DE1560790A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen nach dem Schmelzspinnverfahren - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Vliesstoffen nach dem Schmelzspinnverfahren. Bei der Herstellung von Vliesstoffen besteht eine der wesentliohen Aufgaben in der Erzeugung einer hohen Gleichmässigkeit der Faserverteilung unter Vermeidung von Faseraggregationen an- der einen und Verdünnungen an der anderen Stelle. Bei den Verfahren, bei denen die Synthesefaserherstellung mit der Vliesstoffbildung gekoppelt ist, tritt diese Aufgabe mit in den Vordergrund. Da ja ein möglichst hoher Durchsatz pro Zeiteinheit gefordert wird, müssen mehrere Spinndüsen verwendet werden. Die gegenseitige Anordnung der Spinndüsen übt hierbei einen grossen Einfluss auf den Gleichmässigkeitsgrad des erzeugten Vlieses aus, da ja aus einer Vielzahl von Spinndüsen ein zusammenhängendes gleichmässiges Vlies gebildet wird. Dies ist ganz besonders schwierig, wenn bei. der Fasererzeugung herkömmliche Runddüsen verwendet werden, bei ,denen die Spinnlöcher kreisförmig angeordnet sind, und in all den äällen, in denen die Einzelfilamente, z.B. durch Umlenkorgane oder durch ringförmige Abzugsorgane, z.B. kabelartig, zusammengetankt werden, da zur Erzeugung eines gleichmässigen Vliesbildes ein Zusammenlegen mehrerer Filamente zu Strängen vermieden werden muss. ..
• In den deutschen Patenten ....... (Anmeldungen F 42 095 VII 9/29a, F 36 815 VIIa/8h und F 35 926 VIIa/8h) wurde deshalb bereits vorgeschlagen, zur Herstellung von Faservliesen solche Längsdüsen zu verwenden, die Spinnlöcher in einem Abstand von vorzugsweise 2 mm in einer geraden Reihe tragen. Durch den kleinen Abstand der feinen Spinnlächer (unter 1 mm 0) wird eine besonders enge Anordnung der ausgesponnenen Filamente bewirkt, die zu einem dichten Vliesbild führt. Dies wirkt sich vor allem bei der Herstellung kleiner Flächengewichte (z.B. 10g/m2-- 60 g/m2) sehr vorteilhaft aus. Die zur Herstellung der Filamente verwendete Schmelze wurde bei diesem Verfahren mit Hilfe von Spinnpumpen aus den Düsenlochreihen ausgepresst und mit Hilfe mehrerer jeweils beidseitig aufgebrachter Zuftstrompaare verstreckt, sowie so geführt, dass sie reihenförmig ohne gegenseitiges Zusammenlegen von der Spinndüse weggeführt werden.
• Es zeigte sich nunmehr, dass vorzugsweise das erste Luftstrompaar (Primärluft 1, Abb. 2) heisser als das zweite luftstrompaar (Sekundärluft 2, Abb. 2) sein soll, so dass die Filamentreihen von einem heissen luftpblster eingepackt sind, hierdurch ist eine Erhöhung des Verstreckungagrades und damit erhöhte Molekularorientierung zu erzielen, da die Molekülketten im Bereich der Verzugskräfte auf einem längeren Flugbereich beweglich bleiben. Die Vermischung der heissen primären Luftströme mit den kälteren sekundären Luftströmen (Temperaturen siehe Beispiel) bewirkt dann die zum Abkühlen der Filamente notwendigen Bedinguncen. Die Tatlache, dass die Gewichtsdosierung der Filamente mit Hilfe von Spinnpumpen durchgeführt wird, ist ebenfalls für die Gleichmässig-. keit von Einfluss und steht im Gegensatz zu den bekannten Glasspinnverfahren, wo die Glasschmelze mit Hilfe von Züftströmen aus relativ dicken löchern (1 mm f@ und darüber) herausgezogen -wird.
• Falls man nun mehrere sclcher Längsdüsen verwendet, zeigt sich erfindungsgemäss eine bestimmte Anordnung der Düsen zur Erzeugung gleichmässiger Vliese als besonders vorteilhaft. Mehrere Spinndüsen werden in einem sogenannten Spinnbalken a) (Abb. 1) zusam:nengefasst, derart, dass die Spinnlochreihen b) der einzelnen Düsen parallel zueinander in einem möglichst geringen Abstand c) liegen. Der Abstand c) soll vorteilhafterweise nicht gröseer als 150 mm betragen, um im Verein mit den nachfolgenden Massnahmen ein möglichst dichtes Vliesgebilde bei hohem Durchsatz zu erzielen. Jeder Spinndüse ist ein Luftkanal d) zugeordnet, der die Filamente parallel und unter Vermeidung gegenseitigen Aneinanderlegens mit Hilfe von paarweise aufgebrachten- Lüftströmeri -führt und verstreckt. Ausserdem wird die durch den Verzug erhaltene molekulare Orientierung der Kettenmoleküle eingefroren.
• Die Luftkanäle haben weiterhin eine wesentliche Aufgabe in der gleichmässigen Erzeugung der Faservliese. Die Luftkanäle sind derart gebaut, dass sie in einem bestimmten Abstand e) über einem Auffangsieb mit darunterliegender Absaugung enden. Nach dem Verlassen der Luftkanäle durchfliegen die Filamentscharen die Strecke e) bis sie auf dem Siebband f) entlang-der Strecken J) abgesaugt und in Form eines Faservlieses g) gesammelt werden. Der Abstand e)@ zwischen Zuftkanal-Ende und Siebband ist zur Erzeugung einer gleichmässigen Vliesstruktur von Bedeutung. Hierbei ist zu beobachten, dass die den Luftkanal verlassende Schar von Filamenten zunächst auf parallelem Flugweg ohne nennenswerte Turbulenz gerade und in Reihe fliegt (Abschnitt h), dass sie oben im Abschnitt i) zusehends turbulent wird bis zum Moment ihrer Absaugung und damit Vliesbildung.
