DE19843933A1

DE19843933A1 - Polypropylene fleece plant introduces fluorocarbon after fiber production to form surface coating particularly economically, using small quantity for disproportionate increase in filtration efficiency

Info

Publication number: DE19843933A1
Application number: DE1998143933
Authority: DE
Inventors: Nadja Jung
Original assignee: Irema-Filter GmbH
Current assignee: Irema-Filter GmbH
Priority date: 1998-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 2000-03-30

Abstract

Between extrusion and formation of the fiber bonds, a dosing unit supplies impregnating material based on fluorocarbon. An Independent claim is included for the method of manufacture. Directly following their formation, impregnating additives are dosed to the fibers. The additives are especially fluorocarbon based. Preferred features: The dosing unit is a nozzle, especially a two-component nozzle.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Vlie ses und ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung, wobei die Vorrichtung einen Behälter mit Heizeinrichtungen zur Aufnahme des Roh-Kunststoffes, insbesondere eines Polyolefins, wie Polypropylen, und Einrichtungen zum Aufbau eines Drucks auf den Roh-Kunststoff sowie Extrusionsdüsen zum extrudieren dünner Fäden des aufgeheizten, flüssigen Kunststoffes umfaßt, wobei die extrudierten Fäden von einem Strom in einer Heizeinrichtung erhitzter Luft geführt und auf einer Trägerschicht unter Ausbildung einer Vliesbahn abgelegt und weitertransportiert werden. Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus DE-A-41 23 122.The invention relates to a device for producing a fleece ses and a method for operating the device, wherein the device a container with heating devices for holding the raw plastic, in particular a polyolefin, such as polypropylene, and devices for Building up a pressure on the raw plastic and extrusion nozzles for extruding thin threads of the heated liquid plastic, the extruded filaments from a stream in a heater heated air and carried on a support layer to form a Nonwoven web can be deposited and transported further. Such a device is known from DE-A-41 23 122.

Spinnvliese der in Betracht stehenden Art werden für zahlreiche Anwen dungsbereiche eingesetzt, wobei man sich die Feuchtigkeitsbeständigkeit und die vorgebbare Durchlässigkeit für Luft zunutze macht. Typische An wendungsbereiche sind beispielsweise Kinderwindeln, Mundschutzein richtungen für Operateure, Vorfilter für Reinlufträume oder sonstige Filter.Spunbonded nonwovens of the type under consideration are used for numerous applications application areas, taking into account the moisture resistance and makes use of the specifiable permeability to air. Typical An Areas of application are, for example, children's diapers, mouth protection directions for surgeons, prefilters for clean air rooms or other filters.

Um derartige Spinnvliese in ihren Filtereigenschaften noch zu verbessern, ist es bekannt, die Fasern bei der Herstellung oder danach elektrostatisch aufzuladen, wodurch bei niedrigem Druckabfall ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Allerdings sind solche elektrostatisch aufgeladenen Filter feuchtigkeitsempfindlich, so daß deren Wirksamkeit stark vermindert wird, wenn die Luftfeuchtigkeit mehr als 70% beträgt.In order to improve the properties of such spunbonded nonwovens, it is known to electrostatically make the fibers during or after manufacture charge, which gives high efficiency at low pressure drop is achieved. However, these are electrostatically charged filters sensitive to moisture, so that its effectiveness is greatly reduced, if the air humidity is more than 70%.

Aus EP-A-0 616 831 ist es zur Verbesserung der Filtereigenschaften derar tiger Spinnvliese bekannt geworden, elektrostatisch aufgeladenes Fluoro carbon den Polyolefinfasern beizugeben. Dabei bleiben die Fluorocarbon- Additive in den Fasern, wobei sich die Wirksamkeit dieser Additive aller dings nur an der Faseroberfläche entfalten kann. Dementsprechend ist ge mäß diesem Stand der Technik vorgesehen, daß in einem zweiten Aktivie rungsschritt eine Temperung erfolgt, wobei die Fluorocarbon-Additive an die Oberfläche wandern. Eine solche nachfolgende thermische Behandlung ist allerdings zeitraubend und kostenaufwendig.From EP-A-0 616 831 it is such to improve the filter properties tiger spunbonded, electrostatically charged fluoro carbon to add to the polyolefin fibers. The fluorocarbon Additives in the fibers, the effectiveness of these additives of all can only unfold on the fiber surface. Accordingly, ge according to this state of the art provided that in a second activation annealing step takes place, with the fluorocarbon additives wander the surface. Such a subsequent thermal treatment is time-consuming and expensive.

