DE1560790B2

DE1560790B2 - Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen mit Hilfe von Längsdüsen

Info

Publication number: DE1560790B2
Application number: DE19651560790
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Chem. Dr. 6750 Kaiserslautern Hartmann
Original assignee: Lutravil Spinnvlies GmbH and Co
Current assignee: Lutravil Spinnvlies GmbH and Co
Priority date: 1965-07-01
Filing date: 1965-07-01
Publication date: 1975-03-27
Also published as: DE1560790A1

Description

Bei der Herstellung von Vliesstoffen besteht eine der wesentlichen 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 Fällen, in denen die Einzelfilamente, z. B. durch Umlenkorgane oder durch ringförmige Abzugsorgane, z. B. kabelartig, zusammengefaßt werden, da zur Erzeugung eines gleichmäßigen Vliesbildes ein Zusammenlegen mehrerer Filamente zu Strängen vermieden werden muß.

Um die Schwierigkeiten der Fadenablage bei mehrfachen Düsensystemen zu beseitigen, wurde bereits in der deutschen Offenlegungsschrift 1 635 585 vorgeschlagen, die aus einer Vielzahl von Filamenten bestehenden Fadenstränge, die nach dem Verlassen der Spinndüse jeweils mit radialen Abschreckkanälen abgekühlt waren, elektrostatisch aufzuladen, aufzuspreizen um zu einer gegenseitigen Überlappung zu kommen. Jedoch ist es bei in der Praxis üblichen hohen Spinngeschwindigkeiten und den hohen Geschwindigkeiten der Fadenablage schwierig, die zuerst mit Hilfe von Führungsstäben vereinigten, gebündelten Fadenstränge hinterher wieder gleichmäßig zu spreizen, d. h. die Einzelfäden zu separieren, ganz abgesehen von den unerwünschten Wechselwirkungen zwischen den elektrischen Ladungen benachbarter Fadenstränge.

Es wurde deshalb schon frühzeitig angestrebt, aus der Schmelze hergestellte Vliese mit Hilfe von Längsdüsen herzustellen z. B. durch Verwendung einer sich über die Vliesbildungsbreite erstreckenden Lochreihe und mit zwei beidseitig der Lochreihe angebrachten Luftschlitzen zu arbeiten, wobei die Luftströme, die aus der Lochreihe austretenden Schmelzfäden auf

ίο einem Sammelorgan ablegten (Industrial Engineering Chem. 48/1342/1965). Allerdings war hier eine zu hohe Turbulenz der nicht geführten Luftströmung vorhanden, um auf größere Breiten (bis zu 5 m), wie sie in der Praxis gefordert werden, gleichmäßige Vliese herzustellen. Bei dieser Methode kam es deshalb in Folge zu hoher Turbulenz immer wieder zu Fädenabrissen (shots), die unbedingt vermieden werden mußten.

In der französischen Patentschrift 1 402 829 war deshalb ein Verfahren mit Hilfe eines Mehrfach-Düsensystems vorgeschlagen worden, wobei zur Herstellung von Spinnvliesen mehrere Längsdüsen mit Hilfe von den Düsen zugeordneten Abzugskanälen verwendet wurden, um einerseits die aus den Düsen austretenden Fadenscharen von vornherein getrennt zu halten, d. h.

um eine Fadenstrangbildung zu vermeiden und um andererseits größere Mengen Fäden zu einem möglichst gleichmäßigen Vlies ablegen zu können.

