DE1635596B2 - FadenabzugsdOse zur Verwendung bei der Faservlies-Herstellung - Google Patents

Description

3. Fadenabzugsdüse nach Anspruch 2, dadurch ermöglichen.

gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Die obigen Anforderungen an das Verhalten der Umschließungskanals rechteckig ist und die 35 Düse werden durch die Erfordernisse der technischen Schmalseiten des Diffusorabschnittes durchlässige Fertiguag, nämlich die Erzeugung einer breiten Vlies-Wandungen aufweist, die mit den Abzugskammern schicht und ein wirtschaftliches Arbeiten, weiter geverbunden sind. steigert. So verstärkt die hohe Zahl von Fäden, die

beim technischen Arbeiten von jeder Düsenvorrich-30 tung gefördert werden (diese Zahl kann 700 bis 800

oder mehr betragen), den Bedarf an einem gleichmäßigen Geschwindigkeitsprofil in der Düsenvorrichtung. Die Notwendigkeit, breite Schichten oder

Die Erfindung betrifft eine Fadenabzugsdüse zur Bahnen herzustellen, erfordert die Vereinigung der

Verwendung bei der Faservlies-Herstellung, wobei ₃₅ Materialabgabe einer Vielzahl von Düsenvorrich-

eine Vielzahl von Endlosfäden mittels eines Hoch- tungen. Dies wiederum erfolgt am zufriedenstellend-

geschwindigkeits-Fluidstroms (nachfolgend auch kurz: sten und wirtschaftlichsten, wenn die Materialabgabe

Arbeitsmittel) durch einen Umschließungskanal hin- jeder Düse in der Schicht-Ablegezone einen breiten

durch zu einer Zone gefördert wird, in der die Fäden Ablegebereich ergibt und auf dem gesammelten Ab-

zur Bildung eines Vlieses abgelegt werden. 40 legebereich eine gleichmäßige Fadenkonzentration

Die Förderung von Fäden mittels eines eine hohe vorliegt.

Geschwindigkeit aufweisenden Arbeitsmittelstroms in Aus der OE-PS 183 505 sind perforierte Wände einer Düsenvorrichtung ist der Textiltechnik vertraut zum Luftaustritt bekannt. Die dort beschriebene Vor- und stellt eine besonders wertvolle Methode für den richtung betrifft jedoch keine Faden-Abzugsdüse, Einsatz bei einem vor kurzem entwickelten Verfahren 45 sondern einen Kühlschacht für schmelzgesponnene zur Herstellung von Faservliesstoffen (Nonwoven Kunstfäden.

Fabrics) dar, die von Endloskunstfäden aus orga- Perforierte Kühlschachtwände sind außerdem aus nischem Material gebildet werden. Bei diesem, in der FR-PS 1 402 829 bekannt. Bei der dort beschriebenen britischen Patentschrift 932 482 beschriebenen Ver- Vorrichtung erfolgt die Strömung des Kühlmediums fahren wird ein vielfädiger Strang von Endlosfäden 50 jedoch auf Grund von Konvektion und ist der Beunter Spannung nach an sich bekannten Techniken, wegungsrichtung der Fäden entgegengesetzt,
z. B. reibungselektrisch oder durch Hindurchführen Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Fäden durch eine Koronaentladungszone, elektro- der Bereitstellung einer Fadenabzugsdüse zur Verwenstatisch geladen. Die geladenen Fäden werden dann dung bei der Faservliesherstellung, die die Förderung mittels einer Düsenvorrichtung zu einer Schicht- 55 der Fäden durch einen Arbeitsmittelstrom hoher Geablegezone gefördert. Die auf die Fäden wirkende schwindigkeit bei minimaler Faden-Ineinanderver-Spannung wird beim Austritt aus der Düsenvorrich- wirrung und Fadenbündelbildung und das gleichtung entlastet, wodurch sich die Fäden auf Grund der mäßige Expandieren des Arbeitsmittelstroms und der Abstoßwirkung der aufgebrachten, elektrostatischen sich mit ihm bewegenden Fäden ermöglicht.
Ladung voneinander trennen können, und die Fäden 60 Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch werden, während sie auf diese Weise getrennt sind, als gelöst, daß Teile der Wände des Umschließungs-Faservliesschicht oder -bahn gesammelt. Die Fäden kanals für den Fluidstrom durchlässig sind und mit sind in der gesamten, so erhaltenen Schicht statistisch Abzugskammern verbunden sind,
ungeordnet (regellos) und gleichmäßig verteilt und von Vorzugsweise enthält das stromabgelegene Ende Fadenaggregat- oder Fadenbündelbildungen im we- 65 des Umschließungskanals einen Diffusorabschnitt, in sentlichen frei. Diese Fadenanordnung ist hoch- welchem sich die Querschnittsfläche des Umschlieerwünscht, da sie eine isotrope Schicht ergibt, die be- ßungskanals von der Eintrittsöffnung zur Austrittszüglich ihrer Undurchsichtigkeit außergewöhnlich öffnung des Diffusorabschnitts erhöht, und sind Teile

