NO861034L

NO861034L - Fremgangsmaate til fremstilling av fibermatter.

Info

Publication number: NO861034L
Application number: NO861034A
Authority: NO
Inventors: Gerald Feigenbutz; Guenter Maurer
Original assignee: Rhodia
Priority date: 1985-06-13
Filing date: 1986-03-18
Publication date: 1986-12-15
Also published as: EP0205736A3; EP0205736B1; DE3683691D1; ATE72272T1; CA1278659C; ES553159A0; DE3521221A1; EP0205736A2; ES8702960A1; JPS61289164A

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av spinnvlieser fra spinnfibrer og/eller filamenter ved blåsespinning av en smelte eller en oppløsning av et spinnbart polymert materiale ved hjelp av et dysehode som oppviser én eller flere dyseåpninger og en opptaksinnretning.

Fra det tyske utlegningsskrift nr. 19 64 060 som det er tatt hensyn til ved utformingen av ingressen i krav 1, er det kjent å fremstille spinnvlieser ved blåsespinning av en polypropylensmelte. Til spinnvliesefrem-stilling ved blåsespinning hører forøvrig også den konvensjonelle fremgangsmåten som f.eks. er kjent fra det franske patentskriftet nr. 1 364 916.

Fra det tyske utlegningsskrift nr. 19 00 265 er en fremgangsmåte til fremstilling av spinnvlieser ved sprøytespinning (blåsespinning) av fiberdannende polymerer kjent; i denne publikajsonen pekes det på at for fremgangsmåten kan som fiberdannende polymerer alle organsike polymerer anvendes som kan bearbeides ved smeltespinning eller oppløsnings-spinning; f.eks. nevnes polyolefiner, f.eks. polypropylen og polyetylen, videre celluloseacetat og -triacetat, polyamider, polyacetaler, polyester og akrylpolymerer.

De spinnvliesene som fremstilles fra spinnfibrer og/eller filamenter ved denne kjente fremgangsmåten oppviser imidlertid følgende ulemper: For visse tekstilformål og tekniske formål oppviser de en for lav strekkfasthet, slitstyrke, videre slitstyrke og også et for lavt sprengtrykk. Dette gjelder spesielt for slike spinnvlieser som består av mikro-spinnfibrer og -filamenter, og helt spesielt for spinnvlieser som overveiende består av mikro-spinnfibrer. Eksempelvis har slike spinnvlieser en for lav slitstyrke til å anvendes om bærermateriale for synteselær.

For formål som termisk isolering har de for høy tetthet, spesielt når de består av mikro-spinnfibrer og/eller -filamenter. For anvendelse som filtermateriale oppviser de et for lavt sprengtrykk og - på grunn av den høye tettheten, en for lav gass-, damp- og væskepermeabilitet.

Fra det tyske utlegningsskrift nr. 19 00 265 er det riktignok kjent å forhøye strekkfastheten av spinnvlieser bestående i det vesentlige av kontinuerlig trådmateriale fremstilt ved blåsespinning, dette foregår riktignok ved minst én gangs strekking - i minst én retning - av flåtestrukturen som er opptatt av opptaksinnretningen, dvs. ved minst ett ekstra fremgangsmåte trinn etter blåsespinningen. Ved kalandrering, fornåling, (f.eks. vannstrålefornåling), anbringelse av bindemidler eller sammensveising kan strekkfastheten av spinnvlieser fremstilt ved blåsespinning også forhøyes; herved dreier det seg imidlertid også om ekstra fremgangsmåtetrinn etter blåsespinningen. Det samme gjelder for anbringelse av nettaktige flåtestrukturer eller dekksjikt på spinnvlieser fremstilt ved blåsespinning.

