DE1560801C3 - Verfahren zur Herstellung von Vliesen durch Schmelzspinnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Vliesen durch Schmelzspinnen aus linear angeordneten Spinnlochreihen, Verstrecken und Führen der ausgesponnenen Fäden mit zwei getrennt angreifenden Luftströmen und Ablegen des Vlieses auf einem Träger.

Bei einem solchen bekannten Verfahren (französische Patentschrift 14 02 829) werden geradlinige Reihen von hochpolymeren Fäden unmittelbar nach dem Austreten aus den Spinnlöchern durch ejektormäßig angreifende Luftströme verstreckt und durch anschließende Führungskanäle geleitet.

Damit die Fäden nicht miteinander in Berührung kommen, greifen in diesen Führungskanälen zusätzliche Luftströme ejektormäßig an den Fadenreihen an, bevor diese nach dem Durchlaufen einer Turbulenzzone auf einer perforierten Unterlage zu einem Vlies abgelegt werden. Die nach diesem Verfahren erzeugten Vliese bestehen aus weitgehend verstreckten Fäden entsprechend feiner Durchmesser, molekularer Orientierung und Festigkeit. Die Anwendungsmöglichkeiten derartiger Vliese sind dementsprechend eingeschränkt. Beispielsweise wird bei derartigen Vliesen nur in unzureichendem Umfang ein textilartiger weicher Griff erzielt.

In der belgischen Patentschrift 6 58 138 wird ein Verfahren zur Herstellung von Spinnvliesen geschildert, bei dem nach dem Ausspinnen an der Oberfläche bereits verfestigte polymere Einzelfäden in einem zylindrischen Ejektor mit Hilfe von Druckluft nach vorheriger Verstreckung zu einem groben Faden verwirrt werden. Aus diesem Faden wird durch Schwenkung des Ejektors auf einem darunter angeordneten Förderband ein Vlies erzeugt. Zur Verfestigung des auf diese Weise aus einem relativ groben Faden aufgebauten Vlieses wird auf bekannte Methoden verwiesen, z. B. auf Vernadelungs- und Wärmetechniken. Als wesentlich wird weiterhin genannt, daß der Faden aus verschiedenartigen polymeren Einzelfäden aufgebaut sein kann. Das Verfahren konnte dennoch den gestellten Erwartungen nicht genügen. Neben einer unzureichenden Mengenausbringung ist insbesondere die Gleichmäßigkeit des erzeugten Vlieses nicht ausreichend.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung solcher Nachteile bei dem eingangs genannten Verfahren die Eigenschaften des Spinnvlieses in gezielter Weise beeinflussen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die faserbildenden Schmelzen aus innerhalb der Spinnlochreihen gruppenförmig angeordneten Spinnlöchern ausgepreßt und innerhalb eines Abstands von 10 mm von der Spinndüse mit dem Luftstrom zusammengeführt und zu profilierten Strängen verschweißt werden.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man insbesondere beim Ausspinnen

ίο verschiedenartiger Polymere aus zu engen Kombinationen zusammengefaßten Spinnlöchern Mischvliese mit gezieltem Aufbau herstellen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist an Hand der Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben:

Die Fig. 1 bis 4 zeigen Einzelheiten einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 5 ein danach hergestelltes Vlies im Querschnitt.

Fig. 1 zeigt ein Anordnungsschema der zu Dreiecks-

ao gruppen zusammengefaßten Spinnlöcher einer Spinndüse, wobei zum besseren Verständnis nur die senkrechten Projektionen der Spinnlöcher auf dem Auffangsieb d gezeigt sind. Mehrere Reihen α von Spinnlöchern b bzw. c sind über dem Auffangsieb i/angeordnet. Die im vorliegenden Fall gezeigte Dreiecksanordnung besteht aus zwei kleineren Spinnlöchern b (Durchmesser 0,2 mm) und einem größeren Spinnloch c (Durchmesser 0,4 mm). Jeder Spinnlochreihe α ist ein Führungskanal zugeordnet, in dem die Fadenreihen mit Hilfe von beidseitig angeordneten Luftströmen zu dem Auffangsieb d geführt werden. Der im vorliegenden Beispiel gezeigte Lochabstand innerhalb der Dreiecksanordnung beträgt 0,4 mm von Mitte zu Mitte gemessen, während der Abstand von Spinndreieck zu Spinndreieck 2 mm beträgt, jeweils von Mitte zu Mitte der sich am nächsten stehenden Spinnlöcher gemessen.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Düsenplatte mit der beschriebenen Dreiecks-Spinnlochreihe. Mehrere solcher Düsenplatten sind parallel nebeneinander so angeordnet, daß sich nebeneinanderliegende Fadenreihen ergeben, z. B. in einer Anordnung wie in Fig. 1 als Projektion der Spinnlöcher auf das Auffangsieb gezeigt.