f ³ *

jgr Wände des Diffusorabschnitts durchlassig und mit bereich erhalten, dessen Breite mehr als das Dreifache

den Abzugskammern verbunden. d_{er onne} Greiozschichtentfernung erzielbaren beträgt.

Vorzugsweise ist ferner die Querschnittsfläche des Bei dem in der obengenannten britischen Patent-

ijjnscJiließangskanals rechteckig und weisen die schrift beschriebenen allgemeinen Verfahren ist eine

Schmalseiten des Diffusorabschnittes durchlässige 5 starke elektrostatische Ladung auf den Fäden er-

dn auf die mit den Abzugskammern ver wüht i t Fdt ielen und

des Diffusorabschnittes durchlässige 5 starke elektrostatische Ladung auf den Fäden er tyaadungen auf, die mit den Abzugskammern ver- wünscht, um eine gute Fadentrennung zu erzielen und bunden sind. Fadenaggregate in der Vliesschicht zu vermeiden. F.ine

Pie Erfindung ermöglicht die Förderung von starke Ladung zeigt jedoch die Tendenz, die Fäden in fäden mittels eines eine hohe Geschwindigkeit auf- Kontakt mit den Wänden der Düsenvorrichtung zu weisenden Arbeitsmittelstroms bei minimierter Faden- 10 treiben. Dies kann zu Inhomogenitäten in der Vliesineuianderwirning und Fadenbündelbildung sowie eine schicht und häufig zu einer Verstopfung der Düsen-Fadenförderung mittels eines schnellen Arbeitsmittel- vorrichtung führen.

itroins von gleichmäßigem Geschwindigkeitsprofil Bei bestimmten Anwendungszwecken werden die

