DE1950435C3 - Fadenabzugskanal zur Herstellung von Spinnvliesen aus mindestens zwei verschiedenen Arten von endlosen Fäden - Google Patents

Description

I .inem Faservlies kann man besondere Eigenschaften verleihen, wenn man verschiedene Faserarten mischt. Dies gilt auch für Spinnvliese, d. h. Vliese aus endlosen oder im wesentlichen endlosen Fäden aus thermoplastischen Materialien, vorzugsweise synthetischen Polymeren, bei denen die Endlosfäden durch Luftströme von Spinndüsen abgezogen, verstreckl und anschließend auf einem luftdurchlässigen Ablageband zu einem Vlies abgelegt werden. So bringt man in derartige Mischvliese beispielsweise Schrumpffiiden ein, um den Vliesvcrband durch thermische Beeinflussung zu schrumpfen und ihm damit ein höheres Volumen zu geben, ferner Bindefäden, die eher erweichen als die übrigen Strukturfäden, und ganz allgemein mischt man physikalisch oder chemisch verschiedene Fäden, um besondere Effektc zu er/.iclen. Auch die Vermischung von dicken und dünnen Fäden des gleichen Rohstoffes kann bei bestimmten Anwendungen Vorteile bringen. Für die spätere Anwendung ist im allgemeinen eine möglichst gute Vermischung der verschiedenen, mindestens zwei Fadenarten Voraussetzung. Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung der Vermischung mit dem Ziel, eine möglichst gleichmäßige Verteilung der verschiedenen Fäden im Vlies zu erreichen, so daß Anhäufungen einer Fadenart vermieden werden.

Im einfachsten Fall werden Fäden von zwei oder mehreren Spinndüsen in einen Abzugsluftkanal eingeführt. In diesen grundsätzlich bekannten Kanal wird Luft über Schlitze in Richtung der Fadenbewegung eingeblasen. Auf beide Fadenscharen wird dabei die gleiehe Kraft ausgeübt. Dies ist aber nur ein Fall unter vielen möglichen. Im allgemeinen werden die verschiedenen Fadenscharen bei verschiedenen Luftgeschwindigkeiten gesponnen; denn je nach dem Durchsatz durch die Spinnlöcher und der Rohstoffart gehört zu jeder Fadenschar eine andere optimale Geschwindigkeit. Man zieht daher auch die Fäden durch verschiedene Kanäle und erreicht eine gewisse Vermischung der

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Fäden im Vlies dadurch, daß man die Kanäle bzw. die Faden-Luftstrahlen über dem luftdurchlässigen Ablageband hin- und herschwenkt. Dies führt aber zu Schichten im Vlies, in denen eine Fadenart verstärkt auftritt. Eine andere bekanntgewordene Anwendungsform bei der Herstellung von Mischvliesen besteht darin, daß man die Fäden ebenfalls in getrennten Kanälen spinnt und die sie begleitenden Luftstrahlen nach dem Austritt aus den Kanälen durch aerodynamische Methoden als Strahlen vermischt (s. schweizerisches Patent 4 66 113). Dieses Verfahren ist bis zu gewissen Differenzgeschwindigkeiten zwischen den verschiedenen Luftströmen möglich. Wenn die Differenz zu groß wird, gelingt es nur noch unvollkommen, die Fäden zu vermischen.

Mit der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe, ein von verschiedenartigen Endlosfäden gleichmäßig durchsetztes Vlies zu erzeugen, dadurch gelöst, daß ein Fadenabzugskanal durch eine Trennwand in zwei parallele Kanalzonen unterteilt ist, wobei mindestens eine dieser Zonen eine Einrichtung zur Zuführung eines strömungsfähigen Fadenabzugsmittels, vorzugsweise Luft, aufweist, daß eine der Kanalzonen in ihrem Austrittsbereich eine Veränderung des Strömungsquerschnittes aufweist, die derart ist, daß die Strömungsmittelgcschwindigkeit am Austrittsende beider Kanalzonen etwa den gleichen Wert hat. und daß an beide Kanalzoncn eine gemeinsame Mischkammer angeschlossen ist.

In den F i g. 1 und 2 sind schematisch Ausführungsformen der Erfindung für die Vermischung von zwei Fadenscharen dargestellt. Ein bevorzugter Anwendungsfall des Erfindungsgedankens bezieht sich auf die Vermischung von in Reihen angeordneten Fäden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das Prinzip auf koaxial angeordnete Fadenscharen anzuwenden.

