DE2057149A1

DE2057149A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE2057149A1
Application number: DE19702057149
Authority: DE
Inventors: Per Henrik Sixten Floda Fanto Kurtos Peter Robert Dr C hem Vastra Frolunda Mattson Nils Albert Uno Göteborg Berglund, (Schweden)
Original assignee: Continental Linoleum Union Be tnebs AG, Zurich (Schweiz)
Priority date: 1969-11-24
Filing date: 1970-11-20
Publication date: 1971-06-03
Also published as: NO740621A; US3701621A; FR2072315A5; DE2057149C3; SE337276B; BE759369A; NL165516C; DE2065933A1; LU62109A1; NO137325B; NO139357B; DE2057149B2; ATA1043670A; CH523976A; FI53720C; AT332524B; NL165516B; DK127513B; GB1329426A; NO139357C

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Fasern aus thermoplastischem Kunststoff

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Fasern durch Auseinanderziehen und Abkühlen einer bis zur Schmelztemperatur erhitzten Schicht aus bhermoplastischem Kunststoff. Eine ™ solche Vorrichtung enthält Einrichtungen zum Vorschub und Auseinanderziehen der thermoplastischen Schicht sowie zur Erhitzung und Abkühlung derselben.

Eine· bereits vorgeschlagene Vorrichtung dieser Art besteht im ■wesentlichen aus zwei Trägern in Form endloser Bänder mit nicht haftender Oberfläche oder Belag. z.B. aus Silikon oder Teflon^ . bi^je Bänder werden von zwei Walzenpaaren geführt. Das eine dieser Walzenpaare bewirkt durch einen Walzspalt ein Gegeneinanderdrücken oder -klommen der Bänder, die beispielsweise aus mit Teflon behandeltem Glasgewebe bestehen. Beim Austritt aus der Klemmstelle im Walzspalt erfolgt die Faserbildung, indem eine zwischen die ^ beiden Bänder hineingeführte thermoplastische Kunststoffschicht im Walzspalt diesen Walzenpaares, welches geheizt ist, dort bis auf .Schmelztemperatur erhitzt wird und beim Verlassen des Spalts zwischen don boiden Bändern auaeinandergezogen wird. Austrittsseitig wird dann ein gasförmiges Mittel unter thierdruck zugeführt, um das faarig auseinandergezogene thermoplastische Material zu kühlen und hierdurch das Fasergefüge zu fixieren. Die gewünschte Faserlänge· kann eingestellt werden, indem der Walzspalt des zweiten Walzpaares, d.h. d«r Walzenabstand dieses Paares, regelbar ist und daher auch der Winkel, in welchem die beiden Bänder hinter dem WulznpuLt einander verlassen. Wenn die Fasern keine Stapelware sein sollen sondern ein Vlies, Flor, fell ähnliches Gebilde o.a.

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bilden sollen, werden sie direkt im Zusammenhang mit ihrer Herstellung einer Materialbahn zugeführt, die dann den Träger des Vlieses oder Flors bildet und dem einen der beiden Bänder folgt.

Diese vorgeschlagene Vorrichtung ist jedoch mit gewissen Nachteilen behaftet. Unter anderem erschwert das sich um die heizbaren Walzen erstreckende endlose Band die Wärmeübertragung auf den zu erhitzenden thermoplastischen Kunststoff. Ferner ist es im allgemeinen recht schwierig, endlose Bänder zu fertigen, deren Stösse weder die Güte der Fasern beeinträchtigen noch eine quer verlaufende Spur oder Abdruck im Vlies, Kunstfell o.a. jedesmal erzeugen, wenn der Stoss des endlosen Bandes durch den Walzspalt läuft. Mit Teflon behandeltes Glasfasergewebe ist zudem sehr teuer und konnte bisher nur in Breiten bis etwas über 1 Meter hergestellt werden. Diese Bänder haben ferner eine sehr kurze Lebensdauer, da man wegen dem durch sie bewirkten Wärmestau mit Temperaturen um 260°C arbeiten muss, damit der thermoplastische Kunststoff bis zum Schmelzen erhitzt wird. Haftfreie Bänder, und hiervon besonders die teflonisierten Glasgewebebänder, bereiten infolge ihres geringen Reibungskoeffizienten technische Schwierigkeiten sowohl in Bezug auf Führung wie Antrieb der Bänder.