Zur Verstreckung werden Luftströme benutzt, die die Fäden aus dem schmelzflüssigen Zustand heraus einem Verzug mit entsprechender Querschnittsverringerung von einem Verhältnis von mindestens 1: 10 unterwerfen. Die Luftströme werden jeweils paarweise beidseitig der Spinnlochreihen aufgebracht, z. B. aus den Schlitzen 1 ,die beidseitig an den Spinnlöchern angebracht sind. Nach dem Verlassen der Spinnlochreihen werden die Fäden in sogenannte Führungskanäle eingebracht, wobei jeder Spinnlochreihe α (Fig. 1) ein Führungskanal zugeordnet ist. Die Verstreckungs- bzw. Führungsluftströme können auch in paarweiser Anordnung in den Führungskanal eingebracht werden oder es können sowohl in der Spinndüse als auch zusätzlich in dem Führungskanal Luftströme eingebracht werden. In jedem Fall können verschiedene Effekte erzielt werden.

Zur besseren Illustration ist in Fig. 3 eine der Spinnlochreihen der Fi g. 1 mit ihrem Führungskanal 2 perspektivisch dargestellt. Hierbei stellt wiederum a

die Reihe der Spinnlöcher in Dreiecksanordnung dar; 1 zeigt andeutungsweise die an der Spinndüse angebrachten Luftschlitze, aus denen die Verstreckungsluftströme austreten.

Der Führungskanal 2 ist der besseren Übersicht halber mit einem großen Abstand ο von der Lochreihe a gezeigt. Normalerweise schließt er direkt an die Spinnlochreihe an oder ist in einem nur geringen Abstand (5 bis 30 mm) davon angebracht. Der Abstand richtet sich nach den Spinnbedingungen sowie den zu verspinnenden Polymeren. Der Führungskanal 2 (Fig. 3) enthält die Kammern e, die an beiden oberen Einlaufseiten des Führungskanals 2 Längsschlitze / tragen, die gestatten, ebenfalls Verstreckungsluftströme beidseitig der Fadenreihe in den Führungskanal 2 einzublasen. Die Längsschlitze / sind schräg nach unten, z. B. in einem Winkel von 15^J gerichtet, so daß die Luftstrompaare tangential nach unten gemäß den Pfeilen bei / eingebracht werden können. Mit der Bezeichnung g sind Flugrichtungen der Fäden angedeutet, wobei der besseren Übersicht halber nur die Mittellinie von jeweils einer Dreierkombination herausgegriffen ist. Die Fadenreihen gelangen längs der Linie i zur Ablage auf dem Siebband d und bilden das Vlies. Der Führungskanal 2 kann nun noch geschwenkt werden, so daß die Auftrefflinie / ständig in den Bereich der Nachbarspinnlöcher und zurück verlegt wird, * damit eine gute gegenseitige Verfilzung gewährleistet wird.

Wesentlich für das Verschweißen der Fäden zu Strängen ist ein enger Lochabstand innerhalb der Dreierkombinationen. Wird z. B. aus den Löchern b (Fig. 1) Polyamid und aus den Löchern c Polyester versponnen, so erhält man ein Vlies, das aus aus Polyamid/Polyester gebildeten Strängen aufgebaut ist. Bei sehr eng stehenden Löchern (z. B. Lochabstand b—b—c innerhalb der Dreierkombination von Mitte zu Mitte 0,3 mm, Abstand von Dreieck zu Dreieck 2 mm, jeweils von Mitte zu Mitte der sich am nächsten stehenden Spinnlöcher gemessen) innerhalb der Dreierkombination legen sich nun die Fäden kurz nach dem Verlassen der Spinnlöcher innerhalb 10 mm, d. h. noch im schmelzflüssigen Zustand zusammen, so daß ein aus den verschiedenen Komponenten aufgebauter Strang entsteht. Im vorliegenden Fall hat der Strang etwa Dreiecksquerschnitt und besteht aus Polyamid und Polyester.

Zu erwähnen ist, daß bei weiterem Lochabstand innerhalb der Dreierkombination (z. B. Lochabstand b—b—c = 3 mm, Abstand von Dreieck zu Dreieck 6 mm, jeweils von Mitte zu Mitte der sich am nächsten stehenden Spinnlöcher gemessen) ein Zusammenlegen der Fäden erst innerhalb des Führungskanals erfolgt, nachdem die Fäden zumindest an der Oberfläche schon verfestigt sind, so daß kein Zusammenfließen (Verschweißen) mehr erfolgt.

Die erfindungsgemäße Verfahrensweise kann nun noch durch die Luftführung weesntlich beeinflußt werden. Werden die Fäden z. B. im wesentlichen durch aus Düsenschlitzen 1 tretende Luftstrompaare verstreckt und geführt, benutzt man, um die Spinndüse nicht abzukühlen, meist heiße Luftströme. Diese halten den Faden auf eine etwas längere Strecke heiß und unterstützen durch ihre beidseitige Angriffsfläche ein Zusammenfließen der Fäden zu einem Strang. Die gezeigte Dreierkombination ist natürlich nur eine Möglichkeit von vielen Lochvariationen. Sowohl die gegenseitige Gruppierung der Spinnlöcher als auch deren Form und Größe können variiert werden, wofür in Fi g. 4 nur einige Beispiele gezeigt sind. Die Reihe 41 zeigt eine Strich—Punkt—Punkt-Kombination, Reihe 42 eine Doppelwinkel-Kombination und schließlich Reihe 43 eine Kombination, bei der innerhalb der Reihe verschiedene Lochanordnungen abwechseln. Dies hat durchaus praktisches Interesse, z. B. insbesondere dann, wenn die Kombination an beiden Enden der Längsdüse jeweils gewechselt wird.

