DE3105784A1

DE3105784A1 - Spinnverfahren zur herstellung von thermoplastfasern und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3105784A1
Application number: DE19813105784
Authority: DE
Inventors: Leif Einar 22590 Lund Stern
Original assignee: Petro Fiber Oljesanering 21156 Malmoe AB; PETRO FIBER OLJESANERING AB
Current assignee: HARSEM STEN HALVOR BJOERKAAS NO
Priority date: 1981-02-16
Filing date: 1981-02-17
Publication date: 1982-09-02
Also published as: GB2093400A; AU6733781A; AU538704B2; HK24087A; FR2500013A1; DE3105784C2; FR2500013B1; GB2093400B; NL8100664A; NL187915B; NL187915C

Description

Spinnverfahren zur Herstellung von Thermoplastfasern und Vorrichtung zur Durchführung des

Verfahrens

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Spinnverfahren zur Herstellung von Thermoplastfasern und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Herstellung von Thermoplastfasern zur Aufnahme von hydrophoben Flüssigkeiten war es bisher unmöglich, eine erwünschte rasermenge pro Zeiteinheit zu erhalten. Es kommt dies da3auf an, daß die Fasern miteinander zusammenschmelzen, wenn sie miteinander in Berührung kommen, was nicht akzeptiert werden kann, weil ein Fertigprodukt mit zusammengeschmolzenen Fasern eine verschlechterte Aufnahmefähigkeit aufweist, u.a. deshalb, daß es eine kleinere, spezifische Fläche aufweist, als ein Faserprodukt mit freiliegenden Fasern.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung war daher die Schaffung eines einfachen Spinnverfahrens, was erfindungsgemäss in der Hauptsache wie in dem folgenden Hauptanspruch angegeben erfolgt. Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche Vorrichtung hauptsächlich aus Anspruch 4 hervorgeht.

Die übrigen Merkmale der Erfindung werden im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigt:

-4-

Fig. 1 schematisch mit einer Seitenansicht eine Anordnung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig. 2 mit einer Seitenansicht einen Teil dieser Anordnung mit einem Ablenkarrangement,

Fig. 3 mit einer Seitenansicht einen Teil dieses Arrangements mit einer Gebläsevorrichtung,

Fig. 4 in Seitenansicht einen Teil der Anordnung mit einem Kühlmediums-Einlass und schließlich,

Fig. 5 mit einer Seitenansicht einen Teil der Anordnung mit einem Spinnorgan einer alternativen Ausführung.

Die schematisch dargestellte Faserherstellungs-Einrichtung weist einen Motor 1 auf, der eine in zwei Lagergehäusen 3 und 4 gelagerte Welle 2 umdreht. Auf dem freien Endteil der Welle 2 ist ein Spinnorgan 5 derart angebracht, daß es von der Rotation der Welle 2 mitgenommen wird. Die Faserherstellungseinrichtung weist auch einen Behälter 6 für geschmolzenes Thermoplastmaterial auf, das mittels einer Pumpe 7 aus dem Behälter 6 durch eine Rohrleitung 8 zu einem im Innern der Welle sich axial in der Richtung nach dem Spinnorgan 5 erstreckenden Kanal 9 gepumpt wird. Mit diesem Kanal 9 kommunizieren eine große Anzahl Kanäle 1o (z.B. 18o Reihen mit 7 Kanälen in jeder Reihe), die sich im Spinnorgan 5 vom Kanal 9 radial nach aussen erstrecken und in der Aussenkante 11 des Spinnorgans 5 ausmünden.

Die Faserherstellung geht in der Weise vor sich, daß man aus dem Behälter 6 durch die Leitung 8, den Kanal 9 in der rotierenden Welle 2 zu den Kanälen 1o des ebenso rotierenden Spinnorgans 5 geschmolzenes Thermoplastmaterial 12, vorzugsweise aus Paraffin und Polyäthylen bestehend, pumpt und das hydrophobe Flüssigkeiten aufnehmen, aufsaugen kann. Das Thermoplastmaterial verlässt die Kanäle 1o in

-5-

flüssigem Zustand und mit einer Normal-Temperatur von 200 - 210⁰C, aber demzufolge, daß das Thermoplastmaterial von der umgebenden Luft, die eine wesentlich niedrigere Temperatur hat, schnell abgekühlt wird, bilden sich dünne Thermoplastfasern 13, die sich an der freien Seite 14 des Spinnorgans 5 ansammeln, um auf dem Spinnorgan nicht hängenbleiben.

