DE1435112C2

DE1435112C2 - Process for the production of nonwovens

Info

Publication number: DE1435112C2
Application number: DE19601435112
Authority: DE
Inventors: George Allison West Chester Pa. Kinney (VStA.)
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1959-12-15
Filing date: 1960-12-14
Publication date: 1978-02-02

Description

JOJO

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fadenvliesen durch Fördern eines Bündels von synthetischen organischen schmelzgesponnenen Endlosfäden unter mechanischer Spannung mittels einer pneumatischen Förderdüse gegen eine Aufnahmefläche, derart, daß sie beim Auftreffen ihre Bewegungsrichtung wesentlich ändern und auf der Aufnahmefläche Schleifen bilden.The invention relates to a method for producing nonwovens by conveying a bundle of synthetic organic melt-spun filaments under mechanical tension by means of a pneumatic conveying nozzle against a receiving surface in such a way that it changes its direction of movement when it hits change significantly and form loops on the receiving surface.

Ein Verfahren, das diese Merkmale aufweist, ist aus der USA-Patentschrift 28 55 634 bekannt. Beschrieben ist dieses Verfahren in Zusammenhang mit der Herstellung von Glasfadenmatten, wobei die Glasfäden aus den Spinndüsen durch Zugwalzen abgezogen und dann auf ein laufendes Band fallen gelassen werden. In der Patentschrift ist erwähnt, daß man statt der Zugwalzen auch Luftdüsen und statt der Glasfäden auch synthetische Fäden verwenden kann. Die Durchführung dieses bekannten Verfahrens mit Polypropylenfäden hat gezeigt, daß nach dem Durchgang des Fadenbündels durch eine pneumatische Förderdüse auf der Aufnahmefläche ein Muster von sich überlappenden Schlingen und Schleifen entsteht, in denen eine weitgehende Parallelität der Fäden bemerkbar ist.A method having these features is known from US Pat. No. 2,855,634. Described This process is in connection with the production of glass thread mats, whereby the glass threads withdrawn from the spinnerets by pull rollers and then dropped onto a moving belt. In the patent specification mentions that air nozzles are used instead of the pulling rollers and that instead of glass threads, too can use synthetic threads. The implementation of this known method with polypropylene threads has shown that after the thread bundle has passed through a pneumatic conveying nozzle on the receiving surface a pattern of overlapping loops and loops emerges in which there is extensive parallelism the threads are noticeable.

Aus der britischen Patentschrift 4 18 226 ist ein Verfahren zur Herstellung von strangförmigen Fadenmassen bekannt, bei dem ein aus Düsen ersponnenes Fadenbündel mittels einer druckeinstelibaren pneumatischen Förderdüse mit einstellbarer Spannung einer umlaufenden Trommel mit einer etwas höheren Geschwindigkeit als der linearen Oberflächengeschwindigkeit der Trommel zugeführt und auf dieser spannungslos in Form einer lockeren Fadenmasse aufgewickelt wird. Dabei erfolgt unter der Wirkung des die Fäden fördernden, druckeinstellbaren Strömungsmediums eine Trennung der Fäden voneinander, die noch dadurch unterstützt wird, daß die Fäden, bevor sie die an einem Träger befestigte Förderdüse erreichen, an einstellbaren Spannstäben reibungselektrisch aufgeladen werden. Nach den Angaben der Patentschrift entsteht dabei auf der Trommel ein strangförmiges Fadenbündel, und es ist die erklärte Absicht dieser Patentschrift, eine unorientierte Fadenbelegung auf der Trommel zu erzielen, um das anschließende Zerschneiden zu Stapelfasern zu erleichtern.From British patent specification 4,18,226 a process for the production of strand-like thread masses is disclosed known, in which a thread bundle spun from nozzles by means of a pressure-adjustable pneumatic Conveyor nozzle with adjustable tension of a rotating drum with a slightly higher one Speed as the linear surface speed of the drum fed to and on this is wound up tension-free in the form of a loose thread mass. This takes place under the effect of the the threads conveying, pressure-adjustable flow medium a separation of the threads from each other, the is still supported by the fact that the threads, before they reach the feed nozzle attached to a carrier, on adjustable tension rods are triboelectrically charged. According to the information in the patent specification This creates a strand-like thread bundle on the drum, and it is the declared intention of this Patent specification to achieve an unoriented thread occupancy on the drum to allow the subsequent cutting to facilitate staple fibers.

Bekannt ist ferner die elektrostatische Aufladung von Fadenbündeln, ihre Förderung und die Verminderung der mechanischen Spannung, damit die Fäden sich für das anschließende Zerschneiden zu Stapelfasern gut voneinander trennen (vgl. britische Patentschriften 5 04 399,5 04 400 und 5 04 401).Also known is the electrostatic charging of thread bundles, their promotion and reduction the mechanical tension, so that the threads are ready for the subsequent cutting into staple fibers separate from each other (see British patents 5 04 399,5 04 400 and 5 04 401).

Aus der USA-Patentschrift 23 99 258 ist es bekannt, Fadenmatten herzustellen, indem ein Fadenbündel mechanisch zu einer umlaufenden Walze gefördert und dabei durch Hindurchleiten durch eine turbulente Flüssigkeit oder einen turbulenten Gasstrom oder durch elektrostatische Aufladung ausgespreizt wird. Die Ablegung auf der umlaufenden Walze erfolgt tangential, also ohne Richtungsänderung. Obwohl dabei die Fäden in einer Fadenschicht weitgehend parallel- liegen, kreuzen sich, wie in der Patentschrift ausgeführt wird, die Fäden in verschiedenen Fadenschicltfen in verschiedenen Winkeln, so daß ein Netzwerk aus sich in verschiedenen Schichten schneidenden Fäden entsteht. Die Ablegerichtungen der ausgespreizten Fäden weichen aber nur sehr wenig von der Umfangsrichtung der Walze ab; denn nach dem Ablegen auf der Walze wird das abgelegte Band quer zerschnitten, getrocknet und senkrecht zur Fadenrichtung gedehnt. Eine solche Dehnung senkrecht zur Fadenrichtung wäre nicht möglich, wenn bei der Ablegung eine Wirrfadenlage entstanden wäre. Alle Ausführungsformen dieses Verfahrens, sowohl die Ablegung unter Einwirkung einer turbulenten Flüssigkeit oder eines turbulenten Gases, als auch die Ablegung unter elektrostatischer Aufladung, führen zu dem gleichen Produkt, das kein Vlies mit idealer Wirrfaserlage ist.From the USA patent specification 23 99 258 it is known to produce thread mats by a thread bundle mechanically conveyed to a rotating roller and thereby by passing through a turbulent one Liquid or a turbulent gas flow or by electrostatic charge is spread out. the It is deposited on the rotating roller tangentially, i.e. without changing direction. Although doing the threads lie largely parallel in a thread layer, cross each other, as stated in the patent specification, the threads in different layers of thread in different Angles so that a network of threads that intersect in different layers is created. The directions of deposit of the spread out threads differ only very little from the circumferential direction of the Roll off; because after being deposited on the roller, the deposited tape is cut transversely, dried and stretched perpendicular to the direction of the thread. Such a stretch perpendicular to the thread direction would not be possible if a tangled layer of threads would have arisen when it was deposited. All embodiments of this Process, both the laying down under the action of a turbulent liquid or a turbulent one Gas, as well as being deposited under an electrostatic charge, lead to the same product that no Fleece with an ideal random fiber layer is.

Die USA-Patentschrift 28 10 426 und die britische Patentschrift 7 94 725 beschreiben ein Verfahren zur Herstellung von Stapelfaservliesen, bei dem eine faserbildende Flüssigkeit in einem elektrostatischen Feld in einen Gasstrahl eingespritzt wird. Dabei werden die sich zunächst bildenden Fäden zu Stapelfasern zerrissen, und diese werden in regelloser Form zu einem Vlies gesammelt. Das Problem der Erzielung einer Wirrlage bei Fadenvliesen tritt dabei nicht auf. Bei dem Verfahren wird nicht von einem Fadenbündel ausgegangen. Die Fasern stehen bei der Aufladung nicht unter mechanischer Spannung, und es kann daher auch keine Spannungsminderung eintreten. Es gibt keine Fäden, die unter Bildung von Schleifen abgelegt werden könnten.US Patent 28 10 426 and British Patent 7 94 725 describe a method for Manufacture of staple fiber fleece, in which a fiber-forming liquid in an electrostatic Field is injected into a gas jet. The threads that are initially formed become staple fibers torn, and these are randomly collected into a fleece. The problem of getting one There is no tangle in thread fleeces. The method does not assume a bundle of threads. The fibers are not under mechanical tension during charging, and therefore cannot Tension decrease occur. There are no threads that can be laid down to form loops.