• In Abb. 2 ist in einem Schnitt dieser Vorgang schematisch aufgezeichnet. Die Luftströme breiten sich beim Verlassen der Luftkanäle aus, verlieren ihre Geschwindigkeit, während die Paserspinngeschwindigkeit, vorgegeben durch Spinnpumpendrehzahl, konstant bleibt. (Spinnpumpen k, Abb. 2). Der Durchsatz an Spinnmasse und damit an erzeugtem Fadengewicht ist durch die Spinnpumpendrehzahl und Grösse gegeben, während die Luftströme die Verstreckung und einen Teil der molekularen Orientierung herstellen. Die zunehmende Turbulenz der Luftströme nach dem Verlassen der Luftkanäle infolge ihrer Ausbreitung und ihres Geschwindigkeitsverlustes gegenüber den gleichmässig nachkommenden Filamentscharen sowie die am Auffangsieb abgebremsten Stromkomponenten führen zur Turbulenzzone i)-. Ist der Abstand e) zu gross wird die Turbulenz in der Zone i) zu stark, so dass Vliesbildver$errungen eintreten. Bei einem zu geringen Abstand e) ist die gegenseitige Verfilzung der Nachbarfilamente zu gering. Über Abstandsmanne sie, Beispiel 1). Eine gewisse Turbulenz beim Auffangen ist von Vortei$` weil der Verfilzungsgrad der benachbarten Filamente zunimmt. D,u kommt unter anderem dadurch zustande, dass die Spinngeschwindigkeit `stete ein Vielfaches der Siebbandgeschwindigkeit ist. Hei einer Spinngeschwindigkeit von z.B. 1000 m/min beträgt z.B. die Sieb- .-bandgeschwindigkeit 20 m/min..Das heisst, die ankommenden und auf dem Siebband zur Ablage gebrachten Filamente legen sich z.B.@. 'sehlaufenförmig ab. Je nach Turbulenz werden nun die Sohlauferi. mehr oder weniger weit in den Bereich der Nachbarfilamente -hineingetragen, was zur Verfilzung führt.
• Um nun eine besondere Vergleichmässigung des Vliesbildes und der Flächengewichte zu erreichen, werden die Spinndüsen, die einen Abstand m) über dem Auffangsieb f) haben, derart angeordnet, dass die Spinnlochreihen b) einen Winkel oG zur Laufrichtung des Auffangsieben bilden. Damit bilden auch die auftreffenden Reihen der ailamente den Winkel o( zur Laufrichtung des Siebbande i. In Abb. 3 ist das Auffangsieb f) dargestellt, dessen Laufrichtung durch den Pfeil p) markiert ist. Die Auftreffpunkte der Filamentseharen sind dursh die Projektion der Düsenloohreihen b' dargestellt. Man sieht, 64#o durch die erste Düse das Vlies A, durch die zweite das eise B und so fort bis I erzeugt wird. Da der WinkelC6 der Düsen-anordnung so: gewählt ist, dass das Ende der Tiochreihen der ersten Mus in der #rlieeerzeugung angrenzt an. den Anfang g@ der Lochreihe der zweiten nee, ist eine möglichst gleiohmäesige Vliesgewichteworteilung über die Endvliesbreitet) gewährleistet. zu einer pogenannten doppelten Überlappung zu kommen, kann die. in Abb. 4 gezeigte Anordnung gewählt werden. Hierbei ist Schrägstellung der Düsenlochreihe zur haufri.ohtung den Siebbandes so gewählt, dass die Projektion der Düsenlochreihe auf das Siebband din Winkel ) mit der Laufrichtung bildet. Das von der ersten Düse gebildete Vlies A reicht hälftig bis zu dem von der zweiten Düse gebildeten Vlies` B und so fort. Durch diese Anordnung wird noch eine wesentliche Verdichtung des Vliesbildes im Vliesabschnitt s) erreicht, während die beiden äusseren Randstreifen A/2 und E/2. entfernt werden. Diese Anordnung ist besonders wertvoll, wenn sog. Niochvlieoe gebildet werden sollen, bei denen z.B. die 1., 3., S., ?. und so weiter Düse ein von den Düsen 2, 4, 6, 8 und so weiter verschiedenes Polymeres ausspinnen. So könnten in obiger Anordnung die Vliesabschnitte A, C, E, Q, I und K aus Polyamid und die Abschnitte B, D, F, H und J aus Polyester gebildet werden, ue dass das Vlies Z ein Mischvlies aus 50 Teilen Polyamid und 50 Teilen Polyester darstellt. Beispiel $ llit einer Apparatur von folgenden Abmessungen wurde Polyeaprolaatsat (Nylon 6) unter folgenden Bedingungen zu. einem Faservlies versponnen. Als Spinndüsen wurden die in dem deutschen Patent ....... (Anmeldung 42 095 VIIa/29) geschilderte Version verwendet. Spinnbalkenlänge 1840 mm Spinnbalkenbreite 600 mm Anzahl der 8pihndüsen 12 Spinndüsenlänge 430 mm Spinndüeenbreite 120 mm Spinnpumpe 1,2 oom Inhalt Spinnpumpe Drehzahl 13,5 U/min Abstand Spinnlechreihe zu Spinnlochreihe benachbarter Düsen 150 mm

