DE3927254A1 - Verfahren und spinnduesenaggregat fuer die herstellung von kunststoff-faeden und/oder kunststoff-fasern im zuge der herstellung von einem spinnvlies aus thermoplastischem kunststoff - Google Patents

Verfahren und spinnduesenaggregat fuer die herstellung von kunststoff-faeden und/oder kunststoff-fasern im zuge der herstellung von einem spinnvlies aus thermoplastischem kunststoff

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung von Kunststoff-Fäden und/oder Kunststoff-Fasern im Zuge der Herstellung von einem Spinnvlies aus thermoplasti­ schem Kunststoff, wobei der thermoplastifizierte Kunststoff über ei­ nen Verteiler einem Spinndüsenaggregat zugeführt wird, und beim oder nach dem Austreten aus dem Spinndüsenaggre­ gat mit einem Luftstrom in Berührung gebracht wird. Die Erfindung betrifft fernerhin ein Spinndüsenaggregat, wel­ ches für dieses Verfahren besonders geeignet ist. Es kann sich im Rahmen der Erfindung um die Herstellung eines Spinnvlieses aus "endlosen" Kunststoff-Fäden, aber auch um die Herstellung eines Spinnvlieses im Wege des soge­ nannten Schmelzblasens aus verhältnismäßig kurzen Kunst­ stoff-Fasern handeln.
Im Rahmen der bekannten Maßnahmen, von denen die Erfin­ dung ausgeht (vgl. DE-OS 25 32 900 und Firmendrucksache "MELT BLOWN INFORMATION REIFENHÄUSER" vom 18. Mai 1989), sind die einzelnen Spinndüsen des Spinndüsenaggregates feine Bohrungen mit einem Durchmesser von zumeist unter 1 mm, z. B. mit einem Durchmesser von 0,5 mm, und einer Teilung in bezug auf die Anordnung der Spinndüsen in den Düsenreihen und -kolonnen von etwa 1 mm. Das ist einer­ seits in fertigungstechnischer Hinsicht aufwendig und re­ duziert andererseits die Leistung, d. h. den Durchsatz. Die einzelnen Kunststoff-Fäden haben eine verhältnismäßig glatte Oberfläche. Das gilt auch für die Kunststoff- Fasern, wenn im Wege des Schmelzblasens gearbeitet wird. Die Oberfläche der Kunststoff-Fäden bzw. Kunststoff-Fasern beeinflußt auch die Qualitätsparameter des fertigen Spinn­ vlieses.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches es erlaubt, bei gleichem Aufwand in anlagetechnischer Hinsicht mit wesentlich größerer Lei­ stung, d. h. größerem Durchsatz, zu arbeiten, und zwar mit im Vergleich zu den bekannten Spinndüsenaggregaten sehr einfachen Spinndüsenaggregaten. Gegenstand der Er­ findung ist auch ein für die Durchführung des Verfahrens besonders geeignetes Spinndüsenaggregat.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der thermoplastifizierte Kunststoff zumindest einer Breit­ schlitz-Spinndüse zugeführt wird, die zumindest eine kunststoffseitig sägezahnartig profilierte Düsenlippe auf­ weist, daß der aus der Breitschlitz-Spinndüse austretende Film aus dem thermoplastifizierten Kunststoff mit Hilfe der profilierten Düsenlippe profiliert wird und von dem Luftstrom nach Maßgabe seiner Filmprofilierung in Kunst­ stoff-Fäden und/oder Kunststoff-Fasern aufgelöst wird. Die Erfindung beruht auf der überraschenden Tatsache, daß es im Zuge der Herstellung eines Spinnvlieses aus Kunst­ stoff-Fäden oder Kunststoff-Fasern nicht erforderlich ist, mit einem Spinndüsenaggregat zu arbeiten, dessen Spinn­ düsen aus den beschriebenen feinen Bohrungen bestehen und von vornherein singuläre Kunststoff-Fäden erzeugen, wenn diese unter Umständen, beim Schmelzblasen, auch nachträg­ lich zu Fasern verblasen werden. Es