In der USA-Patentschrift 23 36 745 ist ein Verfahren zur Herstellung von Faservliesstoffen beschrieben, bei dem eine aus einer Düsenöffnung austretende flüssige Spinnmasse zwischen zwei Elektroden durch ein starkes elektrisches Feld hindurchgeführt wird. Durch die Einwirkung des elektrischen Feldes wird der Flüssigkeitsstrom in kleine Teilchen auseinandergerissen, die zu Stapelfasern erstarren. Obwohl in der Patentschrift an einigen Stellen von Fäden gesprochen wird, ist die Aufspaltung eines einzigen Flüssigkeitsstroms unter der Wirkung eines elektrostatischen Feldes in eine Mehrzahl von Endlosfäden technisch unmöglich. Die Stapelfasern werden dann gegebenenfalls durch eine pneumatische Förderdüse geleitet und auf einemIn the USA patent specification 23 36 745 a method for the production of fiber nonwovens is described, at a liquid spinning mass emerging from a nozzle opening between two electrodes through a strong one electric field is passed through. The flow of liquid is caused by the action of the electric field torn apart into small particles that solidify into staple fibers. Although in the patent In some places the term threads are used, it is the splitting of a single flow of liquid beneath the Effect of an electrostatic field in a plurality of continuous filaments technically impossible. the Staple fibers are then optionally passed through a pneumatic conveying nozzle and on a

laufenden Band vorzugsweise in einem spitzen Winkel mit der Förderrichtung abgelegt. Zur Bindung der Stapelfasern zu einem Vliesstoff sieht die Patentschrift verschiedene Möglichkeiten vor. Eine zu starke Parallellage der Stapelfasern soll dabei durch schwingende Bewegung der Aufnahmefläche oder der Elektroden vermieden werden. Fadenvliese oder -vliesstoffe, in denen die Fäden eine zufallsmäßig regellose Wirrlage haben, lassen sich nach diesem Verfahren nicht herstellen.running belt is preferably deposited at an acute angle with the conveying direction. To bind the The patent provides various possibilities for staple fibers to form a nonwoven. Too strong The parallel position of the staple fibers is supposed to be achieved by the oscillating movement of the receiving surface or the Electrodes are avoided. Thread nonwovens or nonwovens in which the threads are randomly random Have tangled layers cannot be produced using this process.

Die USA-Patentschrift 2158 415 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Vorgarnen aus synthetischen Fäden. Zu diesem Zweck wird der frisch ersponnene Faden, sobald er teilweise erstarrt ist, zwischen zwei entgegengesetzt geladenen Elektroden hindurchgeleitet, deren elektrische Polarität ständig wechselt, so daß jede Elektrode abwechselnd positiv und negativ geladen wird. Dadurch wird dem Strom der noch nicht erstarrten Spinnlösung ein zickzackförmiger Weg aufgezwungen, und die Lösung wird beim Erstarren zu sehr feinen Fäden ausgezogen. Das Verfahren wird an Einzelfäden, nicht an Fadenbündeln, durchgeführt, eine pneumatische Förderung findet nicht statt, und zu einer gleichmäßigen elektrostatischen Aufladung der Fäden kann es nicht kommen, weil die aufeinanderfolgenden Abschnitte des gleichen Fadens abwechselnd positiv und negativ aufgeladen werden.U.S. Patent 2158,415 describes a Method of making rovings from synthetic threads. For this purpose it gets fresh spun thread, as soon as it has partially solidified, between two oppositely charged electrodes passed through, the electrical polarity of which changes constantly, so that each electrode is alternately positive and is negatively charged. As a result, the flow of the not yet solidified spinning solution becomes a zigzag Forced away, and the solution is drawn out into very fine threads as it solidifies. The The process is carried out on single threads, not on bundles of threads, there is no pneumatic conveyance instead, and an even electrostatic charge of the threads cannot occur because the successive sections of the same thread are alternately charged positively and negatively.

Die britische Patentschrift 7 62 391 ist der Herstellung von Stapelfasern gewidmet. Ein Kabel aus verstreckten, gekräuselten Endlosfäden wird erhitzt und elektrostatisch aufgeladen, wodurch sich die Fäden zu einem Band ausspreizen. Das Fadenband wird dann mit einer Apparatur überzogen und zu Stapelfasern zerschnitten.British Patent 7 62 391 is devoted to the manufacture of staple fibers. One cable out The drawn, crimped continuous filament is heated and electrostatically charged, which causes the filaments to become spread out a ribbon. The thread tape is then covered with an apparatus and turned into staple fibers cut up.

Die britische Patentschrift 7 23 920 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Endlosfadenkabels aus kleineren Fadenbündeln. Um zu vermeiden, daß die einzelnen Fadenbündel in dem Fertigprodukt voneinander getrennt bleiben, wird den Fadenbündeln eine elektrostatische Ladung erteilt, und sodann werden sie unter der Einwirkung eines Luftstroms durch ein Rohr gefördert. Unter diesen Bedingungen vermischen sich, wie die Patentschrift angibt, die Fäden der einzelnen Fadenbündeln zu einem Kabel. Beim Durchgang durch das Rohr soll die elektrostatische Ladung aufgehoben werden. Die Fäden stehen also, solange sie elektrostatisch geladen sind, dauernd unter mechanischer Spannung. In dem Ausführungsbeispiel wird hervorgehoben daß die Fäden in dem als Produkt erhaltenen Kabel hochgradig parallel liegen.British Patent 7 23 920 describes a method for making a continuous filament cable from smaller bundles of thread. In order to avoid that the individual thread bundles in the finished product from each other remain separated, the bundles of filaments are given an electrostatic charge, and then they become conveyed through a pipe under the action of a stream of air. In these conditions mix as the patent specifies, the threads of the individual thread bundles to form a cable. When passing through the tube is supposed to neutralize the electrostatic charge. So the threads stand as long as they are electrostatic are charged, permanently under mechanical tension. It is emphasized in the exemplary embodiment that the threads in the cable obtained as a product are highly parallel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wirrfadenvliese herzustellen, in denen die Fäden derart schleifenartig, hervorragend voneinander getrennt und in isotroper regelloser Winkellage angeordnet sind, daß die daraus hergestellten Vliesstoffe verbesserte Zugfestigkeit, Reißfestigkeit, Biegsamkeit und Weichheit aufweisen.The invention is based on the object of producing random thread webs in which the threads loop-like, excellently separated from each other and arranged in isotropic random angular position that the nonwovens made therefrom improved tensile strength, tear strength, flexibility and softness exhibit.

Ausgehend von dem eingangs erwähnten Verfahren besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, daß man zur Erzielung einer zufallsmäßig regellosen Winkellage, in der die Fäden gut voneinander getrennt sind, die Fäden, während sie unter der mechanischen Spannung stehen, mit einer hohen elektrostatischen Ladung auflädt, die Fäden aus der pneumatischen Förderdüse einer Aufnahmefläche zuführt, die geerdet ist oder eine dem Vorzeichen der Fadenladung entgegengesetzte Ladung aufweist, wobei man die mechanische Spannung der FaJen wesentlich vermindert und die elektrostatische Aufladung der Fäden sowie den pneumatischen Druck in der Förderdüse so aufeinander abstimmt, daß die einzelnen Fäden sich während der Verminderung der mechanischen Spannung durch gegenseitige elektrische Abstoßung vor ihrem Auftreffen auf die Aufnahmefläche trennen, aber nicht an der Förderdüse haften bleiben.Based on the method mentioned at the beginning, the method according to the invention consists in that to achieve a randomly random angular position in which the threads are well separated from each other are, the threads, while they are under mechanical tension, with a high electrostatic Charges the load that feeds the threads from the pneumatic feed nozzle to a receiving surface that is earthed is or has a charge opposite to the sign of the thread charge, where the mechanical tension of the threads is significantly reduced and the electrostatic charge on the threads and the pneumatic pressure in the feed nozzle is coordinated so that the individual threads while the mechanical stress is being reduced by mutual electrical repulsion when they hit the receiving surface, but do not stick to the feed nozzle.

Patentschutz wird nur für die Kombination aller in dem vorhergehenden Absatz genannten Merkmale beansprucht.Patent protection is only granted for the combination of all the features mentioned in the previous paragraph claimed.

Dadurch, daß eine sehr hohe elektrostatische Aufladung der Fäden bei ihrem Ablegen zu einem Fadenvlies erfolgt, ergibt sich nicht nur eine sehr gute Fadentrennung, sondern es wird auch die Wirrfaserlage beträchtlich verbessert. Die gegenüber den üblichen Methoden hohe elektrostatische Ladung hat also eine doppelte Funktion; einmal entfernt sie die einzelnen Fäden voneinander und sorgt so für eine gleichmäßigere Trennung der Fäden in dem Vlies, und zweitens bewirkt sie eine verbesserte zufallsmäßig regellose Ablagerung (Wirrfaserlage), d. h. benachbarte Fäden liegen in dem Vlies nur selten parallel, und alle möglichen Winkellagen werden praktisch gleich oft eingenommen. Der Mechanismus, der für diese zweite Funktion der sehr hohen elektrostatischen Aufladung entscheidend ist, ist so zu verstehen, daß ein gegebener Faden während seines Weges auf die Aufnahmefläche hin infolge der auf ihm sitzenden elektrischen Ladung,. welche eine gegenseitige-Abstoßung der verschiedenen Fadenabschnitte bewirkt, von' den schon auf der Ablagefläche befindlichen Fadenabschnitten seitlich abgestoßen wird.The fact that a very high electrostatic charge of the threads when they are deposited to a If a nonwoven is made, the result is not only very good thread separation, but also the random fiber layer considerably improved. The electrostatic charge, which is high compared to the usual methods, has a double function; once it removes the individual threads from each other and thus ensures a more even pattern Separation of the filaments in the web, and second, it causes improved randomized deposition (Random fiber layer), d. H. Adjacent threads are rarely parallel in the fleece, and all possible angular positions are taken practically the same number of times. The mechanism responsible for this second function of the very high electrostatic charge is to be understood in such a way that a given thread during its way to the receiving surface as a result of the electrical charge sitting on it. which one Mutual repulsion of the various thread sections causes' those already on the storage surface located thread sections is repelled laterally.

