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Verfahren zur Herstellung von aus endlosen, verstreckten Fäden bestehenden Vliesen
Das Patent Nr. 261102 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus endlosen, verstreckten Fäden bestehenden Vliesen von hochpolymeren Substanzen durch Ausspinnen einer Schmelze in Gegenwart von strömender Luft, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass die heisse Schmelze, vorzugsweise aus einem Rohr, das eine Vielzahl von auf einer Geraden nebeneinanderliegenden Düsen aufweist, in
Form einer Fadenschar ausgesponnen wird, die nach dem Verlassen der Düsen von beiden Seiten von einem heissen Luftstrom hoher Geschwindigkeit, welcher parallel zur Fadenschar verläuft, zunächst vorverstreckt und anschliessend von weiteren derartigen in Abständen von den Austrittsdüsen angreifenden
Luftströmen weiter verstreckt wird,
bevor die nunmehr verstreckte Fadenschar auf eine vorzugsweise perforierte Unterlage in Vliesform abgelegt wird, wonach gegebenenfalls das so erhaltene Flächenfasergebilde Nachbehandlungen, wie Nadeln, Imprägnieren oder Kalandrieren, in an sich bekannter Weise unterworfen wird.
Als Schmelzen werden gemäss Stammpatent Polyamide, Polyester, Polyolefine, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol, Celluloseacetat oder Cellulose in gelöster Form (Viskose) genannt.
Es sind dies alles Materialien, die nach dem Ausspinnen schon ihren Endzustand erreicht haben, also in chemischer Hinsicht identisch mit der auszuspinnenden Schmelze sind.
Verwendet man jedoch in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach diesem Patent als Ausgangsschmelze die Komponenten für ein Polyurethan, also z. B. eine Mischung aus einem Diisocyanat und einem Diol, dann erhält man beim Ausspinnen zunächst ein Vlies, dessen Fäden aus einem nicht oder nur schwach vernetzten Gemisch von Diisocyanat und Diol bestehen. Diese Fäden können sich jedoch mit der Luftfeuchtigkeit unter Abspaltung von Kohlendioxyd zu einem Polyurethan umsetzen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist somit dadurch gekennzeichnet, dass eine heisse Schmelze eines noch in der Vernetzung begriffenen Polyurethans versponnen und mittels der Luftströme verstreckt wird und dass die Endvernetzung des Polyurethans zu elastischen Fäden erst in der in Vliesform abgelegten Fadenschar vorgenommen wird.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird ein Vliesstoff erhalten, der sich durch besondere Dehnung auszeichnet. Besonders gleichförmige Vliesstoffe lassen sich erzielen, wenn die ausgesponnene Fadenschar während des Verstreckens, d. i. vor dem Ablegen, durch einen Luftkanal geleitet wird.
In der Zeichnung ist diese besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemässenverfah- rens näher veranschaulicht.
Die geschmolzene Spinnmischung wird den in gerader Linie nebeneinander angeordneten Spinndüsen bei-a bzw. b-zugeführt. Die Fäden treten an den Punkten-j-, die die geradlinige Reihe der Spinnlöcher im Schnitt darstellen, aus den Düsen. Die Düse wird auf die Jeweilige Temperatur des Polyurethanreaktionsgemisches aufgeheizt. In Kammern-c-im Düsenkopf wird heisse Luft eingepresst, die zu beiden Seiten der Punkte-j-durch entsprechende Austrittsschlitze in Form schnell be-
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wegter Luftbänder austritt. Der Luftdruck wird dabei zweckmässig so eingestellt, dass die Luftgeschwindigkeit beim Verlassen der Luftschlitze mindestens fünfmal höher ist als die Geschwindigkeit der Fäden beim Verlassen der Spinnlöcher.