und erlaubt die gleichmäßige Expandierung eines Ar- Düsenvorrichtungen auch dazu eingesetzt, die Fäden beitsmittelstroms, der einen sich im Gleichstrom mit 15 wärmezubehaindeln, z. B. die Eigenschaft der sponihm bewegenden Fadenstrang enthält. Sie macht tanen Ausdehnbarkeit (wie in der USA.-Patentschrift weiter eine Düsenvorrichtung verfügbar, mit welcher 2 952 879 beschrieben) zu erzeugen. Hieraus ergeben mit einem schnellen Arbeitsmittelstrom eine Förder- sich weitere Anforderungen an die Düsenvorrichspannung auf einen vielfädigen Endlosfadenstrang tung, da die heißen Fäden anfälliger dafür sind, bei ausgeübt werden kann, wobei das Geschwindigkeits- so Berührung der Wände der Düsenvorrichtung an profil des Arbeitsmittelstroms gleichmäßig ist, sowie diesen kleben zu bleiben, wodurch sich die Möglichweiter einen eine gleichmäßige Ausbreitung der Fäden keit eines Auftretens von Fadenaggregaten in der ergebenden Diffusor-Abschnitt für eine Düsenvorricb- Vliesschicht und einer Verstopfung der Düsenvorrichtung für die Fadenförderung. tung verstärkt. Zur Vermeidung dieser Probleme kann Die obengenannten Kanäle können einen kreis- 35 man die Düsenvorrichtung so ausbilden und betreiben, förmigen oder rechteckigen Querschnitt und eine daß ein Zusammenkommen von Fäden mit den Wängleichbleibende, zunehmende oder abnehmende Quer- den der Düsenvorrichtung minimiert wird, schnittsfläche aufweisen. Im Hauptteil oder Körper Hierzu werden z. B. die Grenzschichten längs der der Fadenförder-Düsenvorrichtungen kann man mit Breitwände des Diffusorabschnittes einer Schlitzdüse Divergenzwinkeln von bis zu etwa 6° arbeiten, wäh- 30 verstärkt, um eine dicke, turbulente Schicht zu erhaltend im Diffusorabschnitt normalerweise eine Diver- ten, welche die Berührung der Wände durch die Fäden eenz von beträchtlich über 6° zur Anwendung kommt. verhindert. Diese dickere Schicht läßt sich erzeugen, Der von dem Diffusorabschnitt gebildete Faden- indem man die Innenseiten der Breitwände durch durchlaß erweitert sich in der Strömungsrichtung. Strahlen mit Schleifmitteln durch Beschichtung Der Diffusorabschnitt kann als Teil der Düsenvor- 35 oder auf andere, zweckentsprechende Weise rauhi. richtung ausgebildet sein und mit dieser ein Ganzes Stufenweise Vergrößerungen der Querschnittsinnenbilden oder an den Ausgang der Düsenvorrichtung an- fläche führen zur Ausbildung einer turbulenten Grenzest _sein schicht nach der Stufe. Nach einer anderen, bevorzug-Bei Düsenvorrichtungen mit Kreisquerschnitt ist ten Technik wird in die Düsenvorrichtung unter einem der Abzug des Arbeitsmittels zur Regelung der Grenz- 40 kleinen Winkel mit der Strömung des Hauptarbeitsschicht gewöhnlich auf den Diffusorabschnitt be- mittelstroms in der Vorrichtung zusätzliches Arbeitsschränkt Bei Schlitzdüsenvorrichtungen, d. h. Düsen- mittel eingeführt. Dieses zusätzliche Arbeitsmittel vorrichtungen mit rechteckigem Querschnitt, erfolgt das kann unter Druck oder durch Saugwirkung in den Abziehen des Arbeitsmittels in dem Düsenvorrichtungs- Hauptarbeitsmittelstrom an dem Punkt, an dem der körper und bzw. oder im Diffusorabschnitt. Als be- 45 Diffusorabschnitt der Düsenvorrichtung beginnt, oder sonders wertvoll erweist sich die Grenzschichtrege- längs der Breitwände in den Düsenvorrichtungskörper lung durch Abziehen eines Teils des Arbeitsmittels eingeführt werden.

bei den Schlitzdüsen von hohem Streckenverhältnis Die Erfindung ist nachfolgend näher an Hand der

(Verhältnis der Länge zur Breite des rechteckigen Zeichnungen erläutert, in denen Querschnittes). Bei Schlitzdüsen wird das Arbeits- 50 F i g. 1 schematisch das Geschwindigkeitspronl mittel an den Schmalwänden der Düsenvornchtung eines einen umschlossenen Kanal durchströmenden abgezogen. Im Körperabschnitt der Düsenvorrichtung Arbeitsmittelstroms und das Anwachsen der Orenzführt das Abziehen eines Teils des Arbeitsmittels durch schicht zeigt,

die Schmalwände zu einer wesentlich verbesserten F i g. 2 wie in F i g. 1 die Ausw.rkung von in dem

Gleichmäßigkeit des Geschwindigkeitsprofils des Ar- 55 Arbeitsmittelstrom befindlichen Faden auf das uebeksmittelstroms schwindigkeitsprofil des Arbeitsmittelstroms wie auch

Im Diffusorabschnitt der Düsenvorrichtung nimmt die ungleichmäßige Verteilung der Faden in dem die Abmessung der Breitwände in der Richtung der Strom zeigt

Arbeitsmittelströmung genügend rasch zu, so daß die F i g. 3 d.e Auswirkung eines AbzieJens eines Teils

Schmalwände unter einem Winkel von über 6° aus- 60 der Arbe.tsmittelsch.cht benachbart den Kanalgrenekianderiaufen. Durch Abziehen eines Teils des Ar- zen gemäß der Erfindung auf das Geschwindigkeitbeitsmittels durch diese Schmalwände erfolgt eine profil der fadenhaltigen Arbe.tsm.ttelstrome von Blatte und gleichmäßige Expandierung des Arbeits- F 1 g. 2 erläutert,

Station»' und des" in ihm enthaltenen Faden- F i g. 4 schematich den Weg eines «hneUen Ar-

materials unter Ausbildung eines breiten Ablege- 6₅ beitsmittelstroms und in d.esem enthaltener, sicn bereiches in der Schicht-Ablegezone und einer gleich- gleichsinnig mit d.esem bewegender Faden beim mäßigen Fadenkonzentration in dem gesamten Be- Passieren e.nes Diffusors mit seinem Divergenz reich. Man kann mit diesem Verfahren einen Ablege- winkel von über 6 zeigt,