Um dies zu vermeiden, ist es auch schon bekannt, die Fluorocarbon- Komponente bei der Extrusion des später die Spinnfaser ausbildenden Kunststoffs so einzubauen, daß eine Wanderung an die Oberfläche erfolgt, ohne daß eine nachfolgende zusätzliche Temperaturbehandlung erforder lich wäre.To avoid this, it is also known to use fluorocarbon Component in the extrusion of the later forming the staple fiber To install plastic so that there is a migration to the surface, without the need for a subsequent additional temperature treatment would be.

Als geeignetes Fluorocarbon werden nichtionische Fluorocarbone be schrieben, beispielsweise bevorzugt Fluorourethan, wie beispielsweise Ox azolidinon.Non-ionic fluorocarbones are suitable as fluorocarbon wrote, for example preferably fluorourethane, such as Ox azolidinone.

Es ist aus der Bekleidungsindustrie auch schon bekannt, Fluorocarbon- Ausrüstungen nachträglich auf das Gewebe aufzubringen. Um die Fluoro carbon-Ausrüstungen am Gewebe dauerhaft, d. h. auch waschfest, festzule gen, sind Binde- bzw. Fixiermittel vorgesehen. Es ist nun durchaus mög lich, auch Spinnvliese mit Hilfe derartiger Binder bzw. Fixierer mit Fluor carbon-Additiven auszustatten, dabei geht jedoch wegen des Binders die elektrostatische Polarisierbarkeit verloren und damit einhergehend ver schlechtert sich die Filterwirkung drastisch. Dementsprechend kommt die Verwendung dieser aus der Textilindustrie bekannten Technik, die ja auf eine mehrfache Verwendbarkeit bzw. Waschbarkeit abstellt, für Wegwerf produkte der hier in Betracht stehenden Art, nämlich Filtereinsätze, nicht in Betracht.It is also known from the clothing industry to use fluorocarbon Apply equipment to the fabric afterwards. To the fluoro carbon finishes on the fabric permanently, d. H. also washable, tight gen, binders or fixatives are provided. It is now quite possible Lich, also spunbonded with the help of such binders or fixers with fluorine to equip carbon additives, but this is because of the binder electrostatic polarizability lost and associated ver the filter effect deteriorates drastically. Accordingly comes the Use of this technology known from the textile industry, which yes turns off a multiple use or washability, for disposable products of the type under consideration here, namely filter inserts, not in Consideration.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung und ein Verfahren der eingangsgenannten Art so auszugestalten, daß es - unter Wahrung des an sich bekannten Vorteils, eine zusätzliche Wärmebehandlung zu vermeiden - keines speziellen mit Fluorocarbon ver sehenen Polyolefingranulats bedarf, sondern daß beliebige Polyolefingra nulate eingesetzt werden können.Proceeding from this, the invention is based on the object direction and a method of the type mentioned in such a way that - while preserving the advantage known per se, an additional Avoid heat treatment - no special with fluorocarbon ver see polyolefin granules, but that any polyolefin nulates can be used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Entstehungsbereich der Fasern und dem Formungsbereich des Faserver bundes eine Zudosiereinrichtung angeordnet ist, um dem Luftstrom Im prägnier-Zusätze, insbesondere auf Fluorcarbon-Basis, zuzusetzen.This object is achieved in that between the Area of origin of the fibers and the forming area of the fiber ver federally a metering device is arranged to the air flow Im prägnier additives, especially those based on fluorocarbon.

Durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung werden gleichzeitig mehrere Vorteile erreicht. Zum einen hat sich überraschenderweise gezeigt, daß mit relativ geringen Additiv-Konzentrationen eine ganz erhebliche Verbesse rung der Filterwirkung insbesondere gegenüber ölhaltigen Produkten erzielt wird, daß es nicht erforderlich ist, ein spezielles, mit Additiven versehenes Granulat zu kaufen, und daß unter energetischen und verfahrensekonomi schen Aspekten vorteilhafterweise die Prozeßwärme voll ausgenutzt wer den kann, weil bereits durch die Art der Zugabe des Additives erreicht wird, daß sich in den dann letztendlich versponnenen Fasern das Additiv an der Oberfläche anreichert.By means of a device according to the invention, several are simultaneously Benefits achieved. For one thing, it has surprisingly been found that with relatively low additive concentrations a very significant improvement Filter effect achieved especially against oil-containing products that it is not necessary to use a special additive To buy granules, and that under energetic and process economics Aspects of the process heat advantageously fully exploited who this can be achieved because the type of additive has already been added is that the additive is then present in the spun fibers enriches the surface.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt ei nen schematischen vertikalen Schnitt, also einen Schnitt senkrecht zur Quererstreckung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The invention is described below on the basis of a preferred embodiment example explained in connection with the drawing. This shows egg NEN schematic vertical section, i.e. a section perpendicular to Transverse extent of the device according to the invention.

In der Zeichnung ist ein Extrusionsbalken 1 dargestellt, der sich senkrecht zur Zeichenebene über eine Breite von ca. 1,80 m erstreckt und dement sprechend die Herstellung einer Vliesbahn entsprechender Breite gestattet. Dieser Extrusionsbalken 1 ist innen hohl ausgebildet, so daß ein Behälter 2 für eine Kunststoffschmelze 3 entsteht, welche durch herkömmliche, in der Zeichnung nicht dargestellte Heizeinrichtungen an dem Behälter 2 auf der gewünschten Temperatur für den flüssig zu verarbeitenden Kunststoff von z. B. 250°C gehalten wird.In the drawing, an extrusion bar 1 is shown, which extends perpendicular to the plane of the drawing over a width of approximately 1.80 m and accordingly allows the production of a nonwoven web of corresponding width. This extrusion bar 1 is hollow on the inside, so that a container 2 for a plastic melt 3 is formed, which by conventional heating devices, not shown in the drawing, on the container 2 at the desired temperature for the liquid plastic to be processed, e.g. B. 250 ° C is maintained.

An der Unterseite des Behälters 2 erstreckt sich über die ganze Breite des Extrusionsbalkens 1 ein Extrusionskanal 4, der von einem Metallsieb 5 ab gedeckt ist, welches auf einem Lager 6 befestigt ist.On the underside of the container 2 , an extrusion channel 4 extends over the entire width of the extrusion bar 1 and is covered by a metal screen 5 , which is fastened to a bearing 6 .

Unterhalb des Extrusionskanals 4 erstreckt sich in einer Verlängerung 7 des Extrusionsbalkens 1 ein vertikaler Abkühlkanal 8, in welchem von der Seite her senkrecht, d. h. vertikal, Luftzuführkanäle 9 unterhalb des Extrusions kanals 4 münden, welche unter Verwendung einer Zweikomponentendo sierdüse die Zufuhr eines Gemisches von Luft und eines flüssigen Impräg nier-Zusatzes auf Fluorcarbon-Basis ermöglichen.Below the extrusion channel 4 extends in an extension 7 of the extrusion bar 1, a vertical cooling channel 8 , in which from the side vertically, ie vertically, air supply channels 9 open below the extrusion channel 4 , which use a two-component dosing nozzle to supply a mixture of air and allow a liquid impregnation additive based on fluorocarbon.