Die Erfindung ermöglicht eine Beseitigung oder jedenfalls eine beträchtliche Verringerung dieser Nachteile und betrifft eine Vorrichtung der einleitend genannten Art, jedoch mit höherer Leistungsfähigkeit beim Herstellen sowohl von Fasern wie auch von Flor, Vliesen, fell-, plüsch- oder teppichähnlichen und. sonstigen flächenhaften Textilgebilden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht eine Musterung des Erzeugnisses bei seiner Herstellung und die direkte Herstellung eines Vlieses, d.h. nicht gewebten Stoffes, aus den erzeugten Fasern. Dies wird völlig erreicht, indem die erfindungsgemässe Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einrichtungen zum Fördern, Auseinanderziehen und Erhitzen der thermoplastischen Werkstoffschicht gemeinsam sind und aus einer Antriebswalze und einer hiergegen anliegenden angetriebenen Bahn bestehen^ vobei die Walze heizbar ist zwecks Einführen

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der thermoplastischen Werkstoffschicht zwischen die Walze und die Bahn und zwecks Auseinanderziehen zu Fasern dort "wo die Walze und die BaIm sich wieder trennen und wo ein oder mehrere Kühlorgane, die von an sich bekannter Art sein können, wirksam sind. Durch diesen Aufbau der Vorrichtung werden weder die Fasern noch ihr Träger in einem Vlies, Flor oder sonstigem Textil durch Bandstösse verformt oder beeinflusst, wie es bei den bisher bekannten Vorrichtungen zwischen den beiden endlosen Bändern im Walzspalt der Fall war. Dadurch, dass der Anliegedruck zwischen der angetriebenen Walze und der hiervon angetriebenen Bahn jetzt ziemlich niedrig gehalten werden kann, wird auch das Risiko eines Durchschlagens beim Benutzen dünnerer Materialbahnen für Flor- und Vliesherstellung viel geringer als wenn der thermoplastische Kunststoff einer Klemmstelle zwischen zwei gegeneinander anliegenden laufenden endlosen Bänder zugeführt wird. Ausserdem wird die Temperaturregelung einfacher.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Herstellen von Stapelfasern und sonstigem?nicht gewebtem Material ist die Bahn endlos und besteht aus einem Netz, einer durchbrochenen Folie o.a. aus einem Material, von dem sich das durch Auseinanderziehen zerfaserte Material beim Abkühlen ablöst. Für die Herstellung von Stapelfaser kann die erfindungsgemässe Vorrichtung mit einer Auffang- oder Sammeleinrichtung für die Fasern versehen werden. Diese Einrichtung kann von an sich beliebiger Art sein und ist vorzugsweise in der Nähe derjenigen Stelle angebracht, wo die Bahn die Walze verlässt. Handelt es sich hingegen um die Herstellung von Vlies o.a., können an sich bekannte heizbare Prägeorgane hinter der Stelle angebracht werden, an der die Bahn die Walze verlässt. Solche Prägeorgane bewirken Örtliche Zusammenheftungen der gefertigten Fasern zu einer zusammenhängenden Faservliesbahn. Hierbei erübrigt sich eine Auffangeinrichtung für die Fasern, die statt desaen mit der Bahn direkt zu den Prägeorganen mitwandarn.

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Eine andere bevorzugte er findung sgetnäs so Vorrichtung, bei welcher die erzeugten Fasern auf einen Träger aufgetragen, werden, um ein Vlies oder Flor wie z.B. ein plüsch-, teppich- oder fellähnlichos, flächenhaftes Gebilde o.a. zu bilden, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Bahn selbst nach und nach als genannter Träger dient, was den sehr grossen Vorteil bietet, dass der Träger des Vlieses oder Flors hierbei aus einem nur geringe Kosten beanspruchenden Werkstoff besteht, beispielsweise ebenfalls aus einem Vlies. Vlies oder anderes,ungewebtes Material ist sehr leicht und schmiegsam und daher sehr zweckdienlich. /Ils tragende llaterialbahn kann man jedoch auch Schaumkunststoff oder -gummi benutzen. Alle diese hier genannten Stoffe haben den Vorzug, gasdurchlässig zu sein, was für die Florbildung von Bedeutung ist, da die Kühlorgane dann auch auf derjenigen Seite der Bahn angebracht sein können, die von der auf die Bahn einwirkende heizbare Walze abgekehrt ist. Beispielsweise können übrigens sowohl Textil- wie Metallmateriale in Bahn-, Bogen- oder Scheibenform benutzt werden.