kann vielmehr von ei­ nem verhältnismäßig bereiteten Kunststoffilm ausgegangen werden, der aus der Breitschlitz-Spinndüse austritt. Wenn die beschriebene Profilierung verwirklicht wird, kann ein solcher Film in Kunststoff-Fäden oder von vornherein in Kunststoff-Fasern aufgelöst werden, und zwar durch einen Luftstrom, bzw. durch mehrere Luftströme, wie im folgen­ den noch erläutert wird. Es versteht sich, daß die tem­ peraturabhängige Rheologie des Kunststoffilms sowie die Dicke des Kunststoffilms entsprechend eingestellt wer­ den müssen, was ohne Schwierigkeiten möglich ist. Im all­ gemeinen arbeitet man mit einer Breitschlitz-Spinndüse, die eine Schlitzbreite von z. B. 0,5 bis 1,0 mm, vorzugs­ weise von 0,10 bis 0,4 mm aufweist. Die sägezahnartige Profilierung ist diesen Maßen angepaßt. Es versteht sich, daß mit den verschiedensten Zahnformen gearbeitet werden kann. Es ist auch möglich, mit Sägezähnen zu arbeiten, die gereiht eine sinusförmige Profilierung entsprechen­ der Amplituden und Wellenlänge darstellen. Arbeitet man nach der Lehre der Erfindung, so kann auch die Oberflä­ chenstruktur oder Topografie der Kunststoff-Fasern bzw. Kunststoff-Fäden beeinflußt werden, insbes. läßt sich die Oberfläche der Kunststoff-Fasern vergrößern, weil erfin­ dungsgemäß gleichsam eine Vereinzelung durch Zerreißen stattfindet. Es versteht sich, daß bei dem erfindungsge­ mäßen Verfahren auch die üblichen Verstreckungsgrade der Kunststoff-Fäden oder Kunststoff-Fasern erreicht werden können.
Im Rahmen der Erfindung kann insbes. die schon erwähnte Schmelzblas-Technologie verwirklicht werden. In diesem Zusam­ menhang lehrt die Erfindung, daß der profilierte Film unmit­ telbar nach Austritt aus der Breitschlitz-Spinndüse nach der Schmelzblasmethode durch einen Heißluftstrom in Kunststoff- Fasern aufgelöst und diese danach von einem Kühlluftstrom aufgenommen werden. Dabei kann mit einem Heißluftstrom oder mit einem Kühlluftstrom gearbeitet werden, der aus der Breit­ schlitz-Spinndüse angepaßten Breitschlitzdüsen mit zumindest einer sägezahnartig profilierten Düsenlippe herausgedrückt wird. Von besonderer Bedeutung ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß mit einem unter Druck stehenden Heißluftstrom gear­ beitet wird, der beim Austreten aus der Breitschlitzdüse so stark expandiert, daß die dadurch erreichte Temperaturabsen­ kung für die Kühlung ausreicht. Es besteht aber auch die Mög­ lichkeit, die klassische Spinnvlies-Technologie mit "endlosen" Kunststoff-Fäden zu verwirklichen. Dazu lehrt die Erfindung, daß der profilierte Film nach Austritt aus der Breitschlitz- Spinndüse durch die bei der Herstellung eines Spinnvlieses aus Endlosfäden erforderliche Behandlungsluft in Kunststoff- Fäden aufgelöst wird. Sowohl bei der Spinnvliesherstellung im Wege des Schmelzblasens als auch bei der klassischen Spinn­ vliesherstellung besteht im Rahmen der erfindungsgemäßen Ver­ fahrensweise die Möglichkeit, einen mehrschichtigen, aus der Breitschlitz-Spinndüse austretenden Film aus chemisch und/oder physikalisch unterschiedlichen Kunststoffen aufzubauen und diesen in Kunststoff-Fäden und/oder Kunststoff-Fasern aufzu­ lösen.