Bei der Herstellung von Spinnvlies, insbesondere in größeren Breiten, zeigte sich nun, daß die herkömmliehen Vorrichtungen einerseits durch zu starke gegenseitige Beeinflussung der Fäden bei der Ablage Nachteile aufwiesen, und daß andererseits die Produktivität derartiger Anlagen, d. h. die Erzeugung möglischt vieler Einzelfäden und deren Ablage, gesteigert werden mußte. Es war notwendig, möglichst viele Einzelfäden auf einen bestimmten Flächenabschnitt des Auffangorgans zu bringen und im Moment der Vliesbildung eine gegenseitige Verschlingung der Fäden zu erreichen und auf der anderen Seite jedoch eine Fadenstrangbildung in der Spinnlinie zu vermeiden, da ansonsten im Vlies Strähnenbildung und dadurch Ungleichmäßigkeiten auftreten.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung die es gestattet, eine Vielzahl von Einzelfäden zu spinnen und ohne ein Zusammenführen zu Strängen zu verstrecken und diese vielen Einzelfäden in Form von Fadenscharen zur Vliesablage zu bringen.

Das Prinzip dieser Vorrichtung besteht aus einer Vielzahl mehrerer zueinander paralleler Längsspinndüsen, d. h. solcher Spinndüsen, die Spinnlöcher in geraden Reihen tragen.

Die Spinndüsen sind erfindungsgemäß auf einem sogenannten Spinnbalken derart angeordnet, daß die einzelnen Spinnlochreihen mit der Laufrichtung des darunter angeordneten Auffangbandes einen Winkel von mehr als 10 und weniger als 60° aufweisen, und die jeder einzelnen Spinnlochreihe nachgeschalteten linearen Abzugskanäle eine größere Längsausdehnung als die einzelnen Spinnlochreihen aufweisen, und zwisehen Luftkanalende und Auffangsiebband ein Abstand von mindestens 350 mm vorhanden ist.

Der Mindestabstand ist für die Einhaltung der zur Fadenverschlingung notwendigen Turbulenz erforderlich. Durch eine bevorzugte Ausführung werden die einzelnen Spinnvliesabschnitte aus zwei bis drei Spinndüsen durch Überlappung geformt.

Falls man nun mehrere solcher Längsdüsen verwen det, zeigt sich erfindungsgemäß eine bestimmte An

3 4

Ordnung der Düsen zur Erzeugung gleichmäßiger Vliese werden die Spinndüsen, die einen Abstand m) über als besonders vorteilhaft. Mehrere Spinndüsen werden dem Auffangsieb f) haben, derart angeordnet, daß die in einem sogenannten Spinnbalken a) (Abb. 1) zu- Spinnlochreihen b) einen Winkel α zur Laufrichtung sammengefaßt, derart, daß die Spinnlochreihen b) der des Auffangsiebes bilden. Damit bilden auch die aufeinzelnen Düsen parallel zueinander in einem mög- 5 treffenden Reihen der Filamente den Winkel α zur liehst geringen Abstand c) liegen. Der Abstand c) soll Laufrichtung des Siebbandes. In Abb. 3 ist das Aufvorteilhafterweise nicht mehr als 150 mm betragen, fangsieb f) dargestellt, dessen Laufrichtung durch den um im Verein mit den nachfolgenden Maßnahmen ein Pfeil p) markiert ist. Die Auftreffpunkte der Filamentmöglichst dichtes Vliesgebilde bei hohem Durchsatz scharen sind durch die Projektion der Düsenlochzu erzielen. Jeder Spinndüse ist ein Luftkanal d) zu- io reihen b' dargestellt. Man sieht, daß durch die erste geordnet, der die Filamente parallel und unter Ver- Düse das Vlies A, durch die zweite das Vlies B und so meldung gegenseitigen Aneinanderlegens mit Hilfe fort bis / erzeugt wird. Da der Winkel α der Düsenvon paarweise aufgebrachten Luftströmen führt und anordnung so gewählt ist, daß das Ende der Lochverstreckt. Außerdem wird die durch den Verzug reihen der ersten Düse in der Vlieserzeugung angrenzt erhaltene molekulare Orientierung der Kettenmoleküle 15 an den Anfang S der Lochreihe der zweiten Düse, ist eingefroren. eine möglichst gleichmäßige Vliesgewichtsverteilung

