. Das Produkt wird als ein 66 cm breites Band aufgenommen. Auf die äußere rotierende Oberfläche wirkt ein Gewicht von 4 kg ein, das den Formkörper verdichtet. Nach einer Spinnzeit und Wickel zeit von 10 Minuten wird die Spinndüse zurückbewegt, so daß"sie einen Abstand von 20,3 cm zum Kollektor hat. Gleichzeitig wird die Spinngeschwindigkeit auf 0,91 kg/Stunde und das auf die Oberfläche der Aufnähmerol1e einwirkende Gewicht auf 2 kg verringert.

Nach 10 Minuten wird die Spinndüse auf einen Abstand von 25,4 cm vom Kollektor zurückbewegt- Der Polymerdurchsatz wird auf 0,68 kg/Stunde und das Andrückgewicht auf 1 kg

309840/1119

verringert. Nach weiteren 10 Minuten wird der Polymerdurchsatz auf 0,45 kpc/stunde verringert, das n^winht völlig entfernt und das Spinnen mit dem gleichen Abstand von 25,4 cm zwischen der Spinndüse und der Aufnahmero]1e weitere 22 Minuten fortgesetzt. Anschließend wird das Spinnen unterbrochen.

Für Prüfzwecke wird der zylindrische Hohlkörper vom Aufnahmedorn entfernt und an einem Ende eine dünne Scheibe abgesägt. Die Fäden in der Scheibe haben einen Titer im Bereich von etwa ] bis 30 den. und eine Reißfestigkeit von etwa 0,3 bis ] g/den. Das Produkt ist im wesentlichen frei von kurzen Stückchen oder "Schrot".

Einzelne Dichtemessungen wurden an den verschiedenen Abschnitten der Filter längs des Radius nach auswärts vorgenommen. Mehrere Scheiben von je etwa 7*62 mm wurden von einem Ende jedes Rohlings abgenommen. Drei konzentrische Ringe wurden mit einem speziellen Satz von Korkbohrern aus jeder Scheibe herausgeschnitten. Der Unterschied zwischen dem Innenradius und Außenradius jedes Rings beträgt etwa 6,4 mm. Das Volumen jedes"diskusförmigen" Rirgabschnitts wurde aus den verschiedenen Messungen an jedem Abschnitt berechnet. Die Dichten der Ringe wurden aus ihren Gewichten und berechneten Volumina berechnet. Die Dichte des Innenrings, des mittleren Rings und des Außenringes betrugen 0,287, 0,2JO bzw. 0,220 g/cm⁵.

309840/11 19

Tabelle

Bei- Ausspiel sendurch- Ver- messer such cm

Wickelstufe

1

GAZGAZG

4 G A Gesamt- FiI-wickelterzeit, gew.

Minuten g

Scheinbare Dichte

Wie k e 1 stufe

4 3 u.2 1 außen Mitte innen

7 7 7 7 7

8 10,2 15 4 15,2 15 2 20,3 15 1 25,4 30

8 17,8 15 4 22,9 15 2 27,9 15 1 33 12

8 12,7 15 4 15,2 15 2 17,8 15 1 20,3 38

8 15,2 15 4 20,3 15 2 25,4 15 1 30,5 16

8 15,2 15 4 20,3 15 2 25,4 15 1 30,5 16.

Gewicht auf der Spannrolle, kg

Abstand zwischen Spritzdüse und Aufnahmerolle, cm

Wickelzeit, Minuten

528 0,229 0,280 0,363

405 0,213 0,240 0,290

598 0,335 0,317 0,332

450 0,217 0,258 0,285

450 0,212 0,254 0,283

GJ

N3 OO

Beispiel 2

Isotaktisches Polypropy]en mit einer Grenzviskosität von ],5, einer Dichte von etwa 0,9 g/crrr und einem Schme] zf]ußindex von JO wird durch vier Spinnöffnungen, die auf die in Fig. 30 dargeste]Jte Weise angeordnet sind, bei einer Temperatur der Schme]ze von 390°C spritzgesponnen. Jede Bohrung hat einen im wesent]ichen runden Querschnitt mit einem Durchmesser von etwa Ο,4θβ mm. Bei der in B'ig. ]0 dargeste]]ten Anordnung waren zwei Gasdüsen ]8 (wie in Fig. 8 dargeste]3t) für pDanare verstreckende Gasströme in einem Abstand von ^l mm von der Achse jeder Spinnbohrung 3 5 ungefähr para]]e] zueinander an der Seite jeder Spinnbohrung angeordnet. Die ]anggestreckten rechteckigen Luftdüsen hatten eine öffnungsweite von 0,254 mm und eine Länge von etwa 47,75 mm. Jede stieß Raum]uft in einer Menge von etwa ],59*m /Minute unter einem Druck von etwa 4,57 &tü aus. Das Po]ypropy]enextrudat wird wie in Beispie] ] auf einer Meta]]tromme] mit einem Durchmesser von 25,4 mm aufgenommen, wobei runde Fi]terhü]sen mit sich änderndem Dichteprofi] gebi]det werden. Der Gesamtdurchsatz des Po]ypropy]ens beträgt etwa 2,72 kg/Stunde.

