DE1785302C3

DE1785302C3 - Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Herstellen eines Wirrfadenvlieses und Wirrfadenvlies

Info

Publication number: DE1785302C3
Application number: DE1785302A
Authority: DE
Inventors: Guenther 5000 Koeln Espanion; Karl-Heinz Dr. 4047 Dormagen Feltgen
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1968-09-07
Filing date: 1968-09-07
Publication date: 1974-08-29
Also published as: DE1785302B2; NL6913595A; US3781393A; CH532148A; CH1113369A4; BE738511A; SE352671B; DE1785302A1; GB1215679A; CH540372A; FR2017575A1; US3621531A

Description

Für die Herstellung von Wirrfadenvliesen aus wirr liegenden endlosen Fäden, z.B. aus synthetischen Hochpolymeren, ist eine Anzahl von Verfahren tskannt, denen gemein ist, daß eine Schar endloser Fäden entweder direkt aus einer Schmelz- oder Trukkenspinneinrichtung für das entsprechende Polymer oder aber von in die Nachbehandlung solcher Fäden eingest halteten Organen, wie Rollen, Walzen od. ä., kontinuierlich abgezogen und in wirrer Lage, aber mit möglichst gleichförmiger Dichte, z. B. auf einem porösen umlaufenden Transportband, abgelegt wird. Die notwendigen Abzugskräfte werden dabe· ;-?£ hanisch, z. B. mittels eines Walzenpaares oder aerodynamisch auf die Fäden aufgebracht, und ihre regellose wirre Verteilung kann entweder wiederum aerodynamisch durch Ausnutzung von Turbulenz oder auch elektrostatisch durch Abstoßung gleichnamig aufgeladener Fäden und daher Vermeidung ihrer Bündelung oder durch eine Kombination beider Maßnahmen erreicht werden.

Bekannt sind ferner Runddüsen, aus denen die Fäden abgezogen werden. Dabei treten jedoch Garnbildungen der Einzelfäden auf, die bei verschiedenen Anwcndungsfällcn nicht erwünscht sind, da sie z. B. bei Vliesen zu Inhomogenitäten führen.

Des weiteren sind Vorrichtungen bekannt, bei denen durch Zentrifugalkraft Fäden aus Düsen herausgepreßt werden, die dann an einem Korb aufgefangen werden. Bei derartigen Vorrichtungen müssen naturgemäß mechanische Verschleißteile eingesetzt werden, die die Vorrichtung aufwendig werden lassen. Die aus diesen Vorrichtungen herausgeschleuderten Fäden neigen ebenfalls zur Garnbildung.

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren und Vorrichtung zu schaffen, mit der Hn hochwertiges Vlies erstellt werden kann, bei dem die Einzelfäden nicht mit anderen Fäden Garne bilden sondern separat zur Ablage gelangen und bei denen keine anfälligen oder aufwendigen Mechanismen eingesetzt werden müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein ringförmiger Gasstrahl nach Erfassen der Fadenschar in eine Radialebene umgelenkt wird, die Fäden in dieser Ebene axial-symmetrisch verteilt und auf die ringförmige Wandung einer gasdurchlässigen Auffangvorrichtung aufgeblasen werden, während das Gas durch die durchlässige Wand der Auffangvorrichtung abgeführt und der so gebildete Vliesschlauch kontinuierlich abgezogen wird.

Damit wird erreicht, daß ein Wirrfadenvliessclilauch entsteht, der über seinen ganzen Umfang gleichmäßige Dichte aufweist und die gleichmäßige Dichte auch über seine Länge konstant ist, sofern die Herstellungsbedingungen konstant bleiben. Dadurch, daß das Gas durch die durchlässige Wand der Auffangvorrichtung abgeführt wird, wird erreicht, daß kein Flattern des gebildeten Schlauches eintritt. Dies ist insbesondere für die Herstellung von Wirrfadenvliesen höherer Dichte von Vorteil.

