DE69730025T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer spinnvliesbahn - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer spinnvliesbahn

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W. Price LaCROIX
K. Edward WILLIS
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/16Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic filaments produced in association with filament formation, e.g. immediately following extrusion
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08Melt spinning methods
    • D01D5/098Melt spinning methods with simultaneous stretching

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Nonwoven-Spinnvliesgewebe sind wichtige Handelswaren für den Verbraucher- und für den kommerziellen Endeinsatz. Solche Produkte haben gewöhnlich eine textilähnliche Hand und Erscheinung, und sie sind als eine Komponente von Einweg-Windeln, in Fahrzeuganwendungen sowie in der Herstellung von medizinischer Kleidung, Wohnraum-Innendekorationen, Filtriermittel, Teppichgrund, Gewebe-Weichsubstrate, Dachfilz, Geotextilien usw. nützlich.
  • Gemäß dem Stand der Technik wird ein geschmolzenes, im geschmolzenen Zustand verarbeitbares thermoplastisches Polymermaterial durch eine Spinnvorrichtung geführt, um ein faseriges, aus mehreren Filamenten gebildetes Spinnseil zu erzeugen, welches gezogen wird, um die Zugfestigkeit zu erhöhen, und durch eine Abkühlzone geführt, in welcher die Erstarrung stattfindet, wonach es auf einem Träger gesammelt wird, um ein Gewebe zu bilden, und dann wird es verklebt, um ein Spinnvlies zu erzeugen. Das Ziehen oder Verdünnen des schmelzextrudierten Spinnseils wurde in der Vergangenheit bewerkstelligt mittels Führung durch eine pneumatische Förderdüse, oder mittels Wickeln um angetriebene Ziehrollen. Eine Vorrichtung, die sowohl Ziehrollen wie auch Gasströmung verwendet, ist im US-Patent Nr. 5,439,364 offenbart. Die in der Vergangenheit verwendeten Einrichtungen zur Produktion von Nonwoven-Spinnvliesgeweben erforderte relativ hohe Kapitalausgaben, mehrfache Spinnstationen, große Luftmengen und/oder zeigten Unzulänglichkeiten der Deniervariabilität, wo man an der schnellen Produktion eines Nonwoven-Produkts auf wirtschaftlicher Basis interessiert war.
  • EP 0480550 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Produktion von Nonwoven-Spinnvliesgeweben. In diesem Verfahren werden die Filamente als Webkette verarbeitet und dem gekühlten mechanisch-aerodynamischem Strecken unterworfen. Ein Ziel des Verfahrens ist es, Filamente zu erzeugen, die gleichmäßig über die Breite der Nonwoven-Textilien verteilt sind.
  • US 3999909 offenbart eine Vorrichtung zum Schmelzspinnen und Wickeln synthetischer Polymerfilamente. Die einzelnen Filamente werden früh im Verfahren zu einem Filamentbündel gesammelt.
  • Ein Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Erschaffung eines verbesserten Verfahrens zum Herstellen eines Spinnvliesgewebes.
  • Ein Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Erschaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Spinnvliesgewebes, welches auf schneller Basis ausgeführt werden kann, um ein im wesentlichen gleichmäßiges Produkt mit befriedigend ausgewogenen Eigenschaften zu erzeugen.
  • Ein Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Erschaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines relativ benutzerfreundlichen Spinnvliesgewebes mit der gebotenen Fähigkeit, routinemäßig ein qualitativ hochwertiges Produkt zu erzeugen ohne wesentliche fehlerhafte Rollenwickelzustände.
  • Ein Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Erschaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung eines Spinnvliesgewebes, wobei das Spinnseil die Fähigkeit aufweist, sich selbst zu verseilen und minimierte Bedienungseingriffe erfordert.
  • Ein Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Erschaffung verbesserter Technologie, die flexibel ist bezüglich der chemischen Zusammensetzung des geschmolzen verarbeitbaren thermoplastischen Polymermaterials, welches als Startmaterial dient.
  • Ein Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Erschaffung eines Verfahrens, welches mit guter Deniersteuerung die Produktion eines im wesentlichen gleichmäßigen, leichten Spinnvliesprodukts mit relativ hohen Spinngeschwindigkeiten auf zuverlässiger Basis ermöglicht.
  • Ein weiteres Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Erschaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung eines Spinnvliesgewebes, mit der Möglichkeit reduzierter Kapitalauslagen und verminderter Betriebskosten.
  • Noch ein weiteres Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Erschaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Spinnvliesgewebes, wobei verminderte Betriebskosten möglich sind bezüglich Luftmengenbedarf im Vergleich mit dem Stand der Technik, mit Einsatz einer pneumatischen vorwärts-fördernden Düse, um die Verdünnung zu erzielen.
  • Ein weiteres Objekt der vorliegenden Erfindung ist die Erschaffung einer verbesserten Vorrichtung zur Bildung des Spinnvliesgewebes.
  • Diese und andere Objekte, sowie Umfang, Beschaffenheit und Verwendung der Erfindung werden dem Fachmann der Nonwovenprodukt-Technologie aus der folgenden detaillierten Beschreibung und aus den Ansprüchen im Anhang ersichtlich sein.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es wurde festgestellt, daß in einem Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Herstellung eines Spinnvliesgewebes, wobei ein geschmolzenes, geschmolzen verarbeitbares Polymermaterial durch eine Mehrzahl von Extrudierdüsen geführt wird, um ein aus mehreren Filamenten gebildetes Spinnseil zu erzeugen, wobei das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil gezogen wird, um seine Zugfestigkeit zu erhöhen, auf einem Träger zur Bildung eines Gewebes gesammelt und zur Bildung eines Spinnvliesgewebes verklebt wird; bessere Ergebnisse erzielt werden, indem das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil in Längsrichtung zwischen der Abschreckzone und dem Träger, während es um wenigstens zwei mit Abstand angeordnete, angetriebene Rollen gewickelt ist, die in den Bereichen, wo das aus mehreren Filamenten bestehende Spinnseil mit den Ziehrollen in Berührung ist, mit einer Umhüllung umgeben ist, die einen Eingang und einen Ausgang aufweist, so angeordnet, daß der Eingang der Umhüllung das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil aufnimmt und eine Zugkraft auf das aus mehreren Filamenten gebildet Spinnseil primär durch die Wirkung der mit Abstand angeordneten Rollen ausgeübt wird, um das Ziehen des Spinnseils neben den Extrusionsdüsen zu bewirken, und eine weitere Zugkraft auf das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil ausgeübt wird, indem es such eine pneumatische vorwärts-fördernde Düse geführt wird, die am Ausgangsende der Umhüllung angeordnet ist und den Kontakt des aus mehreren Filamenten gebildeten Spinnseils mit den mit Abstand angeordneten Ziehrollen unterstützt und das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil in Richtung seiner Länge vom Ausgangsende der Umhüllung in Richtung zum Träger ausgibt.
  • Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 14 zum Herstellen eines Spinnvliesgewebes ist vorgesehen, die folgende Kombination umfaßt:
    • (a) eine Mehrzahl von Schmelzextrusionsdüsen, die ein aus mehreren Filamenten gebildetes Spinnseil erzeugen können beim Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Polymermaterials,
    • (b) eine Abschreckzone, die das Erstarren des geschmolzenen, aus mehreren Filamenten gebildeten, thermoplastischen polymeren Spinnseils bewirken kann, nachdem das Spinnseil im geschmolzenen Zustand extrudiert wurde,
    • (c) wenigstens zwei mit Abstand angeordnete, angetriebene Ziehrollen nach der Abschreckzone, die mit einer Umhüllung umgeben sind in den Bereichen, in welchen das aus mehreren Filamenten gebildete, thermoplastische polymere Spinnseil die Rollen berühren würde, wobei die Umhüllung ein Eingangsende und ein Ausgangsende aufweist, so angeordnet, daß die Umhüllung das aus mehreren Filamenten gebildete, thermoplastische polymere Spinnseil aufnehmen kann und die Zierollen eine Ziehkraft auf das Spinnseil ausüben können, um das Ziehen des Spinnseils neben den Extrusionsdüsen zu bewirken,
    • (d) eine pneumatische vorwärts-fördernde Düse, die am Ausgangsende der Umhüllung angeordnet ist und befähigt ist, den Kontakt des aus mehreren Filamenten gebildeten, thermoplastischen polymeren Spinnseils mit den im Abstand angeordneten, angetriebenen Ziehrollen zu unterstützen und außerdem befähigt ist, das aus mehreren Filamenten gebildete, thermoplastische polymere Spinnseil in Längsrichtung vom Ausgangsende der Umhüllung hinaus zu befördern,
    • (e) ein Träger, der in einem bestimmten Abstand unter der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse angeordnet und befähigt ist, das aus mehreren Filamenten gebildete, thermoplastische polymere Spinnseil aufzunehmen und das Ablegen des Spinnseils zur Bildung eines Gewebes zu unterstützen, und
    • (f) Verklebemittel zum Verkleben des aus mehreren Filamenten gebildeten, thermoplastischen polymeren Spinnseils nach der Gewebebildung, um ein Spinnvliesgewebe zu erzeugen.
  • Beschreibung der Figuren
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, mit welcher das verbesserte Verfahren zum Herstellen eines Spinnvliesgewebes gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann. 2 zeigt als Querschnitt mit größerer Detailauflösung die Art der polymeren Kanten, die in Bereichen angeordnet sein können, wo sich die Umhüllung den Ziehrollen nähert, um einen im wesentlichen kontinuierlichen Durchgangsweg zu gestalten.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Das Ausgangsmaterial für den Einsatz zum Herstellen eines Spinnvliesgewebes ist ein geschmolzen verarbeitbares, thermoplastisches polymeres Material, welches im geschmolzenen Zustand extrudiert werden kann, um kontinuierliche Filamente zu bilden. Geeignete polymere Materialien umfassen Polyolefine, wie beispielsweise Polypropylen, und Polyester. Isotaktisches Polypropylen ist die bevorzugte Form des Polypropylen. Ein insbesondere bevorzugtes isotaktischen Polypropylen weist eine Schmelzfließgeschwindigkeit von etwa 4 bis 50 Gramm/10 Minuten auf, die gemäß ASTM D-1238 bestimmt wird. Die Polyester werden gewöhnlich mittels der Reaktion einer aromatischen Dicarbonsäure (z. B. Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalen-Dicarbonsäure usw.) und einem Alkylenglykol (z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol usw.) als das Diol gebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Polyester in erster Linie Polyethylen-Terephthalat. Ein besonders bevorzugtes Polyethylen-Terephthalat-Ausgangsmaterial weist eine innere Viskosität (I. V.) von etwa 0,64 bis 0,69 (z. B. 0,685) Gramm pro Deziliter, eine Glasübergangstemperatur von etwa 75 bis 80°C und eine Schmelztemperatur von ungefähr 260°C auf. Eine solche innere Viskosität kann ermittelt werden, indem 0,1 g des Polyethylen-Terephthalats pro 25 ml eines Lösungsmittels aufgelöst werden, welches eine Mischung im Gewichtsverhältnis 1 : 1 von Trifluoressigsäure und Methylenchlorid ist, und die Viskosität mit einem Nr. 50 Viskosimeter gemäß Cannon-Fenske bei 25°C gemessen wird. Andere kopolymerisierte Wiederholungseinheiten in der Polymerkette, zusätzlich zum Polyethylen-Terephthalat, können in kleinen Konzentration als Option anwesend sein. Außerdem können als Option einige Filamente aus Polyethylen-Isophthalat in kleiner konzentration im Polymer-Spinnseil enthalten sein, um das thermische Verkleben des sich ergebenden Gewebes zu erleichtern. Zusätzliche repräsentative thermoplastische polymere Materialien umfassen Polyamide (z. B. Nylon-6 und Nylon-6,6), Polyethylen (z. B. Polyethylen hoher Dichte), Polyurethan usw. Da die Technologie der vorliegenden Erfindung relativ benutzerfreundlich ist, ist es außerdem möglich, ein geschmolzen verarbeitbares, thermoplastisches polymeres Recycling- und/oder Shrottmaterial (z. B. Recycling-Polyethylen-Terephthalat) zu verwenden.
  • Wenn das thermoplastische polymere Ausgangsmaterial ein Polyester ist (z. B. Polyethylen-Terephthalat), ist es zu empfehlen, das die polymeren Partikel dieses Materials vorbehandelt werden, indem sie mittels Umrühren bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur und unterhalb der Schmelztemperatur während einer ausreichenden Zeit erwärmt werden, um die Feuchtigkeit auszutreiben und eine physikalische Modifizierung der Oberflächen der Partikel zu bewirken, so daß sie im wesentlichen nichtklebrig gemacht werden. Eine solche Vorbehandlung ordnet oder kristallisiert die Oberflächen des aus Partikeln bestehenden Ausgangsmaterials, so daß die Polymerpartikel danach besser fließen können und in einer leicht kontrollierbaren Weise transferiert werden können bei der Eingabe in die Schmelzextrudier-Vorrichtung. Ohne solche Vorbehandlung neigen die Polymerpartikel zum Verklumpen. Ausgangsmaterialien wie isotaktisches Polypropylen benötigen keine solche Vorbehandlung, da sie keine Neigung zum Verklumpen aufweisen. Der Feuchtigkeitsgehalt eines Polyethylen-Terephthalat-Ausgangsmaterials vor dem Extrudieren überschreitet 25 ppm nicht.