Videre er det fra U.S.-patentskrift nr. 4 118 531 kjent å redusere tettheten av spinnvlieser bestående av mikrofibrer fremstilt ved blåsespinning - og dermed øke vliesenes volum-, ved at man i strømmen av blåsespunnede mikrofibrer blåser inn krusede spinnfibrer (stabelfibrer), dvs. fibrer av begrenset lengde. En slik fremgangsmåte oppviser riktignok den ulempen at det ikke er mulig å fordele de krusede spinnfibrene regelmessig i spinnvliesen, fordi de p.g.a. den begrensede lengden og krusingen henger seg fast i hverandre under innblåsingen, dette fører til agglomerering av disse krusede spinnfibrene og dermed til spinnvlieser med uregelmessig tetthet.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave og tilveiebringe en fremgangsmåte av den innledningsvis omtalt typen hvorved man uten ekstra fremgangsmåtetrinn kan fremstille blåsespunnede spinnvlieser som

oppviser forbedrede fasthetsegenskaper, som en forbedret strekkfasthet, slitstyrke og videre slitstyrke, samt et forhøyet sprengtrykk og/eller

en lav og spesielt regelmessig tetthet, samt for anvendelse som filtermateriale en forbedret, altså forhøyet gass-, damp- og væskegjennomtrengelighet.

Denne oppgaven løses ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art som er kjennetegnet ved de i den karakteri-serende delen av krav 1 angitte trekk.

En fordelaktig utføreslesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er angitt i krav 2.

Fordelen med de i krav 2 angitte trekkene ligger i at man derved kan innbringe monofilamentene og filamentgarnene målrettet på eller i massen av de spinnfibrene som utgjør spinnvliesene og/eller kan anbringes på eller i filamentene, hvorved en enda bedre, dvs. enda mer regelmessig fordeling av monofilamentene og filamentgarnene, på eller i massen av spinnfibrer og/eller filamenter, og dermed på eller i spinnvliesene kan oppnås.

For formålene med oppfinnelsen kan som spinnbare polymere materialer anvendes alle materialer som kan bearbeides ved smeltespinning eller oppløsnings spinning (tørrspinning); egnede er følgelig polyolefiner, som polyetylen og polypropylen, polyester, som polyetylentereftalat, polyamider, som polyamid-6,6 og polyamid-6, cellulose-ester, som cellulose-2,5-acetat og -triacetat, og akrylpolymerer, som polyakrylnitril.

Ifølge oppfinnelsen innbringes glatte og/eller krusede monofilamenter og/eller glatte .og/eller krusede filamentgarn på massen av de spinnfibrene og/eller filamentene som danner spinnvliesene eller i massen av de spinnfibrene og/eller filamentene som danner spinnvliesene. Under glatte monofilamenter og filamentgarn forstås slike som ikke oppviser krusing. Som krusede monofilamenter og filamentgarn kommer eksempelvis materialer i betraktning som er utstyrt med krusing ved falsk torsjonskrusing, blåsedysekrusing eller kruskammerkrusing. Monofilamentene og filamentgarnene kan eksempelvis bestå av polyolefiner, som polyetylen og polypropylen, polyestere, som polyetylentereftalat, polyamider, som aromatiske polyamider, polyamid-6 og polyamid-6,6, cellulose-esteres, som cellulose-2,5-acetat og -triacetat, og akrylpolymerer som polyakrylnitril. Som eksempel kan nevnes et glatt polypropylen-monofilament 20 dtex f 1, et falskt torsjonskruset polyamid-6,6-filamentgarn 22 dtex f 5 eller et falskt torsjonskruset polyamid-6,6- filamentgarn 44 dtex f 13. Monofilamentene og filamentgarnene kan imidlertid også oppvise en mye lavere eller høyere titer.

Ifølge oppfinnelsen oppviser monofilamentene og filamentgarnene en modul på minst 1 cN/dtex. Modulen (også betegnet elastisitets- eller begynnelsesmodul) finnes som stigningen av tangenten til den første-liniære - delen av strekkspennings-utvidelseskurven, hvorved den finhets-avhengige strekkspenningen avsettes langs Y-aksen og tøyningen langs X-aksen. Tilveiebringelsen av strekkspennings-utvidelseskurven foregår ved et strekkforsøk ifølge DIN 53834.

