DE2211102C3

DE2211102C3 - Verfahren zur Herstellung einer Watte

Info

Publication number: DE2211102C3
Application number: DE19722211102
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl.-Ing. Dr.; Britzger Klaus Dipl.-Ing.; Schneider Fritz DipL-Phys. Dr.; Seitz Richard; 8901 Bobingen Bauer
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1976-12-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Watte aus dreidimensional gekräuselten endlosen Filamenten aus synthetischen Hochpolymeren durch Auflösen einer Filamentschar aus latent dreidimensional kräuselfähigen Filamenten zu einem Flor von im wesentlichen parallelen Filamenten.

Die Methoden zur Herstellung von Watten aus synthetischen Stapelfasern wurden zuerst aus be-

¹S kannten Technologien übernommen:

Dem klassischen Spinnverfahren, d. h. der Baumwoll- und Kammgarnspinnerei, ist als erster Prozeß ein Auflösen des Stapelfaserverbandes zu einzelnen Fasern vorgeschaltet. Der bei diesem Prozeß gebildete Karden- oder Krempelflor stellt eine Faserwatte mit geringer Dichte dar, die beim Spinnprozeß zu einer Lunte zusammengefaßt wird, bei der Wattenoder Vliesverarbeitung aber als überwiegend zweidimensionales Gebilde erhalten wird.

Daneben wurden noch aerodynamische Methoden zur Auflösung des Faserverbandes entwickelt. Eine Zusammenfassung des derzeitigen Standes der Technik bietet z. B. das »Handbuch der Textil-Verbundstoffe« von Radko K r c m a, Deutscher Fachverlag, Frankfurt/Main, 1970.

Eine weitverbreitete Technologie zur Herstellung von Vliesen aus Endlosfäden wird im US-Patent 35 01811 beschrieben: Ein Kabel aus sehr fein stauchkammergekräuselten Einzelfilamenten wird durch eine Luftdüse zu einem feinen Flor ausgebreitet, der dann ähnlich einem Krempelvlies durch Abtafeln, Vernadein, Besprühen usw. in die gewünschte Form einer Watte oder eines Vlieses übergeführt wird. Die starke zweidimensionale Kräuselung bewirkt den Bausch des Füllmaterials, führt aber schon im einlaufenden Kabel zu Verhakungen, die die Ausbreitung in der Luftdüse behindern. Die Kräuselung muß deshalb vorher durch mechanische Zugspannung zumindest zeitweise verringert werden, um eine gleichmäßige Florbildung zu ermöglichen.

Vliese aus zweidimensional gekräuselten Filamenten weisen selbstverständlich nicht das Bauschvermögen, nicht das große spezifische Volumen und nicht die Fülligkeit von Watten aus dreidimensional,

d. h. spiralförmig gekräuselten Fasern auf.

Erfolgreicher ist die zweite Möglichkeit, ein Flächengebilde aus dreidimensional gekräuselten Fäden zu formen, die in der DT-AS 12 20 141 beschrieben wird. Ein Vlies, z. B. ein Krempelflor aus schrumpffähigen und/oder latent dreidimensional kräuselfähigen Stapelfasern, wird so vernadelt, daß ein Teil der Stapelfasern senkrecht zur Ebene des Vlieses zu liegen kommt. Unter Wärmeeinwirkung schrumpfen bzw. kräuseln die Stapelfasern, so daß es zu einer Verdichtung und Verfilzung des Vlieses kommt. Dieselbe Wirkung läßt sich auch mit einem Wirrvlies aus endlosen, latent dreidimensional kräuselfähigen Fäden erreichen. Diese Methode eignet sich also gut für die Herstellung synthetischer Filze, die dreidimensionale Kräuselung bewirkt die entsprechende Verhakung, d. h. Verfilzung, und somit die gewünschte Festigkeit des nichtgewebten filzähnlichen Flächengebildes. Die zweite Grundeigenschaft drei-

dimensionaler Fasern, nämlich das hohe spezifische Volumen, ist für diese Anwendungsgebiete nicht von Interesse.