Die Luftkanäle haben weiterhin eine wesentliche über die Endvliesbreite t) gewährleistet.
Aufgabe in der gleichmäßigen Erzeugung der Faser- Um zu einer sogenannten doppelten Überlappung vliese. Die Luftkanäle sind derart gebaut, daß sie in zu kommen, kann die in Abb. 4 gezeigte Anordnung einem bestimmten Abstand e) über einem Auffangsieb 20 gewählt werden/Hierbei ist Schrägstellung der Düsenmit darunterliegender Absaugung enden. Nach dem lochreihe zur Laufrichtung des Siebbandes so gewählt, Verlassen der Luftkanäle durchfliegen die Filament- daß die Projektion der Düsenlochreihe auf das Siebscharen die Strecke e) bis sie auf dem Siebband f) ent- band den Winkel β mit der Laufrichtung bildet. Das lang der Strecken J) abgesaugt und in Form eines von der ersten Düse gebildete Vlies A reicht hälftig bis Faservlieses g) gesammelt werden. Der Abstand e) 25 _zu dem von der zweiten Düse gebildeten Vlies B und zwischen Luftkanal-Ende und Siebband ist zur Er- so fort. Durch diese Anordnung wird noch eine zeugung einer gleichmäßigen Vliesstruktur von Bedeu- wesentliche Verdichtung des Vliesbildes im Vliesabtung. Hierbei ist zu beobachten, daß die den Luftkanal schnitt z) erreicht, während die beiden äußeren Randverlassende Schar von Filamenten zunächst auf paral- streifen A/2 und E/2 entfernt werden. Diese Anordnung lelem Flugweg ohne nennenswerte Turbulenz gerade 30 ist besonders wertvoll, wenn sogenannte Mischvliese und in Reihe fliegt (Abschnitt h), daß sie oben im gebildet werden sollen, bei denen z. B. die 1., 3., 5., 7. Abschnitt i) zusehends turbulent wird bis zum Moment und so weiter Düse ein von den Düsen 2, 4, 6, 8 und ihrer Absaugung und damit Vliesbildung. so weiter verschiedenes Polymeres ausspinnen. So

In Abb. 2 ist in einem Schnitt dieser Vorgang sehe- könnten in obiger Anordnung die Vliesabschnitte A,

matisch aufgezeichnet. Die Luftströme breiten sich 35 C, E, G, I und K aus Polyamid und die Abschnitte B,

beim Verlassen der Luftkanäle aus, verlieren ihre Ge- D, F, H und J aus Polyester gebildet werden, so daß

schwindigkeit, während die Faserspinngeschwindig- das Vlies Z ein Mischvlies aus 50 Teilen Polyamid

keit, vorgegeben durch Spinnpumpendrehzahl, kon- und 50 Teilen Polyester darstellt,
stant bleibt. (Spinnpumpen k, Abb. 2). Der Durchsatz

an Spinnmasse und damit an erzeugtem Fadengewicht 40 Beispiel

ist durch die Spinnpumpendrehzahi und Größe gege- Mit einer Apparatur von folgenden Abmessungen

ben, während die Luftströme die Verstreckung und wurde Polycaprolactam (Nylon 6) unter folgenden

einen Teil der molekularen Orientierung herstellen. Bedingungen zu einem Faservlies versponnen. Als

Die zunehmende Turbulenz der Luftströme nach dem Spinndüse wurde die in der deutschen Auslegeschrift

Verlassen der Luftkanäle in Folge ihrer Ausbreitung 45 1 435 461 beschriebene Ausführungsform verwendet,
und ihres Geschwindigkeitsverlustes gegenüber den

gleichmäßig nachkommenden Filamentscharen sowie Spinnbalkenlänge 1840 mm

die am Auffangsieb abgebremsten Stromkomponenten Spinnbalkenbreite 600 mm

führen zur Turbulenzzone i). Ist der Abstand e) zu Anzahl der Spinndüsen 12

groß wird die Turbulenz in der Zone i) zu stark, so 50 Spinndüsenlänge 430 mm

daß Vliesbildverzerrungen eintreten. Bei einem zu Spinndüsenbreite 120 mm

geringen Abstand e) ist die gegenseitige Verfilzung der Spinnpumpe 1,2 ecm Inh.