Det er nedenfor angitt utførelseseksempler for oppfinnelsen på bakgrunn av tegningene. Tegningene viser

- figur 1 viser skjematisk et snitt gjennom en innretning til gjennom-føring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Denne tegningen viser utførelsesformen hvor glatte og/eller krusede monofilamenter og/eller glatte og/eller krusede filamentgarn anbringes på massen av de spinnfibrene og/eller filamentene som danner spinnvliesene, dette skjer ved hjelp av førerullene 5; - figur 2 viser skjematisk et snitt gjennom en innretning til gjennom-føring av fremgangsmåten. Denne tegningen viser den utførelsesformen hvorved glatte og/eller krusede monofilamenter og/eller glatte og/eller krusede filamentgarn blåses på massen av spinnfibrer og/eller filamenter som danner spinnvliesen, dette skjer ved hjelp av filament- henholdsvis filamentgarn-tilførselsdyser 8; - figur 3 viser skjematisk et snitt gjennom en innretning til gjennom-føring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Denne tegningen viser den utførelsesformen hvorved glatte og/eller krusede monofilamenter og/eller glatte og/eller krusede filamentgarn innbringes i massen av spinnfibrer og/eller filamenter som danner spinnvliesen, dette skjer ved hjelp av førerrullene 5; - figur 4 viser skjematisk et snitt gjennom en innretning til gjennom-føring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Denne tegningen viser den

utførelsesformen hvorved glatte og/eller krusede monofilamenter og/eller latte og/eller krusede filamentgarn blåses inn i massen av spinnfibrer og/eller filamenter som danner spinnvliesen, dette skjer ved hjelp av filament- henholdsvis filamentgarn-tilførselsdyser 8; - figur 5 er en skisse av innretningen ifølge oppfinnelsen i retning A i figur 3 fra den der angitte snittflaten. Denne tegningen viser at føringsrullene 5 ifølge figur 3 er anbragt nær midten mellom to nabodyseåpninger 2 under dysehodet 1.

Innrentingen i figur 1 har et dysehode 1 med dyseåpninger 2, en opptaksinnretning 3 og føringsruller 5. Føringsrullene 5 er sideretning anordnet så nær massen 6 som trer ut av dyseåpningen 2 bestående av spinnfibrer og/eller filamenter som danner spinnvliesen 7, at de over disse føringsrullene 5 tilførte glatte og/eller krusede monofilamentene 4 og/eller glatte og/eller krusede filamentgarnene 4, rives med gas-strømmen, betegnet primærgasstrømmen, som ledsager massen 6 av spinnfibrer og/eller filamenter og som er betinget av blåsespinningen og anbringes på massen av spinnfibrer og/eller filamenter.

Innretningen i figur 2 har et dysehode 1 med dyseåpninger 2, en opptaksinnretning 3 og filament- henholdsvis filamentgarn-tilførselsdyser 8, tilførselsdysene 8 er anordnet ved siden av massen 6 som trer ut av dyseåpningene 2 bestående av spinnfibrer og/eller filamenter som danner spinnvliesen 7. Ved hjelp av tilførselsdysene 8, som kan drives med trykkluft eller en annen gass som står under trykk, tilføres de glatte og/eller krusede monofilamentene 4 og/eller de glatte og/eller krusede filamentgarnene 6 til massen 6 av spinnfibrer og/eller filamenter; derved innstilles trykket av denne luften eller gassen slik at monofilamentene 4 og/eller filamentgarnene 4 blåses på massen 6 av spinnfibrer og/eller filamenter, dvs. ikke trenger inn i denne massen 6, hvoretter de rives med av gasstrømmen, betegnet primærgasstrømmen, som ledsager massen 6 av spinnfibrer og/eller filamenter og som er betinget av blåsespinningen.