Nach einer weiteren Durchfährungsform des erfin-

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dungsgemäßen Verfahrens wird die angesaugte Fadenschar und der gebildete Vliesschlaueh relativ ^einander verdreht oder verschwenkt.

Es wird damit dem pneumatischen Ablegeverfah_ren zusätzlich mechanisch eine Komponente überlaaert, die eine gewünschte Texturierung des Vliesschlauches m Spiral- oder Mäanderform für bestimmte Zwecke ermöglicht.

Nach einer weiteren besonderen Durchführungsforro des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der ge- jo bildete Vliesschlauch befeuchtet. Dies geschieht beispielsweise mit Dampf oder einer Flüssigkeit. Dadurch wird der Zusammenhalt des Vlieses im Stadium des Abziehens weiter gesteigert.

Das Verfahren sieht vor, daß der gebildete Vliesschlauch vorzugsweise aufgeschnitten wird, um eine einlagige Vliesbahn zu erhalten. Durch Zerschneiden in mehrere Bahnen kann die geeignete Bearbeitungsbreite erhalten werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht davon aus, daß die aerodynamische Abzugsvorrichtung aus einem Rohr besteht, dessen Wandung mindestens eine konzentrisch zur Rohrachse angeordnete Ringschlitzdüi > aufweist, und daß das Austrittsende des Rohres mit einer trompetenartigen Erweiterung, in der ein Verdrängungskörper angeordnet ist, versehen ist und mit Abstand von der ringförmigen gasdurchlässigen Auffangvorrichtung umgeben ist und daß bei dem Fadenspender die Austrittsstellen der gespendeten Fäden gleichmäßig auf einer Ringfläche verteilt sind. Gemäß dieser Ausführungsform wird eine gute Vororientierung der Fäden erzielt.

Mit besonderem Vorteil gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist oberhalb der Eintrittsseite der Abzugsvorrichtung eine Führungsscheibe angeordnet. Diese Führungsscheibe, um die die Fäden von außen herumliegen, kann auch mit Führungsnuten für jeden einzelnen Faden ausgestattet sein. Sie ist vorzugsweise in ihrem Abstand zur Abzugsvorrichtung einstellbar befestigt.

Vorzugsweise ist die Führungsscheibe auf ihrem Umfang mit einer rundumlaufcnden Blardüde versehen, die mit einer Quelle für vorzugsweise temperiertes Gas verbunden ist. Hierdurch wird eine reibungsfreie Führung der Fäden bewirkt. Eine Erwärmung dei Fäden mittels des austretenden temperierten Gases hat den Zweck, die Temperatur der vorbeilaufcnden Fäden so weit zu erhöhen, daß mit der durch den Verzugswiderstand in der Schmelzzone dicht iinterhalb der Spinndüse, wo der Fadenquerschnitt noch groß ist, gegebenen Fadenspannung eine über den schnellen Verzug hinausgehende zusätzliche Molekül-Orientierung durch Warmverstrcckunti erreicht wird.

Nach einer weiteren vorzugsweisen Ausführungsform ist die Auffangvorrichtung mit einer Befeuchtungsvorrichtung gekoppelt. Diese besteht beispielsweise aus Sprühdüsen für Dampf oder Flüssigkeit.

Vorzugsweise ist an oder hinter der Auffangvorrichtung mindestens eine Schneidvorrichtung angeordnet zum Aufschneiden des Vliesschlauchcs in eine oder mehrere einlagige Bahnen,

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Auffangvorrichtung beheizbar, um die Fäden miteinander zu verschweißen.

In vorteilhafter Weise ist die Abzugsvorrichtung vorzugsweise schwenk- oder drehbar gelagert. Alternativ oder in Konmination hierzu ist die Auffangvorrichtung schwenk- oder drehbar gelagert. Vorzugsweise sind Schwenkhub und -geschwindigkeit bzw. die Drehzahl variierbar.