Die aus jeder Spinnreihe kommenden Fadenscharen werden hierauf in einen zur Führung dienenden Luftkanal-h-eingeführt. Diese Führungskanäle-h-sind an ihren oberen und unteren Enden mit Luftkammern-d-versehen, durch die zusätzliche Luft tangential zur Fadenrichtung eingepresst wird, um ein gegenseitiges Berühren der einzelnen Fäden sowie ein Anhaften der Fadenbahnen-f-an den Wandungen sowohl der Spinndüse als auch der Führungskanäle zu unterbinden. Die von den Luftbändem getragenen Fadenscharen-f-treffen dann auf einem Siebband auf, auf welchem an der Stelle-g-die Luft abgesaugt und das Faservlies --k-- gebildet wird.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, dass hochelastisch Fasern mit andern Fasern während der Herstellung gemischt werden können, um besondere Eigenschaften zu erzielen. So ist es möglich, an den Düsen-a und b-verschiedene Polymere einzuspritzen, z. B. in die Düse-a- Polyurethangemisch und in die Düse-b-Polyamid. Durch Schwenken der Führungskanäle-h-im Sinne der Pfeile-i-können die Fadenscharen jeder einzelnen Düse am Auftreff-und Absaugort-g- miteinander gemischt werden.
Dabei zeigt es sich, dass die Anfangsklebrigkeit der frisch gebildeten Polyurethanfasern derartig hoch ist, dass sie sich beim Auftreffen auf dem Siebband sowohl gegenseitig als auch mit den andern Fasern fest verbinden. Auf diese Art erhält man ohne zusätzliche Bindemittel reissfeste Vliesstoffe mit sehr guter Lagenfestigkeit.
Die Eigenart des vorliegenden Verfahrens, das durch gerade Flugbahnen von parallelen Fadenscharen charakterisiert ist, wobei jede Fadenschar sowie die Fäden jeder Schar von den andern Fäden bis zum Moment der Vliesbildung getrennt geführt werden und wobei jede Fadenschar chemisch und physikalisch von der andern verschieden sein kann, macht eine gesteuerte Gleichmässigkeit der Faserverteilung und Durchmischung möglich. Dadurch unterscheidet sich das vorliegende Verfahren von andern bekannten Verfahren der Vliesbildung.
Dieser Vorteil kommt natürlich besonders bei der erfindungsgemässen Einmischung der noch in Vernetzung begriffenen, klebrigen Fasern zur Geltung, wobei durch die getrennte parallele Fadenführung die klebenden Fasern erst im Zeitpunkt der eigentlichen Vliesbildung miteinander bzw. gegebenenfalls mit den ändern Fäden in Berührung kommen, so dass eine unerwünschte Wolken- oder Garnbildung vermieden wird.
Beispiel 1 : 60 Gew.-Teile Diphenylmethan-4, 4'-diisocyanat im Gemisch mit30 Gew.-Teilen Butan-l, 4-diol sowie 100 Gew.-Teile eines Kondensationsproduktes auf Basis Adipinsäure-Äthylengly- kol-Polyester als die Spinneigenschaften verbessernder Zusatz wurden in Form eines Granulates auf einer Schneckenpresse bei einer Temperatur von 1800C aufgeschmolzen und bei einer Temperatur von 20CPC vier Spinnpumpen zugeführt. Die Spinnpumpen förderten die Schmelze auf vier auf 2050C aufgeheizte Spinndüsen, die parallel zueinander in einem Abstand von 80 mm angeordnet waren.
Jede der Spinndüsen bestand aus einer geradlinigen Lochreihe von 160 Löchern von 400 u Durchmesser, die einen gegenseitigen Abstand von 2 mm hatten, so dass jede der vier Längsdüsen eine gerade Lochreihe von 320 mm Länge aufwies. Jeder Lochreihe war beidseitig ein ihr parallellaufender Luftschlitz von 0, 3 mm Durchmesser und 340 mm Länge zugeordnet, wobei die Luftschlitze einen Abstand von 0, 5 mm von der Lochreihe hatten. Den Luftschlitzen wurde auf 2050C aufgeheizte Luft mit einem Druck von 0, 8 atü zugeführt, so dass aus beiden Schlitzen je ein bandförmiger etwa 340 mm breiter Luftstrom austrat.
Aus der Lochreihe wieder trat eine Reihe von zunächst noch geschmolzenen Polyurethanfäden aus, die nunmehr beidseitig von den bandförmigen, mit einer Geschwindigkeit von etwa 5000 m/min austretenden Luft-
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einander haften würde, musste eine durch Reibung der benachbarten Luftschichten entstehende Turbulenz ausgeschaltet werden.