Eine bahnartige Trägerschicht 11, z. B. aus einem Spinnvlies, wird in Richtung des Pfeils 12 in der Zeichnung von links nach rechts transportiert und über Umlenkrollen 13, 14 beiderseits des Abkühlkanals 8 derart um gelenkt, daß die Trägerschicht 11 einer Siebtrommel 15 in dem Bereich unterhalb des Abkühlkanals 8 zwischen der Siebtrommel 15 und der Ver längerung 7 des Extrusionsbalkens 1 verlaufend anliegt. Die Siebtrommel 15 ist mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Drehantrieb versehen. Die Mittellängsachse der Siebtrommel 16 liegt unterhalb der Mitte des Ab kühlkanals 8.A web-like carrier layer 11 , e.g. B. from a spunbond, is transported in the direction of arrow 12 in the drawing from left to right and is deflected via deflection rollers 13 , 14 on both sides of the cooling channel 8 in such a way that the carrier layer 11 of a screen drum 15 in the area below the cooling channel 8 between the Sieve drum 15 and the extension 7 of the extrusion bar 1 is present. The screening drum 15 is provided with a rotary drive, not shown in the drawing. The central longitudinal axis of the screening drum 16 lies below the center of the cooling channel 8 .

Konzentrisch zu der Siebtrommel 15 erstreckt sich innerhalb derselben ein feststehender Zylinder 17, der an seiner Oberseite in dem Bereich unmit telbar unterhalb des Abkühlkanals 8 einen Vakuumkanals 18 aufweist, durch welchen Luft in das Innere des Zylinders 17 eingesaugt und über ei ne nicht dargestellte Pumpeinrichtung abgepumpt wird. Die abgesaugte Luft wird durch die Luftzuführkanäle 9 in Richtung der Pfeile 10 nachge führt und sorgt so für eine Führung und Abkühlung der frisch extrudierten Kunststoff-Fäden, z. B. Polypropylen-Fäden, welche sich aus dem tröpf chenförmig aus dem Sieb 5 austretenden flüssigen Kunststoff unter dem Einfluß der Schwerkraft und des vakuumbedingten Luftstromes ausbilden.Concentric to the sieve drum 15 extends within it a fixed cylinder 17 which has a vacuum channel 18 at its top in the area immediately below the cooling channel 8 , through which air is sucked into the interior of the cylinder 17 and pumped out via a pump device, not shown becomes. The extracted air is nachge leads through the air supply channels 9 in the direction of arrows 10 and thus ensures guidance and cooling of the freshly extruded plastic threads, for. B. polypropylene threads, which are formed from the droplet-like liquid plastic 5 emerging from the screen under the influence of gravity and the vacuum-induced air flow.

Die im Abkühlkanal 8 gestreckten und abgekühlten Kunststoff-Fäden ge langen auf die Oberseite der Trägerschicht 11 und werden mit dieser unter Ausbildung einer Vliesschicht weitertransportiert und durch die Um lenkrolle 14 angedrückt.The stretched and cooled in the cooling channel 8 plastic threads ge long on the top of the support layer 11 and are transported with this to form a non-woven layer and pressed by the order steering roller 14 .

Claims

1. Device for producing a nonwoven comprising a container with heating devices for receiving the raw plastic, in particular a polyolefin, such as polypropylene, and devices for building up pressure on the raw plastic and extrusion nozzles for extruding thin threads of the heated, liquid plastic, wherein the extruded threads from a stream of heated air leads to ge and are deposited and transported on a carrier layer to form a nonwoven web, characterized in that a metering device is arranged between the formation region of the fibers and the shaping region of the fiber composite to the air flow Add prägnier additives, especially those based on fluorocarbon.

2. Device according to claim 1, characterized in that the Zudo siereinrichtung is a dosing nozzle.

3. Device according to claim 2, characterized in that the Zudo Siereinrichtung is a two-fluid nozzle.

4. Process for producing a nonwoven using a pre Direction according to claims 1 to 3, characterized in that the Fibers immediately after their formation impregnating additives, in particular based on fluorocarbon.