Zur Ablage der Fäden zu einem Wirrvlies, d. h. einem Flächengebilde aus Filamenteu, deren Riehtung weitgehend statistisch angeordnet ist, werden Luftdüsen benutzt, wie sie z. B. die CH-PS 4 71 923 beschreibt. Kennzeichnend ist die hohe Geschwindigkeit, da sie für Spunbond-Verfahren dimensioniert sind, ferner die turbulente Luftströmung und auch die zeitliche Schwankung der Turbulenz, um damit ein möglichst ungleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil zur statistisch ungeordneten, zufälligen Ablage der Fäden im Vlies zu erreichen. Derartige Düsen eignen sich nicht zur Bildung von lockeren, fülligen Watten, da sie die Verhakung und Verfilzung fördern.

Aus der FR-PS 13 92 034 ist es bekannt, aus pardlel zugeführten latent kräuselfähigen Fäden ein Vlies auf einer Unterlage herzustellen, bei dem die Fäden bereits in Wirrlage liegen, und dann die Kräuselung auszulösen. Es handelt sich dabei stets um nicht nur kräusel-, sondern auch potentiell klebefähige Fäden. Die US-PS 30 73 005 beschreibt das Ablegen von gekräuselten, zu Fadenstücken zerrissenen Bikomponent-Gebilden in einer Haube oder auf einem Förderband.

Nach dem in der FR-PS 14 98 481 beschriebenen Verfahren werden mechanisch gekräuselte Fäden nach dem Ablegen noch geöffnet.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Watte aus endlosen dreidimensional gekräuselten Einzelfilamenten herzustellen, die in ihren Eigenschaften denen eines aus dreidimensional gekräuselten Stapelfasern gebildeten Krempelflors entspricht.

Dies ist nach den bekannten Verfahren nicht mög-Hch, da die bereits erwähnte reißverschlußähnliche Verhakung der dreidimensional, d. h. spiralig gekräuselten Einzelfilamente das Ausbreiten zu einem lockeren, gleichmäßigen Flor verhindert.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung wurde dadurch erreicht, daß die Filamentschar durch eine oder mehrere Kabelspreizdüsen zu einem Flor von im wesentlichen äquidistant angeordneten Filamenten aufgelöst wird, mit einem gegenseitigen Abstand der Filamente in der Größenordnung des Durchmessers jener Wendel, die von den Filamenten nach Auslösen der dreidimensionalen Kräuselung gebildet wird, und daß anschließend an diese Auflösung die dreidimensionale Kräuselung dieser Filamente ausgelöst wird, während sie sich in spannungslosem Zustand befinden.

Nur durch diese Spreizung der Filamente und ihre parallele Lage ist es möglich, anschließend die dreidimensionale Kräuselung der Einzelfilamente im wesentlichen ohne gegenseitige Behinderung und somit gleichmäßig auszulösen. Durch dieses Verfahren wird also eine Verfilzung verhindert, und es bildet sich die gewünschte füllige Watte.

Ganz besonders bevorzugt ist ein derartiges erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem das Faserkabel mit 10 bis 1000 tex pro mm² Querschnittsflächc der Einzugszone der Kabelspreizdüse durch Injektorwirkung von einem Treibmedium mit einer Geschwindigkeit des Faserkabels zwischen 20 bis 500 m/min in die EinzugEzone eingezogen wird und in der anschließenden Entwirrungszone der Kabelspreizdüse das Faserkabel auf Grund der durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Faserkabel und Treibmedium entstehenden Zugspannung gespannt und somit entwirrt wird und daraufhin in der anschließenden, in Blasrichtung divergenten Aufspreiz- und Entspannungszone der Kabelspreizdüse auf Grund der divergenten Strömung auf die 10- bis 10Ofache Querschnittsfläche ausgebreitet wird, wobei die Geschwindigkeit des stets laminar strömenden Treibmediums und damit die. Zugspannung an den Einzelfilamenten während des gesamten Transportweges durch die Kabelspreizäüse über die jeweilige Querschnittsfläche der Kabelspreizdüse konstant bleibt und in der Entspannungszone der Kabelspreizdüse auf vernachlässigbar kleine Werte absinkt, wodurch die Filamente die anschließende Auslösevorrichtung als gleichmäßiger Flor, gebildet aus im wesentlichen parallelen, äquidistanten und spannungslosen Einzelfilamenten, erreichen.