  • Das geschmolzen verarbeitbare, thermoplastische polymeres Material wird auf eine Temperatur oberhalb ihres Schmelzpunkts erhitzt (z. B. gewöhnlich auf eine Temperatur um etwa 20 bis 60°C oberhalb des Schmelzpunktes), und dann wird es durch eine Mehrzahl von Schmelzextrudier-Düsen geführt (d. h. ein Spinneret, welches eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist). Gewöhnlich wird das polymere Material während des Durchlaufs durch einen geheizten Extruder geschmolzen, beim Durchgang durch ein im einem Spinnblock angeordneten Spinnpack filtriert, und durch die Extrudierdüsen mit kontrollierter Mengengeschwindigkeit, die mit einer Meßpumpe gesteuert wird, befördert. Es ist wichtig, daß etwa vorhandene, feste Partikel aus dem geschmolzenen thermoplastischen Polymer entfernt werden, um einem Verstopfen der Spinneretlöcher vorzubeugen. Die Größe der Extrudierdüsen wird so gewählt, daß ein aus mehreren Filamenten gebildetes Spinnseil erzeugt werden kann, wobei die einzelnen Filamente das gewünschte verhalten aufweisen nach dem Ziehen oder Strecken, vor dem vollständigen Erstarren, wie hiernach beschrieben. Geeignete Lochdurchmesser für die Extrudierdüsen liegen gewöhnlich im Bereich von etwa 0,254 bis 9,762 mm (10 bis 30 mil). Die Lochquerschnitte können kreisförmige Konfiguration, oder andere Konfigurationen wie Triloben, Octaloben, Sterne, Hundeknochen usw. aufweisen. Repräsentative Packdruckwerte von etwa 8268 bis 41340 kPa (1200 bis 6000 psi) werden gewöhnlich eingesetzt mit Polyethylen-Terephthalat, Werte von etwa 6890 bis 31005 kPa (1000 bis 4500 psi) werden gewöhnlich eingesetzt mit isotaktischem Polypropylen. Wenn Polyethylen-Terephthalat das Ausgangsmaterial ist, liegen die typischen Polymer-Durchsatzraten gewöhnlich im Bereich von 0,4 bis 2,0 Gramm/Minute pro Loch, und wenn isotaktisches Polypropylen das Ausgangsmaterial ist, liegen die typischen Polymer-Durchsatzraten im Bereich von 0,2 bis 1,5 Gramm/Minute pro Loch. Die Anzahl der Extrudierdüsen und ihre Anordnung kann in weiten Bereichen variiert werden. Die Anzahl der Extrudierdüsen entspricht der Anzahl vorgesehener, kontinuierlicher Filamente im erzeugten, aus mehreren Filamenten gebildeten Fasermaterial. Zum Beispiel kann die Anzahl der Extrudierdüsen gewöhnlich im Bereich von etwa 200 bis 65000 liegen. Solche Löcher werden gewöhnlich mit einer Dichte von etwa 2 bis 16 pro Quadratzentimeter (10 bis 100 pro Quadratzoll) vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Extrudierdüsen in rechteckiger Konfiguration (z. B. als ein rechteckiges Spinneret) angeordnet. Derartige rechteckige Spinnerets können beispielsweise Breiten von etwa 0,1 bis 4,0 Meter (3,9 bis 157,5 Zoll), oder mehr, aufweisen, in Abhängigkeit von der Breite des zu erzeugenden, Nonwoven-Spinnvliesgewebes. Als Alternative kann eine Spinnvorrichtung mit mehreren Spinnpositionen verwendet werden.
  • Eine Abschreckzone, die befähigt ist, das geschmolzene, aus mehreren Filamenten gebildete, thermoplastische polymere Spinnseil nach der Schmelzextrusion zu Erstarren, ist unterhalb der Extrudierdüsen angeordnet. Das geschmolzene, aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil wird in seiner Längsrichtung durch die Abschreckzone geführt, wobei ein Gas mit niedriger Geschwindigkeit und hohem Volumen zur Verfügung gestellt wird, so daß das Abschrecken in im wesentlichen gleichmäßiger Weise in Abwesenheit übermäßiger Turbulenz stattfindet. Innerhalb der Abschreckzone geht das geschmolzene, aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil vom geschmolzenen in einen halberstarrten und von halberstarrten in einen ganz erstarrten Zustand über. Vor dem Erstarren, wenn es sich unmittelbar unterhalb der Extrudierdüsen befindet, wird das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil einer wesentlichen Streckung und einer Ausrichtung der Polymermoleküle unterworfen. Die Gasatmosphäre in der Abschreckzone wird vorzugsweise zirkuliert, um einen effizienteren Wärmetransfer zu bewirken. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die gasförmige Atmosphäre des Abschreckzone auf eine Temperatur von etwa 10 bis 60°C gebracht (z. B. 10 bis 50°C) und am bevorzugsten etwa 10 bis 30°C (z. B. Zimmertemperatur oder niedriger). Die chemische Zusammensetzung der gasförmigen Atmosphäre ist für die Ausführung des Verfahrens nicht kritisch, soweit die gasförmige Atmosphäre keine übermäßige chemische Reaktionsfähigkeit mit dem in der Schmelze verarbeitbaren, thermoplastischen polymeren Material aufweist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die gasförmige Atmosphäre in der Abschreckzone Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von etwa 50 Prozent. Die gasförmige Atmosphäre wird bevorzugt in einer Querströmungs-Konformation in die Abschreckzone eingebracht und trifft in einer im wesentlichen kontinuierlichen Weise auf eine oder auf beide Seiten des Spinnseils. Andere Abschreck-Strömungsanordnungen können ähnlich verwendet werden. Typische Längen für die Abschreckzone liegen gewöhnlich im Bereich von 0,5 bis 2,0 m (19,7 bis 78,7 Zoll). Die Abschreckzone kann geschlossen sein und mit Mittel versehen werden zum kontrollierten der eingeleiteten Gasstrommenge, oder sie kann teilweise oder ganz zur Umgebungsatmosphäre offen sein.
  • Das verfestigte, aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil wird um wenigstens zwei mit Abstand angeordnete, angetriebene Ziehrollen gewickelt, die von einer Umhüllung umgeben sind in den Bereichen, in welchen das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil um die Rollen gewickelt ist. Wenn gewünscht,
  • können ein oder mehrere zusätzliche Paare von mit Abstand angeordneter Ziehrollen in Tandem vorgesehen und in ähnlicher Weise von der selben durchgehenden Umhüllung umgeben werden. Das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil wird typisch um die Ziehrollen mit Wickelwinkeln von etwa 90 bis 270 Grad im Bereich von etwa 180 bis 230 Grad gewickelt. Die Umhüllung ist mit einem bestimmten Abstand relativ zu den Ziehrollen angeordnet und stellt einen kontinuierlichen Kanal zur Verfügung, in welchem das Spinnseil ungehindert durchlaufen kann. Die Ziehrollen üben eine ziehende Kraft auf das Spinnseil aus, so daß es neben den Extrusionsdüsen, vor der vollständigen Verfestigung in der Abschreckzone gezogen wird. Am Ausgangsende der Umhüllung befindet sich eine pneumatische, vorwärts-befördernde Düse, welche den Kontakt des aus mehreren Filamenten gebildeten Spinnseils mit den im Abstand angeordneten Ziehrollen unterstützt und das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil in Richtung seiner Länge am Ausgangsende der Umhüllung in Richtung zu einem Träger ausgibt, wo das Spinnseil wie hiernach beschrieben gesammelt wird.