»Zufallsmäßig regellos« bedeutet, daß in der Anordnung der Einzelfäden praktisch keine Anisotropie auftritt. Eine Prüfmethode zur Bestimmung dieser Eigenschaft besteht darin, daß man repräsentative quadratische Proben aus dem betrachteten Fadenvlies ausschneidet und dann die Anzahl der Fäden zählt. Die Fäden liegen »zufallsmäßig regellos« vor, wenn man unabhängig von der Lage und Orientierung des Quadrates in der Vliesebene an jeder Seite des Quadrates praktisch die gleiche Anzahl Fäden antrifft."Randomly random" means that there is practically no anisotropy in the arrangement of the individual threads occurs. One test method for determining this property is that one is representative cuts out square samples from the thread fleece under consideration and then counts the number of threads. the Threads are "randomly random" if one is independent of the position and orientation of the Square, practically the same number of threads is found in the fleece plane on each side of the square.

Unter »schleifenartig« wird verstanden, daß die Einzelfäden in dem Fadenvlies derart angeordnet sind, daß ihre durchschnittliche Länge in jedem beliebigen gegebenen Kreis mit einem Durchmesser von 5,08 cm den Durchmesser des Kreises übertrifft."Loop-like" is understood to mean that the individual threads are arranged in the thread fleece in such a way that that their average length in any given circle with a diameter of two inches exceeds the diameter of the circle.

Wenn das Fadenvlies räumlich sehr ausgedehnt ist und dadurch hergestellt werden muß, daß entweder die Bündelachse oder das Aufnahmeorgan oder beide hin- und herbewegt werden, kann während des Hin- und Herbewegens ein grobes Muster auftreten. Trotzdem werden die Fäden innerhalb eines kleinen Teils des Vlieses vollständig statistisch verteilt, so daß keine zwei Teile des Vlieses gleich sind und kein Muster von Fadenparallelität besteht. Die Vliese besitzen eine vortreffliche Deckkraft.If the thread fleece is spatially very extensive and must be produced in that either the Bundle axis or the receiving member or both can be moved back and forth, during the back and forth Floating a rough pattern will occur. Even so, the threads will be within a small part of the Fleece completely randomly distributed so that no two parts of the fleece are the same and no pattern of There is thread parallelism. The fleeces have an excellent covering power.

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.To explain the invention, reference is made to the drawings.

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung, bei der die frisch ersponnenen Fäden durch Reibung an der pneumatischen Förderdüse elektrostatisch geladenen und dann auf einer Aufnahmefläche abgelegt werden;F i g. 1 is a schematic representation of an arrangement in which the freshly spun filaments through Friction on the pneumatic delivery nozzle is electrostatically charged and then on a receiving surface be filed;

F i g. 2 zeigt eine Abänderung der Vorrichtung gemäß Fig.l;F i g. FIG. 2 shows a modification of the device according to FIG Fig.l;

F i g. 3 ist ein Längsschnitt durch eine in der Vorrichtung gemäß F i g. 1 oder 2 verwendbare Förderdüse;F i g. 3 is a longitudinal section through one in the device according to FIG. 1 or 2 usable Feed nozzle;

F i g. 4 zeigt in Form eines Diagramms die Beziehung zwischen elektrostatischem Potential und Luftdruck, die für die erfolgreiche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu beachten ist;F i g. Fig. 4 is a graph showing the relationship between electrostatic potential and air pressure, the must be observed for the successful implementation of the method according to the invention;

Fig.5 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung, bei der die frisch ersponnenen Fäden vor ihrem Eintritt in die Förderdüse elektrostatisch aufgeladen werden;Fig.5 is a schematic representation of an arrangement in which the freshly spun threads before are electrostatically charged as they enter the feed nozzle;

Fig.6 ist ein Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer pneumatischen Förderdüse;Fig.6 is a longitudinal section through another Embodiment of a pneumatic delivery nozzle;

Fig. 7 erläutert schematisch eine Methode, nach der die Regellosigkeit der Fadenablegung ermittelt werden kann;Fig. 7 schematically illustrates a method according to which the randomness of the thread deposit can be determined;

F i g. 8 zeigt schematisch eine Anordnung, bei der die frisch ersponnenen Fäden nach der Feldaufnahmemethode elektrostatisch geladen werden;F i g. Fig. 8 schematically shows an arrangement in which the freshly spun yarns according to the field recording method be electrostatically charged;

Fig. 9 zeigt im Längsschnitt eine weitere Ausbildungsform einer pneumatischen Förderdüse.Fig. 9 shows a further embodiment of a pneumatic delivery nozzle in longitudinal section.

Die hergestellten Fadenvliese können untersucht werden, um die zufallsmäßige Regellosigkeit und die Schleifigkeit bzw. Biegungs- und Windungsart ihrer Fadenstruktur zu bestimmen. Die Regellosigkeit des Fadenvlieses wird ermittelt, indem man gemäß Fig. 7 quadratische Proben, wie die Probe A, untersucht. Bei einer solchen Probe ist die Zahl der Fäden, welche die Quadratseiten kreuzen, unabhängig davon, an welcher Stelle die Probe aus dem Vlies genommen wurde, für jede Seite des Quadrats im wesentlichen gleich. Man klemmt zur Bestimmung eine Seite fest und löst die nicht festgeklemmten Fäden heraus oder zählt einfach die Fadenkreuzungen einer gegebenen Seite aus. Um die Güte der zufallsmäßigen Regellosigkeit zu bestimmen, werden mehrere solche Messungen durchgeführt. Die Schleifigkeit (Biegungs- und Windungsart) wird ermittelt, indem man die durchschnittliche Länge der Fäden in einem Kreise, wie dem Kreis B, mißt (wobei die Fäden unter genügender Spannung stehen, um Biegungen und Windungen sowie Kräuselungen zu entfernen). In charakteristischer Weise überschreitet die durchschnittliche Fadenlänge in einem solchen Kreis den Kreisdurchmesser. Die Stärke der Kräuselung wird durch Betrachtung bestimmt. Ein gekräuselter Faden ist in der Fläche Cgezeigt. Alle Fadenvliese genügten der oben beschriebenen Prüfung auf Regellosigkeit (zwölf 2,54-cm-Quadrate je Probe). Der Kreis B hat einen Durchmesser von 5,1 cm.The thread fleeces produced can be examined in order to determine the random irregularity and the looseness or the type of bend and twist of their thread structure. The randomness of the thread fleece is determined by examining square samples, such as sample A, as shown in FIG. In such a sample, the number of threads which cross the sides of the square, regardless of where the sample was taken from the fleece, is essentially the same for each side of the square. To determine it, one clamps one side and loosens the non-clamped threads or simply counts the cross-hairs of a given page. In order to determine the quality of the random irregularity, several such measurements are carried out. The loopiness (type of bend and twist) is determined by measuring the average length of the filaments in a circle such as circle B (with the filaments under sufficient tension to remove bends and twists and crimps). Characteristically, the average thread length in such a circle exceeds the diameter of the circle. The strength of the curl is determined by observation. A crimped thread is shown in area C. All nonwovens met the above-described test for irregularity (twelve 2.54 cm squares per sample). Circle B has a diameter of 5.1 cm.

Gemäß Fig. 1 laufen die mittels der Spinndüse 2 ersponnenen, frischgebildeten Fäden 1 über die frei drehbare, d. h. keine Bremswirkung ausübende, leer verlaufende Walze 3 und darauf zum Fadenbündel 4 zusammen. Das Fadenbündel 4 wird dann durch die Saugdüse 5 gezogen, der durch den Lufteinlaß 6 kontinuierlich Druckluft zugeführt wird, wobei das Fadenbündel im elektrischen Reibkontakt mit der sich verjüngenden Eintrittsöffnung 7 der Saugdüse 5 steht. Nach Wunsch können die Fäden 1 auch direkt, ohne Zusammenführung, der Saugdüse 5 zugeführt werden, wenn sie in genügende reibende Berührung mit der Eintrittsöffnung 7 der Saugdüse 5 kommen (d. h., wenn die Spinndüse 2 und die Saugdüse 5 nicht fluchtend zueinander angeordnet sind). Die Saugdüse 5 (und somit die Eintrittsöffnung 7 derselben) liegt über die Leitung 8 an Erde. Die geladenen Fäden 9, die aus der Saugdüse 5 austreten, trennen sich im wesentlichen vollständig voneinander und werden auf dem Aufnahmeorgan, das bei dieser Ausführungsform über die Leitung 12 geerdet ist, zu dem Fadenvlies 28 gesammelt. Die Walze 3 kann durch eine Bremsführung ersetzt werden, um die Fäden zu verfeinern und zu orientieren oder ihre mechanische Spannung am Einlaß 7 der Saugdüse 5 zu erhöhen.According to FIG. 1, the freshly formed threads 1 spun by means of the spinneret 2 run freely over the rotatable, d. H. Idle roller 3 which does not exert a braking effect and then to the thread bundle 4 together. The thread bundle 4 is then drawn through the suction nozzle 5, which passes through the air inlet 6 Compressed air is continuously supplied, whereby the thread bundle is in electrical frictional contact with the itself tapering inlet opening 7 of the suction nozzle 5 is available. If desired, the threads 1 can also be used directly without Merge, the suction nozzle 5 are fed when they are in sufficient frictional contact with the Entry opening 7 of the suction nozzle 5 come (i.e. when the spinneret 2 and the suction nozzle 5 are out of alignment are arranged to each other). The suction nozzle 5 (and thus the inlet opening 7 of the same) lies above the line 8 on earth. The charged threads 9 emerging from the suction nozzle 5 separate essentially completely from each other and are grounded on the receiving element, which in this embodiment is via line 12 is collected to the thread web 28. The roller 3 can be replaced by a brake guide to the threads to refine and orientate or to increase their mechanical tension at the inlet 7 of the suction nozzle 5.