Vorzugsweise wird die Kabelspreizdüse mit gasförmigen Medien, vorzugsweise Druckluft betrieben.

Vorzugsweise schließt sich das Auslösen des Faserkabels unmittelbar an die Herstellung des Faserkabels an. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird das Faserkabel aus latent dreidimensional kräuselfähigen Einzelfilamenten auf eine Spule gewickelt und in einem getrennten Prozeß der Kabelspreizdüse vorgelegt. Vorteilhaft kann auch das Faserkabel nach einer leichten Stauchkammerkräuselung in einem Reservoir abgelegt und in einem getrennten Prozeß der Kabelspreizdüse vorgelegt werden.

Unter Watte soll ein lockerer, voluminöser Faseroder Fadenverband verstanden werden, der sich auf Grund seines hohen Eigenvolumens von etwa 50 bis etwa 500 cm³/g als Füll- oder Polstermaterial eignet.

Als Einzelfilamente zur Herstellung von derartigen Watten eignen sich alle synthetischen Einzelfilamenten mit latenter dreidimensionaler Kräuselung; derartige Einzelfilamente zeichnen sich durch asymmetrisches Schrumpfverhalten über den Querschnitt des Filaments aus, entweder auf Grund verschiedener chemischer Strukturen, sogenannte chemische Bikomponentenfaden (Zusammenstellung siehe P. A. Koch, Faserstofftabellen »Bikomponentenfaser^, Ausgabe Februar 1970, Z. ges. Textilindustrie 72, 253 ff. [1970]), oder durch unterschiedliche Vororientierung auf Grund einseitiger Abschreckung nach dem Schmelzspinnen, ζ. Β. mittels Kühlkörper (CH-PS 4 88 032), kalter Walze (BE-PS 7 69 431) oder durch Abschreckung mittels Luftstrahl (FR-PS 12 57 932).

Bei geeigneter Auslösebehandlung entwickelt sich auf Grund dieses asymmetrischen Schrumpfverhaltens eine piralförmige Kräuselung. Der Windungssinn der Spiralen wechselt statistisch.

Der Titer der Einzelfilamente wird entsprechend dem Anwendungsgebiet zwischen Titern um etwa 1 dtex für Watten als Ausgangsprodukt zur Syntheselederherstellung, etwa 5 bis 10 dtex für Füllwatten für Steppdecken usw. und bis etwa 220 dtex für grobe Polstermaterialien gewählt. Ebenso werden dij Zahl der Kräuselbögen pro Längeneinheit und die Amplitude der Kräuseibögen, d. h. der Radius der durch die dreidimensionale Kräuselung gebildeten Wendel, den Forderungen des Weiterverarbeitens angepaßt.

Der Gesamttiter des benutzten Faserkabels, also die Filamentenanzahl, wird aus Wirtschaftlichkeitserwägungen möglichst hoch gewählt, wird aber auch

aus den Forderungen des Produkts, d. h. der Verarbeitungsbreite der Maschinen und aus dem gewünschten Flächengewicht der Watte festgelegt.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher erläutert, wobei die skizzierten Ausführungsformen nur wenige von vielen Möglichkeiten darstellen. Fig. 1 ist eine Seitenansicht und zeigt schematisch die Lage zweier dreidimensional gekräuselter Einzelfilamente in der Watte. Maximal spez. Volumen wird erreicht,

wirkung von einem Treibmedium, vorzugsweise einem Treibgas, wie z. B. Druckluft (13 Luft-Anschluß-Rohr) durch den Einlauftrichter 17 in die Einzugszone EZ der Kabelspreizdüse eingezogen.

Das Treibmedium muß laminar und mit über die Querschnittsfiäche, d. h. die lichte Weite der Kabelspreizdüse, möglichst gleicher Strömungsgeschwindigkeit durch die Kabelspreizdüse strömen, damit die Zugspannung an den Einzelfilamenten an jeder

dergegeben, die einen Querschnitt senkrecht zur Richtung der Einzelfilamente darstellt. Größere Volumina können nicht erreicht werden, ohne den Faserzusammenhilt aufzugeben.

