DE2462881C2 - Verfahren zum Herstellen eines Vlieses aus thermoplastischen Fasern - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Vlieses aus thermoplastischen Fasern

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Description

35
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Vlieses aus thermoplastischen Fasern gemäß Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein solches Verfahren beschreibt die US-PS 15 998. Die mit Unterstützung durch den Gasstrom nach dem Verlassen der Düsenöffnungen vorverstreckten Fäden werden dort auf der Innenseite einer sich in Förderrichtung der Fäden geringfügig verjüngenden und sich drehenden Sammelfläche abgeschieden. Die sich dabei bildende nahtlose Schlauchform wird über ein beheiztes und sich in Transportrichtung konisch erweiterndes Element gezogen, wodurch die Fäden nochmals verstreckt werden. Dies ist nur möglich, weil die schmelzgesponnenen Fäden bei ihrem Auftreffen auf der Sammelfläche nicht in nicht zusammenhängende Stücke zerrissen werden. Nachteilig ist dabei, daß der Querschnitt der noch verformbaren Fäden beim Auftreffen auf die Sammelfläche, bedingt durch die dort auf die Fäden einwirkende Zentrifugalkraft abgeflacht wird. Darunter leidet aber die Homogenität des nach diesem bekannten Verfahren hergestellten Vlieses, so daß dies nicht ohne weiteres für Filterzwecke eingesetzt werden kann. Als bevorzugtes Einsatzgebiet des vorbeschriebenen Herstellungsverfahrens wird daher auch die Herstellung von Teppichware angegeben.
Die FR-OS 20 26 945 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Vlieses aus thermoplastischen Fäden, wobei schmelzgesponnene Fäden aus thermoplastischem Kunststoff aus einer Spinndüse mit mehreren Düsenöffnungen nebeneinander mit Unterstützung durch einen Gasstrom verstreckt und auf einer sich drehenden Sammelfläche abgeschieden werden. Die Spinndusenöffhungen haben dort jeweils einen gleichen Abstand von der Sammelfläche, die als die Außenseite einer sich drehenden Trommel ausgebildet ist Auch hier werden nur kontinuierlich durchgehende und vom Gasstrom verstreckte Fäden auf der Sammelfläche abgeschieden, so daß das nach diesem bekannten Verfahren hergestellte Vlies ebenfalls nicht sehr gut homogen,ist. Die schmelzgesponnenen Fäden treffen etwa in radialer Richtung auf die sich drehende Trommel auf und werden dann in tangentialer Richtung als ebenes Gebilde abgezogen.
Beim Weg der schmelzgesponnenen Fäden zwischen den Düsenöffnungen und der Sammelfläche neigen diese dazu, sich miteinander zu verzwirnen. Dies ist aber nachteilig, weil miteinander verzwirnte Fäden die Homogenität des Vlieses ebenfalls beeinträchtigen. Um diesen Effekt zu vermeiden, wird dort vorgeschlagen, den Gasstrom so einzustellen, daß das nachteilige Verzwirnen der Fäden nicht mehr auftritt. Außerdem werden in der Druckschrift Fadenbrüche ebenfalls als nachteilig diskutiert, und zwar wegen der dabei an den Enden der Fadenstücke auftretenden Klümpchen, die ebenfalls die Homogenität des Vlieses herabsetzen.
Schließlich wird noch alternativ vorgeschlagen, zur Herstellung eines mehrschichtigen Vlieses die Trommel sich mehrfach drehen zu lassen. Daraus kann geschlossen werden, daß dabei eine nahtlose Schlauchform jedoch begrenzter Länge entsteht, die dann von der Trommel nur in axialer Richtung abgezogen werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß das damit hergestellte Vlies sich durch eine gute und auch örtlich gleichbleibende Homogenität auszeichnet, so daß das Vlies sich als Filtermaterial eignet
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1. Durch das Zerreißen der verstreckten Fäden in nicht zusammenhängende Fadenstücke, die anschließend in Wirrfaserlage auf der Sammelfläche abgeschieden werden, ergibt sich eine sehr gute Homogenität, weil sich die Fadenstücke nicht nur in ihrer Transportrichtung, sondern auch in allen Richtungen haben ausrichten können, bevor sie auf der Sammelfläche auftreffen. Weil die Fadenstücke auf der Außenfläche der sich drehenden Trommel abgeschieden werden und von dort in axialer Richtung abgezogen werden, ist eine kontinuierliche Verfahrensführung gegeben. Durch eine entsprechende Abstimmung der axialen Abzugsgeschwindigkeit mit der Drehgeschwindigkeit der Trommel lassen sich auf der Sammelfläche gegebenenfalls auch mehrere Vlieslagen übereinander ausbilden. Das für die Homogenität des ausgebildeten Vlieses nachteilige Verzwirnen der Fadenstücke wird durch eine entsprechende Einstellung des Abstandes zwischen den Düsenöffnungen und der Außenfläche der Trommel sowie der Abstände der Düsenöffnungen voneinander zumindest weitestgehend vermieden, so daß die Führung des Gasstroms als weiterer Verfahrensparameter frei ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt schematisch eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines Vlieses.