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Spinndüsenaggregat für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Es ist grundsätzlich gekennzeichnet durch zumindest eine Breit­ schlitz-Spinndüse, die zumindest eine sägezahnartig pro­ filierte Düsenlippe aufweist. Wird dieses Spinndüsenag­ gregat im Rahmen der Schmelzblas-Technologie eingesetzt, so ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und unterhalb der Breitschlitz-Spinndüse und parallel zu dieser Heißluft­ austrittsdüsen in Form von Breitschlitzdüsen angeordnet sind. Es können außerdem in Strömungsrichtung hinter den Breitschlitzdüsen für den Heizluftaustritt Kühlluftaus­ trittsdüsen in Form von Breitschlitzdüsen angeordnet sein. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wei­ sen auch die Breitschlitzdüsen für den Heißluftaustritt und/oder für den Kühlluftaustritt zumindest eine sägezahn­ artige profilierte Düsenlippe auf. Im Rahmen der Erfin­ dung liegt es, die Anordnung so zu treffen, daß die Schlitzbreite der Breitschlitz-Spinndüse und/oder der zu­ geordneten Breitschlitzdüsen für den Heißluftaustritt bzw. Kühlluftaustritt einstellbar ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführ­ licher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 schematisch eine Anlage für die Herstellung eines Spinnvlieses im Wege der Schmelzblas-Technologie, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet,
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 2 aus Rich­ tung des Pfeiles B,
Fig. 4 den Ausschnitt C aus dem Gegenstand nach Fig. 3 in nochmals vergrößertem Maßstab und
Fig. 5 das Schema einer Anlage eines Spinnvlieses aus Endlosfasern, die nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren arbeitet.
In der Fig. 1 erkennt man einen Extruder 1 für die Ther­ moplastifizierung des thermoplastischen Kunststoffes, aus dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Spinnvlies 2 hergestellt werden soll, ein Spinndüsenaggregat 3 und einen sogenannten Kollektor 4 sowie eine Aufwickelein­ richtung 5 für das fertige Spinnvlies 2. Die Anlage ar­ beitet nach dem Schmelzblas-Verfahren. Folglich ist das Spinndüsenaggregat 3 an einen Kompressor 6 angeschlossen, der auf einem Lufterhitzer 7 arbeitet. Auf diese Weise kann Heißluft in das Spinndüsenaggregat 3 eintreten. Ein weiterer Kompressor, der nicht gezeichnet wurde, erlaubt hinter dem Spinndüsenaggregat bei 8 die Zuführung von Kühlluft. Die Fig. 2 zeigt in gegenüber der Fig. 1 beacht­ lich vergrößertem Maßstab den Aufbau des Spinndüsenaggre­ gates 3. Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 bis 4 entnimmt man, daß das Spinndüsenaggregat 3 eine Breitschlitz-Spinndüse 9 aufweist, die im Ausführungsbei­ spiel mit zwei Düsenlippen 10 sägezahnartiger Profilie­ rung versehen ist. Man erkennt oberhalb und unterhalb der Breitschlitz-Spinndüse 9 und parallel zur Düse die Heiß­ luftaustrittsdüsen 12, die ebenfalls als Breitschlitzdüsen ausgeführt sind. Im übrigen erkennt man bei einer ver­ gleichenden Betrachtung der Fig. 2 bis 4 die Breitschlitz­ düsen, die die Kühlluftaustrittsdüsen 13 darstellen. Auch die Breitschlitzdüsen 12 für den Heißluftaustritt und/oder 13 für den Kühlluftaustritt besitzen Düsenlippen 14 bzw. 15 mit sägezahnartiger Profilierung. Die Schlitzbreite der Breitschlitz-Spinndüse 9 aber auch der Breitschlitz­ düsen 12 bzw. 13 für den Heißluftaustritt bzw. den Kühl­ luftaustritt sind einstellbar. - Wie bereits erwähnt kann die Gestaltung der sägezahnartigen Profilierungen 11 bzw. 16 bzw. 17 sehr unterschiedlich sein, was im Detail nicht dargestellt wurde.