F i g. 3 zeigt euie Möglichkeit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Faserkabel wird unter Erhaltung seines asymmetrischen Schrumpfvermögens nach einem der bekannten Ver-

wenn der Abstand {d) der Wendelachsen dem Wen- io Stelle der Düse über die Querschnittsfläche gleich ist. deldurchmesser 2r gleich ist; dies ist in Fig. 2 wie- Deshalb erstreckt sich der Luftspalt 15 über die gesamte Breite der Düse. Seine Höhe kann mit der Einstellplatte 16 reguliert werden. Der Winkel ß, den der Luftspalt 15 mit der Achse der Düse bildet, liegt 15 unter 30°, bevorzugt zwischen 15 und 20°.

Um eine gleichmäßige Druckverteilung des Treibmediums entlang des Luftspalts 15 zu erreichen, ist anschließend an das Luftanschlußrohr 13 der Diffusor 14 dem Luftspalt 15 vorgeschaltet. Diffusor 14 erfahren hergestellt und kann dann sofort vom Liefer- ao streckt sich, ebenso wie Luftspalt 15, über die gewerk 1 in F i g. 3 der Kabelspreizdüse 2 zugeführt samte Breite der Kabelspreizdüse. Sein Volumen bewerden. Der Herstellungsprozeß kann aber auch trägt ein Vielfaches des Luftspaltvolumens. Die vorher unterbrochen werden und das Faserkabel im Wirkung des Diffusors wird durch den Einbau von Reservoir 3 zwischengelagert werden. Dieses Re- Sieben 14 a verstärkt. Für große Kabelspreizdüsen, servoir 3 kann z. B. eine Spule sein, auf die das 25 d. h. große Gesamttiter des Faserkabels, kann ein latent gekräuselte Kabel aufgewickelt ist, oder ein zweiter Luftspalt mit Diffusor spiegelsymmetrisch Karton, in dem das latent dreidimensional kräusel- zum Luftspalt 15 angeordnet werden, bare Faserkabel mit leichter Stauchkammer-Kräuse- Der Querschnitt der Einzugszone EZ, wie der der

lung abgelegt wurde. Die leichte Stauchkammer- ganzen Düsenvorrichtung wird vorzugsweise rechtkräuselung gibt dem Faserkabel den nötigen Zusam- 30 eckig mit einem Seitenverhältnis von 1:10 bis 1:30 menhalt, der ein Ablegen im Reservoir 3 erlaubt, gewählt. Durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwiohne daß die anschließende Auflösung zu Einzel- sehen Faserkabel und Treibmedium entsteht eine kapillaren durch diese leichte Kräuselung behindert Zugspannung von bis zu 0,3 p/tex, die in der anwürde. Das Faserkabel 4 wird dann von einem Lie- schließenden Spannungszone SZ das Faserkabel ferwerk 5 aus dem Reservoir 3 entnommen, zwi- 35 spannt und entwirrt und in die in Blasrichtung diverschen Lieferwerken 5 und 1 durch eine leichte me- gente Ausspreiz- und Entspannungszone AZ transchanische Spannung vorentwirrt und der Kabel- portiert. In der Entspannungszone wird das Kabel spreizdüse 2 zugeführt. In dieser Kabelspreizdüse 2, auf Grund der divergenten Strömung auf die 10- bis deren Wirkungsweise später beschrieben wird, wird 10Ofache Querschnittsfläche ausgebreitet Die AZ das Faserkabel 4 zu einem Flor 6 aus äquidistanten 40 wird so lang gewählt, daß die Strömiragsgeschwinparallelen und weitgehend spannungslosen Einzel- digkeit des Treibmediums am Ausgang der Kabelfilamenten aufgelöst und dann der Auslösevorrich- spreizdüse annähernd gleich der Geschwindigkeit des rung7 zugeführt. Faserkabels ist. In Fig. 6 ist auf der Ordinate die