Falls der fertige Flor o.a. mit einem Prägemuster versehen sein soll, kann die erfindungsgemässe Vorrichtung mit an sich bekannten Prägeeinrichtungen ergänzt werden, welche hinter der Stelle anzubringen sind, an der die Bahn die Walze verlässt, d.h. sich von der Walze abläuft.

Versuche haben gezeigt, dass die genannte Walze vorteilhafterweise aus Metallmaterial bestehen kann. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, die betreffende Walze mit einer anderen erhitzbaren Walze zusammenwirken zu lassen und mit geeigneten .Einrichtungen Kunststoff granulat, -pulver oder -paste dem VJaI ζ spalt zuzuführen, so dass im Walzspalt selbst die zur Faserhcrstellung nötige Schicht aus thermoplastischem Kunststoff erzeugt wird. Da hierbei der Kunststoff nicht als fertiger Film oder Schmelze zugeführt wird, ist es verhältnismässig einfach, die Herstellung der thermoplastischen Materialschicht der Faserherstellung anzugleichen und anzupassen. Infolge der bei einer erfindungsgemassen Vorrichtung

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besseren Wärmeübertragung? hat man ferner eine umfangreichere Wahlfreihoit hinsichtlich des thermoplastischen Materials.

Ebenso wie die erste Waise kann auch die zweite Walze vorzugsweise aus metallischem Werkstoff bestehen.

ünhand. der drei auf anliegender Zeichnung schematisch gezeigten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird letztere jetzt naher beschrieben. Abb. 1 zeigt eine zur Herstellung von Stapelfasern dienende Vorrichtung im Prinzip. Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Vlies. Abb. 3 zeige eine Vorrichtung zur Herstellung eines mit tragender, biegsamer, bahnförmigem Unterlage ver- ™ Söhenon Flors.

Abb. 1 zeigt eine angetriebene endlose Drahtnetzbahn I₉ die über mohr ere UmI onkrollen oder -walzen 2,3,*+ läuft, von denen mindestens eine die Bahn antreibt. Zwischen zwei dieser Umlenkwalzen, nämlich 2 und 3, läuft die Bahn 1 an einer heizbaren bahntreibendon I-iütallwalze 5 vorbei und umschlingt hierbei einen gewissen Toil des Walzonumfangs. Der Andruck der Bahn 1 gegen die Antriebswalze 5 wird durch Voreinstellung der Umlenkwalzen 2 und 3 geregelt, wodurch die Spannung der BaIm 1 und damit ihr Andruck gegen die Walze v.uf einen zweckmässigen Wert eingestellt werden-kann.

UIo zu zerfasernde thermoplastische Kunststoffschicht wird in der Vorrichtung nach Abb. 1 erzeugt, indem thermoplastisches Material in gekörnter Form oder als Pulver oder Paste mithilfe einer Zu führ- oder Dosiereinrichtung 6 dem Umfang einer zweiten heizbaren I ie t al Iwal ze 7 zugeführt wird. Diese Walze 7 liegt gegen die Walze ^lj an und bewirkt eine Vorwärmung des genannten Materials, welches beim- Durchlaufen des Walzspalts der beiden Walzen 5 und 7 schmilzt und dabei einen Film G bildet. Bei richtiger Einstellung der Tempora tür und bei richtigen. Ueibungsverhältnissen zwischen den beiden Walzen folgt dieser Film dem Umkreis der Walze 5 und gerät dadurch zwischen diese Walze und die Bahn 1, wo die Bahn 1 auf die Walζο 5 aufläuft. Wenn dann die BaIm 1 von der Walze 5

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abläuft und sie verlässt, haftet dor auf Schmelztemperatur erhitzte Film oder Schicht 8 sowohl an der Walze wie auch an der Eahn und wird infolgedessen auseinandergezogen und in Fäden zerfasert, deren eines Ende an der Walze und deren anderes Ende an der BaIm haftet. Um diese Fäden zu Fasern zu stabilisieren und sie sowohl von der Walze wie auch von der Bahn abzulösen, wird ein gasförmiges Mittel unter Überdruck zugeführt. Dies erfolgt im hier dargestellten Ausführungsbeispiel mithilfe einer Pressluftdüse 9, die in dem Sektor wirksam ist, wo die Bahn 1 die Walze 5 verlässt.

