DK141668B - Apparat til fremstilling af ikke-vævede fiberbaner. - Google Patents

Description

(®) \p-ay (11) FREMLÆfieELSESSKRIFT Η 1668 DANMARK α·’ 0 04 Η 3/03 f(21) Ansøgning nr. 1 l/73 (22) Indtavmt dm 3- j8**· 1973 (23) ubåd* 3. jan. 1973 (44) Ansøgningen fremlagt eg -.qa bamtaeggeiMMkriftet ofhntHnjort døn >9· >90^

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (*» Worttet began* frø dm

4. jan. 1972, 7200264, PR

(71) RHONE-POULENC-TEXTILE, 21 rue Jean Goujon, 75 Paris 8e, PR.

(72) Opfinder: Pierre _Porte, 81 rue de Trion, 69605 I$ron, PR.

(74) FuWmwgtig under tagene bølHMcWng:

Ingeniørfirmaet Giersing & Stallinger.

(54) Apparat til fremstilling af ikke-vævede fiberbaner.

Opfindelsen angår et apparat til fremstilling af fkke-varrede fiberbaner, såkaldte "spunbonded" tekstiler, hvilket apparat bar dyser til spiraling af mindst ét bundt af filamenter, midler til strækning af filamenterne ved hjælp af et trykfluidum, fortrinsvis trykgas, en afbejningsflade, en bevægelig optagelsesm&tte og et udbredningsorgan, som afgiver mindet én fluidumatråle under tryk nøjagtigt i det punkt, hvor filamenterne rammer afbøjningsf laden*

Med "spunbonded" forstås ikke-vavede textiler, som er dannet af filamenter, som er tilfældigt placerede over fiberbanen* Fremstilling af disse fiberbaner foregår stort set således, at der gennem et mundstykke udsprøjtes en smeltet eller opløst organisk polymer, således at de i strenge udsprøjtede filamenter orienteres ved strækning af et knippe af filamenter ved hjælp af en eller flere stråler af komprimeret luft, og at knippet til slut på _ 2 _ 141668 en forud Taestemt måde modtages på en bevægelig måtte, idet hastigheden og bevægelsesretningen for denne måtte er således reguleret, at der dannes en ikke-vævet fiberbane, som er meget regelmæssig og har en ønsket tykkelse· 1 praksis arrangeres på dette trin af fremstillingsprocessen, fortrinsvis i varm tilstand, en kalibrering eller kalandrering, således at de enkelte filamenter forbindes med hinanden, hvilket betydeligt øger kohæsionen af disse fiberbaner.

I almindelighed er det tilstrækkeligt med en let kalibrering.

Under fremstilling af disse fiberbaner anbringes filamenterne på en bevægelig modtagende måtte efter udsprøjtning i strenge og efter strækningen ved hjælp af en anordning, som udnytter et fluidum, især komprimeret luft. Fordelingen af filamenterne på denne måtte sker fortrinsvis ved hjælp af et afbøjningsorgan· Knippet af filamenter ankommer til afbøjningsorganet i en vis vinkel og begynder, efter at det har truffet afbøjningsorganet, at udbrede sig tangentielt med afbøjningsorganet. Afbøjningsorganet består af flader, som kan være plane eller krumme, eventuelt rotationsoverflader· Disse sidste kan være konkave eller konvekse i forhold til den retning, i hvilken filamenterne ankommer til afbøjningsorganet.

Det er kendt at udnytte stationære afbøjningsorganer, som gør det muligt at tilvejebringe regelmæssige fiberbaner ved hjælp af en enkelt stationær anordning. På den anden side bliver bredden på disse fiberbaner såvel som deres styrke langt fra de ønskelige størrelser. Imidlertid er det fordelagtigt at anvende anordninger, som giver en stor bredde, idet det herved er muligt for en given bredde på den færdige fiberbane at mindske antallet af filamentdannende positioner. For at opnå en tilstrækkelig god udbredelse må man anvende afbøjningsorganer med komplicerede overflader eller også bevægelige afbøjningsorganer, som giver mulighed for opnåelse af betydelige bredder, også når der anvendes plane afbøjningsorganer. Disse bevægelige anordninger er imidlertid mekanisk komplicerede og dyre, og de er endvidere vanskelige at indregulere præcist, lige som de er kun lidt stabile.