Die Auslösevorrichtung besteht vorzugsweise aus Luftgeschwindigkeit an der Austrittsöffnung der Kaeiner Heißgas- oder Heißdampfdüse, die das Kabel 45 belspreizdüse, auf der Abzisse die Breite der Düse gleichmäßig über die ganze Breite mit dem Aus- aufgetragen. Es ist zu erkennen, daß ce Strömungslösungsmedium, vorzugsweise Heißluft oder Dampf geschwindigkeit des Treibmed'ims und damit die beaufschlagt. Die latente dreidimensionale Krause- Zugspannung an den Einzelfilamenten über den lung springt ein, der Flor 6 schrumpft durch die Par- Querschnitt der Kabelspreizdüse im wesentlichen allellage der Filamente im wesentlichen nur in Längs- 5° konstant ist.

richtung und wird dadurch zu einer fülligen, bau- Die Parallellage der Einzelfilamente bleibt so er-

schigen Watte 8. Diese Watte 8 wird auf dem Trans- halten. Durch die annähernd gleichen Geschwindigportband 9 abgelegt und kann nun wie ein Krempel- keiten von Treibmedium und Faserkabel an Ausvlies weiterbehandelt werden, d. h. abgetafelt, be- gang der Kabelspreizdüse sinkt die Zugspannung an sprüht, vernadelt oder nach sonstigen bekannten 55 den Einzelfilamenten so ab, so daß der jetzt gebfl-Techniken bearbeitet werden. dete Faserflor in nahezu spannungslosem Zustand

In Fig. 4 (Vorderansicht ohne Deckplatte 12) und die Kabelspreizdüse verläßt

Fig. 5 (Schnitt A-A) ist eine einzelne Kabelspreiz- Bevorzugte Bauweise der Kabelspreizdüsen weisen

düse 2 (10 seitliche Deckplatten, 11 Seitenteile, 12 in der Entspannungszone öffnungswinkel zwischen 4 und 12a Deckplatten) skizziert Die Ausbreitung des ⁶< > und 30° auf. Der öffnungswinkel α ist in Fig. 4 ein-Faserkabels kann aber auch durch mehrere Kabel- gezeichnet als "Winkel des Seitenteils 11 mit der spreizdüsen 2, in Parallel- oder Reihenschaltung an- Düsenachse. Dieses Seitenteil 11 wird bevorzugt eben geordnet, erfolgen. Ein Fasericabel aus latent drei- gewählt Bei gekrümmten Seitenteilen U wird der dimensional kräuselfähigen Einzelfilamenten mit einer maximale Winkel « der Tangente des gekrümmten Dichte von etwa 10 bis 1000 tex je mm* Querschnitts- 65 Seitenteiles mit der Düsenachse als öffnungswinkel Sache der Einzugszone der Kabelspreizdüse wird mit angesehen. Bei größeren Öffnungswinkeln erreicht einer Geschwindigkeit von etwa 20 bis 500 m/min, man laminare Strömung nur noch durch Grenzvorzugsweise aber unter 400 m/min, durch Injektor- schichtbeeinfhissung, wie Absaugen oder Anblasen

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von Treibmitteln an den Kanalwänden, vorzugsweise an den Breitseiten.

Die Vorteile des crfindungsgcmüßcn Verfahrens zur Herstellung von Watte sind offensichtlich: Die Herstellung einer Watte aus endlosen Fäden ersetzt den kostspieligen Prozeß des Faserschneidens und Wiederparallelisierens auf der Krempel oder sonst einer vlicsbildenden Maschine durch die vergleichsweise einfache Ausbreitung in einer Kabelspreizdüse. Die dreidimensionale Kräuselung wird beim erfindungsgemäßen Verfahren genau an der Stelle ausgelöst, wo keine Spannungen an den Filamenten wirken. Im Falle der Ausbreitung von Stapelfasern geht ein Teil der Kräuselung wieder durch die Kräfte auf dem Ausbreitorgan, z. B. der Krempel verloren, bzw. kann auf Grund der technischen Forderungen der Maschine nur in geringen Grenzen variiert werden. Das crfindungsgemäße Verfahren kann an vielen Stellen des Prozesses unterbrochen werden, so daß die jeweils wirtschaftlichste Form der Prozeßführung gewählt werden kann.