Bei der in Figur 2 dargestellten Anordnung sind die Gasdüsen 18 so angeordnet, daß die Ebenen der Gasströme 17 sich an einem Punkt 21 schneiden, der einen Abstand B von 7,9 mm von der Achse des Extrudatstrahls, die der Achse der Düse entspricht, hat. Der Abstand A, d.h. der Abstand von der Spinndüse 14 zum Schnittpunkt 21, beträgt 10,2 cm-Demzufolge schneiden die Ebenen der· Oasstronie die Achse des Extrudatstrahls in einem Winkel α-, von etwa 30° und in einem Winkel oc₂ von etwa 25°.

309840/1119

Der Versuch wird wiederholt, wobei jedoch der Durchsatz der Spinnvorrichtung so erhöht wird, daß der Gesamtdurchsatz an spritzgesponnenem Polypropylen 4,08 kg/Stunde beträgt.

Beispiel 3

Das in Beispiel 2 beschriebene Polypropylen wird durch eine oder mehrere runde Spinnbohrungen spritzgesponnen, wobei Gasdüsen, wie sie in Fig. 8 dargestellt sind, verstreckende Gasströme ausstoßen und einen Abstand von 51 mm von der Achse jeder Spinnbohrung haben, verwendet werden. Das Spinngut wurde auf einer zylindrischen Trommel aufgenommen. Die Arbeitsbedingungen für 14 Versuche sind nachstehend in Tabelle 2 angegeben.

309840/1119

Ver- Spinn- Durch- Zahl Luft- Druck

such temp, messer der menge der

Nr. ⁰C der Boh- Luft

Spinn- run- nr/ atü

bohrung gen Minute mm

Tabelle 2

Polymer- A B <*, <*₂ KoI- Abstand Oberdurch- cm cm lektor- von Düse fläche

satz Grad Grad geschw. zu Auf-

kg/Std. m/Min, nähme- m /g

trommel cm

O CO OO

395

2a 395

2b 395

2c 395

2d 380

2e 38O

2Γ 395

2g 395

-» 2h 395

Ί 2i 395

2 J 350

2k 350

350

2m 350

O,4o6

O,4O6
O,4o6
0,4θό
O,4o6
O,4o6
0,40o
O,4o6

Ö,4o6

0,45?
0,457
0,457
0,457

4
4
4
4
4

4
4
4
1
1
1
1

1,59

1,59 1,59 1,59 1,67 1,67 1,61 1,61 1,61 1,61

0,85 0,85 0,85 0,85

4,57

4,2

2,46

2,46 2,72
2,72
4,08
4,08
2,72
4,08
2,72
4,08
2,72
4,08

10,2 10,2 -10,2 10,2 10,2 10,2 7,62 7,62 7,62 7,62 7,62 7,62 10,2
10,2

7,94 30

7,94 30 7,94 30 7,94 30

0 27

7,94 38 7,94 38 0 34 0 34 0 34 7,94 38 0 27 7,94 30

25

25 25

25

27

29 29 34 ?4 34

29 27 25

22,25 22,25 22,25 22,25

6,1 6,1

6,1

91,44 72,4 91,44 21,6 81,3 81,3 100',

100,3

104,14 104,14 104,14 104,14

0,46 0,45 0,33 0,35 0,31 0,27

0,53 0,42 0,36

0,31 0,48 0,58 0,38

.25- 23H287

Die In Tabelle 2 genannten Werte wurden durch Oberflächenmessungen mit einem Orr-Oberflächen-Flächenporen-Volumen-Analysator (Modell 2100A) ermittelt. Die Versuche, die nach dem bevorzugten Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt wurden (2, 2a, 2b, 2c, 2f, 2g, 2k und 2m), ergaben Produkte mit einer größeren Oberfläche als die Versuche, bei denen die verstreckenden Gasströme sich auf der Achse des ExtrudatStrahls schnitten. Zwischen den Versuchen 2f und 2h, 2g und 2i, 2j und 2k sowie 21 und 2m ist ein direkter Vergleich möglich. Zunahmen der Oberfläche, von 0,05 bis 0,17 m /g werden erreicht. Je größer die Oberfläche, umso höher ist die Filterwirkung des Formkörpers.

Die Moleküle in der Oberflächenschicht eines Feststoffs sind an einer S'eite an innere Moleküle gebunden, es besteht Jedoch Ungleichgewicht von atomaren und molekularen Kräften auf der anderen Seite. Die Oberflächenmoleküle ziehen Gas-, Dampf- oder FlUsslgkeitsmolekUle an, um diese letztgenannten Kräfte auszugleichen. Die Anziehung kann in Abhängigkeit vom Jeweiligen System und von der angewandten Temperatur physikalisch oder chemisch sein. Eine physikalische Adsorption (häufig als Van der Waals-Adsorption bezeichnet) ist die Folge einer verhältnismäßig schwachen Wechselwirkung zwischen einem Feststoff und einem Gas. Dieser Adsorptionstyp hat eine primäre Charakteristik. Im wesentlichen die Gesamtmenge eines adsorbierten Gases kann durch Evakuierung bei der gleichen Temperatur, bei der es adsorbiert wurde, entfernt werden.