Innretningen ifølge figur 3 har et dysehode 1 med dyseåpninger 2, en opptaksinnretning 3 og føringsruller 5. Føringsrullene 5 er anordnet under dysehodet 1 midt mellom to nabodyseåpninger 2, slik at de over disse tilførselsrullene 5 tilførte glatte og/eller krusede monofilamentene 4 og/eller glatte og/eller krusede filamentgarnene 4, bringes inn i det indre av massen 6 som trer ut av dyseåpningene 2 bestående av spinnfibrer og/eller filamenter som danner spinnvliesen 7, hvoretter de rives med av gasstrømmen, kalt primærgasstrømmen, som ledsager massen 6 av spinnfibrer og/eller filamenter og som er betinget av blåsespinningen.

Innrentingen ifølge figur 4 har et dysehode 1 med dyseåpninger 2, en opptaksinnretning 3 og filament- henholdsvis filamentgarn-tilførselsdyser 8. Tilførselsdysene 8 er anordnet ved siden av massen 6 som trer ut av dyseåpningene 2 bestående av spinnfibrer og/eller filamenter som danner spinnvliesen 7. Ved hjelp av tilførselsdysene 8 som kan drives med trykkluft eller en annen gass som står under trykk, tilføres de glatte og/eller krusede monofilamentene 4 og/eller de glatte og/eller krusede filamentgarnene 4 massen 6 av spinnfibrer og/eller filamenter; derved innstilles trykket for denne luften eller gassen slik at monofilamentene 4 og/eller filamentgarnene 4 blåses inn i det indre av massen 6 av spinnfibrer og/eller filamenter, hvoretter de rives med ved den gas-strømmen, betegnet primærgasstrøm, som ledsager massen av spinnfibrer og/eller filamenter og som er forårsaket av blåsespinningen.

Eksempel 1

(Sammenligningseksempel)

I dette eksempelet ble innretningen ifølge figur 4 anvendt; imidlertid var filament- henholdsvis filamentgarn-tilførselsdysene 8 ute av drift, slik at ingen glatte og/eller krusede monofilamenter 4 og/eller glatte og/eller krusede filamentgarn 4 ble blåst inn i massen 6 som trådte ut av dyseåpningene 2 bestående av spinnfibrer og/eller filamenter som danner spinnvliesen 7. Polypropylen med en smelteindeks ved 230° C/2,16 kg på 13 g/10 min., en tetthet ved 23°C på 0,902 g/cm^ og et smelteområde på 165-170° C ble smeltet og spunnet (blåsespunnet) ved hjelp av dysehodet 1, som tilsvarte tysk patentskrift nr. 25 50 463, gjennom dyseåpningene 2 til spinnfibrer og filamenter, som oppviste en midlere diameter på 1,0 jjm. Spinnfibrene og filamentene ble omformet til en spinnvlies ved deponering på opptaksinnretningen 3 som besto av en roterende trommel. Den fremstilte vliesen hadde en flatevekt på 150 g/m^. Måling av strekkfastheten ifølge DIN 53857 på denne vliesen i lengderetning, dvs. i transport retning for spinnvliesen, ga en verdi på 1500 cN.

Eksempel 2

Også i dette eksempelet ble innretningen ifølge figur 4 anvendt. Forskjellen sammenlignet med eksempel 1 besto i at én av filament-henholdsvis filamentgarn-tilførselsdysene 8, som var sammenlignbar med den i det tyske bruksmønsteret nr. 73 06 184 omtalte dysen, var i bruk. Under de samme betingelsene som i eksempel 1 ble den samme polymeren smeltet og spunnet (blåsespunnet) ved hjelp av dysehodet 1 gjennom dyseåpningene 2 til spinnfibrer og filamenter som oppviste en midlere diameter på 1,0 pm. Ved hjelp av tilførseldysen 8 som ble drevet med trykkluft ble et glatt polyamid-6,6-filamentgarn 44 dtex f 13 med en modul på 29,3 cN/dtex tilført massen 6 av spinnfibrer og filamenter under en vinkel på 45°til flytretningen av denne massen; herved var luft-trykket hvormed tilførselsdysen 8 ble drevet innstilt, slik at polyamid-6,6-f ilamentgarnet ble blåst inn i det indre av massen 6 av spinnfibrer og filamenter. Ved hjelp av den primærgasstrømmen som ledsaget massen 6 av spinnfibrer og filamenter - som i eksempel 1 en varmluftstrøm - ble polyamid-6,6-f ilamentgarnet revet med og fordelt uregelmessig innenfor massen 6 av spinnfibrer og filamenter. Ved deponering av massen 6 av spinnfibrer og filamenter med polyamid-6,6-f ilamentgarnet på opptaksinnretningen 3, som besto av en roterende trommel, ble det dannet en spinnvlies. Den oppnådde vliesen hadde en flatevekt på 165 g/cm^. Måling av strekkstyrken ifølge DIN 53857 for denne vliesen i lengderetning, dvs. i transportretningen for spinnvliesen, ga en verdi på 3800 cN.