Die Eigenschaften der so hergestellten Watte können durch die Wahl des Polymers, des Titers, der Kräuselintensität weitgehend variiert werden. In den folgenden Beispielen soll diese Breite der Möglichkeiten zum Ausdruck kommen, ohne deshalb andererseits diese Vielzahl einzuschränken.

Watten aus synthetischen Fasern dienen auch als Füllmaterialien für Steppdecken, Schlafsäcke, Kissen oder auch als Polstermaterialicn für Möbel usw.: Watten sind ferner Ausgangsprodukte für die Herstellung von Vliesen. Watten aus dreidimensional gekräuselten Einzelkapillaren führen zu Vliesen mit weichem Griff, wie sie z. B. für die Syntheseledcrherstellung benötigt werden.

F i g. 7 und 9 stellen perspektivische Ansichten von Beispielen und Vorrichtungen zur Herstellung von Vliesen aus Faserkabeln nach der Erfindung dar. F i g. 8 zeigt eine Aufsicht auf das nach F i g. 7 hergestellte Vlies 19.

In Fig. 7 wird gezeigt, wie der Flor der Breite/? durch Qucrtäfeln ?u einem Vlies 19 der Breite B abgelegt wird. Je nach Wahl des Winkels ;■ wird die Anisotropie der mechanischen Eigenschaften eingestellt. Bis zum Winkel γ ^ .τ/4 überwiegt die Längsfestigkeit, bei .-r/4 liegen die Kapillaren der einzelnen Schichten senkrecht zueinander, und Quer- und Längsfestigkeit sind einander gleich. Der Vorschub des Ablagebandes 18 muß so gewählt werden, daß die Reproduktionslänge λ ein ganzzahliger Bruchteil der Florbreite ir.t, die Vliesbreite B liegt dann aus geometrischen Gesetzmäßigkeiten als B -- \ ■ λ ■ tg 7 fest. Die Gleichmäßigkeit des Vlieses wird durch die Zahl der Lagen verbessert.

In Fig. 9 wird skizziert, wie ein Vlies abgetafelt werden kann, bei dem vorzugsweise eine hohe Längsfestigkeit erwünscht wird. Düse 1 und Auslösevorrichtung 7 changieren hier in Richtung des Ablagebandes 18 (Winkel γ =■■ 0).

Ein Vorteil dieses Verfahrens zur Vliesherstellung liegt in der großen Zahl von Variationsmöglichkeiten. So können z. B. durch Aufteilen des Gesamtkabels in viele Tcilkabel und durch anschließendes geeignetes Ablegen des aufgespreizten und dreidimensional gekräuselten Flors alle Kombinationen von Längs- und Quereigenschaflcn erreicht werden. Ferner können z.B. andersartige Fäden, z.B. hochschrumpfendc oder ticfschmelzende Fäden, durch die

Kabelspreizdüse sehr gleichmäßig über das Vlies ausgebreitet werden, die beim Erhitzen entweder das Vlies verdichten und/oder die Kapillaren verkleben. Durch diesen Prozeß kann sich für manches Einsatzgebiet der aufwendige und langsame Nadelungsprozeß durch Kalandrieren ersetzen lassen.

Beispiel 1

Ein Faserkabel aus Polyäthylenglykoltcrephthalat der Gesamtstärke 100 000 dtex aus latent dreidimensional kräusclfähigen Filamenten des Einzeltiters 6 dtex wird (nach CH-PS 4 88 032) durch einseitiges Abkühlen nach dem Schmelzspinnen an einem Kühlkörper und durch Verstrecken in einem Bandstraßenprozcß so hergestellt, daß die Kräuselung noch nicht ausgelöst ist, aber latent 10 Bögen/cm enthält. Dieses Kabel wird in einer Stauchkammer zweidimensional leicht übcrkiäuselt und in einen Karton gelegt. Dieses Kabel wird nun — wie in Fig. 3 dargestellt — einem Abzugsorgan 5 vorgelegt, um es aus dem Karton mit einer Geschwindigkeit von 69 m/min zu entnehmen, von einem zweiten Abzugsorgan 1 mit einer geringfügig höheren Geschwindigkeit von etwa 70 m/min übernommen und dabei durch die angelegte Zugspannung bereits etwas vorentwirrt.