Fig. 5 zeigt eine Anlage, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, bei der jedoch ein Spinnvlies 2 aus Endlosfäden hergestellt wird. Man erkennt das Spinndüsen­ aggregat 3, welches mehrere, parallele Breitschlitz- Spinndüsen 9 aufweist. Er wird in dem anschließenden Verstreck- und Kühlschacht 18 in einzelne Kunststoff- Fäden aufgelöst und diese werden wie üblich auf einem ge­ eigneten Förderband 19, ggf. mit Kühlluftabsaugung, abge­ legt. - Die Spinndüsenaggregate 3 sind bezüglich der Breitschlitz-Spinndüse so aufgebaut, wie es in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist. Allerdings fehlen hier im allge­ meinen mit dem Spinndüsenaggregat 3 vereinigte Heißluft­ austrittsdüsen und Austrittsdüsen für die Kühlluft.

Claims (11)

1. Verfahren für die Herstellung von Kunststoff-Fäden und/oder Kunststoff-Fasern im Zuge der Herstellung von einem Spinnvlies aus thermoplastischem Kunststoff,
wobei der thermoplastifizierte Kunststoff über ei­ nen Verteiler einem Spinndüsenaggregat zugeführt wird,
und beim oder nach dem Austreten aus dem Spinndüsenaggre­ gat mit einem Luftstrom in Berührung gebracht wird, da­ durch gekennzeichnet, daß der thermo­ plastifizierte Kunststoff zumindest einer Breitschlitz- Spinndüse zugeführt wird, die zumindest eine kunststoff­ seitig sägezahnartig profilierte Düsenlippe aufweist, daß der aus der Breitschlitz-Spinndüse austretende Film aus dem thermoplastifizierten Kunststoff mit Hilfe der profi­ lierten Düsenlippe profiliert wird und von dem Luftstrom nach Maßgabe seiner Profilierung in Kunststoff-Fäden und/oder Kunststoff-Fasern aufgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der profilierte Film unmittelbar nach Austritt aus der Breitschlitz-Spinndüse nach der Schmelzblasmethode durch einen Heißluftstrom in Kunststoff-Fasern aufgelöst und diese danach von einem Kühlluftstrom aufgenommen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Heißluftstrom und/oder Kühlluftstrom gearbei­ tet wird, der aus der Breitschlitz-Spinndüse angepaßten Breitschlitzdüse mit zumindest einer sägezahnartig profi­ lierten Düsenlippe herausgedrückt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem unter Druck stehenden Heiß­ luftstrom gearbeitet wird, der beim Austreten aus der Breitschlitzdüse so stark expandiert, daß die dadurch er­ reichte Temperaturabsenkung für die Kühlung ausreicht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der profilierte Film nach Austritt aus der Breitschlitz- Spinndüse durch die bei der Herstellung eines Spinnvlieses aus Endlosfäden erforderliche Behandlungsluft in Kunst­ stoff-Fäden aufgelöst wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrschichtiger, aus der Breit­ schlitz-Spinndüse austretender Film aus chemisch und/oder physikalisch unterschiedlichen Kunststoffen in Kunststoff- Fäden und/oder Kunststoff-Fasern aufgelöst wird.
7. Spinndüsenaggregat für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Breitschlitz-Spinndüse, die zumindest eine sägezahn­ artig profilierte Düsenlippe aufweist.
8. Spinndüsenaggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß oberhalb und unterhalb der Breitschlitz-Spinndüse und parallel zu dieser Heißluftaustrittsdüsen in Form von Breitschlitzdüsen angeordnet sind.
9. Spinndüsenaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß in Strömungsrichtung hinter den Breitschlitzdüsen für den Heißluftaustritt Kaltluftaustrittsdüsen in Form von Breitschlitzdüsen angeordnet sind.
10. Spinndüsenaggregat nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Breitschlitzdüsen für den Heißluftaustritt und/oder für den Kühlluftaustritt zumindest eine sägezahnartig profilierte Düsenlippe auf­ weisen.
11. Spinndüsenaggregat nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzbreite der Breit­ schlitz-Spinndüse und/oder der zugeordneten Breitschlitz­ düsen für den Heißluftaustritt bzw. Kühlluftaustritt ein­ stellbar ist.
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