Eine Spinndüse 30 hat an ihrer Vorderseite 31 mehrere nebeneinander angeordnete Düsenöffnungen 33, die alle denselben Abstand von der Außenfläche einer sich drehenden Trommel 32 einnehmen. Die
Trommel 32 wird von einem Motor 35 über eine Welle 34 angetrieben.
Ein geeigneter thermoplastischer Kunststoff wird der Spinndüse 30 über eine Leitung 40 zugeführt. Druckluft wird der Spinndüse 30 über eine Leitung 4) zugegeben. Aus den Düsenöffnungen 33 treten dalier schmelzgesponnene Fäden aus, die anschließend ausschließlich mit Hilfe des Gasstromes verstreckt, in nicht zusammenhängende Stücke zerrissen und dann auf der als Sammelfläche dienenden Außenfläche der sich drehenden Trommd 32 abgeschieden werden, wo sie ein Vlies 36 ausbilden.
Das so gebildete, rohrförmige Vlies 36 wird mit Hilfe eines Paares von Walzen 37, 38 flachgedrückt und als Wickel 39 aufgewickelt Dieser kann dann weiter verarbeitet werden.
Der Durchmesser der verwendeten Fasern ist kleiner als 10 μπι. Er liegt vorzugsweise unter 5 μΐη bis herab zu 0,1 μπι oder weniger. Feinere Fäden ergeben ein Vlies mit geringerer Porengröße.
Der über die Leitung 41 zugeführte Gasstrom kann erhitzt werden, so daß die Abkühlung der Fäden verzögert wird. Es kann aber auch ein kalter Gasstrom verwendet werden, um das Kühlen der Fäden zu beschleunigen und um diese schneller zu verfestigen. Wenn die Fäden über längere Zeit heiß gehalten werden, so erhöht sich ihre Verstreckung.
Die Figur zeigt, daß die Trommel 32 in Abzugsrichtung um einen Winkel von 2° verjüngt ausgebildet ist. Dadurch wird das Abziehen des Vlieses von der sich drehenden Trommel begünstigt.
Der Abstand der Düsenöffnungen 33 von der sich drehenden Trommel 32 wird so gewählt daß die Fadenstücke in dem Zeitpunkt, in dem sie die Trommel erreichen, sich so weit abgekühlt haben, daß sie ihre Form behalten. Dabei können sie noch weich sein und deshalb Klebefähigkeit besitzen, so daß sie an ihren Kreuzungspunkten aneinander kleben. Die Fäden können auch vollständig erhärtet sein, so daß sie nicht aneinander kleben und ihre Form besser beibehalten. Die Fadenstücke werden auf dem Dorn in ungleichmäßigen Richtungen und ungleichmäßig verschlungen abgeschieden. Wenn die Fadenstücke die Trommel erreichen, sind sie in nicht zusammenhängende Stücke zerrissen. 4'
Das sich auf der sich drehenden Trommel ausbildende Vlies 36 ist dünn. Wenn der Abstand von der Spinndüse zur Trommel klein ist, z. B. 7,5 bis 10 cm beträgt, so werden die Fadenstücke der einander benachbarten Schichten fest miteinander verbunden, wenn man .<> mehrere Vliesschichten übereinander ausbildet. Wenn der vorgenannte Abstand zwischen Spinndüse und Fasersammeifläche verhältnismäßig groß ist, z. B. 30,5 bis 46 cm beträgt, so können die VBessdächten voneinander getrennt werden. Auch dann ist aber die Adhäsion genügend groß für die Verwendung des Vlieses als Filtermaterial. Die Dicke jeder einzelnen Schicht hängt von der Drehgeschwmdigkert der Trommel ab, auf die es in praktischer Hinsicht in weiten Bereichen nicht entscheidend ankommt In der Regel ist es erwünscht, daß sich die Trommel mit einer solchen Geschwindigkeit dreht, daß jeder TeB df» VBeses zwei oder mehr Schichten enthält
Wenn der Abstand der Düsenöffnungen 33 der Spinndüse 30 von der Sammelfläche vernältnismäßig groß ist und wenn die Abstände der Dösenöffnungen voneinander verhältnismäßig groß sind, so kann Verzwirnen der Fadenstücke auftreten.