In Fig. 3 und 1 ist das so angedeutet, daß z. B. die Löcheranordnungen m und η andere Kombinationen aufweisen können. Die durch diese Spinnlöcher gebildeten Vliesabschnitte sind dann von den anderen verschieden. Werden nun die Spinnlochreihen mit sehr flachem Winkel α zur Laufrichtung des Siebs und mit sehr langer Lochreihe α hergestellt, so führt das zu Mischvliesen, deren Ober- bzw. Unterseiten verschieden von der Mitte sind. Dies kommt daher, daß die Düsenabschnitte η die Unterseite und die Düsenabschnitte m (Fig. 1) die Oberseite der Vliese herstellen, wie dies in Fig. 5 schematisch in einem Schnitt durch ein Vlies dargestellt ist. Man kann z. B. die Spinndüsenenden mit Polyesterkombinationen und die Mitte mit Polyester/Polyamid fahren, so daß ein Faservlies entsteht, das an Ober- und Unterseite vorwiegend Polyester enthält. Dadurch kann z. B. die Lichtbeständigkeit von ansonsten Nylon enthaltenden Vliesen wesentlich gesteigert werden.

Im folgenden soll ein Beispiel einer mit Polyamid gefahrenen Kombination gebracht werden, um das Verfahren nochmals zu illustrieren.

Beispiel

Im nachfolgenden Beispiel werden Spinndüsen mit der in Fig. 2 gezeigten Dreiecksanordnung verwendet. Die vordere Stegbreite, auf die die Spinnlöcher eingebohrt sind, beträgt 3 mm. Die Dreiecksanordnung besteht aus einem Spinnloch von 0,3 mm Durchmesser und zwei Spinnlöchern von 0,2 mm Durchmesser. Der Abstand innerhalb der Dreiecksanordnung beträgt 0,4 mm, der Abstand von Dreiecksgruppe zu Dreiecksgruppe 2,5 mm, immer von Rand zu Rand der benach- barten Spinnlöcher gemessen.

Jede Spinndüse hat eine Länge von 670 mm und trägt 200 Dreiecksgruppen von Spinnlöchern. An der Spinndüse ist gemäß Fig. 2 beidseitig ein Luftschlitz 1 angebracht mit einer Öffnungsweite von 0,3 mm, aus dem während des Betriebs heiße Luftströme (sogenannte Primärströme) zur Verstreckung und Führung der Fadenscharen ausgepreßt werden. In einem Abstand von 30 mm sind in senkrechter Anordnung gemäß Fig. 3 jeder Spinndüse Führungskanäle 2 zugeordnet, die Einlaßöffnungen von 540 · 20 mm und eine Länge von 930 mm haben. Die Führungskanäle 2 haben am oberen Ende einen Luftschlitz / von 1,5 mm Schlitzweite, aus dem weitere Luftströme, sogenannte Tertiärluftströme, tangential zur Fadenbahn ausgepreßt werden. Aus den Spinnlöchern wird Nylon 6 unter folgenden Bedingungen versponnen:

Düsentemperatur 228° C

Primärluftmenge 1,7 Nm³/min

Primärlufttemperatur 23O⁰C

Tertiärlufttemperatur 6O⁰C

Tertiärluftmenge 10 Nm³/min

Daraus ergibt sich eine Luftgeschwindigkeit am Kanalende von 3000 m/min. Pro Spinndüse wird eine Menge von 4 kg/h an Nylon 6 durchgesetzt.

Gemäß Fig. 1 werden 10 Spinndüsen in paralleler Anordnung mit einem Abstand von 150 mm von

Spinnlochreihe zu Spinnlochreihe angeordnet. Nach dem Verlassen der Luftkanäle werden die Fäden in einem Abstand von 350 mm mittels Siebband in Form eines aus endlosen Fäden bestehenden Wirrfaservlieses aufgefangen. Die Fäden sind unter obigen Spinnbedin

gungen zu einem Strang mit Dreiecksquerschnitt verschweißt worden. Das Faservlies ist beim Auffangen lose verfilzt und wird anschließend mit Hilfe von Bindemitteldispersionen, wie z. B. Polyacrylaten ver-5 festigt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Vliesen durch Schmelzspinnen aus linear angeordneten Spinnlochreihen, Verstrecken und Führen der ausgesponnenen Fäden mit zwei getrennt angreifenden Luftströmen und Ablegen des Vlieses auf einem Träger, dadurch gekennzeichnet, daß die faserbildenden Schmelzen aus innerhalb der Spinnlochreihen gruppenförmig angeordneten Spinnlöchern ausgepreßt und innerhalb eines Abstands von 10 mm von der Spinndüse mit dem Luftstrom zusammengeführt und zu profilierten Strängen verschweißt werden.