Fig.2 zeigt eine Abänderung der Vorrichtung nach Fig. 1, bei welcher das Fadenbündel 4 durch Kontakt -, mit einer Führung 25 reibungselektrisch aufgeladen wird.Fig.2 shows a modification of the device according to Fig. 1, in which the thread bundle 4 by contact -, with a guide 25 triboelectrically charged will.

Die Führung 25 wird von einem Material gebildet, das auf den Fäden des Fadenbündels 4 eine solche Ladung zu erzeugen vermag, daß sich die Fäden beiThe guide 25 is formed from a material on the threads of the thread bundle 4 such Can generate charge that the threads at

ίο Herabsetzung der Spannung voneinander trennen.ίο Separate the voltage reduction from each other.

F i g. 3 zeigt im Längsschnitt eine Saugdüse 5, die bei der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 Verwendung finden kann. Die Saugdüse 5 weist einen zylindrischen Fadendurchlaß 15 auf, der sich unter Bildung einer Führungs-Eintrittsöffnung 7 nach außen zum Fadeneinlaß 16 hin erweitert. Durch den Lufteinlaß 6 tritt Druckluft ein; der Luftstrom tritt in den Fadendurchlaß 15 durch den Ringschlitz 17 über die Sammelkammer 18 ein. Bei dieser Vorrichtung kommt die Luft, die durch den Schlitz 17 hindurchtritt, mit den Fäden unter einem Winkel von etwa 15° in Berührung, wodurch den Fäden eine Vorwärtsbewegung erteilt wird. Der Aufbau des Eingangsteils 5a mit der Führungs-Eintrittsöffnung 7 ist für die Gesamtergebnisse des Verfahrens wichtig.F i g. 3 shows in longitudinal section a suction nozzle 5 which can be used in the device according to FIGS. The suction nozzle 5 has a cylindrical thread passage 15 which widens outwards towards the thread inlet 16 to form a guide inlet opening 7. Compressed air enters through the air inlet 6; the air flow enters the thread passage 15 through the annular slot 17 via the collecting chamber 18. In this device the air which passes through the slot 17 comes into contact with the threads at an angle of about 15 °, whereby the threads are given a forward movement. The structure of the inlet part 5a with the guide inlet opening 7 is important for the overall results of the method.

Da die Fäden frisch ersponnen sind, ist Sie Saugdüse 5 hinter der Stelle vorgesehen, an welcher die Fäden im wesentlichen vollständig verfestigt sind; dies gilt auch für die zugeordneten Führungsmittel, wenn diese nicht so ausgebildet sind, daß sie nicht bremsend wirken. DiesSince the threads are freshly spun, you suction nozzle 5 is provided behind the point where the threads in are substantially completely solidified; this also applies to the assigned guide means, if they are not are designed so that they do not have a braking effect. this

jo verhindert das Zusammenschmelzen der Fäden. Die Einzelfäden werden durch die Reibung mit dem Führungsmittel elektrostatisch auf ein hohes Potential aufgeladen, das in Abhängigkeit von den Fadengut- und Führungsmittelzusammensetzungen positiv oder negativ ist.jo prevents the threads from melting together. The single threads are caused by the friction with the Guide means electrostatically charged to a high potential, which depends on the thread and Lead compound compositions is positive or negative.

Wenn der die Fäden vorwärts führende Zug in der Düse nicht genügt, kann eine Anziehung der Fäden durch die Düsenwände und ein Ankleben an diesen auftreten. Dies kann verhindert werden, indem man mit genügend hohen Düsendrücken arbeitet.If the pull in the nozzle leading the threads forward is insufficient, the threads may be attracted through the nozzle walls and sticking to them. This can be prevented by going with sufficiently high nozzle pressures is working.

Fig.4 zeigt in Diagrammform die Auswirkung einer Erhöhung der elektrostatischen Aufladung und des Luftdruckes. Dabei ist das elektrostatische Potential E auf der Ordinate OE gegen den Luftdruck P auf der Abszisse OP aufgetragen. Die Figur zeigt einen Bereich zwischen den Geraden AB und BC und ihren Verlängerungen, in dem eine optimale Vliesbildung erhalten wird. Die genaue Lage dieser Linien hängt von der Art des Polymeren, dem Fadentiter, der Konstruktion und den Dimensionen der Saugdüse u. dgl. ab. Unterhalb der Geraden BC können auf Grund einer ungenügenden Aufladung der Fäden im allgemeinen keine zufriedenstellenden Vliese erhalten werden. Oberhalb der Geraden AB und links ist der Düsenzug im Verhältnis zur Aufladung der Einzelfäden zu gering, und die Fäden haften an der Düse.Fig. 4 shows in diagram form the effect of an increase in the electrostatic charge and the air pressure. The electrostatic potential E is plotted on the ordinate OE against the air pressure P on the abscissa OP . The figure shows a region between the straight lines AB and BC and their extensions in which an optimal web formation is obtained. The exact position of these lines depends on the type of polymer, the thread count, the construction and the dimensions of the suction nozzle and the like. Satisfactory nonwovens can generally not be obtained below the straight line BC due to insufficient charging of the threads. Above the straight line AB and on the left, the nozzle pull is too small in relation to the charging of the individual threads, and the threads adhere to the nozzle.

Gemäß Fig.5 laufen die aus der Spinndüse 2 ersponnenen Fäden 1 in der dargestellten Weise über die Führungsstäbe 31,32 ud 33 und dann zur Saugdüse 5,According to FIG. 5, the threads 1 spun from the spinneret 2 run over in the manner shown the guide rods 31, 32 and 33 and then to the suction nozzle 5,

bo die durch den Einlaß 6 mit Druckluft gespeist wird. Die Saugdüse 5 weist eine Fadendurchlaßverlängerung 15 auf, die sich am Ende 34 nach außen erweitert (6°). Die aufgeladenen Fäden 9, die sich beim Austritt aus der Düsenverlängerung trennen, werden auf dem Aufnahmeorgan 10, einer Aluminiumplatte, gesammelt. Die verschiedenen, auf der Abstromseite der Spinndüse 2 liegenden Teile sind über Leitungen 12 geerdet. Die wichtigen Abstände längs des Fadenlaufes sind:bo which is fed through the inlet 6 with compressed air. the Suction nozzle 5 has a thread passage extension 15 which widens outward at the end 34 (6 °). the charged threads 9, which separate when exiting the nozzle extension, are on the receiving member 10, an aluminum plate. The different ones on the downstream side of the spinneret 2 lying parts are grounded via lines 12. The important distances along the grain are:

a ■= 33,0 cm e — etwa 10,2 cm a ■ = 33.0 cm e - about 10.2 cm

b = 43,2 cm f = 121,9 cm w = 43.2 cm f = 121.9 cm

c = 50,8 cm g = 19,1 cm c = 50.8 cm g = 19.1 cm

d = 58,4 cm h = +30,5 cm d = 58.4 cm h = +30.5 cm

Die Fäden werden mit Luft abgeschreckt, die 15,2 cm unterhalb der Spinndüsenfläche zugeführt wird. Die Führungsstäbe 31, 32 und 33 sind 2,5 χ 2,5 cm groß, haben abgerundete Kanten und werden von Chrom(III)-oxid gebildet. Der Führungsstab 32, d. h. die Arbeitsfläche desselben, ist gegen den Fadenlauf um 6,4 cm seitlich versetzt. Die Saugdüse ist im einzelnen in F i g. 6 gezeigt, in welcher die Bezugszeichen im wesentlichen die gleiche Bedeutung wie in F i g. 3 haben. Die wichtigen Dimensionen sind:The threads are quenched with air, the 15.2 cm is fed below the spinneret surface. The guide rods 31, 32 and 33 are 2.5 χ 2.5 cm in size, have rounded edges and are made of chromium (III) oxide. The guide rod 32, i.e. H. the work surface the same, is offset from the grain by 6.4 cm laterally. The suction nozzle is shown in detail in FIG. 6th in which the reference numerals have essentially the same meaning as in FIG. 3 have. the important dimensions are:

EinlaßdurchmesserInlet diameter

Fadendurchlaß-DurchmesserThread passage diameter

EinlaßwinkelInlet angle

Winkel des LufteintrittsAir inlet angle

Abstand zwischen dem EinlaßDistance between the inlet

und dem darunterliegendenand the one below

LufteintrittAir inlet

etwa 19 mm
6,4 mm
60°about 19 mm
6.4 mm
60 °

5°5 °

85,7 mm85.7 mm

1010

1515th

2020th

3535

Der gesamte Düsenaufbau ist aus Messing gefertigt. Bei der Ausführungsform nach F i g. 8 (Feldauflade- 2^r> methode) werden frisch ersponnene Fäden 1, die aus der Spinndüse 2 bzw. 24 austreten, durch die Saugdüse 5 geleitet, die elektrisch gegen die Fäden isoliert ist, und der durch den Einlaß 6 Druckluft zugeführt wird (die Richtung der Luftsfrömung ist durch einen Pfeil angedeutet). Die Saugdüse 5 wird von einer Quelle 26 eines elektrostatischen Potentials auf ein positives Potential (+ E) auf aufgeladen. Die Potentialquelle 26 ist mit der Saugdüse 5 über die Leitung 27 verbunden; der andere Pol liegt über Leitung 8 an Erde. Nach dem Passieren der Saugdüse 5 werden die geladenen Fäden 9 auf dem Aufnahmeorgan 10, das von einer zum Teil eingezeichneten Unterlage 11 getragen wird, zu einem Fadenvlies 28 gesammelt. Das Aufnahmeorgan 10 ist entweder durch die Leitung 12 geerdet oder erhält über die Leitung 29 von der Potentialquelle 26 eine Ladung, deren Vorzeichen derjenigen der Fäden 9 entgegengesetzt ist, wobei man die Erdleitung 12 beim Schalter 30 unterbricht.The entire nozzle structure is made of brass. In the embodiment according to FIG. 8 (Feldauflade- 2 ^r> method) are freshly spun filaments 1, which emerge from the spinning nozzle 2 and 24, passed through the suction nozzle 5, which is electrically insulated from the filaments, and which is supplied through the inlet 6 compressed air (the Direction of air flow is indicated by an arrow). The suction nozzle 5 is charged to a positive potential (+ E) by a source 26 of an electrostatic potential. The potential source 26 is connected to the suction nozzle 5 via the line 27; the other pole is connected to earth via line 8. After passing through the suction nozzle 5, the charged threads 9 are collected on the receiving member 10, which is supported by a partially drawn base 11, to form a thread fleece 28. The receiving member 10 is either earthed by the line 12 or receives a charge from the potential source 26 via the line 29, the sign of which is opposite to that of the threads 9, the earth line 12 at the switch 30 being interrupted.

Fig.9 zeigt eine Saugdüse, die aus einem im wesentlichen zylindrischen Fadendurchlaß 15 besteht, der sich am Fadeneinlaß 16 nach außen erweitert. Der Saugdüse wird durch den Lufteinlaß 6 Druckluft zugeführt; der Luftstrom tritt in den Fadendurchlaß 15 beim Einlaß 17 ein und erteilt, da er in Ringform nach unten gerichtet ist, den Fäden eine Vorwärtsbewegung. Die optimale Lage der Saugdüse wird bestimmt, indem man sie verschiebt, bis die Fäden gut verfeinert werden, aber nicht zusammenschmelzen. Diese Lage ist gewöhnlich auch die beste Stelle für die elektrostatische Aufladung der Fäden.Fig.9 shows a suction nozzle, which consists of an im there is essentially a cylindrical thread passage 15 which widens outward at the thread inlet 16. the The suction nozzle is supplied with compressed air through the air inlet 6; the air flow enters the thread passage 15 at inlet 17 and, since it is directed downward in a ring shape, gives the threads a forward movement. The optimal position of the suction nozzle is determined by moving it until the threads are well refined, but don't melt together. This location is usually also the best place for the electrostatic Charging the threads.

Wenn die Aufnahmefläche zu nahe an der Saugdüse angeordnet ist, kann die aus der Saugdüse ausströmende Luft die Regellosigkeit der Fadenablegung stören. Dieses Problem läßt sich lösen, indem man das Ende des Fadendurchlasses der Düse leicht (gewöhnlich um nicht mehr als 6°) divergieren läßt. Wenn sich das Aufnahmeorgan in zu großem Abstand von der Düse befindet, ist die Lenkung der Fadenablegung schwierig. Hiergegen hilft man sich durch eine Erhöhung der Ladung der Fäden oder der entgegengesetzten Ladung des Aufnahmeorgans.If the receiving surface is arranged too close to the suction nozzle, the surface flowing out of the suction nozzle can Air disturb the randomness of the thread deposit. This problem can be solved by adding the end of the The thread passage of the nozzle can diverge slightly (usually by no more than 6 °). If that The receiving element is too far away from the nozzle, making it difficult to steer the filament deposit. One helps against this by increasing the load of the threads or the opposite load of the receiving organ.

Die Saugdüse setzt die Fäden unter mechanische Zugspannung. Hierdurch werden die Spinnfäden verfeinert und orientiert und die geladenen Fäden zum Aufnahmeorgan gefördert. Im allgemeinen erzeugen die Düsen einen schnellen Ringstrom von Luft in einer zu den Fäden gleichsinnigen Richtung. Man kann mit üblichen Saugdüsen arbeiten. Düsen mit (um mehr als etwa 6°) divergierenden Fadendurchlässen sind jedoch nicht völlig zufriedenstellend. Die Wirksamkeit einer Düse kann verstärkt werden, indem man den abstromseitigen Abschnitt des Fadendurchlasses länger ausbildet. Er erstreckt sich aber nicht über den Punkt hinaus, an dem eine extreme Turbulenz des strömenden Mediums beginnt. Man kann eine Saugdüse zusammen mit mehreren Spinndüsen einsetzen. Man kann aber auch mit den Fäden einer einzelnen Spinndüse mehrere Saugdüsen speisen.The suction nozzle puts the threads under mechanical tension. This refines the filaments and oriented and conveyed the charged threads to the receiving organ. In general, the Nozzles create a rapid ring flow of air in a direction in the same direction as the threads. You can go with usual suction nozzles work. Nozzles with (by more than about 6 °) diverging thread passages are, however not entirely satisfactory. The effectiveness of a nozzle can be enhanced by adding the downstream Section of the thread passage forms longer. But it does not extend beyond the point at which extreme turbulence in the flowing medium begins. You can put a suction nozzle together use with several spinnerets. But you can also use the threads of a single spinneret several Feed suction nozzles.

Bei der Aufladung durch Reibung kommt es darauf an, daß die Reibungsfläche, mit der die Fadenoberfläche auf ihrem Wege zur Aufnahmefläche in innige Berührung kommt, für die erforderliche elektrostatische Aufladung groß genug ist. Die Reibungsfläche soll aus einem Material bestehen, das in der reibungselektrischen Reihe sich an anderer Stelle als die Fadenmasse befindet. Die Reibungsoberfläche muß geerdet werden.When charging by friction, it is important that the friction surface with which the thread surface comes into intimate contact on its way to the receiving surface, for the required electrostatic Charge is big enough. The friction surface should consist of a material that is found in the triboelectric Row is in a different place than the thread mass. The friction surface must be grounded.

example 1

Unter Verwendung einer Vorrichtung, die im wesentlichen Fig. 1 entspricht, wobei die leerlaufende Walze 3 weggelasen ist,.wird Polyhexamethylenadipinsäureamid (relative Viscosität 39) durch eine 34-Loch-Spinndüse (Lochdurchmesser jeweils 0,229 mm) mit 16 g Polymerisat (Gesamtmenge) je Minute bei einer Temperatur von 290⁰C zu Fäden versponnen. Die Fäden werden in eine ruhige Atmosphäre (25° C, 70% relative Feuchtigkeit) gesponnen. In einem Abstand von 76 cm (in der Spinnrichtung gesehen) von der Verfestigungsstelle und etwa 15 cm seitlich des normalen Fadenlaufes ist eine Saugdüse (F i g. 3) mit folgenden Dimensionen vorgesehen:Using a device which essentially corresponds to FIG. 1, with the idle roller 3 removed, .wird polyhexamethylene adipamide (relative viscosity 39) through a 34-hole spinneret (hole diameter 0.229 mm each) with 16 g of polymer (total amount) each Minute at a temperature of 290 ⁰ C spun into threads. The threads are spun in a calm atmosphere (25 ° C, 70% relative humidity). A suction nozzle (Fig. 3) with the following dimensions is provided at a distance of 76 cm (seen in the spinning direction) from the solidification point and about 15 cm to the side of the normal thread path:

4040

4545

5050

5555

EinlaßdurchmesserInlet diameter 23,8 mm23.8 mm Fadendurchlaß-DurchmesserThread passage diameter 2,4 mm2.4 mm Strecke, auf der sich der EinlaßRoute on which the inlet is auf den Minimaldurchmesserto the minimum diameter verjüngtrejuvenates 19,1 mm19.1 mm Länge des FadendurchlassesLength of the thread passage 39,4 cm39.4 cm Winkel des LufteintrittsAir inlet angle (unterhalb des Einlasses)(below the inlet) etwa 15'about 15 '

Der Einlaßteil bzw. die Eintrittsöffnung 7 der Düse besteht aus Messing. Die Düse ist geerdet. Als Aufnahmeorgan dient eine Aluminiumplatte von 3OV2 χ 3OV2 cm, die in den Fadenlauf gebracht und von Hand gedreht wird (und daher geerdet ist), bis sich ein Vlies der gewünschten Dicke gebildet hat. Die Ergebnisse verschiedener solcher Versuche sind in der Tabelle I zusammengefaßt.The inlet part or the inlet opening 7 of the nozzle is made of brass. The nozzle is grounded. When The receiving organ is an aluminum plate of 3OV2 χ 3OV2 cm, which is brought into the thread path and from Hand rotated (and therefore earthed) until a mat of the desired thickness is formed. the Results of various such experiments are summarized in Table I.