F i g. 5 ähnlich wie in F i g. 4 die Auswirkung des schlagenen Wege zeigen die glatte und gleichmäßige

Entfernens eines Teils der Grenzschicht auf die Expan- Expandierung des Luftstroms. Die aus dem Diffusor

dierung des Arbeitsmittelstroms und das in diesem ent- austretenden Fäden zeigen anstatt der für das Faden-

haltene Fadenmaterial zeigt, verhalten ohne Einsatz eines wirksamen Diffusors

F i g. 6 in Seitenansicht und zur Darstellung des 5 typischen, wellenförmigen Bewegung in Bündeln oder Innenaufbaus zum Teil gebrochen eine spezielle Aus- Gruppen ein seitliches Wandern in Form von Einzelführungsform eines an den Ausgang einer Düsenvor- fäden. Auf diese Weise werden durch wellenförmige richtung angesetzten Diffusors gemäß der Erfindung Bewegungen des Fadenbündels entstehende Ungleicherläutert und mäßigkeiten auf ein Minimum gebracht, und die

F i g. 7 eine Ansicht nach Linie A-A von F i g. 6 ox Gleichmäßigkeit der anfallenden Schicht ist wesent-

zeigt. Hch verbessert.

Der oben verwendete Begriff des »Stroms eines Ein an den Ausgang eines Schlitzkanals angesetzter

fließfähigen Mediums« oder »Arbeitsmittelstroms« um- Diffusorabschnitt ist zwar bei der Ausbildung nach

faßt sowohl Flüssigkeits- als auch Gasströme. Das be- F i g. 5, so daß ein Teil der Grenzschicht benachbart

vorzugte Arbeitsmittel für die Fadenförderung bildet 15 der Diffusorwände entfernt wird, für eine gleichmäßige

die Luft. Die Hauptluft oder der Düse zugeführte Luft Ausbreitung eines Fadenstrangs hochwirksam, wirkt

stellt unter hohem Druck stehende Luft dar, welche in aber hohen Geschwindigkeitsscheiteln, wie den in

die Düsenvorrichtung unter einem Winkel mit dem F i g. 2 gezeigten, nicht vollständig entgegen. Bei be-

Fadenstrom und in dessen Richtung eintritt und auf sonders bevorzugten Düsenvorrichtungen ist dement-

die Fäden unter Förderung derselben eine Spannung 20 sprechend ein Mittel vorgesehen, um einen Teil der

zur Einwirkung bringt. Dieses Prinzip ist von der in Grenzschichten sowohl im Körper als auch im

de» nachfolgend erörterten Weise eingesaugten oder Diffusorabschnitt der Vorrichtung zu entfernen,

zur Verstärkung von Grenzschichten zugeführten Luft Die F i g. 6 und 7 erläutern eine Ausführungsform

zu unterscheiden. eines Diffusors gemäß der Erfindung, die für den

F i g. 1 zeigt bei 1, 2 und 3 die Geschwindigkeits- 35 Anbau an den Ausgang einer Fadenförder-Düsenvor-

profile eines Luftstroms, der sich durch einen engen, richtung von rechteckigem Querschnitt ausgebildet

umschlossenen Kanal von hohem Streckenverhältnis ist.

bewegt. Die gestrichelten Linien 4 zeigen das An- Das Diffusorgehäuse wird von Seitenteilen 19 und wachsen der Grenzschicht längs der Schmalseiten- Endteilen 20 gebildet. Die Seitenteile 19 sind nahe wände 5 des Kanals, das sich mit der Bewegung der 30 aneinander angeordnet und bilden, den Langseiten Luft in der Pfeilrichtung ergibt. Wenn dieser sich des Rechteck-Querschnittes entsprechend, die Breitrasch bewegende Luftstrom sich langsamer bewegende wände des Fadendurchlasses 21. Der Fadendurchlaß Fäden enthält, wird die Geschwindigkeit des Luft- zwischen diesen Wänden divergiert unter einem hauptstroms vermindert, und die Geschwindigkeiten kleinen Winkel in der Größenordnung von etwa 2° in der Nähe der Schmalseiten werden erhöht, wie in 35 oder darunter. Die Ränder der Seitenteile laufen unter F i g. 2 von den Geschwindigkeitsprofilen 6, 7 und 8 einem Winkel von über 3° auseinander und wirken mit gezeigt. Durch ein Wandern von Fäden 9 zu den Ge- den Endteilen unter Bildung eines Fadendurchlasses schwindigkeitsscheiteln ergibt sich eine hohe Konzen- zusammen, de^en Endteile einen Winkel von über 6° tration an den Rändern der aus dem Kanalausgang einschließen. Mit Gehäusen 23 und perforierten Plataustretenden Fadengruppe. Das Ablegen einer Vlies- 4° ten 24 sind in den Endteilen Vakuumkammern 22 schicht aus einer solchen Gruppe von Fäden führt zu ausgebildet. Die Platten 24 bilden, den Schmalseiten einer gefleckten, Fadenaggregate aufweisenden Schicht. des Rechteck-Querschnittes entsprechend, die Schmal-

