CH650039A5

CH650039A5 - Wirrfaservlies.

Info

Publication number: CH650039A5
Application number: CH8087/80A
Authority: CH
Inventors: Shigeo Fujii; Tokuzo Ikeda; Takashi Mikami; Shuji Okano
Original assignee: Toa Nenryo Kogyo Kk
Priority date: 1979-11-01
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1985-06-28
Also published as: DE3041089A1; FR2468675A1; CA1160010A; JPS6410618B2; GB2063321B; GB2063321A; FR2468675B1; JPS5668152A; BE885979A

Description

Die Erfindung betrifft ein Wirrfaservlies.

Bis jetzt sind viele Ausführungsformen von Wirrfaservliesen entwickelt und für verschiedene Anwendungszwecke weit verbreitet verwendet worden.

Dementsprechend sind verschiedene Ausführungsformen von Wirrfaservliesen und verschiedene Verfahren zur Herstellung derselben bekannt, einschliesslich diejenigen, welche unter der Bezeichnung Schmelzblasverfahren (japanische Offenlegungsschrift Nr. 10258/1974), Schmelzblasgussver-fahren (japanische Offenlegungsschrift Nr. 46 972/1975), Düsenblasverfahren (japanische Offenlegungsschrift Nr. 25 871 /1969) oder ähnliche bekanntgeworden sind. Gemäss diesen Verfahren wird ein thermoplastisches Harz schmelzgesponnen und in der Form von feinen Fasern mittels einer sich mit hoher Geschwindigkeit bewegenden Gasströmung gegen einen sich bewegenden Sammler geblasen.

Kürzlich hat die Firma Toa Nenryo Kogyo K.K., Japan die Verwendung von nach den genannten Verfahren hergestellten Wirrfaservliesen zur Herstellung von Filterstoffen, Teppichen, Kunstleder oder ähnlichem untersucht. Solche Filterstoffe sind in den US-PSen 4075 382 und 4215 682; Teppichein den US-PSen 4217 383 und 3 605 666; Kunstleder in der US-PS 4146 663 und weitere Erzeugnisse in den US-PSen 4042 740; 4096 313; 4298 649; und 3 811957 offenbart. Jedoch weisen die Faservliese, die nach jedem dieser Verfahren hergestellt worden sind, keine gleichförmige Dicke und kein gleichförmiges Flächengewicht auf und sind auch nicht massig, weil die Fasern parallel zu den Oberflächen des jeweiligen Faservlieses verlaufen (d.h. zweidimensional). Die bekannten Erzeugnisse Hessen sich jedoch nicht in zufriedenstellender Weise zur Herstellung von Teppichen, Kunstleder etc. verwenden.

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, ein Wirrfaservlies zu schaffen, das eine neue Struktur aufweist, welche die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Faservliese behebt. Diese Erfindung ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gekennzeichnet.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht, wobei ein Wirrfaservlies gezeigt ist, das die Erfindung verkörpert,

Fig. 2 eine Ansicht gleich derjenigen der Fig. 1, wobei ein aus dem Stand der Technik bekanntes Wirrfaservlies gezeigt ist,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht, welche ein Wirrfaservlies gemäss vorliegender Erfindung zeigt,

Fig. 4 bis 7 verschiedene Ausführungsformen des erfin-dungsgemässen Wirrfaservlieses bei der Ebene A der Fig. 1,

Fig. 8 eine detaillierte Ansicht, in der ein Herstellungsverfahren eines erfindungsgemässen Wirrfaservlieses gezeigt ist,

Fig. 9 und 10 Ansichten der Öffnungen in der zylindrischen Seitenwand der Trommel 81, und

Fig. 11 eine Ansicht, in der das Verfahren gezeigt ist,

gemäss welchem das Wirrfaservlies nach dem in der Fig. 8 gezeigten Verfahren gebildet wird.