Während die ersten Gasmoleküle, die mit einem sauberen Feststoff in Berührung kommen, mehr oder weniger stark durch Van der Waals-Kräfte festgehalten werden, werden die bei der Kondensation von Dämpfen wirksamen Kräfte in zunehmendem Maße verantwortlich für die Bindungsenergie

309840/1-T19

bei der anschließenden Schichtausbildung. Der Ausdruck

V CP

ν = s—

(P - P) /I₊(C- 1) P/P 7

worin V das Volumen des beim Druck P adsorbierten Gases, V das Volumen,daß bei Bedeckung der gesamten adsorbierenden Oberfläche durch eine monomolekulare Schicht adsorbiert ist, C eine Konstante und P der Sättigungsdruck des Gases ist (tatsächlich der Dampfdruck bei einer gegebenen Temperatur einer großen Gasmenge, die in einer Flüssigkeit kondensiert ist), wird durch Gleichsetzung der Kondensationsgeschwindigkeit, von Gasmolekülen an einer adsorbierten Schicht mit der Verdampfungsgeschwindigkeit aus dieser Schicht und Sumrnierung für eine unendliche Zahl von Schichten erhalten. Der Ausdruck beschreibt die große Mehrzahl der Tieftemperatur-Adsorptionsdaten. Physikalische Messungen des in Abhängigkeit vom Druck bei einer bestimmten Temperatur adsorbierten Gasvolumens ermöglichen daher die Berechnung von V , des Gasvolumens, das erforderlich ist, um eine mononnolekulare Schicht zu bilden. Die Gleichung 1 kann zur linearen Form umgruppiert werden:

ν (ρ -ρ) ve
a^K s ' ^vm \'my "s

Dann ergibt eine graphische Darstellung von Daten für

P/V (P„ - P) in Abhängigkeit von P/P„ eine Gerade, deren as s

Abschnitt l/V C und deren Neigung {C - I)VC beträgt.

Der Wert von V läßt sich somit leicht aus einer Reihe m

von Messungen ermitteln. Aus dieser* Information und Kenntnis der physikalischen Dimensionen von Einzelmolekülen wird die Oberfläche des adsorbierenden Feststoffs

berechnet.

309 8AO/1119

Beispiel 4

Unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird Polypropylen, das eine Dichte von etwa 0,9 hat, bei einer Temperatur der Schmelze von 355°C auf einen Aufnahmedorn spritzgesponnen, der einen Durchmesser von 25,4 mm und einen Abstand zur Düsenspitze von 165*1 mm hat. Zu Beginn ist die Andruckrolle mit 8000 g belastet. Nach einer Wickelzeit von 15 Minuten wird das Gewicht auf 6000 g und nach weiteren 15 Minuten auf 4000 g geändert. Abschließend wird nach einer .Wickelzeit von weiteren 15 Minuten das Ge wicht auf 2000 g geändert, worauf weitere 28 Minuten ge wickelt wird. Das endgültige Filter hat einen Durchmesser von 69*85 mm und eine scheinbare Dichte von 0,348 g/cnr im äußeren Drittel des Querschnitts, 0,265 g/crrr im mitt- ' leren Drittel des Querschnitts und 0,210 g/cm im inneren Drittel des Querschnitts. Das Filter hat eine sehr hohe ! Festigkeit und gute Eigenbindung.

Beispiel 5

Eine Reihe von Filtern wird bei 354°C durch Spritzspinnen von Polypropylen einer Dichte von etwa 0,9 auf einen Aufnahmedorn von 25,4 mm Durchmesser hergestellt. Der Ab- ; stand zwischen der Spitze der Spinndüse und dem Aufnahmedorn wird während der Herstellung der Filterhülsen in programmierter Weise verändert. Ebenso wird das auf die ; Andruckrolle einwirkende Gewicht in programmierter Weise zusammen mit den Wickelzeiten geändert. Die Ergebnisse für mehrere Filterhülsen sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Diese Werte zeigen, daß die scheinbare Dichte Jedes Abschnitts des Filters auf Jeden gewünschten Wert verändert werden kann. Ferner ist die Reproduzierbarkeit des Prozesses ausgezeichnet, wie die letzten beiden Filterhülsen zeigen.

309840/1119

23H287

Ein ideales Dichteprofil für solche Produkte ist in Fig. dargestellt.