Som følge heraf er det endnu ikke lykkedes ved hjælp af afbøjningsorganer på enkel vis at fremstille fiberbaner, som både er holdbare, regelmæssige og tilstrækkeligt brede.

Det er endvidere kendt ved fremstillingen af ikke-vævede fiberbaner ud fra kemiske filamenter, hvis fremstilling omfatter strengpresning og strækning af filamenter og afbøjning på en plan eller krum stationær eller bevægelig overflade, at lade en - 3 - 141868 luftstråle, som koaæer bagfra det punkt, hvor filamenterne træffer afbøjningsorganet, påvirke filamenterne præcis i træfningspunktet. Denne luftstr&le virker således, at der til de afbøjede filamenter overføres tilstrækkeligt aegen ekstra energi til, at disse lettere skal kunne overskride afstanden imellem afbøjningsorganets afgangs-ende og den modtagende måtte. Luftstrålen anvendes også til at anbringe filamenterne i spiral, således at de anbringes i bugtninger på den horisontalt placerede modtagende måtte. Det er også kendt at anvende en anordning med en fluidumstråle under tryk, som er anbragt foran anslagspuhktet.

Den foreliggende opfindelses formål er at tilvejebringe et enkelt udformet apparat af den indledningsvis angivne art, aom gør det muligt på et afbøjningsorgan at opnå et knippe af afbøjøde fibertråde, som har en betydelig bedre udbredelse.

Ifølge opfindelsen opnås dette ved,at afbøjningsfladen beet&r af to dele, nemlig en stationær del, nod hvilken filamenterne falder ind, og ved hvilken der langø aføtrømningskanten er svingel! gt fastgjort en bevægelig del, son er indrettet til oækring sin øvin-geligø lejring at udføre en frem- og tilbagegående svingningsbevægelse med en frekvens på 1,67 - 1000 Hs.

Den del af afbejningsorganets overflade, hvor knippet af filamenter har en maksimal åbning, dvs* inden de træffer den bevægelige måtte, er altid påvirket af en vibrationebevmgelee·

Afbøjningsorganet som helhed er enten stationært eller bevægeligt, eventuelt plant. Det kan være udført i et hvilket soæ helet materiale, såsom metal, lamineret materiale, som muliggør en overf ladefrik-tionøkoefficient, som er tilpassellg til det strengpressede materiale og ikke hindrer apparatete rigtige drift· Den vibrerende del kan bestå af metal eller af et laminat, eøm tidligere navnt, såvel som af elastomer, en film eller et produkt af papirstype.

Det vibrerende afbø jningeorgan muliggør øn bedre krusning af filamenterne, en bedre fordeling af disse '1 fiberbanen eg en krusning af knippet, inden dette træffer den modtagende måtte. Disse forbedringer gør døt muligt at tilvejebringe meget regelmæssige fiberbaner.

Afbø jningsorganets vibration læm tilvejebringes på en hvilken som helst kendt mådet mekanisk, elektromekanisk, magnetisk, pneumatisk; eller ved hjælp af resonnans* Vibrationerne kan også tilvejebrin- ; "j ges ved hjælp af indfaldende luft.

Den vibrerende endekant udfører i almindelighed fra 100 til 141668 - k - 60.000, fortrinsvis 500 til 3000, frem- og tilbagegående bevægelser per minut, altså fortrinsvis med en frekvens på 8-50 Hz* Amplituden varierer i afhængighed af den vibrerende dels dimension, i almindelighed fra 5-30 mm ved endekanten af et afbøjningsorgan, hvis vibrerende del har en længde på 100 mm.

Opfindelsen beskrives nærmere nedenfor under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et apparat ifølge opfindelsen, set fra siden og fig. 2 samme set forfra.