Zu diesem Zweck wurde die Fadenschar jeder einzelnen Düse zusammen mit den sie beidseitig einhüllenden bandförmigen Luftströmen in langgestreckte Luftkanäle eingeführt, die in einem Abstand von 20 mm von den Düsenbohrungen entfernt angebracht waren. Die Luftkanäle zeigten bei 50 mm Plattenabstand Innenabmessungen von. 340 mm Breite und 600 mm Länge, so dass diese Führungskanäle die Fadenschar jeder Einzeldüse sowie deren zugeordnete Luftströme aufnehmen konnten. Zusätzlich wurden nun noch die Innenwandungen jedes Luftkanals mit weiteren kalten Luftströmen bespült, u. zw. mit Hilfe von je zwei an Einlauf- und Auslaufseite angebrachten Luftschlitzen von 0, 3 mm Schlitzhöhe.
Die Schlitze waren unter einem Winkel von 100 angebracht, so dass eine zur Fadenrichtung tangential auf-
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treffende Luftspülung erzeugt wurde. Der auf die Schlitze aufgepresste Luftdruck betrug in diesem Fall 3 atü.
Durch diese Massnahmen konnte ein gegenseitiges Verschlingen sowie Berühren der Einzelfäden jeder der Düse zugeordneten Schar verhindert werden. Da jeder Einzeldüse ein Kanal zugeordnet ist, war das Verschlingen der Fäden benachbarter Düsen ohnehin unmöglich. Die Vliesbildung erfolgte nun nach dem Verlassen der Luftkanäle, wobei die Fäden und Luftströme mit Hilfe eines Siebbandes mit darunterliegender Absaugung getrennt werden. Das Siebband war in einer Entfernung von 700 mm nach dem Auslaufende der Luftkanäle angebracht.
Die gegenseitige Verfilzung der von den Nachbardüsen stammenden Fäden wurde dadurch erreicht, dass die Luftkanäle gleichmässig im selben Rhythmus geschwenkt wurden, wobei der Drehpunkt am Einlaufende lag und das Auslaufende einen Weg von 30 mm beschrieb. Die Fäden waren beim Auftreffen auf das Siebband noch derart klebrig, dass sie sich gegenseitig zu einem gleichmässig verfilzten Vlies aus endlosen Polyurethanfäden verfestigten.
Beispiel 2 : Es wurde dieselbe Apparatur wie in Beispiel 1 benutzt, wobei aber allen Düsen - a-das vorgenannte Polyurethanreaktionsgemisch und allen Düsen-b-Polycaprolactamschmelze zugeführt wurde. Die Arbeitsbedingungen waren bei den Düsen-a-dieselben wie in Beispiel 1 und bei den Düsen-b--wie folgt : Düsentemperatur 2300C ; Düsenlufttemperatur 2300C. Beim Auffangen der verstreckten Fadenscharen wurde ein im Verhältnis 1 : 1 gemischtes Vlies aus endlosen Polyamidfäden gewonnen, das mit Hilfe der darin enthaltenen Polyurethanfäden verfestigt war.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von aus endlosen, verstreckten Fäden bestehenden Vliesen von hochpolymeren Substanzen, durch Ausspinnen einer Schmelze in Gegenwart von strömender Luft, wobei die heisse Schmelze, vorzugsweise aus einem Rohr, das eine Vielzahl von auf einer Geraden nebeneinanderliegendenDüsen aufweist, in Form einer Fadenschar ausgesponnen wird, die nach dem Verlassen der Düsen von beiden Seiten von einem heissen Luftstrom hoher Geschwindigkeit, welcher parallel zur Fadenschar verläuft, zunächst vorverstreckt und anschliessend von weiteren derartigen in Abständen von den Austrittsdüsen angreifenden Luftströmen weiterverstreckt wird, bevor die nunmehr verstreckte Fadenschar auf eine vorzugsweise perforierte Unterlage in Vliesform abgelegt wird,
wonach das so erhaltene Flächenfasergebilde einer Nachbehandlung unterworfen wird, nach Patent Nr. 261102, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine heisse Schmelze eines noch in der Vernetzung begriffenen Polyurethans versponnen und mittels der Luftströme verstreckt wird und dass die Endvemetzung des Polyurethans zu elastischen Fäden in der in Vliesform abgelegten Fadenschar vorgenommen wird.