Beispiel 6

Eine weitere Reihe von Filtern wird mit sich ändernden Andruckkräften der Andruckrolle hergestellt. Bei einem dieser Versuche wird keine Andruckkraft zur Einwirkung gebracht. Die in Tabelle 3 genannten Ergebnisse dieser Versuche zeigen, daß die Ldchte von innen nach außen
zunimmt.

0 9 8 4 0/1119

Versuch

■ Tabelle

Einfluß einer programmierten Verminderung des Gewichts der Andruckrolle auf den Dichtegradienten der Filterhülse

Bei- Temp.der Abstand Gewicht der Andruckspiel Polymer- zur Düse, rolle

schmelze, cm (g χ 1OQO)/Zeit (Min.) Gesamtzeit des Wlckelns, Min.

Dichte g/cm

Außen Mitte

Innen

Wickelstufe

co ^B
S C

558 16,5 7/15 V15 5/15 2/15

556 19 8/10 7/10 6/10 4/10 1/9

555 16,5 8/15 6/15 4/15 2/28

552

10,2

60 49

75 120

0,287 0,258 0,256 0,252 0,230 0,197

0,3^8 0,265 0,210 to

O",5O5

0,306 '

-30- 23U287

Beispiel 7

Eine Reihe von Versuchen wird durchgeführt, bei denen der Abstand zwischen der Spinndüse und dem Aufnahmedorn sov/ie das Gewicht der Andruckrolle in programmierter Weise verändert werden. In festgelegten Abständen wird der Abstand vergrößert und das Gewicht von der Andruckrolle genommen. Die in Tabelle 4 genannten Ergebnisse zeigen, daß der
Dichtegradient nach Belieben einstellbar ist.

309840/ 1119

Tabelle

O CD OO

1

der

Düse, >

Einfluß einer programmierten Änderung des Abstandes
und des Gewichts der Andruckrolle auf den Dichte
gradienten der Filterhülse

2

3

Rolle S

Zeit Gesamtwickel-
Min. zeit, Min.

D i

Außen

C

h t e ,

,263
,219
,187

, β/cm'

,2/8/15
,2/8/10
,2/8/10

^Gewicht der
g χ 1000

,8/6/15
,8/6/10
,3/6/10

20,3/4/15
20,3/2/15
25,4/4/10

Mitte

Innen

Abstand von
cm

Wickelstufe

4

5

0,217
0,175
0,152

17
17
20

22,
22,
27,

60
25,4/0/3 53
30,5/0/7 67

0
0
0

0,303
0,242
0,225
I
VjI

15
15
15

,9/2/15
,9/1/15
,9/2/15

-32- 23U287

Beispiel 8

Die Ergebnisse einer weiteren Reihe von Versuchen, die unter Verwendung von Polypropylen einer Dichte von etwa 0,9 und der in Flg. 1 dargestellten Vorrichtung durchgeführt wurden, sind in Tabelle 5 genannt. Zwei spezifische Parameter werden verwendet, um eine bestimmte Dichte zu erzielen. Wie die ersten vier Versuche A bis D zeigen, hat eine Vergrößerung des Abstandes zwischen Spinndüse und Aufnahmedorn bei sonst gleichbleibenden Bedingungen eine Abnahme der Dichte zur Folge. Unterschiede in der Dichte können jedoch auch durch Änderung der Andruckkraft der Andruckrolle erhalten werden, wie ein Vergleich der Versuche B und E zeigt.

309840/1 119

Tabelle 5

spiel
8
Ver

■ *

Möglichkeit der

Rolle,/

/

3 .

Herstellung von I

4

27,9/2/25 525

Gesamt-

. Außen- j

Dich

t e _f

κ/cnr

such

f g χ 1000 /

15,24/4/15 20,3/2/15

?ilterhülsen mit bestimmten

25,4/1/29 . 535

30,5/2/17 459

wickel-

durch

A

Abstand von/Oewicht der

17,8/4/15 22,

Dichten durch spritzspinnen

27,9/1/23 483

zeit,

messer

B

der Düse _/

Wickelstufe

20,3/4/15 25,

Zeit Gesamtge-

30,5/1/17 442

Min.

des Fil
ters,
mm

Außen

Mitte

Innen

C

ςπ» /

2

22,9/4/15 27,

Min. wicht des

,9/2/15 33/1/12 405

D

17,8/6/15 22,

Filters.

,9/4/15

74

69,9

£

1

20,3/6/15 25,

S

,4/4/15

68

69,9

0,229

0,280

0,363

P

10,2/8Λ5

,9/2/15

62

69,9

0,220

0,260

0,302

ο

12,7/8A5

,4/2/15

57

69,9

0,210

0,240

0,292 J

(O
00

15,24/8/15

70

69,9

0,213

0,240

0,290

•τ
ο

17,8/8/15

62

69,9

0,226

0,280

0,367

χ»

12,7/8/15

0,223

0,246

0,285

Ι»

15,24/8/15

(O

23U287

Beispiel 9

Die Reproduzierbarkeit der Systeme wird durch die Ergebnisse in Tabelle 6 veranschaulicht, die mit dem gleichen Polymerisat und der gleichen Vorrichtung wie in Beispiel 6 erhalten wurden. Die Versuche A, B und C sowie D und E wurden an verschiedenen Tagen unter den gleichen Bedingungen durchgeführt. Die Versuchsdauer betrug in allen Fällen 62 Minuten. Für die fünf Proben sind Durchschnittswerte angegeben. Diese Werte zeigen, daß die Abweichung
im Durchschnitt der einzelnen Proben - J5 % bei der Dichte der Innenschicht beträgt. In den anderen Bereichen ist
eine viel größere Übereinstimmung festzustellen.