  • Die angetriebenen Ziehrollen, die gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, haben Längen, die größer sind als die Breite des aus mehreren Filamenten gebildete, produzierte Spinnvliesfasergewebe. Solche Ziehrollen können aus gegossenem oder aus maschinell bearbeitetem Aluminium oder sonstigem beständigem Material hergestellt werden. Die Oberflächen der Ziehrollen sind bevorzugt glatt. Typische Durchmesser der Zierollen liegen gewöhnlich im Bereich von etwa 10 bis 60 cm (3,9 bis 23,5 Zoll). In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Durchmesser der Ziehrollen etwa 15 bis 35 cm (5,9 bis 13,8 Zoll). Wie dem in der Fasertechnologie versiertem Fachmann bekannt ist, wird der Abstand der Ziehrollen wird im wesentlichen vom Rollendurchmesser und vom Spinnseil-Wickelwinkel bestimmt. Während der Ausführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung werden die Ziehrollen gewöhnlich mit Oberflächengeschwindigkeiten im Bereich von etwa 1000 bis 5000 Meter pro Minute (1094 bis 5468 Yard/Minute), oder mehr, angetrieben, und bevorzugt mit Oberflächengeschwindigkeiten im Bereich von etwa 1500 bis 3500 Meter pro Minute (1635 bis 3185 Yard/Minute).
  • Die angetriebenen Rollen üben eine ziehende Kraft auf das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil aus; dies bewirkt eine wesentliche Ziehverdünnung des Spinnseils, das in einem Bereich vor der vollständigen Erstarrung der einzelnen, darin enthaltenen Filamente stattfindet.
  • Die Anwesenheit eine Umhüllung oder Umschließung der Ziehrollen ist ein Schlüsselmerkmal der Gesamttechnologie der vorliegenden Erfindung. Eine solche Umhüllung wird in einem ausreichenden Anstand von den Oberflächen der Ziehrollen angeordnet, um einen ungehinderten, ununterbrochen umschlossenen Durchgang zu bieten zur Unterbringung des aus mehreren Filamenten gebildeten Spinnseils, welches auf den Ziehrollen gewickelt ist, und auch zur Unterbringung des kontinuierlichen Gasstroms vom Eingangsende zum Ausgangsende. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Innenfläche der Umhüllung einen Abstand von nicht mehr als etwa 2,5 cm (1 Zoll) und nicht weniger als etwa 0,6 cm (0,24 Zoll) von den Ziehrollen auf. Eine pneumatische Vorwärtes-Förderdüse, die in Verbindung mit dem Ausgangsende der Umhüllung ist, bewirkt, daß ein Gas, zum Beispiel Luft, am Eingangsende der Umhüllung hineingezogen wird, um in glatter Strömung um die Oberflächen der Ziehrollen zu fließen, die das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil tragen, wobei das Gas nach unten aus der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse hinausbefördert wird. Die Umhüllung, die die Außenbegrenzung des ununterbrochenen Durchgangswegs bildet, wird als eine Haube um die Ziehrollen gebildet und kann aus beliebigem beständigem Material, wie polymeren oder metallische Materialien, hergestellt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Umhüllung wenigstens teilweise aus einem transparentem und robustem Polymermaterial, beispielsweise Polykarbonat verbundenes Material, hergestellt, so daß das Spinnseil leicht von außen beobachtet werden kann. Wenn der Abstand der Umhüllung von den Ziehrollen zu groß ist, neigt die Geschwindigkeit der Gasströmung in der Umhüllung zu niedrig zu werden, so daß der erzwungene, bessere Kontakt zwischen dem aus mehreren Filamenten gebildeten Spinnseil und den angetriebenen Ziehrollen nicht erzielt werden kann.
  • Für beste Ergebnisse ist der Bereich der in der Umhüllung erzeugten, eingeschlossenen Gasströmung, in der gesamten Länge der Umhüllung von ihrem Eingangsende bis zu ihrem Ausgangsende, glatt und im wesentlichen frei von Hindernissen oder Bereichen, in welchen eine Gasdissipation stattfinden könnte. Dies verbietet jegliche wesentliche Unterbrechung und jeden wesentlichen Gasverlust an einer Zwischenstelle in der Umhüllung in der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung. Wenn die Gasströmung innerhalb der Umhüllung im wesentlichen ununterbrochen und ungestört verläuft, erzielt diese Strömung die beabsichtigte Funktion der Verbesserung des Kontaktes zwischen den angetriebenen Ziehrollen und dem aus mehreren Filamenten gebildeten Spinnseil, welches um die Ziehrollen gewickelt ist. Die Gefahr eines Schlupfes des aus mehreren Filamenten gebildeten Spinnseils im auf den Ziehrollen gewickelten Zustand wird wesentlich verringert. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Umhüllung polymere Kanten oder Ansätze (d. h. aerodynamische Deflektoren) auf, die in dichter Nähe der angetriebenen Ziehrollen über der ganzen Länge der Rollen positioniert werden können in Bereichen unmittelbar nach den Stellen, an welchen das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil von den Zierollen abhebt, und unmittelbar vor der Stelle an welcher das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil mit der zweiten Ziehrolle in Berührung kommt. Dies ermöglicht eine im wesentlichen vollständige Einschließung der Ziehrollen, wobei sich diese Kanten vorzugsweise leicht auflösen können, vorzugsweise als feines Pulver, wenn sie die Ziehrollen berühren. Solche polymeren Kanten weisen vorzugsweise eine relativ hohe Schmelztemperatur auf und nähern sich jeder Ziehrolle, wobei nur ein sehr kleiner Öffnungsabstand von der Größenordnung 0,1 bis 0,08 mm (0,5 bis 3 mil) bleibt. Typische geeignete Polymermaterialien für den Einsatz zur Herstellung der Polymerkanten sind Polyimide, Polyamide, Polyester, Polytetrafluorethylen usw. Füllstoffe wie Graphit können darin als Option eingesetzt werden. Die gleichmäßige Gasströmung wird innerhalb der Umhüllung aufrechterhalten, und unerwünschte Rollenwickelformen des aus mehreren Filamenten gebildeten Spinnseils werden ausgeschlossen. Entsprechend wird die Notwenigkeit einer Betriebsunterbrechung der Spinnstraße, um falschen Wickelzustände auf den Rollen zu korrigieren, wesentlich minimiert, wodurch die Fähigkeit, ein gleichmäßig gebildetes Spinnvliesgewebe kontinuierlich zu produzieren verbessert ist.