In F i g, 1 wird von nicht näher gekennzeichneten Spinndüsen I und 2 eine Fadenschar 3 und eine Fadenschar 4 von einem im Schnitt gezeigten Luftkanal 5 abgezogen. Die Fadenschar erstreckt sich senkrecht zur Zeichenebene. In den Luftkanal wird in Richtung der eingezeichneten Pfeile 6 und 7 ein Gas unter einem bestimmten Druck, vorzugsweise Luft, in die Kammern 8 und 9 eingeführt und durch die Schlitze 10 und 11 nach unten ausgeblasen. Dabei entsteht eine Ejektorwirkung so daß Luft aus dem Raum zwischen den Spinndüsen und dem Luftkanal angesaugt wird. Diese hilft, die Fäden in den Kanal einzuführen. Wesentlich an diesem Kanal — im Unterschied zu den bisher bekannten — ist die Trennwand 12, die sich zwischen den beiden Kanalwänden 13 und 14 befindet. Bei bestimmter Konfiguration des Blasschlitzes ergab sich nämlich, daß es möglich ist, die Fäden auch durch einen Kanal zu führen, bei dem nur an einer Wand durch einen Schlitz Gas einströmt. Durch die Gasströmung in den beiden Kanalhälften 15 und 16 wird auf die Fäden eine Kraft ausgeübt, die sie aus dem schmelzflüssigen Zustand an der Spinndüse auf einen geringeren Durchmesser verzieht und ihnen eine — je nach der durch die Luftströmung aufgebrachten Kraft ■- molekulare Orientierung und damit Festigkeit verleiht. Im allgemeinen Fall herrschen in beiden Kanalhälften 15 und 16 unterschiedliche Geschwindigkeiten, und zwar sind es die Geschwindigkeiten, die für das Spinnen der beiden Fadenscharen jeweils die günstigsten sind.

Würde man nun sehr unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten parallel zusammenführen, so würden sich die Fadenscharen bei einem Unterschied von etwa über 1000 m/min nicht mehr hinreichend gut vermischen.

Die Fadenscharen bleiben im wesentlichen getrennt. Allerdings kommt es durch diese Konstriktion des Kanals mit der Trennwand 12 schon zu einer weitaus besseren Vermischung als bei vielen der bisher bekannten Methoden. Eine Verbesserung der Vermischung, insbesondere bei größeren Differenzgeschwindigkeiten zwischen beiden Luftströmen, geschieht nun dadurch, daß vor Erreichen der Mischstrecke 17 der eine Luftstrom 16, der die höhere Geschwindigkeit hat. verzögert wird und beide Luftströme erst dann zusammengeführt werden, wenn ihre Geschwindigkeiten auf das für die Vermischung notwendige Maß angeglichen sind. Ebenso wie man den Kanal 16 zur Verzögerung der Luftströmung diffusorförmig, also divergent ausführt, könnte man auch den Kanal mit der kleineren Lultgcschwindigkeit düsenförmig, als konvergent gestalten, so daß dieser Luftstrom beschleunigt wird. Die günstigste Länge der Mischstrecke .·/ kann durch einen Versuch leicht gefunden werden.

Bei nicht allzu großen Geschwindigkeitsdifferenzen »o zwischen beiden Luftströmen genügt es oft, nur eine kleine oder gar keine Mischzone von der Länge «ι zu haben: Beide Strahlen vermischen sich dann auch gut in der Zone zwischen dem Kanal und dem hier nicht gezeigten Auffangband. »5

Ein häufiger Fall für Mischvliesc ist das Spinnen von Strukturfäden, die dem Vlies die Festigkeit geben, und von Bindefäden, die einen geringeren Schmelzpunkt haben und durch thermische Beeinflussung die Verschweißung und damit die Verfestigung des Fadenverbandes ergeben.

Die Bindefäden machen im allgemeinen einen geringeren Prozentsatz des gesamten Fadengewichtes im Vlies aus. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Spinndüse ein? geringere Anzahl von Spinnbohrungen hat und/oder daß der Schmelzedurchsatz pro Spinnloch kleiner ist. Da es außerdem nicht su sehr darauf ankommt, die Bindefäden möglichst hoch zu orientieren, weil sie ohnehin wieder aufgeschmolzen werden und ihnen die Aufgabe zukommt, das Vlies zu verfestigen, die mechanische Festigkeit des Vlieses aber durch die Strukturfäden gegeben wird, so worden diese Bindefäden meistens mit einer geringeren Luftgeschwindigkeit gesponnen. In diesem Fall biete· sich nach der Erfindung eine recht einfache Form eines Abzugluftkanals an, in dem die Fäden auch gleichzeitig zur Vermischung gebracht werden bzw. in dem die Vermischung eingeleitet wird.