309840/1119

Tabelle 6 Reproduktion des Dichtegradienten von spritzgesponnenen Filterhülsen

Dichte,

Beispiel

Ver·
sue*

Abstand von/ Gewicht" der Rolle/ Zeit der Düse / g χ 1000 / Min.
cm /

Wickelstufe

Gesamtgewicht des Filters, g

Außendurch messer des Filters,
mm

Außen

Mitte

Innen

O CP CO

15,2/8/15 20,3/4/15 25,4/2/15 30,5/1/17 442

15,2/8/15 .^l20,3/4/15 25,4/2/15 30,5/1/17 448 15,2/8/15 20,3/4/15 25,4/2/15
15,2/3/15 20,3/4/15 25,4/2/15

15,2/3/15 20,3/4/15 25,4/2/15 30,5A/17 44p

Durchschnitt 444

30,5/1/17 450 30,5/1/17 440

69,9	0,210	0,240	0,292	I VjJ VJl
69,9 '	0,212	0,254	0,283	I
69,9	0,217	0,258	0,285
69,9	0,204	0,241	0,311
69,9	0,207	0,239	0,304
	0,210	0,246	0,295
			N3 Ca)
			K) OO

Beispiel 10

Polypropylen einer Dichte von etwa 0,9 wird bei einer Temperatur der Schmelze von 3^5 C auf den Aufnahmedorn spritzgesponnen, der einen Abstand von 20,3 cm von der Düsenspitze hat. Die Andruckrolle wird mit 1000 g belastet. Nach einer Spinnzeit von 20 Minuten werden Ruß-? körner von etwa 1 mm Durchmesser in den Fadenstrahl vor der Ablage auf der Filterhülse gegeben, bis die gewünschte Rußmenge zugesetzt ist. Der Abstand des Aufnahmedorns wird auf 50»5 cm vergrößert und die Aufnahme des Fadens fortgesetzt, bis die Filterhülse die gewünschte Größe hat. Das Produkt besteht aus drei Zonen. Die Innenzone und Mittelzone haben im wesentlichen die gleiche Dichte, wobei jedoch die Mittelzone die Rußteilchen enthält. Die Außenzone hat als Folge des größeren Abstandes zwischen Dorn und Düse eine geringere Dichte und daher eine weniger kompakte Struktur. ι

Beispiel 11 :

Polypropylen einer Diente von etwa 0,9 wird bei einer Temperatur der Schmelze von J>k5 C auf den Aufnahmedorn, der einen Abstand von 20,3 cm zur Düsenspitze hat, spritzgesponnen. Die Andruckrolle wird mit 1000 g belastet. Der mittlere Teil der Fi.1terh.ulse wird etwa 20 Minuten gesponnen. Eine Aufschlämmung von Ruß in Wasser wird hergestellt und in das Ρϊΐυβν eingeführt, Inder: die Andruckrolle mit einer die Aufschlämmung enthaltenden Rolle in Berührung gebracht wird. Die Andrückrolle überträgt die Aufschlämmung auf die in der Bildung begriffene Filterhülse. Nach Zugabe der gewünschten Materialmenge wird der Abstand der Aufnahmevorrichtung zur Düsenspitze auf 30>5 cm vergrößert, worauf weiter gesponnen wird, bis das Filter die gewünschte Größe hat.

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In der gleichen Weise können andere Feststoffe, z.B. Ionenaustauscherharze, Desodorant!en, entfärbende Mittel, Diatomeenerde, in die FilterhUlsen eingearbeitet werden.

Beispiel 12

Eine auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellte Filterhülse wird 64 Stunden in heißes Motorenöl getaucht, das eine Temperatur von 120° bis 125°C hat. Die Hülse hat bei Versuchsbeginn und bei Versuchsende die folgenden Abmessungen:

Länge Durchmesser, mm mm Innen Außen

Bei Versuchsbeginn 82,55 24,13 69,4 Bei Versuchsende 86,54 25,53 73,41

Physikalisch hat die Hülse keinerlei Veränderung durch das heiße öl erfahren. Dies zeigt, daß das Filter unbedenklich als ölfilter für Automobile verwendet werden kann.