Das so vorentwirrte Kabel wird von der Kabelsprcizdüse durch einen Druckluftstrom von 62 Nm'/h bei einem Druck von 4,2 atü, gemessen vor dem Diffusor, angesaugt und vollends entwirrt und ausgebreitet. Die Querschnittsfläche der Einzugszone der Kabelspreizdüse bildet ein Rechleck von 60 X 2,5 mm, diese Querschnittsfläche vergrößert sich in der Aufspreiz- und Entspannungszone AZ bis zur Austrittsfiäche von 300 X 15 mm. Die Längen der einzelnen Düsenzonen betragen

EZ. = 50 mm
SZ= 12 mm

AZ ---= 430 mm.

Alle Seitenteile sind eben. Winkel β beträgt 16°. Die Höhe des Luftspalts 15 wird mit der Einstellplatte 16 so lange verstellt, bis die Einzelfilamente die Düse parallel und äquidistant verlassen.

Der mittlere Filamentenabstand vergrößert sich durch das Spreizen von etwa 95 auf 520 μ bei einem Kapillarendurchmesser von rund 25 μ.

Der so aufgelöste Flor aus parallelen, äquidistanten und spannungslosen Filamenten wird nun einem Heißdampfstrahl von etwa 185° C (entsprechend einem Dampfdruck von 1,7 atü) ausgesetzt, die dreidimensionale Kräuselung springt ein und führt zu einer Verkürzung des Flors um etwa den Faktor 1,7. die Breite bleibt nach dieser Behandlung 290 mm.

Die unbearbeitete Watte besitzt bei einer Höhe von 15 mm ein Quadratmetergewicht von etwj 57 g/m² bei einer mittleren Dichte von 3,8 · 10~³ g/cm³ entsprechend einem spezifischen Volumen vor 265 cm^:t/g.

Beispiel 2

Ein Faserkabel aus Polyäthylenglykolterephthala der Gesamtstärke 450 000 dtex aus latent dreidimen sional kräuselfähigen Filamenten des Einzeltiter 1.2 dtex wird wie im Beispiel 1 hergestellt

Das unausgclöste Kabel wird unmittelbar anschlie Bend an den Bandstraßenprozeß in drei Teilkabe

609653/20

V

von je 150 000 dtex geteilt und jedes dieser Teilkabcl ohne Zwischenlage im Karton von einer Kabelspreizdüse durch einen Luftstrom von je 71 Nm^:l,-h bei einem Druck von 4,2 atü, gemessen wie im Beispiel 1, mit einer Geschwindigkeit von 132 m/min eingesaugt, durch die Zugspannung entwirrt und auf eine Breite von je 500 mm ausgebreitet. Die Querschnittsiläche der Einzugszone der Kabelspreizdüse beträgt 80 X 3 mm und vergrößert sich bei zur Ausl.iittsnäche auf 500 X 25 mm. Die Länge der Zonen beträgt

EZ ------ 50 mm,

SZ — 17 mm,

AZ = 500 mm.

'5

Seitenteile sind eben, der Winkel β beträgt 19°.

Der mittlere Abstand der parallelen Filamente beträgt in diesem Beispiel 310μ bei 11 μ Filamentdurchmesser.

Der aus den 3 Teilfloren durch Zusammenfassen gebildete Faserflor von einer Breite von 1500 mm wird einige Zentimeter unterhalb der Düse einem Heißdampfstrahl ausgesetzt, und somit wird die dreidimensionale Kräuselung ausgelöst. Die so gebildete Watte hat ein Flächengewicht von 60 g/m- bzw. eine Dichte von 10~³ g/cm^:l; die Längenschrumpfung durch das Auslösen der dreidimensionalen Kräuselung lag in diesem Beispiel 2:1, d. h., die Watte wird mit einer Geschwindigkeit von 66 m/min angeliefert.