I den på figurerne viste udformning af apparatet ifølge opfindelsen strækkes der et knippe filamenter 1, der er udsendt fra en ikke- vist udsprøjtningsanordning, der udsprøjter strenge i et mundstykke 2 for komprimeret luft, og fra hvilket mundstykkes udgangsåbning knippet bringes til at slå imod en stationær del på et afbøjningsorgan 3* Præcis mod det punkt, hvor filamentknippet træffer afbøjningsorganet, udsendes en stråle af komprimeret luft ved hjælp af en dyse. k, hvorved knippet udbredes. Knippet møder senere en vibrerende del 6 af afbøjningsorganet. Vibrationerne frembringes f.eks. som vist på figuren ved hjælp af en kam med kvadratisk profil, som sættes i bevægelse ved hjælp af en motor M. Knippet fortsætter med at åbne sig under påvirkning af vibrationerne, hvorved udbredelsen forøges, og filamenterne bølges noget, herved omdannes det plane knippe til et tredimensionalt knippe. Filamenterne føres herefter videre til en modtagende måtte 3, som bevæges med en hastighed, som er mindre end fibertrådenes, hvorved disse aflejres på måtten i form af en fiberbane.

Afstanden imellem træfpunktet for knippet på afbøjningsorganet og den modtagende måtte er indstillelig ved forskydning af måtten. Den dannede fiberbanes vægt kan varieres ved regulering af f.eks. på den ene side den modtagende måttes hastighed og på den anden side mængden af materiale, som udsprøjtes som strenge. Det er konstateret, at udnyttelsen af et vibrerende afbøjningsorgan gør det muligt at fremstille lette fiberbaner, som udviser en god regelmæssighed·

De fiberbaner af "spunbonded"-typen, som kan fremstilles på denne måde, vejer i almindelighed imellem 10 og 2000 gr/m^. Afhængig af den ønskede bredde af fiberbanerne kan der monteres flere organer ved siden af hinanden indeholdende mindst ét udsprøjtningsmundstykke for udsprøjtning af streng, ét strækningsmundstykke og ét vibrerende afbøjningsorgan, hvorved hvert filamentknippe på den ovennævnte måde udgør en del af den endelige fiberbane.

- 5 - U1I08

Sob felge af apparaturets enkelhed og oom felge af den enkle tilpasning kan det vibrerende afbeJningsorgan aonteres på alle apparater til freestilling af *spunbonded" fiberbaner·

For at undgå at* de afbøjede knipper indvirker forstyrrende på hinanden under aflagningen på måtten, er det fordelagtigt at forskyde dea, når blot afstanden fra det punkt, hvor knippet tfaffer afbejningsorganet, og til aåtten holdes konstant. For a$ dette skal kunne genneaferes, aå afbejningeorganerne befinde sig således forskudte, at tangentialplanerae i traefningspunktet er parallelle og ikke saaaenfaldende, saat at trafningspunkterne er beliggende på en ret linie parallel Bed opsaalingsmåttene plan.

Den endelese opsaalingsaåtte 5 kan underkastes en tværgående forskydningsbevagelse. Det saane galder for de ovenfor navnte organer.

Fiberbaner af "spunbonded"-typen fremstilles enten ublegede eller forsynet aed farve i sutssen. De anvendes enten son de er eller trykte, inpragnerede, belagt ned pulveriseret klabestof eller aed andre produkter, saaaeneyet i et eller flere lag osv. Fiber-banerne kan fremstilles i materiale, der ved ophedning eventuelt er vedhaftende, hvorved en-fibertrådenes termiske vedhæftning opnås ved en termisk behandling.

Fiberbaner af "spunbonded"-typen, soa fremstilles ved hjalp af apparatet if elge opfindelsen, anvendes til klader, til æbler, til tekniske anvendelser såsom til filtrering, i bygningsindnstrien og til offentlige arbejder, til karrosserier, til termisk og akku-stisk isolation.

Anvendelsen af det ovenfor beskrevne apparat belyses nærmere i det følgende ved hjalp af eksempler, som ikke skal virke begrænsende.

Eksempel 1

Der ønskes fremstillet en fiberbane ved udeprøjtning af strenge til to parallelle knipper, som hvert består af 70 filamenter med titer 8,8 dtex og af polyethylenglykoltereftalat. Kapaciteten er 20 kg/time for hvert udeprøjtningsmundatykke for udspr«jtning af strenge, og centerafstanden imellem de to mundstykker er 480 mm.