Um die Abkühlung der Thermoplastfasern 13 zu beschleunigen und sicherzustellen, daß diese nach der freien Seite neben dem Spinnorgan 5 abweichen, werden Luftströme 15 erzeugt, die am Spinnorgan 5 vorbei an der Aussenseite desselben geleitet werden. Diese Luftströme 15 werden z.B. mittels einer (nicht gezeigten) Gebläseanordnung erzeugt, und sie werden durch schematisch gezeigte Führungselemente 16 geführt.

Die Thermoplastfasern 13 grenzen am Spinnorgan 5 einen Raum 17 ab, bevor sie sich ansammeln, und in diesem Raum entsteht ein gewisser Unterdruck im Verhältnis zur Umgebungsluft. Diesem Unterdruck zufolge entstehen im Raum 17 Wirbelluftströme, welche unmittelbar innerhalb der Thermoplastfasern 13 nach dem Spinnorgan 5 gerichtet sind. Durch den im Raum 17 bestehenden Unterdruck und durch die Richtung der darin entstehenden Luftströme, werden die Thermoplastfasern 13 veranlasst, sich in der Nähe des Spinnorgans 5 anzusammeln. Solange die vom Spinnorgan 5 pro Zeiteinheit gebildete Thermoplastfasermenge klein ist, herrschen im Raum 17 ein geringer Unterdruck und schwache Luftströme, wodurch die Thermoplastfasern 13 sich in einer derartigen Entfernung vom Spinnorgan 5 ansäuern, daß sie etwa soviel abgekühlt werden können, daß sie nicht zusammenschmelzen, wenn sie miteinander in Berührung kommen. Je größer die Menge der vom Spinnorgan 5 pro Zeiteinheit gebildeten Thermoplastfasern ist, desto höher wird aber der Unterdruck und proportional die Wirbelbildung im Räume 17, d.h. desto mehr werden die Thermoplastfasern 13 veranlasst, sich möglichst nahe am Spinnorgan 5 anzusammeln, was eine Zusammenschmelzung

-6·

Λ 1

—6 —

der Thermoplastfasern 13 deshalb mit sich bringt, weil sie nicht ausreichend abgekühlt werden können, ehe sie miteinander in Berührung kommen.

Bei der gezeichneten Einrichtung wird dieses Problem einfach und mit einfachen Mitteln dadurch gelöst, daß Kühlmittelströme 18 in den Raum 17 zwischen den erstarrenden Thermoplastfasern 13 durch mindestens eine Öffnung 19 und/oder 2o im Spinnorgan 5 und/oder seiner Lagerungsvorrichtung 2 eingeleitet werden. Hierdurch werden mehrere Funktionen erreicht, und zwar teils eine Abkühlung der Thermoplastfasern 13 auch "vom Innern" des Raumes. 17, teils ein Aufheben des Unterdrucks und der ungünstigen Wirbelbildung im Raum 17, teils auch eine derart "auseinanderhaltende" Einwirkung auf die Thermoplastfasern 13, daß diese sich nicht näher dem Spinnorgan 5 ansammeln können, auch wenn eine größere Thermoplastfasermenge pro Zeiteinheit abgegeben wird. Stattdessen kann die Kühl- und Auseinanderhaltungswirkung dadurch gesteigert werden, daß die Geschwindigkeit der Kühlmittelströme 18 bei einem Anstieg der Thermoplastfasermenge pro Zeiteinheit ansteigt, was bedeutet, daß die Produktionskapazität einer vorhandenen Faserherstellungsanlage wesentl:.ch gesteigert werden kann.

Die Kühlmittelströme 15 können je nach Bedürfnis vermehrt, vermindert oder geeigneterweise gesteuert werden. Die Vermehrung und Verminderung geschieht ganz einfach dadurch, daß die Geschwindigkeit der die Kühlmittelströmung erzeugenden Gebläseeinrichtung geändert wird, und die Steuerung erfolgt z.B. dadurch, daß die Luftströme 18 nach aussen gegen die dem Spinnorgan 5 am nächsten befindlichen Thermoplastfasern 13 durch einen auf dem Spinnorgan 5 vorgesehenen Schirm 21 abgelenkt werden. Gegebenenfalls kann dieser Schirm 21 derart verschiebbar im Spinnorgan 5 gelagert werden, daß man die Richtung der Luftströme 18 ändern kann.