Nachbarfilamente zu gering. Über Abstandsmasse Spinnpumpe Drehzahl 13,5 U/min

siehe Beispiel 1. Eine gewisse Turbulenz beim Auf- Abstand Spinnlochreihe zu Spinnfangen ist von Vorteil, weil der Verfilzungsgrad der 55 lochreihe benachbarter Düsen .... 150 mm

benachbarten Filamente zunimmt. Dies kommt unter Zahl der Spinnlöcher/Düse 160

anderem dadurch zustande, daß die Spinngeschwin- Durchmesser der Spinnlöcher 400 μ

digkeit stets ein Vielfaches der Siebbandgeschwindig- Abstand der Spinnlöcher 2 mm

keit ist. Bei einer Spinngeschwindigkeit von z. B. Abstand Luftkanal/Spinndüse 45 mm

1000 m/min beträgt z. B. die Siebbandgeschwindigkeit ⁶° Luftkanal-Breite 30 mm

20 m/min. Das heißt, die ankommenden und auf dem Luftkanal-Länge 380 mm

Siebband zur Ablage gebrachten Filamente legen sich Luftkanal-Höhe 1015 mm

z. B. schalenförmig ab. Je nach Turbulenz werden Abstand Luftkanal-Ende/Siebband 350 mm

nun die Schlaufen mehr oder weniger weit in den Siebband-Breite 2300 mm

Bereich der Nachbarfilamente hineingetragen, was zur ⁶5 Winkel α Spinnlochreihe/Siebband 25°

Verfilzung führt. Luftgeschwindigkeit Düsenschlitz

Um nun eine besondere Vergleichmäßigung des primär (Luft 1) 200 m/min

Vliesbildes und der Flächengewichte zu erreichen, Lufttemperatur primär (Luft 1).... 240⁰C

5 6

Lufttemperatur sekundär (Luft 2).. 4O⁰C Faservliesgewicht 20 g/m²

Luftgeschwindigkeit Kanalende ... 980 m/min Gewichtsschwankung ±0,5 g

Lufttemperatur Kanalende 66° C

Schwenkung der Luftkanäle 58/min Das vorstehende Beispiel soll keine Festlegung auf

Schwenkbreite 240 mm 5 nur diese Abmessungen und Bedingungen beinhalten,

Siebbandgeschwindigkeit 6 m/min sondern nur als Illustration einer Ausführungsform

Faservliesbreite 1800 mm dienen. (Siehe auch Anlage A).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Spinnvliesen mit Hilfe von Längsdüsen und linearen Abzugskanälen, einem darunter angeordneten Auffangsiebband mit Absaugung, wobei mehrere zueinander parallele Längsspinndüsen mit Spinnlöchern in geraden Reihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsdüsen auf einem Spinnbalken derart angeordnet sind, daß die Spinnlochreihen mit der Laufrichtung des darunter angeordneten Siebbandes einen Winkel von mehr als 10° und weniger als 60° aufweisen, und daß die jeder Spinnlochreihe nachgeschalteten linearen Abzugskanäle eine größere Längsausdehnung als die Spinnlochreihen aufweisen, und daß zwischen Luftkanalende und Auffangsiebband ein Abstand von mindestens 350 mm vorhanden ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der auf dem Spinnbalken angeordneten Spinnlochreihen so gewählt ist, daß eine einfache bis doppelte Überlappung der von den einzelnen Spinndüsen erzeugten Vliesabschnitte erreicht wird.