DE2609255C2 - Verfahren zur Herstellung einer Mattenbahn - Google Patents

Description

4P

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Mattenbahn, welche aus einer Vielzahl von aus synthetischen Polymeren schmelzgesponnenen, sich stellenweise gegenseitig überkreuzenden und an den Kreuzungsstellen miteinander verschweißten Fäden mit einem Durchmesser von 0,2 bis 1,5 mm besteht, durch Auspressen der Schmelze eines synthetischen Polymeren durch eine Düse mit einer Vielzahl von Spinnöffnungen auf die Oberfläche eines mit Abstand zur Düse angeordneten KUhlbades, wonach die sich bildende Mattenbahn kontinuierlich durch das Kühlmittel hindurch und anschließend aus diesem abgezogen wird.

Ein solches Verfahren ist aus der DT-AS 18 10 921 bekannt Bei diesem bekannten Verfahren wird eine Fadenschar auf die Oberfläche eines vorzugsweise 4 bis cm von der Düse entfernten Flüssigkeitsbades ausgesponnen, welches vorzugsweise aus Wasser mit cinerTemperaturvonetwa^Cbesteht *°

Je nachdem, ob man bei diesem Verfahren ohne oder mit Zuhilfenahme von speziellen Leitorganen, wie schräggestellten Platten oder Walzen, arbeitet und an welcher Stelle man relativ zu diesen Leitorganen, die Fadenschar auf das Kühlbad auftreffen läßt erhält man ⁶S Mattenbahnen, bei denen die Oberflächen glatt sind, oder solche, bei denen mehr oder weniger steil gegen die Mattenoberfläche stehende Schlaufen aus der Oberfläche herausragen. Derartige Matten sind vielfal· tig verwendbar, beispielsweise zur Verstärkung von Kunststoffen, als Polstermaterial, als Filtermatten, Senkrecht- oder Horizontaldrainage, als Stützmatten für Rollrasen, rollbare Wege oder für vorgezflchtete Blumenrabatten, als Bodenbefestigungs- oder Erosionsschutzmatten, als Befestigungsmatten für Böschungen, Dämme, Ufer od, dgl, als Sinkmatten ocLHgl, im Wasserbau, als Auslegeware für Vieh- und insbesondere für Kuhställe, als Teppichersatz u. a.m, wobei die Matten zum Teil mit Vliesen, Folien od. dgl. kombiniert werden können. Auch ist der Einsatz derartiger Matten, deren Oberfläche schlaufenförmig strukturiert ist, bei Sommerskipisten bekannt (DT-OS 1810 922).

Ein gewässer Nachteil des aus der DT-AS 18 10 921 bekannten Verfahrens liegt in der Tatsache begründet, daß in ein Flüssigkeitbad, speziell in ein Wasserbad gesponnen wird. Abgesehen davon, daß die aus dem Bad abgezogene Mattenbahn Teile der Kühlflüssigkeit mitreißt und, bevor sie auf Rollen gewickelt und verpackt wird, erst einem Trocknungsprozeß unterworfen werden muß, hat sich herausgestellt, daß durch das Spinnen in ein Flüssigkeitsbad die Klebestellenfestigkeit an den Fadenkreuzungspunkten begrenzt wird. Es hat sich in langen Versuchen gezeigt, daß eine wesentliche Erhöhung der Klebestellenfestigkeit nur erzielbar ist, wenn die Fäden derart aufeinandertreffen, daß sie ohne Einwirkung einer Flüssigkeit miteinander verschweißen können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, diese Nachteile des bekannten Verfahrens zu vermeiden.

Dies wird beim Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Kühlmittel ein mittels eines gasförmigen Mediums fluidisierter gekörnter Feststoff ist.

Unter gekörnten Feststoffen sollen regelmäßig oder unregelmäßig geformte Feststoffpartikel mit einer mittleren Korngröße von etwa 0,05 bis2 mm verstanden werden, so beispielsweise Kugeln entsprechender Durchmesser, Granulat mit entsprechenden Abmessungen, Pulver od. dgl.