— 7—

Die Kühlmittelströme 18 können dadurch unter Zuhilfenahme des Spinnorgans 5 selbst erzeugt und/oder vermehrt werden, weil dieses Organ wie ein Gebläse wirkt, das Luft durch die Öffnung 19,2o heransaugt und die Luft in den Raum 17 hineinbläst. Diese Gebläsewirkung kann durch verschiedene Anordnungen am Spinnorgan 5 und/oder dessen Welle 2 erzeugt werden, z.B. mittels Flügel 22, wie in der Figur 3 schematisch dargestellt. Diese Flügel können bezüglich Blattwinkel und/oder Abstand vom Spinnorgan 5 einstellbar sein, wodurch die Gebläsewirkung je nach Bedürfnis variiert werden kann.

Es ist zwar möglich, Öffnungen fürs Kühlmittel 18 in der Welle 2 anzuordnen, aber es ist vorteilhafter, die Öffnungen ausserhalb dieser Welle 2 vorzusehen, falls Platz in der Welle 2 benötigt wird, für den Kanal 9 und evtl. andere (nicht gezeigte) Kanäle für erwärmtes Medium zur Erhaltung einer ausreichend hohen Temperatur der Thermoplastmasse, wenn sie durch den Kanal 9 passiert.

Die Umgebungsluft weist gewöhnlich Raumtemperatur auf, was bedeutet, daß sie wesentlich kälter ist als das Thermoplastmaterial, wenn dieses das Spinnorgan 5 verlässt. Demzufolge kann die Umgebungsluft als Kühlmittel verwendet werden, ohne zuerst ihre Temperatur zu senken. Die Raumtemperatur aufweisende Luft kann in Richtung gegen das Spinnorgan 5 geblasen, teils gegen die Öffnungen 19,2o des Spinnorgans 5, teils an der Aussenseite des Spinnorgans 5 (siehe Fig. 4) unter Zuhilfenahme von in den Figuren schematisch eingezeichneten Lenkblechen 16 und 23 gelenkt werden.

Das Fertigprodukt , das aus großen Mengen einzelnen Thermoplastfasern 13 besteht, wird an einer geeigneten Stelle aufgesammelt und wird durch eine Reibeinrichtung geleitet, die sie zur gewünschten Grosse zerreist, so daß große Mengen von Thermoplastfasern enthaltenden Flöckchen Wattenähnlicher Konsistenz in großen Mengen, z.B. über ölverunreinigtem Wasser verbreitet werden können, wodurch die Fasern das ^l aus dem Wasser aufnimmt.

Das Spinnorgan 5 kann in vielerlei Weisen ausgestaltet sein, z.B. als eine oder mehrere Scheiben mit einem oder mehreren Löchern fürs Kühlmittel 18. Die Grosse der Löcher kann einstellbar sein, und ein oder mehrere der Löcher können verschliessbar sein. Abwechselnd kann das Spinnorgan 5 aus einer Anzahl von der Welle 2 sich radial erstreckenden "Armen" 24 (s." Figur 5) mit Kanälen 25 fürs Thermoplastmaterial· bestehen. Zwischen diesen Armen 24 bestehen Zwischenräume, durch die das Kühlmittel 18 hindurchgeleitet wird. Jeder Arm 24 kann Gebläseflügel aufweisen oder wie ein Gebläseflügel ausgestaltet sein , wodurch das Spinnorgan 5 selbst eine Gebläsewirkung und ein gebläse-ähnliches Aussehen erhält.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist bei der Herstellung von Fasern aus allen Typen von Thermoplastmaterial, die hydrophobe Flüssigkeiten, z.B. Spillöl aus Wasser, aufsaugen können. Ein Thermoplastmaterial mit besonders guten Aufnahmeeigenschaften besteht aus Paraffin und Polyäthylen, und dieses Material wird dadurch hergestellt, daß man Paraffin schmilzt, darin ein feinverteiltes Polyäthen-Granulat einmischt und das Gemisch bis auf etwa 2oo° C unter Rühruncr erwärmt, wodurch das Polyäthenmaterial im Paraffin gelöst wird. Die in dieser Weise gebildete, sirupähnliche Lösung ist damit anwendungsbereit, d.h. sie kann vom Behälter 6 zum Spinnorgan 5 gepumpt werden.