Table I.

VerVer Luftdruck (P), Air pressure (P), Fadenthread T/E')T / E ') Mi**)Wed **) suchsearch atüatü 1,9/4081.9 / 408 6,06.0 Titer, denTiter den 2,8/2012.8 / 201 6,76.7 11 0,250.25 6,06.0 3,6/1903.6 / 190 9,09.0 22 1,061.06 1,91.9 3,5/1723.5 / 172 9,59.5 33 1,761.76 1,61.6 3,6/1423.6 / 142 8,88.8 44th 2,462.46 1,51.5 55 3,163.16 1,71.7

Reißfestigkeit (T), g/den; Dehnung (E), Mi= Anfangsmodul, g/den.Tensile strength (T), g / den; Elongation (E), Mi = initial modulus, g / den.

709 685/2709 685/2

In allen Versuchen ist die Durchführbarkeit des Verfahrens sehr gut. Man erhält gleichmäßige Fadenvliese. Gute Ergebnisse erzielt man auch mit Polycaproamid. The process can be carried out very well in all experiments. Uniform thread fleeces are obtained. Good results can also be achieved with polycaproamide.

Example 2

In der Vorrichtung gemäß Fig. 5 werden Fäden aus Polyethylenterephthalat hergestellt und zu einem Fadenvlies abgelegt. Das Polyäthylenterephthalat (relative Viscosität 34) wird durch eine 30-Loch-SpinndüseIn the device according to FIG. 5, threads are made Made of polyethylene terephthalate and laid down to form a thread fleece. The polyethylene terephthalate (relative Viscosity 34) is obtained through a 30-hole spinneret

1010

(Lochdurchmesser jeweils 0,178 mm) mit 10 g (Gesamtmenge)/min versponnen. Die Spinntemperatur, gemessen an der Spinndüse, beträgt 284°C.(Hole diameter 0.178 mm each) at 10 g (total amount) / min spun. The spinning temperature, measured at the spinneret, is 284 ° C.

Die in Fig. 5 eingetragenen Abstände erhalten folgende Werte:The distances entered in Fig. 5 have the following values:

H = H = 33,0 cm33.0 cm e =e = 10,2 cm10.2 cm b = b = 43,2 cm43.2 cm F =F = 121,9 cm121.9 cm c = c = 50,8 cm50.8 cm 8 =8 = 19,1 cm19.1 cm d = d = 58,4 cm58.4 cm h =h = 30,5 cm30.5 cm

Tabelle II
(Ergebnisse)Table II
(Results)

Versuch Luftdruck (P), atü FadeneigenschaftenTry air pressure (P), atü thread properties

Reißfestigkeit, Dehnung, % g/denTear strength, elongation,% g / den

Mi, g/den Titer, den Mi, g / the titer, the

11 2,82.8 2,02.0 185185 14,514.5 1,721.72 22 3,53.5 2,42.4 117117 16,216.2 1,371.37 33 4,24.2 3,03.0 115115 20,020.0 1,151.15 44th 4,94.9 3,53.5 100100 29,929.9 1,11.1 55 5,65.6 3,5 +3.5 + 103103 28,028.0 1,031.03 66th 6,36.3 3,13.1 77,377.3 26,726.7 0,970.97

In allen Versuchen gemäß Tabelle Il ist die Durchführbarkeit des Verfahrens wie auch die Bildung des Fadenvlieses -gut. Die erhaltenen Vliese sind von aggregierten Fäden im wesentlichen frei, d. h., die Fadentrennung nach der Aufladung ist völlig zufriedenstellend. Es ist zu bemerken, daß eine Erhöhung des Luftdruckes zu einer entsprechenden Erhöhung der Geschwindigkeit führt, mit der die Fäden dem Aufnahmeorgan zugeführt werden; die Fadengeschwindigkeiten nehmen von etwa 1830 m/min in Versuch 1 auf etwa 3240 m/min in Versuch 6 zu.In all experiments according to Table II, the feasibility of the process as well as the formation of the thread fleece -good. The nonwovens obtained are essentially free of aggregated threads; h., the Thread separation after charging is completely satisfactory. It should be noted that an increase in the Air pressure leads to a corresponding increase in the speed with which the threads are Receiving organ are supplied; the thread speeds increase from about 1830 m / min in experiment 1 to about 3240 m / min in test 6.

Unter Verwendung einer ähnlichen Vorrichtungsanordnung wird Polyäthylenterephthalat durch eine 68-Loch-Spinndüse und gleichzeitig ein Äthylenisophthalat-Äthylenterephthalat-Copolymeres (Gehalt an Äthylenisophthalat 20 Gewichtsprozent) durch eine benachbarte 34-Loch-Spinndüse versponnen, wobei dem entstehenden Fadenvlies mindestens zwei Fäden aus dem Copolymeren einverleibt werden. Man erhält ein gleichmäßiges Produkt, das den gleichzeitig ersponnenen Copolymeren-Bindemittelfaden enthält und das durch anschließende Erhitzung in einen Vliesstoff übergeführt werden kann.Using a similar arrangement of devices, polyethylene terephthalate is passed through a 68-hole spinneret and at the same time an ethylene isophthalate-ethylene terephthalate copolymer (Ethylene isophthalate content 20 percent by weight) spun through an adjacent 34-hole spinneret, whereby at least two threads made of the copolymer are incorporated into the resulting nonwoven. You get a uniform product containing the co-spun copolymer binder thread and which can be converted into a nonwoven fabric by subsequent heating.

Example 3

Unter Verwendung der Vorrichtung nach Fig.5 werden Fadenvliese aus Polypropylenfäden hergestellt, wobei man, von den folgenden Abänderungen abgesehen, mit den gleichen Abständen wie in Beispiel 2 arbeitet.Using the device according to Figure 5, nonwovens are made from polypropylene threads, where, apart from the following changes, the same intervals as in Example 2 is working.

Table III

a = 45,7 cm
b = 55,9 cm a = 45.7 cm
b = 55.9 cm

c
d c
d

76,2 cm
96,5 cm76.2 cm
96.5 cm

Das Polypropylen (Schmelzindex 10) wird mit einer Geschwindigkeit von 6 g/min durch eine 30-Loch-Spinndüse (Lochdurchmesser jeweils 0,229 mm) versponnen, wobei die Spinntemperatur (an der Spinndüse) 19O⁰C beträgt. Man erhält gleichmäßige Fadenvliese. Unter Verwendung von Druckluft von 1,3 atü werden folgende Eigenschaften der Einzelfäden erhalten:The polypropylene (melt index 10), is spun at a rate of 6 g / min through a 30 hole spinneret (hole diameter in each case 0.229 mm) wherein the spinning temperature (at the spinneret) 19O ⁰ C. Uniform thread fleeces are obtained. Using compressed air of 1.3 atmospheres, the following properties of the single threads are obtained:

Reiß- Deh- Mi, TiterTear- Deh- Mi, titer

festigkeit, nung,strength, strength,

g/den % g/den deng / den% g / den

Im ersponnenen 2,35Im spun 2.35

ZustandStatus

Entspannt 1,76Relaxed 1.76

369 17,9 1,51
338 13,8 1,75369 17.9 1.51
338 13.8 1.75

Example 4

Dieses Beispiel erläutert das gleichzeitige Verspinnen von Polyhexamethylenadipinsäureamid (relative Viscosität 39) und eines Hexamethylenadipinsäureamid-Caproamid-Copolymeren (relative Viscosität 45; Gehalt an Caproamid 10 Gewichtsprozent). Das Polyhexamethylenadipinsäureamid wird mittels einer 34-Loch-Spinndüse (Lochdurchmesser 0,229 mm) mit 16 g (Gesamtmenge)/min bei 290⁰C und das Copolymere mittels einer 2-Loch-Spinndüse (Lochdurchmesser 0,229 mm) mit 1,78 g/min bei 255⁰C versponnen. Die beiden Spinndüsen sind in einem Mittenabstand von 14,0 cm vorgesehen. Die frisch gesponnenen Fäden werden über einen geerdeten, polierten Aluminiumstab geführt, der i01,6cm unterhalb der Verbindungslinie der Mittelpunkte der Spinndüsen, parallel zu dieser Linie und seitlich um 15,2 cm gegen sie versetzt vorgesehen ist.This example explains the simultaneous spinning of polyhexamethylene adipamide (relative viscosity 39) and a hexamethylene adipamide-caproamide copolymer (relative viscosity 45; content of caproamide 10 percent by weight). The polyhexamethylene adipamide is by means of a 34-hole spinneret (hole diameter 0.229 mm) with 16 g (total) / min at 290 ⁰ C and the copolymer by means of a 2-hole spinneret (hole diameter 0.229 mm) with 1.78 g / min at 255 ⁰ C spun. The two spinnerets are provided at a center-to-center distance of 14.0 cm. The freshly spun threads are passed over a grounded, polished aluminum rod which is provided 10.6 cm below the line connecting the centers of the spinnerets, parallel to this line and offset by 15.2 cm to the side.