Das Wirrfaservlies dieser Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der Fig. 1 bezeichnen die Bezugsziffen 2 und 2' entgegengesetzt angeordnete Oberflächen des Wirrfaservlieses 1, der Buchstabe A bezeichnet eine Schnittebene, welche zwischen der Oberfläche 2 oder einem Teil derselben und der Oberfläche 2' oder einem Teil derselben verläuft (welche Schnittebene aus Gründen der Einfachheit nachstehend mit Längschnittebene bezeichnet ist) und der Buchstabe B bezeichnet eine weitere Schnittebene welche zwischen der Oberfläche 2 oder einem Teil derselben und der Oberfläche 2' oder einem Teil derselben verläuft (welche Schnittebene nachstehend als Querschnittsebene bezeichnet sein wird). Die Bezugsziffer 3 bezeichnet eine Zwischenfaserschicht, die zwischen den Oberflächen 2 und 2' angeordnet ist und die aus einer Mehrzahl langer Fasern zusammengesetzt ist, welche miteinander verschlungen und aufeinander gestapelt sind. Die Bezugsziffern 4,4', 4" bezeichnen dünne Schichten, die jeweils aus verschlungenen langen Fasern zusammengesetzt sind. Die dünnen Schichten 4,4', 4" sind eigentlich einstückig bzw. ununterbrochen miteinander kombiniert und verbunden und können voneinander nicht so klar unterschieden werden wie das in der Fig. 1 gzeigt ist, welche lediglich eine schematische Ansicht ist und dazu dient, die Illustration zu vereinfachen. Weil es jedoch möglich ist, das Vlies in solche Schichten aufzuteilen, wobei jede eine erwünschte Dicke aufweist, zeigt die Fig. 1 das Faservlies so, als ob es aus deutlich unterscheidbaren Schichten zusammengesetzt wäre.

Die Fig. 1 zeigt die dünnen Schichten 4,4', 4" welche miteinander zusammenwirken, um die Oberflächen 2 und 2' des Wirrfaservlieses 1 zu bilden. Diese Eigenschaft bewirkt, dass das Wirrfaservlies dieser Erfindung vollständig verschieden von irgendwelchem bekannten Wirrfaservlies ist, welches solche dünne Schichten 104,104', 104" aufweist, welche im wesentlichen parallel zu seinen Oberflächen 102 und 102' verlaufen wie dies in der Fig. 2 gezeichnet ist.

Die in der Fig. 1 gezeigten dünnen Schichten 4,4', 4" sind jeweils aus einer Mehrzahl Fasern zusammengesetzt, welche miteinander verschlungen sind und bei den Oberflächen gesammelt sind bzw. zusammengenommen sind. In anderen Worten sind die dünnen Schichten derselben Ausbildung wie dies bei den bekannten Faservliesen der Fall ist. Entsprechend ist das Wirrfaservlies dieser Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Fasern zusammen in Richtung der Dicke des Vlieses verlaufend liegen. Die einzelnen Fasern, die jeweils die dünnen Schichten bilden, sind miteinander verschlungen und stehen mit den Oberflächen 2 und 2' in Verbindung um damit diese zu beschreiben.

Die Struktur des Wirrfaservlieses gemäss dieser Erfindung ist in der Fig. 1 schematisch gezeigt. Die Fig. 3-7 zeigen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Wirrfaservlieses. Die Fig. 4-7 zeigen die Ebene A der Fig. 1. Die Fig. 3-6 zeigen die Oberflächen 2 und 2', welche durch Oberflächenschichten gebildet sind, die aus einer Mehrzahl Fasern zusammengesetzt sind; die Fig. 7 zeigt, dass die Oberfläche 2 durch Fasern gebildet ist, die bei der fasrigen Schicht 3 als solche freiliegen. Das Wirrfaservlies der Ausführungsform, die in der Fig. 7 gezeigt ist, kann ebenfalls hergestellt werden, wenn ein Wirrfaservlies der Ausführungsform, wie in den Fig. 3-6 gezeigt ist, entlang einer Längsschnittebene

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geschnitten wird, welche zwischen den Oberflächen 2 und 2' verläuft und parallel dazu verläuft.

Das Wirrfaservlies dieser Erfindung, welches wie oben beschrieben hergestellt worden ist, weist üblicherweise eine Dicke von 0,5 bis 100 mm und eine Flächengewicht von etwa 0,005 bis 2 kg* ~2 auf. Es ist bevorzugterweise aus sehr feinen Fasern hergestellt, welche einen Durchmesser üblicherweise im Bereich von 0,1 bis 30 (x aufweist, vorteilhaft im Bereich von 1 bis 20 |i und noch vorteilhafter im Bereich von 2 bis 10 p..