Filamenterne strækes herefter i et mundstykke ned komprimeret luft til en strakningsgrad på 3»5 for herefter at indføres i en anordning, der består af et retlinet rør og en ikke vist kanal, soa er anbragt for enden af røret og omfatter en plan flade, som hælder 10° i forhold til rørets akse og skarer denne akse. Når filamenterne £ utm · ο ·* forlader denne flade falder de ned på et faststående, vibrerende afbøjningsorgan ifølge opfindelsen, hvilket organ har følgende egenskaber : - et plant, stationært parti af glas med en længde på 150 ®m og en bredde på 100 mm, og -et plant vibrerende parti af blåtbehandlet, poleret stål med en længde på 150 mm og med· en bredde på 90 mm, idet længden er målt parallelt med den modtagende måtte, - det faste partis hældning i forhold til røret er 125°» - det faste partis hældning i forhold til den modtagende måtte er 45°, - vibrationshastigheden er 2000 frem- og tilbagegående bevægelser pr. min., dvs. en frekvens på 33,3 Hz, - amplituden ved det vibrerende partis endekant er i 10 mm, - det vibrerende partis vibrationer tilvejebringes ved hjælp af en motor med en firkantet udformet kam med en sidelængde på 57 mm.

De fra det vibrerende afbøjningsorgan.ankommende filamenter falder herefter ned på en måtte, som hælder 45° i forhold til vandret. Ved hjælp af disse to organer opnår man en textilbane med en bredde på 1 m og en vægt, som varierer i afhængighed af den modtagende måttes hastighed i overensstemmelse med værdierne i den følgende tabel;

Hastighed 9,6 6,7 3,35 2,20 m/min vægt 70 100 200 300 g/”2_____

Textilbanen nålestiksbehandles derefter på den ene side med 50 sting/cm2 ved hjælp af nåle med en længde på 9 cm og forsynede med '3 skrueliniformede skærekanter, hver med 3 takker. Nåleindtrængningen andrager 15 mm.

Fiberbanen med en vægt på 200 g/m^ udviser følgende mekaniske egenskaber:

Brudstyrke Brudforlængelse Overrivningsstyrke L----- -—________ t _________ Længderetning 34 kg 70 # 11,7 kg

Tværretning 36 kg 54 # 13,5 kg . i____________________

Den samme fiberbane fremstillet uden anvendelse af vibrerende afbøjningsorgan udviser følgende mekaniske egenskaber: - 7 - 141688

Brudstyrk· Brudforlangelsø Overrivnings- styrke Længderetning 42 kg 60$ 15 kg

Tvarretning 15 kg 33$ 5 kg

Det vil ses, at der er opnået en forøgelse af textilernes isotropi ved anvendelsen af det vibrerende afbøjningsorgan.

De således fremstillede textiler kan benyttes til fremstilling af gulvpap og underlagsbelægninger.

Eksempel 2

Nan fremstiller en fiberbane med de samme ekstrusionsforhold som i eksempel 1» men med en centerafstand imellem de to mundstykker på 720 mm. Endvidere erstattes det stationart anbragte afbøjnings-organ af et plant afbøjningsorgan, som underkastes en rotations/ translationebevmgelse omkring dets monteringsaksel (60 frem- og tilbagegående bevægelser pr· min·)· Det vibrerende afbøjningsorgan har følgende egenskaber: - afbøjningsorganet består af et plantt fast parti af glas og af et vibrerende parti af blåtbehandlet stål med en tykkelse på 0,2 am, - dimensionerne for det faste parti ert længde 150 mm og bredde 100 am, - dimensionerne for det vibrerende parti ert længde 150 mm og bredde 90 mm, - afbøjningsorganet er således anbragt, at det i sin midterstilling har længderetningen- parallelt anbragt aed den modtagende måtte, - afbøjningsorganet danner en vinkel på 125° aed lodret, - afstanden fra afbøjningsorganets nedre kant til måtten er 45 cm, - afstanden fta den i eksempel 1 beskrevne anordnings rør/led-ningsorgan til afbøjningsorganet er 20 mm, - afstanden fra filamenternes træfningspunkt på afbøjningsorganet til den modtagende måtte er 690 mm, hvorved træfningspunktet ligger midt på afbøjningsorganets ikke-vibrerende parti, - det vibrerende parti har en vibrationshastighed på lOOO frem- og tilbagegående bevægelser pr. min·, dvs. en frekvens på 16,6 Hz, - amplituden for enden af det vibrerende parti er 12 amt, - det vibrerende partis vibrationsbevægelse frembringes ved hjælp af en elektromagnetisk metode·