Eine Saugdüse der in F i g. 3 gezeigten Art ist 2,5 cm unterhalb der Stelle angeordnet, an welcher die Fäden den Stab berühren. Die Düse wird mit Druckluft von 1,8 atü gespeist. Das Aufnahmeorgan, eine geerdete Aluminiumplatte von 106,7 χ 106,7 cm, ist 101,6 cm unterhalb der Saugdüse vorgesehen; es wird mit einer Geschwindigkeit von 711,2 cm/min unterhalb der Düse und außerdem unter 90° zu dieser ersten Bewegung mit einer Geschwindigkeit von 71,1 cm/min hin- und hergeführt. Durch diese Sammlung der Fäden wird in etwa 8V2 min ein gleichmäßiges Fadenvlies mit einem Quadratmetergewicht "on 136 g erhalten. Die Spinngeschwindigkeit während dieses Versuchs beträgt, auf Grundlage des Pol>merendurchsatzes und des Faden-A suction nozzle of the type shown in FIG. 3 is arranged 2.5 cm below the point where the threads touch the stick. The nozzle is fed with compressed air of 1.8 atmospheres. The receiving organ, a grounded one 106.7 χ 106.7 cm aluminum plate, is provided 101.6 cm below the suction nozzle; it comes with a Speed of 711.2 cm / min below the nozzle and also below 90 ° to this first movement reciprocated at a speed of 71.1 cm / min. By this collection of threads, in A uniform thread web with a weight per square meter of 136 g was obtained for about 8V2 min. The spinning speed during this test, based on the polymer throughput and the filament

endtiters, 2652 m/min. Die Polyhexamethylenadipinsäureamidfäden haben folgende Eigenschaften:end titre, 2652 m / min. The polyhexamethylene adipamide threads have the following properties:

ReißfestigkeitTear resistance = 3,5/165;= 3.5 / 165; (g/den)/Dehnung (%)(g / den) / elongation (%) = 7,5;= 7.5; M/(g/den)M / (g / den) = 1,60 den= 1.60 den FadentiterThread count

Während des Verfahrens werden die Fäden beim Passieren des Aluminiumstabes durch Reibung geladen; sie werden vor der Saugdüse, zum Teil am Stab und zum Teil auf Grund eines Spinnstreckmechanismus vor dem Stab, orientiert. Auf Grund der gleichzeitig ersponnenen Copolymeren-Bindemittelfäden läßt sich das Fadenvlies durch Erhitzen in einen Vliesstoff überführen. Das Vlies wird z. B. zwischen zwei Sieben aus rostfreiem Stahl mit einer lichten Maschenweite von 0,3 mm (50 Maschen) 1 Minute bei 3,5 kg/cm² und 200⁰C verpreßt, wobei man eine zähe, drapierbare Ware erhält, die eine verstärkte Widerstandsfähigkeit gegen EntSchichtung hat. Die Zugfestigkeit dieser Ware beträgt 0,64 g/den.During the process, the threads are loaded by friction as they pass the aluminum rod; they are oriented in front of the suction nozzle, partly on the rod and partly in front of the rod due to a spin-drawing mechanism. Due to the simultaneously spun copolymer binder threads, the thread fleece can be converted into a nonwoven fabric by heating. The fleece is z. B. between two sieves made of stainless steel with a mesh size of 0.3 mm (50 mesh) for 1 minute at 3.5 kg / cm ² and 200 ⁰ C, which gives a tough, drapable product that has increased resistance against stripping. The tensile strength of this product is 0.64 g / den.

Example 5

Polyäthylenterephthalatflocken werden auf einem Schmelzrost auf eine Temperatur von 295⁰C aufgeschmolzen und mit einer Geschwindigkeit von 15 g/m durch eine 2,54 cni starke Schicht eines Sandfilterbettes und einen 5,08 cm großen Spinnkopf mit 23 Kapillaren (0,023 cm im Durchmesser; 0,030 cm in der Länge) zugemessen. Der Beschlagklotz wird bei 290⁰C gehalten, und die Spinnkopftemperatur wird auf 285° C eingeregelt.Polyäthylenterephthalatflocken be melted in a melting grid to a temperature of 295 ⁰ C and at a rate of 15 g / m by a 2.54 cni thick layer of a sand filter bed and a 5.08 cm wide spinneret with 23 capillaries (0.023 cm in diameter; 0.030 cm in length). The fitting block is held at 290 ⁰ C, and the spinning head temperature is controlled to 285 ° C.

Das Fadenbündel wird vor dem Eintritt in die Saugdüse, die ungefähr 180 cm unterhalb des Spinnkopfes angeordnet ist, in Raumluft abgeschreckt. Ein Druck von 2,8 kg/cm² in der Saugdüse liefert eine Spannung von ungefähr 3 g auf dem Fadenbündel, wobei die Messung unmittelbar oberhalb der Düse erfolgt. Mittels vier Entladungsspitzen, die 20 cm oberhalb des Eingangs der Saugdüse und ungefähr 1,9 cm entfernt von dem Fadenbündel angeordnet sind, wird eine negative Korona gebildet. Ein sich drehender Stab (10 Umdrehungen je Minute, 3,2 cm im Durchmesser) kommt mit den Fäden in leichte Berührung und hilft, daß ein gleichmäßiger Abstand zwischen den Einzelfäden und der Koronaquelle aufrechterhalten wird. An die Koronaspitzen wird eine negative Spannung von 30 bis 40 kV (200 bis 250 μΑ) angelegt.The thread bundle is quenched in room air before it enters the suction nozzle, which is arranged approximately 180 cm below the spinning head. A pressure of 2.8 kg / cm ² in the suction nozzle provides a tension of approximately 3 g on the thread bundle, the measurement being made directly above the nozzle. A negative corona is formed by means of four discharge tips which are arranged 20 cm above the entrance of the suction nozzle and approximately 1.9 cm away from the bundle of filaments. A rotating rod (10 revolutions per minute, 3.2 cm in diameter) comes into light contact with the filaments and helps maintain an even distance between the filaments and the corona source. A negative voltage of 30 to 40 kV (200 to 250 μΑ) is applied to the corona tips.

1010

1515th

2020th

2525th

3030th

3535

4040

4545

50 Die geladenen Polyäthylenterephthalatfäden werden auf einem hin- und hergehenden Tisch (76 cm im Quadrat), der positiv aufgeladen ist (20 kV), abgelegt. Die Geschwindigkeit der Tischbewegung wird so eingestellt, daß ein geeignetes Grundgewicht und zufriedenstellende Gleichmäßigkeit erzielt werden. Bei einer Tischgeschwindigkeit von 73,7 cm/min in einer Richtung und 1470 cm/min in der anderen Richtung werden die geladenen Fäden als Bahn mit einer Geschwindigkeit von 27 g/m² je Minute abgelegt. Die Eigenschaften der Fäden sind: 50 The charged polyethylene terephthalate threads are placed on a reciprocating table (76 cm square) which is positively charged (20 kV). The speed of the table movement is adjusted so that a suitable basis weight and satisfactory uniformity are obtained. At a table speed of 73.7 cm / min in one direction and 1470 cm / min in the other direction, the charged threads are laid down as a web at a speed of 27 g / m ² per minute. The properties of the threads are:

TiterTiter 2,3 den2.3 den ReißfestigkeitTear resistance 2,9 g/den2.9 g / den Dehnungstrain 183%183% MiWed 17,2 g/den17.2 g / den

Beziehungrelationship

zwischen der elektrostatischen Ladung
und der mechanischen Spannungbetween the electrostatic charge
and the mechanical tension