Ein gewisser Grad der Verzwirnung kann zugelassen werden, ohne daß dies schadet
Wenn der Abstand der Düsenöffnungen 33 der Sammelfläche etwa 7,5 bis 10,2 cm beträgt, tritt keine Verzwirnung auf; wenn jedoch der Abstand 30 cm beträgt, wird das Ausmaß der unerwünschten Verzwirnung beträchtlich. Im Bereich zwischen etwa 10 bis 30 cm Abstand tritt der Verzwirnungseffekt auf und wird zunehmend erheblich störend. Man kann daher den Abstand so einstellen, wie es notwendig ist, um den Verzwirnungseffekt zu vermeiden oder in gewünschten Grenzen zu halten.
Für das Filtrieren von Flüssigkeiten ist es wesentlich, daß das Vlies homogen ist Der Abstand der Düsenöffnung 33 von der Sammelfläche wird zu diesem Zweck vorzugsweise zwischen 7,5 und 12,7 cm gewählt. Für das Filtrieren von Gasen ist es erwünscht, ein großes Volumen an Hohlräumen zu erhalten, um den Druckabfall durch das Vlies herabzusetzen; in diesem Fall sind Abstände zwischen 17,7 bis 25,4 cm vorzuziehen, um eine geringere Dichte des Vlieses und zugleich einen mäßigen Anteil an verzwirnten Fadenstücken zu erhalten.
Ein anderer Weg, das Verzwirnen zu regeln und in Grenzen zu halten, besteht darin, die Abstände der Düsenöffnungen voneinander zu erhöhen. Bei einer üblichen Spinndüse liegen die Düsenöffnungen ziemlich nahe beieinander und es gilt ein Abstand als normal, bei dem sich 50 Düsenöffnungen auf einer Strecke von 2,5 cm befinden. Diese Abstände der Düsenöffnungen ergeben einen starken Verzwirnungseffekt, wenn der Abstand zur Sammelfläche mehr als 30 cm beträgt.
Wählt man aber den Abstand der Düsenöffnungen voneinander größer, so daß 10 Öffnungen bis herab zu nur einer öffnung auf 2,5 cm kommen, so wird auf diese Weise dem Verzwirnen weitgehend vorgebeugt oder es wird sogar ganz ausgeschlossen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:
L Verfahren zum Herstellen eines Vlieses aus thermoplastischen Fasern, deren Durchmesser kleiner als 10 um ist, in nahtloser Schlauchform und in durchgehender Länge, wobei schmelzgesponnene Fäden aus thermoplastischem Kunststoff aus einer Spinndüse mit mehreren Düsenöffnungen mit Unterstützung durch einen Gasstrom verstreckt und auf emer ach drehenden Sammelfläche abgeschie- ι ο den wenden, von wo der dabeiausgebÜGcte Schlauch axial abgezogen and abgeflacht wird, dadurch gekennzeichnet, daB die Düsenöffnungen nebeneinander angeordnet sind und jeweils einen gleichen Abstand von der an der Außenseite einer als säen drehende Trommel ausgebildeten SammelfUche nrtachmm, daß die aus den Düsenöffnungen austretenden Fäden ausschließlich mit Hilfe des Gasstromes verstreckt, in nicht zusammenhängende Stücke zerrissen und auf der Außenfläche der Trommel abgelegt werden, und daß der Abstand zwischen den Düsenöffnungen tind (der Außenfläche der Trommel sowie der Abstand der Düsenöffnungen voneinander so eingestellt werden, daß die Fadenstücke nicht oder nur wenig miteinander verzwirnt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Fadensfflcfce beim Auftreffen auf die Trommel klebrig sind.
3. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenstöcke beim Aiiftreffen auf die Trommel nicht mehr klebrig sind.
DE2462881A 1973-08-31 1974-08-27 Verfahren zum Herstellen eines Vlieses aus thermoplastischen Fasern Expired DE2462881C2 (de)

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