Det ble forøvrig faststlått at strekkfastheten av slike spinnvlieser ifølge oppfinnelsen med inn- eller påbrakte, glatte monofilamenter og/eller filamentgarn kan forhøyes betydelig ved etterfølgende fastgjørings-teknikker, som ultralydsveising, vannstråle-stingbinding eller kalandrering, og dette sågar i høyere grad enn forfestigede spinnvlieser uten inn- eller påbrakte, glatte monofilamenter og/eller filamentgarn. Dette viser følgende oversikt.

Eksempel 3

(Sammenligningseksempel)

Til gjennomføring av dette eksempelet ble den samme innretningen og den samme polymeren anvendt som i eksempel 1. Betingelsene avvek fra betingelsene i eksempel 1 ved at noe mer polypropylensmelte pr. tidsenhet ble transportert gjennom dyseåpningene 2 og trykket av primærgasstrømmen som ledsaget massen 6 av spinnfibrer og filamenter-som i eksempel 1 en varmluftstrøm - var noe høyere; på denne måten ble det blåsespunnet spinnfibrer og filamenter med en midlere diameter på 1,0 pm. Spinnfibrene og filamentene ble omdannet til en spinnvlies ved deponering på opptaksinnretningen 3 - den samme, med samme hastighet-roterende trommelen som i eksempel 1. Den oppnådde vliesen hadde en flatevekt på 170 g/cm^, en tykkelse på 6 mm og en luftgjennomtrenge-lighet på 600 m^/ rn^ • time ved en trykkdifferanse på 490,35 Pa.

Eksempel 4

Også i dette eksempelet ble de samme betingelsene og den samme polymeren anvendt som i eksempel 1. Betingelsene tilsvarte betingelsene i eksempel 3, bortsett fra at én av filament- henholdsvis filamentgarn-tilførselsdysene 8, som var sammenlignbart med dysen beskrevet i det tyske bruksmønster nr. 73 06 184 var i bruk. Ved hjelp av denne tilførselsdysen 8, som var drevet med trykkluft, ble et falskt torsjonskruset polyamid-6,6-filamentgarn 22 dtex f 5 med en modul på 21 cN/dtex tilført massen 6 av spinnfibrer og filamenter, under en vinkel på 45° med flytretingen av denne massen; herved var trykket av luften, hvormed tilførselsdysen 8 ble drevet innstilt på en slik måte at polyamid-6,6-f ilamentgarnet ble blåst inn i det indre av massen 6 av spinnfibrer og filamenter. Ved hjelp av den primærgasstrømmen som ledsaget massen 6 av spinnfibrer og filamenter - en varmluftstrøm - ble polyamid-6,6-filamentgarnet revet med og fordelt sammenfiltrert inne i massen 6 av spinnfibrer og filamenter. Ved deponering av massen 6 av spinnfibrer og filamenter med polyamid-6,6-filamentgarnet på opptakstrommelen 3, som roterte med samme hastighet som i eksempel 3, ble det dannet en spinnvlies. Den oppnådde vliesen hadde en flatevekt på 251 g/m^ og en tykkelse på 15 mm. Målingen av luftgjennomtrengeligheten for denne vliesen ga en verdi på 1.200 m^/m2 • time ved en trykkdifferanse på 490,35 Pa.