Polyhexamethylenadipinsäureamid mit einer relativen Visosität von 39 wird aus einer 34-Loch-Spinndüse (Lochdurchmesser 0,229 mm; 16 g Gesamtmenge/min; Spinntemperatur 272°C) in Umgebungsluft (20⁰C; relative Feuchtigkeit: 55%) schmelzgesponnen. Man arbeitet mit der Saugdüse gemäß F i g. 3, die mittig 114,3 cm unterhalb der Spinndüse und 76,2 cm oberhalb einer geerdeten Sammelplatte aus Aluminium angeordnet ist. Die Fäden werden mittels eines polierten Aluminiumstabes von 1,3 cm Durchmesser, den man an einer Stelle 10,2 cm oberhalb der Saugdüse mit dem Fadenlauf in Berührung bringt, durch Reibung aufgeladen. Die Luftdüse und der Aufladestab sind an einem gemeinsamen Arm befestigt, der über einen Standardwiderstand von 6 Megaohm geerdet ist. Parallel zu diesem Widerstand ist ein Vakuumröhren-Spannungsmesser geschaltet. Aus dem bekannten Innenwiderstand des Spannungsmessers und dem ermittelten Spannungsabfall an dem Standardwiderstand kann man den von der Düsen-Stab-Anordnung abfließenden Strom errechnen. Dieser Strom ist ein direktes Maß für die Zahl der Elektronen, die zwischen dem Aluminiumstab und den laufenden Fäden übertragen werden, d. h. für die elektrostatische Aufladung. Die Auswirkung einer Veränderung des Stromflusses bei verschiedenen Luftdrücken (an der Saugdüse) auf die Arbeitsfähigkeit des Verfahrens, d. h. die Bildung des Fadenvlieses, ist in der Tabelle IV zusammengestellt.(16 g Total quantity / min; spinning temperature 272 ° C mm hole diameter 0.229) in ambient air (20 ⁰ C; relative humidity: 55%) polyhexamethylene adipamide having a relative Visosität of 39 is obtained from a 34-hole spinneret melt spun. One works with the suction nozzle according to FIG. 3, which is centrally located 114.3 cm below the spinneret and 76.2 cm above a grounded collecting plate made of aluminum. The threads are charged by friction by means of a polished aluminum rod 1.3 cm in diameter, which is brought into contact with the thread run at a point 10.2 cm above the suction nozzle. The air nozzle and charging rod are attached to a common arm that is grounded through a standard 6 megohm resistor. A vacuum tube voltmeter is connected in parallel to this resistor. The current flowing from the nozzle-rod arrangement can be calculated from the known internal resistance of the voltmeter and the determined voltage drop at the standard resistor. This current is a direct measure of the number of electrons that are transferred between the aluminum rod and the running filaments, ie for the electrostatic charge. The effect of a change in the current flow at different air pressures (at the suction nozzle) on the workability of the process, ie the formation of the thread web, is summarized in Table IV.

Tabelle IV
(Stromfluß, uA)Table IV
(Current flow, uA)

Versuch attempt

Arbeitsfähigkeit, Art des FadenvliesesAbility to work, type of thread fleece

Luftdruck, atüAir pressure, atm

4,2 3,24.2 3.2

2,12.1

1 Keine Ablegung, Abblasung von Fäden von der Sammelplatte1 No filing, thread blown off the collecting plate

2 Fäden haften in Bündeln, Aggregaten an der Platte2 threads adhere to the plate in bundles, aggregates

3 Fäden haften an der Platte, gute Trennung der Fäden zwischen Düse und Platte, gleichmäßige, zufallsmäßig regellose Ablagerung eines gleichmäßigen Fadenvlieses3 threads adhere to the plate, good separation of the threads between nozzle and plate, even, random random deposition of an even thread fleece

4 Fäden haften sowohl an der Platte als auch der Düse, es sind verschlungene Fäden zu beobachten, es werden ungleichmäßige Fadenvliese erhalten4 threads adhere to both the plate and the nozzle, tangled threads can be observed, there will be receive uneven thread fleeces

0,20.2 bisuntil 1,01.0 0,20.2 bisuntil 0,80.8 0,20.2 bisuntil 0,50.5 0,20.2 bisuntil 1,71.7 0,20.2 bisuntil 1,41.4 0,20.2 bisuntil 0,80.8 1,01.0 0,80.8 0,50.5

1.01.0

0,80.8

0,50.5

i3i3

Bei den Versuchen nach der vorstehenden Tabelle wird der Umschließungswinkel des Fadens gegenüber dem als Reibmittel wirkenden Aluminiumstab von Versuch 1 zu Versuch 4 vergrößert. Die Tabelle zeigt, daß der Stromfluß auf ein Maximum zunimmt und dann abfällt. Die Arbeitsfähigkeit ist im Bereich des Stromflusses gemäß Versuch 3 optimal. Diese Werte dienen dazu, einen bevorzugten Arbeitsbereich zu erfassen, wie er schematisch in Fi g. 4 dargestellt ist. Die Werte der Tabelle IV sind für die jeweils vorliegende räumliche Ausbildung der Vorrichtung, den Düsentyp, die Spinnbedingungen und die Zusammensetzung der Fadenführungen charakteristisch.In the tests according to the table above, the angle of enclosure of the thread is opposite the aluminum rod acting as a friction means enlarged from experiment 1 to experiment 4. The table shows that the current flow increases to a maximum and then decreases. The ability to work is in the area of Current flow according to experiment 3 optimal. These values are used to set a preferred work area grasp how it is shown schematically in Fi g. 4 is shown. The values in Table IV are for each present spatial configuration of the device, the type of nozzle, the spinning conditions and the composition of the Characteristic thread guides.

Unter Verwendung einer Vorrichtungsanordnung, die im wesentlichen der Fig. 8 entspricht und mit einer 34-Loch-Spinndüse (Lochdurchmesser 0,229 mm) versehen ist, wird Polyhexamethylenadipinsäureamid (relative Viscosität 39; 16 g Polymeren-Gesamtmenge/min) bei einer Temperatur von etwa 290°C in eine ruhende Atmosphäre (25°C; relative Feuchtigkeit 70%) zu Fäden versponnen. In den genannten Abständen ist der Spinndüse eine Saugdüse aus Kupfer nachgeschaltet, die folgende Dimensionen hat (vgl. F i g. 3):Using a device arrangement which corresponds essentially to FIG. 8 and with a 34-hole spinneret (hole diameter 0.229 mm) is provided, polyhexamethylene adipamide (relative Viscosity 39; 16 g total amount of polymer / min) at a temperature of about 290 ° C in a stationary Atmosphere (25 ° C; relative humidity 70%) spun into threads. In the mentioned intervals is the Spinning nozzle is followed by a suction nozzle made of copper, which has the following dimensions (see Fig. 3):

Durchmesser des Fadeneinlasses 16Thread inlet diameter 16

(Kopf) 47,6 mm(Head) 47.6 mm

Durchmesser des Fadendurchlasses 15 19,1 mmDiameter of the thread passage 15 19.1 mm

Strecke, auf der sich derRoute on which the

Fadeneinlaß zum Durchlaß verjüngt 12,7 mmThread inlet to passage tapers 12.7 mm

Länge des Fadendurchlasses 15 68,6 cmLength of the thread passage 15 68.6 cm

Durchmesser des Lufteinlasses 4 19,1 mmAir inlet 4 diameter 19.1 mm

Winkel des Lufteintritts 17 45°Air inlet angle 17 45 °

An die Saugdüse, die elektrisch gegen die Fäden isoliert in dem Fadenlauf gehalten wird, sind eine Druckluftquelle und ein Gleichrichtergenerator angeschlossen. Als Aufnahmeorgan dient eine geerdete massive Aluminiumplatte von 30'/2x30'/2cm, die in den Fadenlauf gebracht und von Hand gedreht wird, bis sich ein gleichmäßiges Fadenvlies der gewünschten Dicke und Form gebildet hat. Die Ergebnisse verschiedener solcher Versuche sind in der Tabelle V zusammengefaßt.On the suction nozzle, which is held in the thread path in an electrically isolated manner from the threads, are one Compressed air source and a rectifier generator connected. A grounded one serves as the receiving organ solid aluminum plate of 30 '/ 2x30' / 2cm that goes into brought the thread line and turned by hand until a uniform thread fleece of the desired Has formed thickness and shape. The results of various such experiments are shown in Table V. summarized.

Table V

Abstand, cmDistance, cm

Luftdruck, atüAir pressure, atm

Elektrostatisches Potential, V Electrostatic potential, V

20,3
15,2
10,2
15,2
15,2
10,2
17,820.3
15.2
10.2
15.2
15.2
10.2
17.8

3,5
3,5
3,5
2,1
1,4
1,4
3,83.5
3.5
3.5
2.1
1.4
1.4
3.8

20 00020,000

9 0009,000

. 14 000. 14,000

7 0007,000

2 0002,000

16 00016,000

In jedem Falle läßt sich das Verfahren ausgezeichnet durchführen. Die Fäden kleben nicht und werden auch nicht weggeblasen. Das Produkt ist gleichmäßig.In any case, the process can be carried out excellently. The threads do not and will not stick not blown away. The product is uniform.

Im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt man, wenn die Saugdüse eine Ladung entgegengesetzten Vorzeichens erhält.Essentially the same results are obtained when the suction nozzle has an opposite charge Receives the sign.

Hierzu 5 Blatt ZeichnuneenFor this 5 sheets of drawings

Claims

Claim:

Process for the production of nonwovens by conveying a bundle of synthetic -> organic melt-spun filaments under mechanical tension by means of a pneumatic Conveying nozzle against a receiving surface in such a way that it changes its direction of movement when it hits change significantly and form loops on the receiving surface, characterized in that that to achieve a randomly random angular position in which the threads are well apart are separated, the threads, while they are under the mechanical tension, with a high ι j electrostatic charge charges the threads from the pneumatic feed nozzle to a receiving surface that is earthed or has a charge opposite to the sign of the thread charge, whereby the mechanical tension of the threads is reduced considerably and the electrostatic tension The charging of the threads and the pneumatic pressure in the feed nozzle are coordinated in such a way that that the individual threads move through during the reduction of the mechanical tension mutual electrical repulsion separate before they strike the receiving surface, but do not stick to the feed nozzle.