Als Kühlmittel 18 kann umgebende Raumluft verwendet werden, aber andere Gase in gekühltem oder ungekühltem Zustand können selbstverständlich zur Anwendung gelangen. Somit kann es in gewissen Fällen zweckmässig sein, Wasserdampf oder sogar Flüssigkeiten anzuwenden, um die angestrebte Wirkung zu erhalten. Der Erfindungsgegenstand ist m.a.W. auf den wörtlichen Inhalt der Beschreibung nicht beschränkt, sondern kann vielmehr im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche variiert werden.

Claims

DR.-ING. G. RIEBLING DR.-ING. P. RIEBLING ° '

Dipl.-lng., Ing. (grad.) Dipl.-lng.

Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt

Professional Representatives before European Patent Off ice

Mandataires agroes pres !'Office europeen des brevets

Mein Zeichen

P 21o-ku

Bitte in der Antwort wiederholen

L· J

Ihr .!eichen Ihre Nachricht vom D-8990 Lindau (Bodensee)

Rennerle 10 Postfach 3160

16. Februar 1981

Angelder: Petro Fiber Oljesanering AB, Bokhallaregatan 35 D S- 211 56 Malmö/Schweden

Patentansprüche

ω £
■σ tu

1> 1. Spinnverfahren zur Herstellung von Thermoplastfasern,

S= dadurch gekennzeichnet , daß geschmolzenes

|| Thermoplastfasermaterial· (12) in radialer Richtung aus zumindest f^M einem rotierenden Spinnorgan (5) geschleudert wird, um am

g Umfang (11) des Spinnorganes (5) Faasrn (13) aus geschmolzenen I Thermoplastmaterial (12) zu bilden, wobei die aus geschmolzenem " Thermoplastmaterial (12) bestehenden Fasern (13) abgekühlt und auseinandergehalten werden, bis dieselben durch Einwirkung von einem Kühlmediumkonus (17) mit im Verhältnis zum Spinnorgan (5) in axiale Richtung strömenden und zwischen die Fasern (13) auswärts gepressten Kühlmedium (18) steife Konsistenz erhalten.

2.Spinnverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest ein Teil des Kühl mediumstromes (18) radial nach aussen gelenkt wird in Richtung gegen einen Teil der Fasern (13), die gerade das Spinnorgan (5) verlassen haben.

-2-

Fernsprecher: I ι .infirhrc ilii" I i-lft jr.limn Λ.Ιιι··;·.>· I Im ι •.li. ink I mil.ill (Hi Ni ITOH'./II ιΗΙ / /I¹. .'(!Γι M) l'i.'.l· .. Iu-. Hun ι HW! ümlau (08382) Π¹ ./1.1MlIH Il ih P l.llli Um!.Il MlI MU(H)Nl l,(i/ll 77H¹JW(III/ ΛΙ'κΊΙΙ. MlIMI hfii 6917 und 5025 llyl IKl; in (B) Nr St /?(J000 (UtY / -Λ"!»!?«! Voll ,kt.IMlMlI mi Vi",-in ,.. tank Ii ;.-.hrilik Lu

3. Spinnverfahren gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Thermoplastmaterial (12) durch einen Kühlmediumstrom (18) gekühlt wird,der eine niedrigere Temperatur als die Temperatur des geschmolzenen Thermoplastmaterials (12) hat, und der Kühlmediumstrom (18) vorzugsweise Luft-Temperatur aufweist, die der Umgebungstemperatur des Herstellungsgerätes entspricht.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Spinnverfahrens zur Herstellung von Thermoplastfasern gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichn et durch zumindest ein rotierendes Spinnorgan (5) mit Kanälen (10) zum Ausbringen von geschmolzenen Thermoplastmaterial (12) zur Bildung von Thermoplastfasern (13), wobei die Kanäle (10) in pheripheriellen Teilen (11)

des Spinnorgans (5) münden, und eine Kühlmedxumvorrichtung

vorgesehen ist, welche das Kühlmedium so leitet, dass ein

Kühlmediumkonus (17) neben dem Spinnorgan (5) vorhanden ist.
5. Vorrichtung gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Kühlmediumvorrichtung ein Gebläse (22) aufweist, das vorgesehen ist, um das Kühlmedium zwischen den Fasern (13) in Richtung auswärts zu pressen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse einen am Spinnorgan (5) angeordneten Propeller (22) aufweist.
7. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spinnorgan (5) Leiterorgane (21) zum Leiten des Kühlmediumstromes (18) in radiale Richtung nach außen gegen die Fasern (13) aufweist.