  • Die pneumatische vorwärts-fördernde Düse, die sich am Ende der Umhüllung befindet, bewirkt eine kontinuierliche, nach unten gerichtete Gasströmung, beispielsweise als Luftströmung, am Ausgangsende der Umhüllung. Eine solche vorwärts-fördernde Düse erzeugt eine Gasströmung im wesentlichen parallel zur Bewegung des Spinnseils, während das Spinnseil durch eine Öffnung läuft, die in der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse vorgesehen ist. Eine kontinuierliche Gasströmung durch die Umhüllung wird mittels Ansaugung erzeugt, die von der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse erzeugt wird, wobei zusätzliches Zufuhrgas am Eingangsende der Umhüllung hineingezogen wird und über die gesamte Länge der Umhüllung fließt. Der am Eingangsende der Umhüllung eintretende Gasstrom mischt sich mit dem Strom, der von der pneumatische vorwärts-fördernden Düse erzeugt wird. Diese nach unten gerichtete Gasströmung, die von der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse erzeugt wird, trifft auf das Spinnseil und bewirkt eine weitere, darauf wirkende Ziehkraft, die helfend ausreicht, gleichmäßigen Kontakt mit der Rolle aufrecht zu erhalten, im wesentlichen ohne Schlupf. Die von der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse bewirkte Gas-Strömungsgeschwindigkeit ist größer als die Oberflächengeschwindigkeit der angetriebenen Rollen, so daß die erforderliche Ziehkraft ermöglicht ist. Es wurde festgestellt, daß eine solche pneumatische vorwärts-fördernde Düse mit Unterstützung der in der Umhüllung erzeugten Luftströmung den guten Kontakt mit den Ziehrollen erleichtert, um das gleichmäßige Ziehen der kontinuierlichen Filamente im resultierenden Nonwovenprodukt zu ermöglichen. Die pneumatische vorwärts-fördernde Düse erzeugt eine Spannung im Spinnseil, die hilft, das Spinnseil in gutem Kontakt mit den Ziehrollen zu halten. Es entsteht ein Produkt mit überlegener Denier-Gleichmäßigkeit, wobei Schlupf zwischen dem aus mehreren Filamenten gebildeten Spinnseil und den Ziehrollen im Kontext des Gesamtverfahrens verhindert wird. Eine solche pneumatische vorwärts-fördernde Düse dient keiner wesentlichen Filament-Ziehfunktion oder -Verlängerungsfunktion, da die Ziehkaft in erster Linie von der Drehung der angetriebenen Rollen erzeugt wird. Pneumatische vorwärts-fördernde Düsen, die ein aus mehreren Filamenten gebildetes Spinnseil durch die Düsen befördern können, wobei sie ausreichende Spannung erzeugen, um das Spinnseil im wesentlichen ohne Schlupf auf den Ziehrollen zu halten, können eingesetzt werden.
  • Wenn gewünscht, kann als Option, gemäß bekannter Technologie, eine elektrostatische Ladung aus einer Niedrigstrom-Hochspannungsquelle auf das bewegte Spinnseil aufgebracht werden, um das (hiernach beschriebene) Legen des Filaments auf dem Träger zu unterstützen.
  • Der Träger ist in einem bestimmten Abstand unterhalb der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse angeordnet und befähigt, das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil aufzunehmen, und er erleichtert das Legen des Spinnseils, um ein Gewebe zu bilden. Ein solcher Träger ist bevorzugt ein sich bewegendes und hochgradig luftdurchlässiges, rotierendes Förderband, wie zur Produktion eines Spinnvlies-Nonwoven gebräuchlich, wobei ein partielles Vakuum von unterhalb eines solche Förderbands angelegt wird, um das Niederlegen des aus mehreren Filamenten gebildeten Spinnseils auf dem Träger zur Bildung eines Gewebes zu unterstützen. Das von unten angelegte Vakuum kompensiert vorzugsweise in einem gewissen Grad die aus der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse austretende Luft. Das Flächengewicht des entstehenden Gewebes kann beliebig justiert werden, indem die Rotationsgeschwindigkeit des sich bewegenden Förderbands, auf welchem das Gewebe gesammelt wird, entsprechend modifiziert wird. Der Träger ist in einem bestimmten Abstand unterhalb der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse angeordnet, der ausreicht, um es dem aus mehreren Filamenten gebildeten Spinnseil zu ermöglichen, sich wenigstens in gewissem Grad in zufälliger Weise spontan zu verbiegen und zu krümmen, während sich seine Vorwärtsbewegung vor dem Auflegen auf dem Träger verlangsamt. Eine Übermäßige Faserausrichtung in der Maschinenbewegungsrichtung wird durch das in wesentlichen zufallsgerichtete Legen während der Gewebebildung ausgeschlossen.
  • Das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil wird im nächsten Schritt vom sammelden Träger zu einer Verklebungsvorrichtung befördert, wo die benachbarten Filamente zusammenverklebt werden, um ein Spinnvliesgewebe zu erzeugen. Gewöhnlich wird das Gewebe mit mechanischen Mitteln vor dem Verkleben weiter kompaktiert, gemäß gebräuchlicher Technologie für Nonwoven-Produkte nach dem Stand der Technik. Während des Verklebens laufen gewöhnlich Teile des aus mehreren Filamenten bestehenden Produkts durch eine geheizte Hochdruck-Walzenspaltvorrichtung, wobei sie auf die Erweichungs- oder Schmelztemperatur aufgeheizt werden, wobei die in dieser Weise aufgeheizten, benachbarten Filamente an ihren Kreuzungspunkten permanent verklebt oder zusammengeschmolzen werden. Entweder eine im Muster erfolgende Verklebung (d. h. punktuelle Verklebung) mit einem Kalender oder eine flächige Verklebung über die gesamte Fläche des Gewebes kann gemäß bekannten Techniken der
  • [TEXT FEHLT]
  • Verklebung erzielt, indem Wärme und Druck gleichzeitig eingesetzt werden. In einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform wird das resultierende Gewebe an Stellen in bestimmten Abständen verklebt mit Verwendung eines der vorgesehenen Endverwendung kompatiblen Musters. Typische Druckwerte zum Verkleben liegen im Bereich von etwa 17,9 bis 89,4 kg/linear cm (100 bis 500 Pfund/Linear-Zoll), und die Verklebungsflächen liegen gewöhnlich in Bereich von etwa 10 bis 30 Prozent der solcher Musterverklebung unterworfenen Gesamtfläche. Die Rollen können mittels zirkulierendem Öl oder mittels Induktionserwärmung usw. geheizt werden. Ein geeignetes Verfahren zum thermischen Verkleben ist in der US-Patenschrift Nr. 5,298,097 offenbart, die hier durch diese Bezugnahme einbegriffen ist.