Läßt man eine Schüttschicht aus derartigen gekörnten Feststoffen von unten her von einem gasförmigen oder flüssigen Medium durchströmen, so kann man durch Erhöhung der Durchströmungsgeschwindigkeit diese Schüttschicht zunächst auflockern. Weitere Erhöhung der Durchströmungsgeschwindigkeit führt zur Bildung einer Wirbelschicht Die Feststoffpartikel sind jetzt gegeneinander frei beweglich, und ein auf die Oberfläche der Wirbelschicht gelegter Körper wird, wie bei einer Flüssigkeit, je nach Verhältnis seiner Dichte zur (scheinbaren) Dichte der Wirbelschicht auf dieser Wirbelschicht schwimmen, in ihr schweben oder in ihr absinken. Die Schüttschicht ist, wie es aus dem anglo-amerikanischen Sprachgebrauch her heißt, »fluidisiert« worden (vgl. Aufsatz WICKE/BROTZ in »Chem.-Ing.-Technik« 24. Jahrg. 1952, Nr. 2, Seite 58/59). Wenn im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung von fluidisiertem gekörntem Feststoff gesprochen wird, ist hierunter stets eine mittels eines gasförmigen Mediums aus gekörnten Feststoffen erzeugte Wirbelschicht zu verstehen.

Das zur Erzeugung der Wirbelschicht notwendige gasförmige Medium kann beispielsweise auf eine Temperatur von etwa 35 bis 60°C vorgewärmte Luft sein. Vorzugsweise ist es aber nicht erwärmte Luft weil damit von den frischgesponnenen Fäden und durch

Strahlung der heißen Pose in die Wirbelschicht gelangende Wärme wirkungsvoll wieder aus der Wirbelschicht abgeführt werden kann.

Als gekörnte Feststoffe kommen zunächst praktisch alle Feststoffpartikel mit einer mittleren Korngröße von etwa 0,05 bis 2 mm in Frage, Je geringer das spezifische Gewicht des Feststoffs ist, desto leichter, läßt sich fluidisieren. Besonders bewährt haben sich kleine Glaskugeln, deren Durchmesser etwa zwischen 0,05 und 1 mm liegen. Mit großem Vorteil lassen sich pulverisier- <° te synthetische Polymere einsetzen, so beispielsweise PVC, Polyester und Polyamide, wobei ein möglichst hoher Erweichungspunkt vorteilhaft ist, damit das Pulver nicht mit der entstehenden Mattenbahn verklebt Bevorzugt werden Polymere, deren spezifisches Gewicht kleiner als 1 g/cm³ ist Hierbei kommen neben Polyäthylen insbesondere das Polypropylen in Frage, weil es neben dem sehr geringen spezifischen Gewicht einen beachtlich hohen Erweichungsbereich besitzt Derartige pulverisierte Polymere haben vorzugsweise Korngrößen von etwa 0,01 bis 0,5 mm bei einer mittleren Korngröße von etwa 0,2 mm.

Normalerweise genügt es, wenn man eine gewöhnliche Wirbelschicht mit einheitlichem Oberflächenniveau erzeugt Die darin hergestellte Matte weist unterseitig relativ flachliegende Schlaufen von gleichmäßiger Größe auf. Wenn eine Mattenstruktur gewünscht wird, die unterseitig stark ausgeprägte, frei herausragende Schlaufen aufweist, dann wird eine Wirbelschicht bevorzugt, welche zwei getrennte Bereiche unterschiedliehen Niveaus aufweist, wobei die frischgesponnenen Fäden an der Stelle auf das Kühlbad gesponnen werden, wo der fluidisierte gekörnte Feststoff aus dem Bereich des höheren in den Bereich des niedrigeren Niveaus überströmt

Die erfindungsgemäß herzustellende Mattenbahn kann aus den gängigen fadenbildenden Polymeren schmelzgesponnen werden, so beispielsweise aus Polyestern, insbesondere Polyalkylenterephthalat, Polyolefinen, insbesondere Polyäthylen und Polypropylen, Polyvinylchlorid od. dgl. Bevorzugt wird sie aus Polyamiden hergestellt, weil diese sich für die meisten Verwendungszwecke der Mattenbahn am besten eignen. Bevorzugtes Polyamid ist das Polycaprolactum.