U166S

• O ·

Med disse to organer fremstilles en fiberbane med en bredde på lt4 n og med en varierende vægt således-som navnt i eksempel 1.

En fiberbane med en vagt på 200 g/m^ nålestikbehandles således som i eksempel 1 - nålenes gennemtrængning andrager 15 mm - texti-lemes mekaniske egenskaber er som følger:

Brudstyrke__Brudforlængelse Længderetning 35 kg 72$

Tværretning 37 kg 55$

Fiberbanerne har endvidere en spredning på 8,2$ - med spredning forstås variationskoefficienten for vægten, som beregnes ud fra vægten åf 400 vilkårligt udtagne prøvestykker med en overflade på 5 x 5 cm.

Fiberbane som fremstilles tuider de samme vilkår, men uden anvendelse af et vibrerende parti udviser følgende egenskaber: - spredning 9 »-8$

Brudstyrke Brudforlangelse Længderetning 29 kg 63$

Tværretning 40 kg 59$

Det vil ses, at den fiberbane, som er blevet fremstillet ved hjælp af et vibrerende parti, udviser en bedre homogenitet og en forbedret brudstyrke i længderetningen.

Fiberbaner, som er fremstillet på den ovenfor beskrevne måde, anvendes til fremstilling af vægbeklædninger.

Eksempel 3

Der fremstilles en fiberbane med en vægt på 120 g/m^ ved strengpresning af 6 parallelle knipper, af hvilke hvert består af 60 filamenter med titer 4,4 dtex og af materialet p o lyethyl engly ·» koltereftalat. Kapaciteten er 9,3 kg/time for hvert mundstykke til udsprøjtning af strenge, og centerafstanden mellem mundstykkerne er 370 mm.

Filamenterne strækkes here’fter til en strækningsgrad på 3*5 i et mundstykke med komprimeret luft for herefter at falde ned på et fast afbøjningsorgan, som er forbundet med en luftdyse, som påvirker fibertrådenes træfningspunkt på afbøjningsorganet og er anbragt foran træfningspunktet i forhold til de afbøjede fibertrådes retning.

- 9 - 141668

Afbøjningsorganet har følgende egenskaber: - den faste del har en længde på 150 mm og en bredde på 100 h, - det vibrerende parti har en længde på 150 on og en bredde på 90 m, - det faste parti er udført af glas og det vibrerende parti er fremstillet af lamineret materiale, glas eller polyester, - amplituden ved endekanten af det vibrerede parti er t 10 mm. De fra det vibrerende afbøjningsorgan ankommende filamenter falder herefter ned på en måtte, der halder med 45°, og som fremføres med en hastighed på 4 m/min·

Den fremkomne fiberbane har en vagt på 120 g/m2 og en bredde på 210 mm og udviser følgende egenskaber: - spredning: 5 »5$

Brudstyrke Brudforlangelae Længderetning 26 kg 65$

Tværretning 31 kg 5^$

Fremstillet uden anvendelse af et vibrerende parti har en fiberbane ned en vagt på 120 g/m2 følgende egenskaber: - spredning: 6,5#

Brud s tyrke Brudforlangelse Længderetning 18 kg 50$

Tværretning 37 kg 42$

Anvendelse af det vibrerende parti gør det altså muligt at forøge ensartetheden.

De på ovennævnte vis fremstillede fiberbaner af ikke-vænret materiale anvendes til fremstilling af lette underlagsbelagninger og som forstærkende materialer.