Eksempel 5

Eksempel 4 ble gjentatt, med den forskjellen at ved hjelp av en til— førselsdyse 8 ble det istedenfor falsk torsjonskruset polyamid-6,6-filamentgarn 22 dtex f 5 blåst inn et falskt torsjonskruset polyamid-6,6-filamentgarn 44 dtex f 13 med en modul på 24 cN/dtex i det indre av massen 6 av spinnfibrer og filamenter, igjen under en vinkel på 45°med flytretningen for massen 6. Ved hjelp av den primære gasstrømmen som ledsaget massen 6 av spinnfibrer og filamenter ble også dette polyamid- 6,6-filamentgarnet 44 dtex f 13 revet med og fordelt sammenfiltrert inne i massen 6 av spinnfibrer og filamenter. Den fra den roterende opptaks-trommelsen 3 fjernede spinnvliesen hadde en flatevekt på 230 g/m^ og en tykkelse på 22 mm. Måling av luftgjennomttrngeligheten for denne vliesen ga en verdi på 1.800 tv?Ivr? • time ved en trykkdifferanse på 490,35 Pa.

Naturligvis kan filament- henholdsvis filamentgarn-tilførselsdysene 8, som for gjennomføring av eksemplene 2, 4 og 5 var anordnet faststående også være anordnet svingbart. Det samme gjelder for føringsrullene 5. Derved blir det mulig å oppnå en enda bedre, dvs. enda mer regelmessig fordeling av monofilamentene og/eller filamentgarnene på eller i spinnvliesen.

Ifølge eksempel 2 ble det innbrakt bare et glatt filamentgarn og ifølge eksemplene 4 og 5 ble det innbrakt bare et kruset filamentgarn i massen 6 av spinnfibrer og filamenter. Oppfinnelsen omfatter likevel eksempelvis også inn- eller påbringelse av glatte sammen med krusede monofilamenter og/eller glatte sammen med krusede filamentgarn. Innenfor rammen av foreliggende oppfinnlese er det mulig å bringe på massen 6 av spinnfibrer og/eller filamenter eller i massen 6 av spinnfibrer og/eller filamenter,

et glatt monofilament sammen med et kruset filamentgarn,

flere krusede monofilamenter sammen med et glatt filamentgarn,

et glatt filamentgarn sammen med et kruset filamentgarn eller

flere av disse, eller

et glatt monofilament smamen med ett eller flere krusede monofilamenter,

for derved å oppnå både bedre fasthetsegenskaper og også andre ønskede egenskaper, som en lav og regelmessig tetthet osv. for spinnvliesen.

Oppfinnelsen oppviser følgende fordeler:

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er det, uten ekstra fremgangsmåtetrinn etter blåsespinningen, mulig å fremstille spinnvlieser som oppviser forbedrede fasthetsegenskaper og et fornøyet sprengtrykk og/eller en lav og regelmessig tetthet samt en forhøyet gass-, damp- og væskegjennomtrengelighet.

Claims

1. Fremgangsmåte til fremstilling av spinnvlieser av spinnfibrer og/eller filamenter ved blåsespinning av en smelte eller en oppløsning av et spinnbart polymert materiale ved hjelp av et dysehode som oppviser én dyseåpning eller flere dyseåpninger, og en opptaksinnretning, karakterisert ved at det i området mellom dyseåpningen eller dyseåpningene og opptaksinnretningen påbringes på spinnfibrene og/eller filamentene som danner spinnvliesen, eller innbringes i massen bestående av spinnfibrer og/eller filamenter som danner spinnvliesen et glatt og/eller et kruset monofilament og/eller flere glatte og/eller flere krusede monofilamenter og/eller et glatt og/eller et kruset filamentgarn og/eller flere glatte og/eller flere krusede filamentgarn, hvorved monofilamentene og filamentgarnene oppviser en modul på minst 1 cN/dtex.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at på-eller innbringelsen av monofilamentene og/eller filamentgarnene finner sted ved på- eller innblåsning ved hjelp av filament- henholdsvis filamentgarn-tilførselsdyser.