Beispiel 3

Ein Faserkabel aus Polyüthylenglykoltcrephthalat der Gesamtstärke 80 (K)O dtex aus latent dreidimensional kräuselfähigen Filamenten des Einzeltiters 44 dtex wird (nach BE-PS 7 69431) durch asymmetrisches Abkühlen nach dem Schmelzspinnen an einer gekühlten Walze und durch Verstrecken in einem Bandstraßenprozeß so hergestellt, daß die Kräuselung nicht ausgelöst wird, und anschließend auf große Spulen aufgewickelt.

Das aufgewickelte Kabel wird dann von einem Abzugsorgan wieder abgespult und von der Kabelspreizdüse unter Spannung von einem Luftstrom von 53 NmVh bei 4,2 atü mit einer Geschwindigkeit von 37 m/min übernommen, entwirrt und ausgebreitet zu einem Flor, aus dem durch Auslösen der dreidimensionalen Kräuselung eine Polsterwatte von 5 · H)-'¹ g/cm^:J bzw. 200 cnrVg bei einem mittleren Kapillarenabstand von 1570 μ bei 62 u Durchmesser geformt wird.

Die Querschnittsflächen der Kabelspreizdüse betragen an der Einzugszone 45 · 2,5 mm, am Austritt 300 · 15 mm. Die Längen EZ, SZ und AZ betragen 50, 35 und 620 mm, Winkel β ist 15".

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Watte aus dreidimensional gekräuselten endlosen Filamenten aus synthetischen Hochpolymeren durch Auf-Jösen einer Filamentschar aus latent dreidimensional kräuselfähigen Filamenten zu einem Flor von im wesentlichen parallelen Filamenten, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamentschar durch eine oder mehrere Kabelspreizdüsen zu einem Flor von im wesentlichen äquidistant angeordneten Filamenten aufgelöst wird, mit einem gegenseitigen Abstand der Filamente in der Größenordnung des Durchmessers jener Wendel, die von den Filamenten nach Auslösen der dreidimensionalen Kräuselung gebildet wird, und daß anschließend an diese Auflösung die dreidimensionale Kräuselung dieser Filamente ausgelöst wird, während sie sich in spannungslosem Zustand befinden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserkabel mit 10 bis 1000 tex pro mm² Querschnittsfläche der Einzugszone der Kabelspreizdüse durch Injektorwirkung von einem Treibmedium mit einer Geschwindigkeit des Faserkabels zwischen 20 und 500 m/min in die Einzugszone eingezogen wird und in der anschließenden Entwirrungszone der Kabelspreizdüse das Faserkabel auf Grund der durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Faserkabel und Treibmedium entstehenden Zugspannung gespannt und somit entwirrt wird und daraufhin in der anschließenden, in Blasrichtung divergenten Aufspreiz- und Entspannungszone der Kabelspreizdüse auf Grund der divergenten Strömung auf die 10- bis lOOfache Querschnittsfläche ausgebreitet wird, wobei die Geschwindigkeit des stets laminar strömenden Treibmediums und damit die Zugspannung an den Einzelfilamenten während des gesamten Transportweges durch die Kabelspreizdüse über die jeweilige Querschnittsfläche der Kabelspreizdüse konstant bleibt und in der Entspannungszone der Kabelspreizdüse kontinuierlich auf vernachlässigbar kleine Werte absinkt, wodurch die Filamente die anschließende Auslösevorrichtung als gleichmäßiger Flor, gebildet aus im wesentlichen parallelen, äquidistanten und spannungslosen Einzelfilamenten, erreichen.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelspreizdüse mit gasförmigen Tretbmedien, vorzugsweise Druckluft betrieben wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösung des Faserkabels sich unmittelbar an die Herstellung des Faserkabels anschließt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserkabel aus latent dreidimensional kräuselfähigen Einzelfilamenten auf eine Spule aufgewickelt wird und in einem getrennten Prozeß der Kabelspreizdüse vorgelegt wird.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Faserkabel aus latent dreidimensional kräuselfähigen Einzelfilamcnten nach einer leichten Stauchkammerkräuselung in einem Reservoir abgelegt wird und in einem getrennten Prozeß der Kabelspreizdüse vorgelegt wird.