Die solchermassen erzeugten Fasern werden in einer Auffangeinrichtung 11 gesammelt, die in der Nähe derjenigen Stelle angebracht ist, wo sich die Bahn 1 von der Walze 5 trennt. Die Auffangeinrichtung kann an sich beliebig ausgebildet sein,

Im Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 besteht die Bahn 1 aus einem Drahtnetz. Anstatt dessen kann mai für die Bahn jedoch auch eine durchbrochene Metallfolie oder ein aus beliebigem Werkstoff bestehendes Netz, Folie o.dgl. benutzen, wovon sich das zerfaserte thermoplastische Material bei Abkühlung ablöst, vorausgesetzt, dass die Bahn für den vorliegenden Zweck genügend widerstandfähig und temperaturbeständig ist. Das gleiche gilt übrigens auch für den Werkstoff der Walzen 5 und 7.

Die oben beschriebene Vorrichtung kann nach Abb. 2 so ergänzt werden, dass sie aus den laufend erzeugten Fasern direkt ein Vlies oder Filz herstellt. Zu diesem Zweck ist eine Prägewalze 21 vorgesehen, die mit derjenigen Umlenkwalze 3 zusammenarbeitet, die in Bahnvorschubrichtung hinter der Antriebswalze 5 folgt. Die Prägewalze 21 ist profiliert und heizbar, so dass sie beim Andrücken gegen die auf der Umlenkwalze aufliegenden Bahn 1 die in diesem Falle der Bahn folgenden Fasern durch örtliche Verschweissung miteinander verbindet oder sie zu einer zusammenhängenden Faservliesbahn zusammenheftet. Durch eine Düse 22 wird Druckgas, z.B, Pressluft, zugeführt, um das erzeugte Vlies zu fixieren und um gleichzeitig durch. Abkühlung zu bewirken, dass sich die Fasern von der Bahn 1 wie auch von der Prägewalze 21 ablösen.

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Da wo die eigentliche Faserhersteliung erfolgt, nämlich am Ausgang der Ivlominstelle zwischen Walze 5 und Bahr, I₃ werden die faserbildenden Fäden bei diesem Ausfllhrungsbeispiel besonders im Hinblick darauf abgekühlt, dass die Fasern nicht nur stabilisiert werden sondern sich auch von der Walze 5 lösen, während sie immer noch genügend stark an der Bahn 1 haften, um von ihr bis zur Prägestelle mitgenommen zu werden, Eine Auffangeinrichtung fur lose Fasern wird bei dieser Au sführungsform daher nicht benötigt.

Die prägewalze 21 kann von beliebiger bekannter Art sein.

Abb. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemässe Vorrichtung zum Fertigen von Flor oder Kunstfell oder sonstigen mit auswärtsstehenden Fasern versehenen, z.B. samt- oder plüschähnlichem Gebilde mit einer tragenden Unterlage, auf welche die mit der Vorrichtung hergestellten Fasern aufgetragen werden. Auf einer angetriebenen tragenden liatorialbahn 31 können zur Fertigung eines Flors oder samt- oder fellähnlichen Gebildes 32 die durch Auseinanderzerren und Abkühlen der auf Schmelztemperatur erhitzten thermoplastischen Schicht 8 erzeugten Fasern angebracht werden. Die tragende Ilaterialbahn 31 wird von einer Vorratsrolle 33 abgewickelt und läuft im Sinne der Erfindung als angetriebene Bahn über die Umlenkwalzen 2, 3 und h. Zwischen den Umlenkwalzen 2 und 3 liegt die Bahn gegen die gaheizte Walze 5 an und verbindet sich dort mit dem geschmolzenen thermoplastischen Kunststoff der Schicht 8. Dann trennt sich die Bahn 31 von der Walze 5? wodurch das thermoplastische Material auseinandergezogen wird und hierbei aber fester an der Bahn 31 als an der Walze 5 haftet. Die nach dem Abkühlen stabilen Fasern sitzen daher mit ihren einen Enden an der Bahn 31 fest, während ihre anderen Enden die Walze loslassen und daher frei sind. Der in dieser Weise gebildete Flor 32, dessen Träger nach und nach durch die in der Vorrichtung aktiv teilnehmende Bahn 31 gebildet wird, wird bei 3¹+ laufend aufgerollt oder in anderer Weise geschichtet oder verwertet.