  • Das Spinnvliesgewebe der vorliegenden Erfindung weist typisch kontinuierliche Filamente von etwa 1,1 bis 22 dTex (1 bis 20 Denier) auf. Das bevorzugte Filament-dTex für Polyethylen-Terephthalat ist etwa 0,55 bis 8,8 (0,5 bis 8 Denier), und besonders bevorzugt 1,6 bis 5,5 (1,5 bis 5 Denier). Das bevorzugte Filament-dTex für isotaktisches Polypropylen ist etwa 1,1 bis 11 (1 bis 10 Denier), und besonders bevorzugt 2,2 bis 4,4 (2 bis 4 Denier). Gewöhnlich wird in den Spinnvliesgeweben gemäß der vorliegenden Erfindung eine Zugfestigkeit von etwa 2,2 bis 3,4 dN/dTex (2,0 bis 3,1 Gramm pro Denier) für ein Polyethylen-Terephtalat-Filament und eine Zugfestigkeit von 13,2 bis 17,7 dN/dTex (1,5 bis 2 Gramm pro Denier) für ein isotaktisches Polypropylen-Filament erzielt. Gewöhnlich entstehen relativ gleichmäßige Nonwoven-Gewebe mit einem Basisgewicht von etwa 13,6 bis 271,7 g/m2 (0,4 bis 8,0 Unzen/Yard2). In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Basisgewicht etwa 13,6 bis 67,9 g/m2 (0,4 bis 2,0 Unzen/Yard2). Nonwoven-Produkte mit vorzugsweise einer Variation des Flächengewichtskoeffizienten von nur 4 Prozent, in einer Musterfläche von 232 cm2 (36 Zoll2) bestimmt, können mittels der Technologie der vorliegenden Erfindung erzielt werden.
  • Die Technologie der vorliegenden Erfindung weist die Fähigkeit auf, ein hochgradig gleichmäßiges Spinnvlies-Nonwovengewebe im Schnellbetrieb ohne sehr hohe Kapitalbelastung und ohne aufwendige Betriebserfordernisse zu erzielen. Weitere Ersparnisse werden möglich, indem polymeres Schrott- und/oder Recycling-Material als Startmaterial verwendet werden kann. Die Selbstverseilungs-Fähigkeit der Technologie sorgt außerdem für minimierte erforderliche Startaktivitäten seitens des Betriebspersonals, so daß der Produktionsdurchsatz einer Anlage maximiert wird.
  • Die folgenden Beispiele werden als spezifische Illustrationen der vorliegenden Erfindung gebracht, mit Bezugnahme auf 1 und 2. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die in den Beispielen auftretenden, spezifischen Einzelheiten beschränkt ist.
  • In jedem Fall wurde das thermoplastische Polymermaterial, während es sich noch in Schuppenform befand, einem geheizten MPM-Einschraubenextruder (nicht dargestellt) zugeführt, und noch im geschmolzenen Zustand über eine Wärmeaustauscher-Leitung mittels einer Zenith-Pumpe (nicht dargestellt) mit einer Förderkapazität von 11,68 cm3/Umdrehung (0,71 Zoll3/Umdrehung) in die Pack-/Spinneret-Baueinheit 1 gebracht. Der Steuerdruck des Extruders wurde auf einem Wert von etwa 3445 kPa (500 Pfund/Zoll2) gehalten. Während es sich noch im geschmolzenen Zustand befand, wurde das thermoplastische Polymermaterial durch die Pack-/Spinneret-Baueinheit 1 geleitet, die ein Filtermedium enthielt, um ein aus mehreren Filamenten bestehendes thermoplastisches polymeres Spinnseil 2 zu bilden. Das entstehende, aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil wurde dann im nächsten Schritt Abgeschreckt, während es durch die Abschreckzone 4 mit einer Länge von 0,91 m (36 Zoll) Zoll lief, wobei Luft mit einer Temperatur von etwa 13°C von einer Seite auf das Spinnseil traf in einer im wesentlichen rechtwinkligen und turbulenzfreien Weise, zugeführt über die Rohrleitung 6 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 35,9 cm/sec (110 Fuß/Minute).
  • Ein unterer Abschnitt des Spinnseils 8 trat dann durch das Eingangsende 10 in die Umhüllung 12 ein, die die angetriebenen Rollen 14 und 16 umgibt in Bereichen, wo das Spinnseil um die Ziehrollen gewickelt wurde. Die Ziehrollen 14 und 16 hatten Durchmesser von 19,4 cm (7,6 Zoll). Die Spinnleitung traf auf jede Ziehrolle in einem Winkel von etwa 210 Grad. Die Innenfläche der Umhüllung 12 befand sich in einem Abstand von etwa 2,5 cm (1 Zoll) von den Oberflächen der Ziehrollen 14 und 16 in den Bereichen, in welchen das Spinnseil um diese Rollen gewickelt war. Wie in 1 gezeigt ist, wurden polymere Erweiterungsansätze oder Kanten 18, 20 und 22 vorgesehen, um die Bildung eines im wesentlichen vollständig umschlossenen Durchgangs vom Eingangsende 10 zum Ausgangsende 24 der Umhüllung 12 zu bilden. Die Einzelheiten eines typischen polymeren Ansatzes bzw. einer typischen polymeren Kante sind mit größerer Detailauflösung in 2 dargestellt, wobei die austauschbare polymere Kante 26 in der Halterung 28 der Umhüllung 12 montiert ist. Die polymere Kante 26 und die Halterung 28 bilden einen Teil der Umhüllung 12, durch welche das Spinnseil läuft. Die polymere Kante bzw. der polymere Ansatz 18 in 1 entspricht der austauschbaren polymeren Kante 26, wobei die Ziehrolle 14 diese Kante zu Pulver zerlegt, ohne signifikante Beschädigung dieser Ziehrolle. In 2 ist das Spinnseil mit 30 gekennzeichnet an der Stelle, an welcher es die erste Ziehrolle 14 verläßt. Die in 1 dargestellten Ziehrollen 14 und 16 erleichtern das Ziehen des Spinnseils 2 bevor es vollständig erstarrt.
  • Am Ausgangsende 24 der Umhüllung 12 befand sich eine pneumatische vorwärts-fördernde Düse 32, in welcher die durch die Rohrleitung 34 zugeführte Luft nach unten, im wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung des Spinnseils, gerichtet wurde. Der Luftdruck in der Düse war 186 kPa (27 Pfund/Zoll2), und etwa 4,2 m3 (150 Fuß3) Luft wurden pro Minute verbraucht. Die von der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse 32 erteilte Luftströmungs-Geschwindigkeit war größer als die Oberflächengeschwindigkeit der Ziehrollen 14 und 16. Die pneumatische vorwärts-fördernde Düse 32 übte eine zusätzliche ziehende Kraft auf das Spinnseil aus, bewirkte das Einsaugen zusätzlicher Luft in die Umhüllung 12 am Eingangsende 10, erzeugte eine Luftströmung entlang der Umhüllung 12 und erleichterte ein gleichmäßiges Wickeln des Spinnseils auf den Zierollen 14 und 16, im wesentlichen ohne Schlupf, so daß gleichmäßiges Ziehen ermöglicht wurde. Außerdem bewirkte die pneumatische vorwärts-fördernde Düse 32 das Austreiben des Spinnseils 36 am Ausgangsende 24 der Umhüllung 12 in Richtung zum Träger 38, der als bewegtes, luftdurchlässiges kontinuierliches Förderband gestaltet wurde.