  Zahl der Spinnlöcher/Düs.e 160

  Durchmesser der Spinnlöcher 400 #

  Abstand der Spinnlöcher 2 mm

  Abstand luftkanal/Spinndüse 45 mm

  Luftkanal-Breite 30 mm

  Zuftkanal-Länge 380 mm

  Luftkanal-Höhe 1015 mm

  Abstand Luftkanal-Ende/Siebband 350 mm

  Siebband-Breite 2300 mm

  Winkel',' Spinnlochreihe/Siebband 250

  Luftgeschwindigkeit Düsen-

  schlitz primär (Luft 1) 200 m/min

  Lufttemperatur primär (Luft 1) 2400

  Zufttemperätur sekundär (Luft 2) 40o

  Luftgeschwindigkeit Kanalende 980 m/min

  Lufttemperatur Kanalende 660

  Schwenkung der Luftkanäle 58/min

  Schwenkbreite 240 mm

  Siebbandgeschwindigkeit - 6 m/min

  Faservliesbreite 1800 mm

  Faservliesgewicht 20 g/m2

  Gewichtsschwankung - + 095 g

  Das vorstehende Beispiel soll keine Festlegung auf nur diese Abmessungen und Bedingungen beinhalten, sondern nur als Illustration einer Ausführungsform dienen. (Siehe auch Anlage A).

Claims (1)

1. Patentansprüche 1.) Verfahren zur Herstellung von Faservliesen nach dem Schmelz-.-spinnverfahren unter Verwendung von mehreren Spinndüsen, die die Spinnlöcher in zueinander parallelen geraden Reihen tragen und bei denen die Filamentreihen durch mehrere Luftstrompaare sowie mit Hilfe von jeder Düse zugeordneten Luftkanälen auf parallelen Wegen von den Spinndüsen weggeführt werden dadurch gekennzeichnet, dass die Spinnlochreihen mit der Laufrichtung des Siebbandes einen spitzen Winkel bilden. 2.) Verfahren gemäss Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel mehr als 10o und weniger als 60o beträgt. 3.) Verfahren gemäss Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass die jeden Luftkanal reihenförmig verlassenden filamentscharen bei einer Luftgeschwindigkeit von 1000 m/min am Kanalende noch einen Flugweg von mindestens 200 mm innerhalb eines sich ausbreitenden Luftstromes zurücklegen: 4.) Verfahren gemäss Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verstreckung benutzten primären Luftströmpaare eine höhere Temperatur haben als die danach aufgebrachten und damit zur Vermiachung kommenden sekundären luftstrompaare. 5.) Verfahren gemäß Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte-Düsen voneinander verschiedene Polymere ausspinnen, die auf dem Auffangssieb zu einem zusammenhängenden Spinnvlies vereinigt werden. .) Vorrichtung zur Herstellung von Faservliesen, dadurch gekenn-. zeichnet, dass mehrere Spinndüsen, die die Spinnlöcher in geraden Reihen tragen, in zueinander paralleler Anordnung aufeinem Spinnbalken derart angeordnet werden, dass die Spinn= lochreihen mit der Laufrichtung des darunter angeordneten Siebbandes einen spitzen Winkel bilden.