An Hand einer Zeichnung sei das erfindu;jgsgemäße Verfahren und die erfindungsgenmße Vorrichtung schematisch und beispielsweise dargestellt und näher erläutert, und zwar zeigt

F i g. 1 die Vorrichtung im Längsschnitt.

Fig.2 eine besondere Ausführungsform des Verteilelementes als Blasdüse mit der Abzugsvorrichtung in vergrößerter Darstellung und

F i g. 3 die Auffangvorrichtung mit Drehantrieb in der Draufsicht.

In Fig. 1 tritt eine Schar von mehreren tausend Einzelfäden 1 aus einem als Fadenspender 2 dienenden Spinnkopf aus, dessen Spinndüsen 3 auf einer Ringfläche 4 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. In ausreichendem Abstand unterhalb des Spinnkopfes 2 ist auf einem am Spinnkopf befestigten senkrechten Schafts ein Verteilclement6 vorgesehen, das konzentrisch zur Ringfläche4 geln^rt ist und die Fäden 1 gleichmäßig verteilt, bevor sie in eine aerodynamische Abzugsvorrichtung? eingezogen werden. Diese besteht aus einer Ringkammer 8, in die Druckluft von 2 bis 6 atü einströmt. Die Ringkammer8 umschließt ein Rohr 9 bzw. bildet einen Teil der Wandung dieses Rohres 9, das unten eine trompetenartige Erweiterung 10 aufweist. Im Rohr9 ist eine sich über den Umfang erstreckende Ringschlitzdüse 11 angeordnet. Die Druckluft entspannt sich beim Austritt aus der Schlitzdüse 11 zu einem dünnen, an der Wand des Rohres 9 entlangsvömenden und anliegenden Hochgeschwindigkeksstrahl, der die Fäden 1 mitzieht. Der St^rahl bleibt auch in der trompetenartigen Erweiterung 10 des Rohres 9 an der Wandung anliegen, da überall an freien Seiten des Strahls für einen genügenden Druck gesorgt ist, so daß sich das zur Stromünienkrümmung nötige radiale Druckgefälle einstellen kann. Diese Wirkung wird durch einen ;m die trompetenartige Erweiterung 10 des Rohres 9 eingesetzten Verdrängerkörper 12 verbessert. Dadurch wird bewirkt, dnß durch die erzielte Querschnittsverringerung die von oben eingesaugte Sekundäriuftmenge begrenzt wird und somit der Unterdruck im Rohr 9 verringert wird. Zum anderen sorgt der Verdrängerkörper 12 für eine geordnete axialsymmelrischc Abströmiing der noch mitgerissenen Luft. Das Strömungsbild ähnelt also etwa einer axialsymmctrischen Staupunktströmung, wie sie durch scnkrech;es Auftreffen eines Strahls nuf ei.ie Platin entsteht. Diesem Strömungsbild folgt die Fadenschar! und wira wirr gegen eine Auffangvorrichtung 13 geworfen, die aus einem Sicbmantcl besteht. Die Abzugsvorrichtung 7 ist in den Lagern 14 drehbar gelagert und wird von einem Antrieb 15 mittels Kiirbelschcibc 16 und Kurbelarmen 17 periodisch hin- und hcrf ^schwenkt. Dadurch wird d°.m Wirrfadcnvlicsschlauch 18. der unten aus der Auffangvorrichtung 13 abgezogen wird, eine Mäandertextur aufgeprägt, die äußerst gleichmäßig ist. Die Luft tritt durch die Maschen des Siebmantels 13 hindurch aus und preßt dabei die Fäden 1 bzw. den in der Bildung begriffenen Vliesschlaucli 18 gegen die Wandung des Siebmantels 13 an. Mittels eines Düsenringes 19 wird der Vlicsschlauch 18 mittels Dampf oder Flüssigkeit, eventuell auch mit besonderen Präparierflüssigkeiten, befeuchtet. Eine derartige Befeuchtung fördert das

£usar;imcnhalten der Fäden; bei bestimmten Faser-3olymerisaten jedoch verursacht die Befeuchtung ;ine gewisse Schrumpfung, so daß sich der Vliesschlauch 18 besonders leicht von dem Sicbmantcl 13 löst. Mittels zweier Abzugswal/en 20 wird der Vliesschlauch 18 zusammengelegt. Dahinter ist eine Schneidvorrichtung 21 angeordnet, die den Vüesschlauch 18 aufschneidet, so daß zwei Vliesbahnen 22 und 23 entstehen, die auf die Rollen 24 und 25 aufgewickelt werden.