Die Erfindung wird anhand beigefügter Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. t die schematische Darstellung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Anlage mit einer Wirbelschicht mit einheitlichen Niveau und so

Fig.2 die schematische Darstellung einer Anlage, deren Wirbelschicht in zwei Bereiche unterschiedlichen

Niveaus unterteilt ist,

Gemäß Fig, t wird aus der Düse 2 eines Extruders I eine Schar von Fäden 3 ausgepreßt, die nachdem sie eine Fallstrecke von etwa 25 bis 60 cm passiert haben, auf die Oberfläche der Wirbelschicht 4 aus beispielsweise Polyähtylenpulver gelangen, welches in einer Wanne 9 mit eingelegtem Siebboden HO durch über Steuer- und Regelorgane 11 zugeführte Luft »Im von Normaltemperatur erzeugt wird. Die Fäden legen sich dabei in Schlaufen oder Schlingen, überkreuzen einander und verschweißen an den Kreuzungsstellen miteinander zu einer Mattenbahn 5, Um ein hinreichendes Abkühlen der Mattenbahn 5 unter den Erweichungsbereich des versponnenen Polymeren, beispielsweise Polycaprolactam, zu gewährleisten, bevor die Mattenbahn auf Zug beansprucht wird, führt man sie an der Oberfläche der Wirbelschicht entlang unter einer Führungsrolle 6 weg, welche zugleich eine Stabilisierung des Mattenlaufs bewirkt (die Oberfläche der Wirbelschicht »brodelt«). Ober eine Umlenkrolle 7 wird die abgekühlte Matte der Aufwicklung 8 zugeführt

Die so hergestellte Matte bedarf keiner Nachbehandlung, insbesondere keiner Trocken- und keiner Imprägnierbehandlung. Die Längs- und Querfestigktl der Mattenbahn — entscheidend von der Klebe- oder Schweißstellenfestigkeit abhängig — kann durch den Fadendurchmesser, den Abstand Düse-Wirbelschicht, die Spinntemperatur und die Temperatur in der Fallstrecke (ggf. Beheizung) beeinflußt werden.

Mit der in Fig.2 dargestellten Anlage fassen sich Matten herstellen, die unterseitig stark ausgeprägte Schlaufen aufweisen. Die Wanne 9 ist dabei durch ein Wehr 12 in zwei Bereiche unterteilt; das darin befindliche Pulver wird durch mit unterschiedlichen Mengen über Steuer- und Regelorgane 13; 14 zugeführte Luft »L« derart fluidisiert, daß das Niveau der Wirbelschicht Aa um so viel höher ist als das der Wirbelschicht Ab, daß ein Teil des Pulvers kontinuierlich über das Wehr 12 hinwegströmt Dafür wird in der Nähe des Siebbodens 10 ein Teil des Pulvers von einer Fördervorrichtung 15 — beispielsweise einer Schnecke — von der Wirbelschicht Ab in die Wirbelschicht 4a eingespeist

In geringem Abstand vom Wehr 12 wird, teilweise in die Wirbelschicht Ab hineinragend, ein Leitblech 16 angeordnet Das über das Wehr 12 strömende Pulver erfährt zwischen dem Wehr 12 und dem Leitblech 16 eine Abwärtsbewegung. In diesen Bereich werden die Fäden 3 eingesponnen. Die sich bildende Matte wird unter dem Leitblech 16 her über eine Umlenkrolle 17 abgezogen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

26 09 25a Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung einer Mattenbahn, welche aus einer Vielzahl von aus synthetischen Polymeren schmelzgesponnenen, sich stellenweise gegenseitig überkreuzenden und an den Kreuzungsstellen, miteinander verschweißten Fäden mit einem Durchmesser von 0,2 bjs 1,5 mm besteht, durch Auspressen der Schmelze eines synthetischen Polymeren durch eine Düse mit einer Vielzahl von "> Spinnöffnungen auf die Oberfläche eines mit Abstand zur Düse angeordneten Kühlbades, wonach die sich bildende Mattenbahn kontinuierlich durch das Kühlmittel hindurch und anschließend aus diesem abgezogen wird, dadurch gekenn- ¹S zeichnet, daß das Kühlmittel ein mittels eines gasförmigen Mediums fluidisierter gekörnter Feststoff ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß «Jas gasförmige Medium nicht-erwärm- »> te Luft ist

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gekörnte Feststoff aus Glaskugeln besteht, deren Durchmesser etwa zwischen 0,05 und 1 mm liegen. ²S

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gekörnte Feststoff das Pulver eines Polymeren ist, dessen spezifisches Gewicht kleiner als 1 g/cm³ ist

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem fluidischen gekörnten Feststoff gebildete Kühlbad zwei getrennte Bereiche unterschiedlichen Niveaus aufweist, wobei die frischgesponneren Fäden an der Stelle auf das Kühlbad gesponnen werden, wo der fluidisierte gekörnte Feststoff aus dem Bereich des höheren in den Bereich des niedrigeren Niveaus überströmt