  • Beim Austreten des Spinnseils 36 aus der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse 32 krümmen sich die einzelnen, im Seil enthaltenen Filamente in einer allgemein zufälligen Weise, während die Geschwindigkeit des Spinnseils abnimmt und sich seine Vorwärtsbewegung verlangsamt, da keine intensive Ziehkraft mehr auf das Seil wirkt. Das Spinnseil wurde dann in einer im wesentlichen zufälligen Weise auf dem Träger 38 gesammelt. Ein solcher Träger oder ein solches Ablegeband 38 wurde als verfügbare Handelsware unter der Bezeichnung Electrotech 20 von der Firma Albany International in Portland, Tennessee bezogen. Der Träger 38 wurde in einem bestimmten Abstand unterhalb des Ausgangsports der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse 32 angeordnet.
  • Das entstandene Gewebe 40 wurde, während es sich auf dem Träger 38 befand, um die Kompaktierrolle 42 und um die mit einem Muster verklebende Verklebungsrolle 44 geführt. Die Muster-Verklebungsrolle 44 hatte ein auf ihrer Oberfläche eingraviertes Diamantmuster und wurde geheizt, um die Erweichung des thermoplastischen Materials zu erzielen. Veklebte Bereiche, die sich über etwa 20 Prozent der gesamten Gewebefläche erstreckten, wurden beim Durchlauf des Gewebes zwischen der Kompaktierrolle 42 und der Muster-Verklebungsrolle 44 erzielt. Das resultierende Spinnvliesgewebe wurde im nächsten Schritt gerollt und gesammelt bei 46. Weitere Einzelheiten bezüglich der Beispiele sind hiernach angegeben.
  • Beispiel 1
  • Das thermoplastische Polymermaterial war kommerziell verfügbares Polyethylen-Terephthalat mit einer inneren Viskosität von 0,685 Gramm pro Deziliter. Die innere Viskosität wurde wie weiter oben beschrieben bestimmt. Solches polymeres Material wurde, während es sich in der anfänglichen Flockenform befand, bei etwa 174°C vorbehandelt, um ein Kristallisieren zu bewirken, und in Luft bei etwa 149°C getrocknet. Ein Spinnpackdruck von 13780 kPa (2000 Pfund/Zoll2) wurde eingesetzt. Das Spinneret umfaßte 384 gleichmäßig über eine Breite von 15,2 cm (6 Zoll) verteilte Löcher. Die Spinneret-Kapillaren hatten eine trilobale Konfiguration mit einer Schlitzlänge von 0,38 mm (0,015 Zoll), einer Schlitztiefe von 0,18 mm (0,007 Zoll) und einer Schlitzbreite von 0,13 mm (0,005 Zoll). Das geschmolzene Polyethylen-Terephthalat wurde mit einer Geschwindigkeit von 1,2 Gramm/Minute/Loch zugeführt und bei einer Temperatur von 307°C extrudiert.
  • Die angetriebenen Ziehrollen 14 und 16 drehten sich mit einer Oberflächengeschwindigkeit von etwa 2743 Meter/Minute (3000 Yard/Minute). Die Filamente des Produkts hatten einen dTex von etwa 4,5 (ein Denier von 4,1) sowie eine Zugfestigkeit von etwa 20,3 dN/Tex (2,3 Gramm pro Denier). Die Geschwindigkeit des Niederlegebandes 38 wurde variabel so eingestellt, um Spinnvliesgewebe zu erzeugen, deren Flächengewicht im Bereich von 13,6 bis 135,8 g/cm2 (0,4 bis 4,0 Unzen/Yard2) variierte. Ein Spinnvliesprodukt mit einem Flächengewicht von 105,3 g/m2 (3,1 Unzen/Yard2) wies eine Schwankung des Flächengewichts von nur 4 Prozent in einer Probefläche von 232 cm2 (36 Zoll2) auf.
  • Beispiel 2
  • Das thermoplastische Polymermaterial war kommerziell verfügbares, isotaktisches Polypropylen mit einer Schmelzfließgeschwindigkeit von 40 Gramm/10 Minuten in der Bestimmung gemäß ASTM D-1238. Dieses polymere Material wurde als Flocken geliefert und war schmelzextrudiert. Ein Spinnpackdruck von 9646 kPa (1400 Pfunf/Zoll2) wurde eingesetzt. Das Spinneret umfaßte 240 über eine Breite von 30,5 cm (12 Zoll) gleichmäßig verteilte Löcher. Die Spinneret-Kapillare hatte eine kreisförmige Konfiguration mit einem Durchmesser von 0,038 cm (0,015 Zoll) und einer Schlitzlänge von 0,152 cm (0,060 Zoll). Das geschmolzene isotaktische Polypropylen wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,6 Gramm/Minute/Loch zugeführt und bei einer Temperatur von 227°C extrudiert.
  • Die angetriebenen Rollen 14 und 16 drehten sich mit einer Oberflächengeschwindigkeit von etwa 1829 Meter/Minute (2000 Yard/Minute). Die Filamente des Produkts hatten einen dTex von etwa 3,3 (Denier 3,0) und eine Festigkeit von etwa 15,9 dN/dTex (1,8 Gramm pro Denier). Die Geschwindigkeit des Ablegebandes 38 wurde so variiert, daß sich Spinnfließgewebe ergaben, deren Flächengewicht im Bereich von 0,4 bis 2,0 Unzen/Yard2 (13,6 bis 67,9 g/m2) variierte. Ein Spinnvliesprodukt mit Flächengewicht von 44,1 g/m2 (1,3 Unzen/Yard2) wies eine Variation des Flächengewichts von nur 3,3 Prozent auf in einer Probe mit einer Fläche von 232 cm2 (36 Zoll2).
  • Obwohl die Erfindung bezüglich bevorzugter Ausführungsformen beschrieben wurde, liegen diverse Variationen und Modifikationen, die dem Fachmann ersichtlich sind, ebenfalls im Geltungsbereich dieser Erfindung.