In Fig.2 ist die Abzugsvorrichtung7 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Das Verteilelcment 6 ist auf seinem Umfang mit einer Blasdüse 26 ausgestattet, wobei der Schaft 5 hohl ausgebildet ist für die Gas- oder Luftzuführung. Die Fäden 1 werden mittels der Blasdüse 26 durch den austretenden Luftstrahl 27 ferngehalten, so daß keine Reibung an dem Verteilelcment 6 entsteht. Die Fäden 1 bzw. der Treibstrahl 28 reißen Sekundärluft 29 mit.

In Fig. 3 ist rein schematisch dargestellt, wie die Auffangvorrichtung 13 mittels des Antriebs 30 über den Riemen 31 in Rotation versetzt wird, um dem ίο sich bildenden Vliesschlauch 18 eine spiralförmige Textur aufzuzwingen, die der durch die hin- und herschwenkende Abzugsvorrichtung 7 verursachten Mäandertextur überlagert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

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Patentansprüche:

J, Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines Wirrfadenvlieses durch Abzug einer Viel- ö zahl von ringförmig angeordneten Polymerfäden mittels eines ringförmigen Gasstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Gasstrahl nach Erfassen der Fadenschar in eine Radialebene umgelenkt wird, die Fäden in dieser Ebene axial-symmetrisch verteilt und auf die ringförmige Wandung einer gasdurchlässigen Auffangvorrichtung aufgeblasen werden, während das Gas durch die durchlässige Wand der Auffangvorrichtung abgeführt und daß der so gebildete Vliesschlauch kontinuierlich abgezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angesaugte Fadenschar und der gebildete Vliesschlauch relativ zueinander verdreht oder veijchwenkt werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sich bildende Vliesschlauch befeuchtet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gebildete Vliesschlauch aufgeschnitten wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Fadenspender (Spinnkopf oder Vorratsrollen) und einer aerodynamisch"n Abzugsvorrichtung sowie einer gasdurchlässigen Auffangvorrichtung für düs Wirrfadenvlies, dadurch bekenn, -ichnet, daß die aerodynamische Abzugsvorrichtung (7) aus einem Rohr (9) besteht, dessen Wandung mindestens eine konzentrisch zur Rohrachse angeordnete Ringschlitzdüse (11) aufweist, und daß das Austrittsende des Rohres (9) mit einer trompetenartigen Erweiterung (10), in der ein Verdrängungskörper (12) angeordnet ist, verschen ist, und mit Abstand von der ringförmigen, gasdurchlässigen Auffangvorrichtung (13) umgeben ist, und daß bei dem Fadenspender die Austrittsstellen der gespendeten Fäden (1) gleichmäßig auf einer Ringfläche (4) verteilt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Eintrittsseite der Abzugsvorrichtung (7) eine Führungsscheibe (6) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsscheibc (6) auf ihrem Umfang mit einer rundumlaufenden Blasdüse (26) versehen ist, die mit einer Quelle für vorzugsweise temperiertes Gas verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangvorrichtung (13) eine Befeuchtungsvorrichtung (19) zugeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an oder hinter der Auffangvorrichtung (13) mindestens eine Schneidvorrichtung (21) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangvorrichtung (13) beheizbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsvorrichtung (7) schwenk- oder drehbar gelagert ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadu* -h gekennzeichnet, daß die Auffangvorrichtung (13) schwenk- oder drehbar gelagert ist.