Beispiel 13

Scheiben des gemäß Beispiel 10 hergestellten ursprünglichen Filters werden 30 Tage in verschiedene Flüssigkeiten getaucht. Die Ergebnisse von Größenmessungen vor und nach der Behandlung sind in Tabelle 7 zusammengestellt. Keine größeren Strukturveränderungen als Folge dieser Behandlung sind festzustellen. Diese Versuche zeigen, daß der - spritzgesponnene Formkörper gegen die verschiedensten Flüssigkeiten beständig ist.

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Tabelle 7

Einfluß verschiedener Flüssigkeiten auf die durch Spritzspinnen hergestellte FiIterhülse

, Versuch Lösungsmittel Größe der Filterhülse, mm

j Außendurchmesser Dicke

; vorher nachher vorher nachher

A Aceton 69,72 70,31 11,68 11,8l

B Methylenchlorid 69,65 72,03 12,5 12,7

C Motorenbenzin

(Normalbenzin) 69,77 73,76 12,42 I3,l8

D Hydrauliköl

(Enerpac HF 101) 69,67 72,11 12,01 12,19

E 30#iges Wasserstoff peroxyd 69,7 69,77 12,83 12,7

P Destilliertes Wasser 69,6 69,72 12,45 12,29

G konz. Schwefelsäure 69,6 69,29 12,5 12,7

H 50#ige Schwefelsäure 69,6 69,8 12,8 12,57

J Motorenöl "Valvoline" 69,6 71,35 12,8 I3

Beispiel 14

Die Ergebnisse einer weiteren Reihe von Versuchen, die die Einflüsse von Änderungen der Verfahrensbedingungen veranschaulichen, zeigen, daß eine Erhöhung der Temperatur der Schmelze des Polypropylens im Bereich von 34o° bis 36O⁰C feinere Polypropylenfasern zur Folge hat. Eine Steigerung des rolymerdurchsatzes über den Bereich von 3 bis 20 g/Minute pro Düse führt zu gröberen Fäden. Eine ^% Erhöhung des Drucks der verstreckenden Luft über den Bereich von 1,41 bis 3>l6 kg/cm hat feinere Fasern zur Folge. Eine Vergrößerung des Abstnndes zwischen der Düse und dem Aufnahmedorn im Bereich von 10,2 bis 45,7 cm führt zu einem Produkt von niedrigerer Dichte, während

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eine Steigerung der Drehgeschwindigkeit des Doms über den Bereich von 100 bis 500 UpM ein Produkt von geringerer Dichte ergibt. Bei üblichen Filtern aus gepreßten Fasern entspricht eine Zunahme der Dichte feineren Poren in der Struktur und einem höheren Widerstand zur Strömung. Im Gegensatz hierzu können die Dichten der durch Spritzspinnen hergestellten Formkörper gemäß der Erfindung unabhängig von der Porengröße, die später durch den Fadendurchmesser und die Packung eingestellt werden kann, festgelegt werden. Die Filter werden auf ihre Eignung und Leistung bei der Filtration von Wasser geprüft. Außerdem wird ein Test zur Ermittlung der Druckfestigkeit wie folgt durchgeführt: Das Filter wird in einer dünnen Polyäthylenfolie völlig dicht abgeschlossen, um die schlimmste mögliche Verstopfungssituation zu simulieren, bei der kein Flüssigkeitsdurchgang vorhanden ist. Dann wird das eingeschlossene Filter in ein übliches transparentes Filterghäuse eingesetzt. Wasserdruck wird allmählich zur Einwirkung gebracht, bis Deformierung der Oberfläche, vollständiger

Zusammenbruch oder ein Druck von 4,22 kg/cm beobachtet werden. Alle Filter außer denen, deren Fasern extrem fein und lose gebunden waren, zeigten bei einer solchen Prüfung keinerlei Schädigung oder Zusammenbruch. Diese Versuche zeigen, daß die Druckfestigkeit nach Belieben unabhängig von der Gesamtdichte des Produkts durch geeignete Wahl der Faserfeinheit und des Bindungsgrades eingestellt werden kann. Ebenso kann der Widerstand gegen den Durchgang von Flüssigkeit unabhängig von der Dichte nach Belieben eingestellt werden, d.h. es ist im Gegensatz zu gepreßten Produkten möglich, maximale Festigkeit bei geringster Dichte durch geeignete Wahl des Faserdurchmessers und der Porengröße zu erzielen. Die Ergebnisse solcher Versuche sind in den folgenden Tabellen 8 bis 10 zusammengestellt.

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T a b e 3 3 e

Einfluß von Prozessvariablen auf die Dichte und Festigkeit des Filters

Beispie3 14
Versuch

Temperatur der Schme3ze, C

Polymerdurchsatz,

g/Min.