Claims (20)

  1. Verfahren zur Herstellung einen Spinnvliesgewebes (40), in welchem ein geschmolzenes, im geschmolzenen Zustand verarbeitbares, polymeres Material durch eine Mehrzahl von Extrusionsdüsen geleitet wird, um ein aus mehreren Filamenten gebildetes Spinnseil (2) zu erzeugen, wobei das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil (2) gezogen wird, um seine Zugfestigkeit zu erhöhen, und durch eine Abschreckzone geführt wird, in welcher die Erstarrung stattfindet, wonach das Spinnseil auf einem Träger (38) gesammelt wird, um ein Gewebe zu bilden, welches dann verklebt wird, um ein Spinnvliesgewebe (40) zu bilden; und worin das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil (2) in Längsrichtung zwischen der Abschreckzone und dem Träger (38) läuft, während es auf wenigstens zwei mit Abstand angeordneten Ziehrollen (14, 16) gewickelt ist und eine Ziehkraft auf das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil (2) primär durch die Wirkung der im Anstand angeordneten Ziehrollen (14, 16) ausgeübt wird, um das Ziehen des Seil neben den Extrusionsöffnungen zu erzielen, und eine weitere Ziehkraft auf das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil (2) ausgeübt wird, indem es durch eine pneumatische vorwärts-fördernde Düse (32) läuft; dadurch gekennzeichnet, daß: (a) die wenigstens zwei mit Abstand angeordneten Ziehrollen (14, 16) in den Bereichen, in welchen das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil (2) mit den Rollen in Kontakt ist, von einer Umhüllung (12) umgeben sind, die ein Eingangsende (10) und ein Ausgangsende (24) aufweist und so gestaltet ist, daß das Eingangsende (10) der Umhüllung (12) das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil (2) aufnimmt, und (b) die pneumatische vorwärts-fördernde Düse am Ausgangsende (24) der Umhüllung (12) angeordnet ist und den Kontakt des aus mehreren Filamenten gebildeten Spinnseils (2) mit den mit Abstand angeordneten, angetriebenen Ziehrollen (14, 16) unterstützt und das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil (2) in seiner Längsrichtung vom Ausgangsende (24) der Umhüllung (12) in Richtung zum Träger (38) ausgibt.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das im geschmolzenen Zustand verarbeitbare, thermoplastische polymere Material primär Polyethylen-Terephthalat ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das im geschmolzenen Zustand verarbeitbare, thermoplastische polymere Material Polypropylen ist.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das im geschmolzenen Zustand verarbeitbare, polymere Material durch eine Mehrzahl von Extrusionsdüsen geleitet wird, die als rechtwinkliges Spinneret gestaltet sind.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin die Abschreckzone als Querströmuns-Abschreckvorrichtung gestaltet ist.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin wenigstens zwei mit Abstand angeordnete, angetriebene Ziehrollen (14, 16) im Bereich von etwa 1000 bis 5000 Meter pro Minute rotieren.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil (2) nach dem Lauf durch die pneumatische vorwärts-fördernde Düse (32) auf der Oberfläche eines kontinuierlichen Förderbandes, welches in einem bestimmten Abstand von der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse (32) angeordnet ist, gesammelt wird.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil (2), wenn auf dem Träger (38) gesammelt, ein dTex pro Filament von etwa 1,1 bis 22 aufweist.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil (2) primär aus Polyethylen-Terephthalat besteht und, wenn auf dem Träger (38) gesammelt, ein dTex pro Filament von etwa 0,55 bis 8,8 aufweist.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das aus mehreren Filamenten gebildete Spinnseil (2) aus isotaktischem Polypropylen besteht und, wenn auf dem Träger (38) gesammelt, ein dTex pro Filament von etwa 1,1 bis 11 aufweist.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Gewebe, nach dem Sammeln auf dem Träger (38), mit einem Muster verklebt wird zur Bildung des Spinnvliesgewebes.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Gewebe (40), nach dem Sammeln auf dem Träger (38), flächig verklebt wird zur Bildung des Spinnvliesgewebes.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das gebildete Spinnvliesgewebe (40) ein Flächengewicht von etwa 13,6 bis 271,7 g/m2 aufweist.
  14. Vorrichtung zur Produktion eines Spinnvliesgewebes (40), welche folgende Kombination umfaßt: (a) eine Mehrzahl von Schmelzextrusionsdüsen, die befähigt sind, bei der Extrusion eines geschmolzenen thermoplastischen polymeren Materials, ein aus mehreren Filamenten gebildetes Spinnseil (2) zu erzeugen, (b) eine Abschreckzone, die befähigt ist, das Erstarren des geschmolzenen, aus mehreren Filamenten gebildeten, thermoplastischen Spinnseils (2) nach dessen Extrusion zu erzielen, (c) wenigstens zwei mit Abstand angeordnete, angetriebene Ziehrollen (14, 16), die sich nach der Abschreckzone befinden und befähigt sind, eine Ziehkraft auf das aus mehreren Filamenten gebildete, thermoplastische polymere Spinnseil (2) auszuüben, um dessen Ziehung neben den Extrusionsdüsen zu bewirken, (d) eine pneumatische vorwärts-fördernde Düse (32), (e) ein Träger (38), der mit einem bestimmten Abstand unter der pneumatischen vorwärts-fördernden Düse (32) angeordnet ist und das aus mehreren Filamenten gebildete, thermoplastische polymere Spinnseil (2) aufnehmen kann und das Legen des Seils zur Bildung eines Gewebes (40) erleichtert, und (f) Klebemittel zum Verkleben des aus mehreren Filamenten gebildeten, thermoplastischen polymeren Spinnseils (2) nach der Gewebebildung, um ein Spinnvliesgewebe (40) zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß: (a) wenigsten zwei mit Abstand angeordnete Ziehrollen (14, 16) in Bereichen, wo das aus mehreren Filamenten gebildete, thermoplastische polymere Spinnseil (2) mit den Rollen (14, 16) in Kontakt kommen kann, mit einer Umhüllung (12) umgeben sind, die ein Eingangsende (10) und ein Ausgangsende (24) aufweist und so gestaltet ist, daß die Umhüllung (12) das aus mehreren Filamenten gebildete, thermoplastische polymere Spinnseil (2) aufnehmen kann; und (b) die pneumatische vorwärts-fördernde Düse (32) am Ausgangsende der Umhüllung (12) angeordnet ist und den Kontakt des aus mehreren Filamenten gebildeten, thermoplastischen polymeren Spinnseils (2) mit den angetriebenen, im Abstand angeordneten Ziehrollen (14, 16) unterstützen kann und außerdem befähigt ist, das aus mehreren Filamenten gebildete, thermoplastische polymere Spinnseil (2) in seiner Längsrichtung aus dem Ausgangsende (24) der Umhüllung heraus zu befördern.
  15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, worin die Mehrzahl von Schmelzextrusionsdüsen (a) als ein rechtwinkliges Spinneret gestaltet sind.
  16. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, worin die Abschreckzone (b) befähigt ist, eine Querströmungs-Abschreckung zu bewirken, wobei ein Kühlgas auf das geschmolzene, aus mehreren Filamenten gebildete, thermoplastische polymere Spinnseil (2) nach der Schmelzextrusion auftrifft.
  17. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, worin die bei (c) bezeichnete Umhüllung (12) polymere Kanten (26) aufweist, die in dichter Nähe zu den Ziehrollen (14, 16) positioniert werden können, um eine im wesentlichen vollständige Umschließung der Ziehrollen (14, 16) zu gestalten in den Bereichen, in welchen ein aus mehreren Filamenten gebildetes, thermoplastisches polymeres Material (2) darauf gewickelt ist, und diese Polymerkanten (26) leicht zu Pulver zerftallen, wenn sie die Ziehrollen (14, 16) berühren.
  18. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, worin der Träger (e) (38) ein kontinuierliches Förderband ist.
  19. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, worin das Klebemittel (f) ein gemäß eines Musters verklebtes Spinnvliesgewebe erzeugen kann.
  20. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, worin das Klebemittel (f) ein flächig verklebtes Spinnvliesgewebe erzeugen kann.
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