Obwohl das Wirrfaservlies dieser Erfindung aus irgendwelchem Werkstoff hergestellt werden kann, ohne irgendwelche besondere Begrenzung, ist es erwünscht und vorteilhaft, dieses aus einem thermoplastischen Harz herzustellen. Beispiele der thermoplastischen Harze, welche verwendet werden können sind Polyolefine, beispielsweise Homopoly-mere von Ethylen, Propylen, Buten-1,4-Methylpenten-l oder andere a-Olefine, deren Copolymere und die Mischungen jener Polymere, Polyamide, beispielsweise «Nylon 6», «Nylon 66», «Nylon 612», «Nylon 12» und deren Gemische, Polyester, beispielsweise Polyethylen -Terephthalat, Polybutylen - Terephthalat, und Polyurethan, insbesondere thermoplastische Polyurethane, Ethylen -Vinyl - Azetat - Copolymere, Ethylen - Methacrylsäure-ester - Copolymere, und mit ungesättigten carboxylischen Säuren oder deren Derivate, gepfropfte Copolymeren von Polyole-finen. Es ist auch möglich, irgendwelche Mischung dieser thermoplastischen Harze zu verwenden.

Das Wirrfaservlies dieser Erfindung kann nach mehreren Verfahren hergestellt werden. Es ist möglich, die Oberflä-chenschicht 2 und die fasrige Schicht 3 getrennt voneinander herzustellen und diese dann miteinander zu verbinden jedoch ist es wünschenswerter, diese in einem Verfahrensschritt als einstückige Anordnung zu bilden. Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemässen Wirrfaservlieses wird nun nachfolgend beispielsweise beschrieben.

Es wird Bezug auf die Fig. 8 genommen. Ein thermoplastisches Polymer wird durch einen Einfülltrichter 11 in einen Extruder 5 eingebracht und mittels Hitzeeinwirkung im Extruder 5 geschmolzen. Der schmelzflüssige Stoff wird durch einen am Extruder 5 angeordneten Giessblock 6 hindurchgefördert und durch im Giessblock 6 vorhandene Spinnlöcher 61 fortlaufend gesponnen. Bei beiden Seiten der Spinnlöcher 61 ist der Giessblock 6 mit daneben liegenden Gas abgebenden Löchern 62 versehen und ist mit Gaszufuhrrohren 63 versehen, die dazu dienen, ein Gas den Gas abgebenden Löchern 62 zuzuführen. Ein unter Druck stehendes Gas, das durch die Gaszufuhrrohre 63 zugeführt wird, wird mit einer Geschwindigkeit durch die Gas abgebenden Löcher 62 hinausgeblasen, welche nahe der Schallgeschwindigkeit liegt. Das durch die Spinnlöcher 61 gesponnene thermoplastische Polymer wird durch das Gas, das mit der genannten hohen Geschwindigkeit durch die Gas abgebenden Löcher 62 abgegeben wird, zu feinen Fasern zerrissen, so dass ein Strom aus dem Gas und Fasern 7 erzeugt wird. Falls erwünscht,

kann eine Vorrichtung 10 zum Zuführen von Flüssigkeitstropfen vorhanden sein, um Flüssigkeitstropfen gegen den Faserstrom 7 zu führen. Nachdem der Faserstrom 7 mit diesen Flüssigkeitstropfen in Berührung gekommen ist (obwohl eine solche Berührung nicht notwendig ist) wird der Faserstrom 7 gegen einen Faseraufschlagabschnitt P auf ein