Wünscht man,das Erzeugnis mit einem geprägten Muster zu versehen,

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kann hierfür cine heizbare Prägewalze 35 a^¹ sich bekannt or Art
gegen die nach der Florfcrtigungszono folgenden Umlenkwalze an·- gestellt werden.

Die obigen /lusfllhrungübeiüpiolc sind im Rahmen der Erfindung in vielfacher Weise abwandelbar, und die Lri/nndung ist nicht hierauf beschränkt.

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Claims

(1.) Vorrichtung zur Herstellung von Fasern durch Auseinanderziehen und Abkühlen einer auf Schmolztemperatur erhitzten Schicht (o) eines thermoplastischen Materials mithilfe von Organen zum Bewegen und- Auseinander ziehen dieser iJchicht und von Organen zum Erhitzen und Abkühlen der Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Organe zum Bewegen und auseinanderziehen der Schicht (8) sowie für ihru Erhitzung gemeinsam sind und aus einer Antriebswalze {^rj) und oinor gegen diese Walze anliegenden angetriebenen Lahn (1) bestehen, wobei dio Walze heizbar ist zwecks Einspeisen dor thermoplastischen Materialschicht zwischen Walze und Bahn, wo 'Ji. Bahn auf die Walze aufläuft, und zwecks Zerfaserung durch Au f. ein and er ziehen, wo die Bahn von der Walze abläuft, an welcher Ct'..-1Io das oder die Kuhlorgane (9,10-), die von bekannter Art sein können, wirksam sind.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gokennze

i c h -

η ο t, das.*"; die Bahn (1) endlos ist und aus einem Netz, durchbrochener Folie oder dergleichen aus einem Werkstoff besteht, von welchem sich das zerfaserte thermoplastische Material beim Abkühlen ablöst.

3. Vorrichtung nach /aispruch 1 oder 2, dadurch g ekenn - 7. e i c h η ο t, dass an sich bekannte heizbare Prägeorgane (21) zum örtlichen Zusammenheften von Fasern zu einem zusammenhängenden bahnförmig en Vlies hinter dor ,'J tolle angebracht sind, wo die Bahn Cl) dio Wal κ ο (5) vorlässt.

h. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gokonnzoi c h η 'j t durch ein f.· i'as*irnr.ammolnd.o Auf fangeinr Lchtnng (1.1) in der Kühe dor ,"tuüu, wo die IJahn (1) die Hulza (⁽j) vorlässt.

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5. Vorrichtung nach Anspruch I₃ bei welcher die Fasern mit oinem Träger verbunden werden, um ein Vlies, Flor oder samt- oder pelz-· ähnliches sonstiges Gebilde zu erzeugen, dadurch g e k e η η ■■ ζ e i c h η e t, dass die angetriebene Bahn (3D der Vorrichtung so vorgesehen ist, dass sie im Zuge de:; Fortigungsvorgangs nach und nach als tragendos Material in den Vlies, Flor o.a. eingearbeitet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5_? dadurch g ο k e η η ζ e i c h nee, dass die !Jahn (3I) ans einem nach und nach vorgeschobener: bahn-, bogen- oder plattenförmigen Material besteht.

7 Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen eines Husber o.dgl. auf dem herzustellenden flächenhaften Gebilde (32) dienende an sich bekannte Prägeorgane (35) in Bahnvorschubrichtung betrachtet hinter derjenigen St jI.lo angebracht sind, wo die Bahn (31) von djr Walze (5) abläuft.

B. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k ο η η ζ G i c h η e t, dass die Walze (5) aus metallischem Werkstoff besteht.

9ο Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, dass die Kiihlorgane (10) auf die V¹^r VJaIze (5) abgesandten Seite der angetriebenen Bahn (31,32) einwirken.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g ο k L! η η ζ e i c h η e L, dass eine zweite heizbare UaIze (7) mit erstgenannter (5) zusammenarbeitet und dass Zufuhreinrichtung on (6) zum Zuführen von Kunststoffgranulat, -pulver oder -paste zwischen die Walzen vorgesehen sind, wobei die Walzen zwischen sich eine Kleuimsteile bilden, in der die aus diesem thermoplastischen kunststoff bestehende Schicht (C) gebildet wird.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 1O₃ dadurch g c kennzeichnet, dass die zweite Wal ζ ο (7) aas lic .'ΐΙΓν/orkstoff besteht.

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