In F i g. 2 ist ein derartiger Kanal schematisch wiedergegeben. Während die eine Hälfte 18 des Kanals ähnlich gestaltet ist wie in F i g. 1, befindet sich auf der anderen Seite der Trennwand 12 nur eine begleitende Wand 24, also ohne daß auf dieser Seite Luft eingeblasen wird. Während die Fadenschar 19 aus Fäden besteht, die in der Kanalhälfte 18 einer hohen Geschwindigkeit unterworfen sind, wird die Fadenschar 20 dadurch gesponnen, daß durch die Strömung in 18 eine Ejektorwirkung auf den Kanal 21 ausgeübt wird, dergestalt, daß in den Kanal 21 von oben Luft eingesaugt wird. Diese angesaugte Luft führt die Fadenschar 20. Beide Scharen werden anschließend in der beschriebenen Weise vermischt. Nach der Vermischung beider Luftströme im Raum 23 wirkt auf die Schar 20 eine Kraft entsprechend der sich durch die Vermischung ergebenden Luftgeschwindigkeit.

Es ist manchmal von Vorteil, wenn man nichi nur die Geschwindigkeiten beider Luftströme einander angleicht, indem man den einen verzögert und/oder den anderen beschleunigt, sondern daß man durch diese Maßnahmen zunächst beide Fadenscharen vormiscln und durch eine anschließende erneute Beschleunigung nach der Mischstrecke 17 durch eine düsenförmig ausgebildete Kanalstrecke eine weitere Vermischung hervorruft. Man kann die Vermischung auch dadurch steuern, daß man den einen Luftstrom am Austritt des Kanals auf den anderen zulenkt, indem man erst dort eine Wand, beispielsweise in Richtung auf die andere hin, umbiegt. Auch die Verlängerung nur einer Kanalwand über die andere hinaus kann besondere Effekte bei bestimmten Luftgeschwindigkeiten bringen. In jedem Fall ist die Aufgabe, Spinnvliese aus verschiedenen synthetischen Polymeren herzustellen, mit einem Kanal nach der Erfindung baulich einfacher durchzuführen als wenn man die bisher bekannten Kanäle aufeinander zuführt.

Die Vermischung unterschiedlicher Fadenscharen ist selbst bei Geschwindigkeitsdifferenzen von über 3000 m/min so gut, daß bei Vliesen z. B. aus Homopolyester und Copolyester oder aus Polyester und Polypropylen, die anschließend zwischen beheizten Walzen verfestigt wurden, keine Festigkeitsunterschiede auftraten. Auch bei der Herstellung eines Spinnvlieses, bei dem eine Fadenschar aus gefärbtem Kunststoffgranulat ersponnen wurde, zeigte sich eine homogene Fadenverteiiung daran, daß das Vlies eine gleichmäßige Farbe hatte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: 19 3

1. Fadenabzugskanal zur Herstellung von Spinnvliesen, die aus mindestens zwei verschiedenen Arten von endlosen Fäden bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal durch eine Trennwand (12) in zwei parallele Kanalzonen (15 und 16) unterteilt ist, wobei mindestens eine dieser Zonen eine Einrichtung (8, 10; 9, 11) zjr Zuführung eines strömungsfähigen Fadenabzugsmiltels (6; 7), vorzugsweise Luft, aufweist, daß eine der Kanalzonen (15; 16) in ihrem Austrittsbereich eine Veränderung des Strömungsquerschnittes aufweist, die derar«. ist, daß die Strömungsmiaelgeschwindigkeit am Austrittsende beider Kanalzonen (15 und 16) etwa den gleichen Wer! hai, und daß an beide Kanalzonen eine gemeinsame Mischkammer (17) angeschlossen ist.

2. Fadenabzugskanal nach Anspruch 1, dadurch ao gekennzeichnet, daß nur auf der einen Seite der Trennwand 12 eine Strömung durch Einblasen von Gas, vorzugsweise Luft, cr/.eugbar ist, während auf der anderen Seite der Trennwand durch die Ejektorwirkung des vorgenannten Luftstromes eine »5 Strömung entstehen kann.