Abstand zwischen Düse und Hülse

zu Beginn zum Schluß

mittlere Dichte, g/cnr

Druckfestigkeit, kg/cm2

E
F
G

H
J
K

350 350 360 360 360 360 360 360 360 360

7,6 7,6 7,7 7,8 7,8 7,6 7,6 7,6 7,6 7,6

36,5
36,5
14

3 5,24
16,5
32,7
34

35,24

36,5
37,8

24,33 33,75

21,6

22,9 24,3

20,3

21,6

22,9

24,3 25,4

0,33 0,25 -,27 0,24 0,24 0,37 0,34 0,30 0,28 0,24

4,22+ 4,22+ 3,52

2,46 2,83 4,36+ 3,52 2,46 2,46 1,41

ro

GJ

KJ OO

T a b e ] 3 e

Einf3uß von	Tempera tur der Schmelze,	Prozessvariab3 en	auf den Faserdurchmesser und den Strömungswiderstand	mitt3ere Dichte, g/cm3	Druckfestig keit, kg/om²	Druclcabfa3 3 (jronHg) bei der Filtration von Wasser LiterAlinute	"37,85
Bei- spieJ 3 4 Versuch		Po3ymer- . durohsatz, ⁰C g/Min.	re3ativer Fadenduroh- measer			35,34 26,5	■ 354
				0,30	4,22+	39 70	3 54 i
L	344	7,6	grob	0,30	4,22+	19 70	236 5
M	344	7,6	grob	0,29	4,22+	37 3 32	203 »
N	344	5,3	mitte3	0,29	4,22+	32 303	363
O	360	5,0	mittel	0,26	2,83	70 389	358
E	360	7,8	fein	0,27	3,52	73 388
C	7,7	fein

Ta be ] ] e

	Bei-	mitt3ere	Durchf3uß	mitt3ere	gesamte Durchfluß menge in Liter	43,64	49,23	Zurückhaltung von Stciub bis	%
	spie3 34 Versuch	Dichte, g/ciTK	menge zu Beginn, 3/Min.	Durchf3uß- ρ menge, 3/Min. ΔΡ-3,4 kg/cm ΔΡ-3,52 kg/crr	79,49	94,63	P "5.52 k£/cn2	96
	0(1)	0,23	37,85	32,93	60,56	73,92	1 ' - g	76
	0(ii)	0,23	37,85	33,42	73,92	98,43	32,5	79 I
O	P(D	0,23	37,85	28,77	60,56	90,84	39,3	65 ¹^
CO 00	P(Ii)	0,23	3 3,36	8,33	34,07	64,35	34,9	■ 83
	Cl(D	0,22	3 3,36	6,06	60,56	98,43	36,8	98
	Q(Ii)	0,22	33,36	4,92	60,56	94,63	39,8	82
	R(D	0,23	3 3,36	6,43	60,56	90,84	36,9	73
CO	R(Ii)	0,23	3 3,36	3,79	68,33	94,63	23,3	82
	S(I) .	0,23	33,36	5,3		37,4	90
	S(Ii)	0,22	33,36	5,3	Lieferdruck Durchf3 ußmenge Verunreinigung Konzentration	39,6	82^
						22,2	K> CO λ K)
	■		Versuchsbedingungen:	Durchschnitt:	OO
				3,52 kg/cm² 3 3,36 bzw. 37,85 3/Min. Aktivkohle, feiner Staub 0,264 g/3

Die vorstehende Tabelle 10 zeigt, daß eine Reihe von durch Spritzspinnen hergestellten Filtern subjektiv charakterisiert tatsächlich mehr als 80 % Teststaub enthält. Die Teilchengrößenverteilung des Staubs zeigt, daß 39 % des aufgefangenen Staubs eine Teilchengröße von weniger als 5 u hat, ein Beweis für die Wirksamkeit des Filters.

Die durch Spritzspinnen gemäß der Erfindung hergestellten Filterhülsen eignen sich ferner als absolute Filter, Vergaserluftfilter und Filter für Kältemedien, wie Luft, Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und dergl. sowohl während der Produktion als auch im Gebrauch, wo die Temperaturen unter etwa 0⁰C und im allgemeinen unter etwa -100⁰C liegen. Diese Filter lassen sich leicht in beliebige gewünschte Größen ,oder Formen einschließlich runder Hohlzylinder schneiden. Da sie unter hohen Drücken nachgiebig sind, können sie, falls erforderlich, am Umfang eingeklemmt werden, um einen dichten Abschluß zu erzielen und eine Umgehung des Filters durch die Flüssigkeit zu verhindern.

Als faserbildende Polymerisate werden für die Zwecke der Erfindung vorzugsweise Polyolefine, z.B. Polyäthylen oder Polypropylen, verwendet. Diese Polyolefine haben vor dem Spinnen gewöhnlich einen Schmelzindex von etwa« 5 bis 60, vorzugsweise von etwa. 15 bis 40. Di*e Grenzviskosität beträgt etwa 1,0 bis 2,5» vorzugsweise etwa,1,0 bis-2,0.