Aufnahmesieb 8 geblasen. Das Aufnahmesieb 8 weist ein Netz oder eine durchlöcherte Platte aus Kunstharz auf, welches Netz bzw. Platte eine Siebfeinheit von 5-200, bevorzugt 5-100 und nochmehr bevorzugt 10-40 aufweist, und ist s um eine Siebtrommel 81 gewickelt. Die Siebtrommel 81 weist eine zylindrische Seitenwand auf, die von einer Vielzahl Löcher 83 durchdrungen ist. Jedes Loch 83 weist bevorzugterweise eine konische Querschnittsform auf und ist von einem inneren Abschnitt 84 und einem äusseren Abschnitt 85 io gebildet, welcher äussere Abschnitt einen grösseren Durchmesser als den inneren Abschnitt 84 aufweist, wie in den Figuren 9 und 10 gezeigt ist. Die Querschnittsform der Öffnungen 83 ist kreisförmig. Die gegen die Oberfläche des Aufnahmesiebes 8 geblasenen Fasern werden vom Faserstrom 7 15 getrennt und bilden ein Faservlies 1. Das in dieser Weise gebildete Wirrfaservlies wird mittels einer Druckvorrichtung 9 zu einer vorbestimmten Dicke zusammengepresst und um eine Aufwickeltrommel 13 gewunden, nachdem es um die Walzen 71 und 71 ' geführt worden ist. Die Druckvorrichtung 20 9 weist ein Netz oder eine durchlöcherte Platte derselben Formgebung auf, wie dies der Fall beim Aufnahmesieb 8 ist, welches Netz bzw. welche Platte in einer Weise um die Trommel 91 und 91' geführt ist, wie dies der Fall bei der Siebtrommel 81 ist. Zwischen dem Aufnahmeglied 8 und der 25 Druckvorrichtung 9 ist ein Fasersammelbereich 12 gebildet. Es ist eine Sprühvorrichtung 14 vorhanden, die, falls nötig, dem Aufnahmeglied 8 ein Kühlfluid zuführt.

Das Wirrfaservlies dieser Erfindung kann mittels des oben beschriebenen Verfahrens wirksam hergestellt werden. Die 30 Fig. 11 zeigt schematisch wie aus den Fasern ein Vlies gebildet wird. Wenn der Faserstrom 7, der aus einer Mehrzahl Fasern gebildet ist, gegen den Fasersammelbereich 12 geblasen wird, der zwischen dem Aufnahmesieb 8 und der Druckvorrichtung 9 gebildet ist, verschlingen sich die ein-35 zelnen Fasern und werden aufeinander gelegt, so dass ein Faservlies 1 entsteht.

Die Längsschnittebene des Wirrfaservlieses 1, die bei A in Fig. 1 gezeigt ist, kann verschiedene Muster aufweisen, wie in 40 den Figuren 3-7 gezeigt ist, welche Muster vom Winkel abhängen, mit welchem der Faserstrom 7 geblasen ist und/ oder von der relativen Stellung des Aufnahmegliedes 8 und der Druckvorrichtung 9. Das heisst, falls der Faserstrom 7 tangential zum Umfang der das Aufnahmesieb 8 tragenden 45 Siebtrommel 81 verläuft oder einen kleinen Winkel mit der gedachten Tangente einschliesst, oder falls das Aufnahmesieb 8 und die Druckvorrichtung 9 einen grösseren Abstand voneinander aufweisen, neigen die dünnen Schichten 4,4', 4" dazu, allgemein geradlinig zu liegen, wie in der Fig. 4 s0 gezeigt ist. Falls, im Gegensatz dazu, der Faserstrom 7 mit dem Umfang der das Aufnahmeglied 8 tragenden Siebtrommel 81 einen grossen Winkel einschliesst, oder falls das Aufnahmesieb 8 und die Druckvorrichtung 9 näher zueinander gebracht werden, verlaufen die dünnen Schichten 4,4', ss 4" jeweils spitzwinklig geknickt, wie in der Fig, 6 gezeigt ist.

Das Wirrfaservlies dieser Erfindung, welches wie oben beschrieben worden ist, weist einen feinen Griff eine gleichförmige Dicke und ein gleichförmiges Grundgewicht auf, Ergebnisse, die von keinem bekannten Faservlies erhalten 60 werden, das zum Herstellen von Filterstoffen, Teppichen, Substraten für Kunstleder oder ähnliches verwendet wird.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Wirrfaservlies, gekennzeichnet durch schmelzgeblasene Fasern, die eine Vielzahl untereinander durch gegenseitig verschlungene Fasern verbundene Faserschichten bilden, die sich zwischen mindestens einem Teil der einen von beiden Vlies-Oberflächen und mindestens einem Teil der dieser einen gegenüberliegenden anderen Vlies-Oberfläche erstrecken.

2. Wirrfaservlies nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern einen Durchmesser von 0,1-30 Mikron aufweisen.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Faservlies nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Flächengewicht von 0,005-2 kg • m~2.

4. Wirrfaservlies nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch eine Dicke von 0,5 bis 100 mm.