Anstelle von Polyolefinen können auch andere thermoplastische cchmelzspinnbare, faserbildende Polymerisate, z.B. Polyamide, Polyester, Polyacetale und Celluloseester, z.B. Celluloseacetat, verwendet werden* Bei ge- j wissen Polymerisaten wird das Spritzspinnen durch Mischen

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23H287

. - 44 -

des Polymerisats mit einem den Schmelzpunkt herabsetzenden Mittel begünstigt, wodurch das Schmelzen ohne Zersetzung erleichtert wird.

Aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird normalerweise Luft als verstreckendes Gas verwendet. Auch andere Gase, z.B. Wasserdampf, Stickstoff und Helium, sind geeignet. Das verstreckende Gas wird gewöhnlich bei Raumtemperatur verwendet, jedoch kann auch ein erhitztes Gas, das beispielsweise eine Temperatur von 250° bis 500⁰C hat, vorteilhaft verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche-

1.) Selbst-gebundene nichtgewebte hohlzylinderförmige Verbundkörper, die aus regellos angeordneten, im wesentlichen endlosen organischen synthetischen Polymerfasern bestehen und deren Dichte sich an mindestens zwei verschiedenen Stellen ihres Querschnitts um wenigstens etwa 10 % unterscheidet.

2.) Verbundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte an Zwischenbereichen des Querschnittes höher oder geringer ist als an den beiden daran angrenzenden Bereichen.

5·) Verbundkörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte am höchsten angrenzenden der Innenseite des Hohlzylinders ist und um mindestens etwa 10 % nach außen hin abnimmt.

4.) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte nach außen hin zunächst ab- und dann wieder zunimmt.

5.) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beginnend von der Innenseite die Dichte allmählich auf einen um weniger als etwa 10 % größeren Wert des ursprünglichen ansteigt, dann relativ schnell auf einen um mehr als etwa 10 % geringeren Wert des ursprünglichen fällt und dann wieder ansteigt.

6.) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte beim Wiederansteigen um weniger als 10 % größer ist als unmittelbar vor dem Wiederanstieg und daß nach dem Wiederanstieg die Dichte erneut vergleichsweise schnell auf einen um mehr als etwa 10 % geringeren

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Wert unmittelbar vor der erneuten Abnahme fällt.

7.) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als polymeres Fasermaterial Polypropylen mit einem Titer von etwa 1 bis 25 den sowie Feststoffteilchen enthalten, wobei aber mindestens die Innenfläche von den Feststoffteilchen bis zu einerTiefe von mindestens 4,8 mm frei ist.

8.) Verbundkörper nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffteilchen Kohle sind.

9.) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerfasern aus Polyolefinen, Polyamiden, Polyestern, Celluloseestern, Polyurethanen, Polystyrol und/oder Vinylidenpolymeren bestehen.

10.) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Dichte an jedem beliebigen Abschnitt weniger als 50 % der Dichte des Polymerisats beträgt.

11.) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte im Bereich zwischen 0,1 und 0,5 g/cm liegt.

12.) Verbundkörper nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte im Falle von Polypropylen weniger als 0,45 g/cm beträgt.

13.) Verfahren zur Herstellung der Verbtmdkörper nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst A)in Richtung auf einen rotierenden Kollektor ein im wesentlichen Endlosfäden bildendes synthetisches organisches Polymerisat in flüssiger Phase als Fadenstrom unter Bedingungen, unter denen ein Fasermaterial gebildet wird, spinnt,

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das Spinngut mit Hilfe mehrerer konvergierender Gasströme, deren Hauptkraftkomponente in Richtung des Fadenstromes zeigt, unter Verkleben des beim Auftreffen auf den Kollektor klebrigen Fasermaterials mit bereits vorher abgelegten Fasermaterialschichten streckt, dann B)nach dem Aufbau einer bestimmten Dicke des Verbundkörpers auf dem Kollektor das Polymerisat unter Bedingungen weiter spinnt, unter denen im Vergleich zum ersten Spinnabschnitt 1. die Temperatur des fadenbildenden Polymerisats und/oder 2. die Spinngeschwindigkeit und/oder 3. die Drehgeschwindigkeit des Kollektor und/oder 4. der Abstand zwischen Spinnvorrichtung und Kollektor und/oder 5. das Gewicht einer Andruckrolle auf dem Kollektor allmählich verändert werden unter allmählicher Änderung der Dichte im Vergleich zu der unmittelbar vorhergehenden Schicht und schließlich C) das Ablegen des Spinngutes unterbricht.

14.) Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß man im wesentlichen planare Gasströme verwendet, deren Ebenen sich in einem Punkt schneiden, der von der Achse des Extrudatstromes einen senkrecht gemessenen Abstand hat, der wenigstens dem Durchmesser des Extrudatstromes an einem neben dem Schnittpunkt der Gasströme liegenden Punkt entspricht.

15·) Verfahren nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrechte Abstand zwischen der Spinnöffnung und dem Schnittpunkt der Gasströme mindestens 51 mm beträgt.

16.) Verfahren nach Anspruch 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen der Gasströme die Achse des Extrudatstromes mit einem Winkel von weniger als 45° bis mehr als etwa schneiden.

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