F i g. 3 zeigt den überraschenden Effekt der Ab- wände des Fadendurchlasses. Die Perforationen 25 in

flachung der Geschwindigkeitsprofile und die gleich- der Platte 24 münden, wie am besten in F i g. 7 zu

mäßige Verteilung der Fäden über den Kanal, die man 45 sehen ist, in den Fadendurchlaß. Aus dem Faden-

beim Abziehen eines Teils der Luft in der Grenzschicht durchlaß wird durch die Perforationen Luft mittels

durch in den Wänden 5 befindliche Perforationen 10 eines Vakuums abgezogen, das an die Kammer 22

in Saugkammern 11, 12, 13 und 14 erhält. Im all- durch den Einlaß 26 angelegt wird. Der Diffusor-

gemeinen werden Mehrfachkammem längs jeder abschnitt ist am Ausgang der in F i g. 6 und 7 ange-

Seitenwand (wie in F i g. 3) bevorzugt, um eine 50 deuteten Düsenvorrichtung mittels Schrauben 27 über

bessere Regelbarkeit der an verschiedenen Stellen im Flansche 28,29 an den Endplatten 30 derDüsenvorrich-

Kanal abgezogenen Luftmenge zu erhalten, aber auch tting bzw. Endteilen 20 des Diffusorabschnittes be-

Einzelkammern auf jeder Seite sind anwendbar. Die festigt.

Seitenwände werden von durchbrochenen Teilen, wie Die bevorzugte Ausführungsform des Diffusor-

perforierten Metallplatten, Sinterglas oder ähnlichen, 55 abschnittes nach F i g. 6 und 7 erlaubt ein Abziehen

porösen Gefügen gebildet. eines Teils der Luft in den Grenzschichten benachbart

Eine weitere Anwendung der Erfindung ist in F i g. 4 der Schinalwände des Fadendurchlasses und die Ver- und 5 erläutert. F i g. 4 zeigt den Anstritt von Fäden Stärkung der Grenzschichten benachbart den Breitaus einem Diffusorabschnitt 15, dessen Wände unter wänden des Fadendurchlasses durch Einsaugen zueinem eingeschlossenen Winkel von über 6° gegenüber 60 sätzlicher Luft in den Fadendurchlaß. Auf diese Weise den Kanalwänden 5 divergieren. Wie in F i g. 4 ge- kann man, wenn gewünscht, sowohl eine Ausbreitung zeigt, vermag der Diffusor den angestrebten Zweck. der Fäden als auch eine Verhinderung des Zusammennämlich die Ausbreitung des Fadenstrangs 9, nicht zu kommens der Fäden mit den Diffusorwänden erhalten, erfüllen. wobei dies mit der Anordnung nach F i g. 6 und 7

Nach F i g. 5 wird ein Teil der Luft benachbart den 65 möglich ist. Die Lage des Diffusorabschnittes, beson-

Diffusorwänden durch Perforationen 16 in den Wän- ders der Seitenteile 19, in bezug auf die Effusor-

den 15 in die Saugkammem 17 und 18 entfernt. Die platten 31 wird mittels Zwischenringen 32 eingestellt,

von den in dem Strom befindlichen Fäden 9 einge- Die Schlitzöffnungen 33 zwischen den Effusor-

platten 31 und den Seitenteilen 19 ermöglichen es, Luft in den Fadendurchlaß einzusaugen und längs der Innenflächen der Seitenteile 19 eine dicke Luftgrenzschicht auszubilden. Die verstärkte Grenzschicht ist besonders erwünscht, wenn, wie im Beispiel 1, B, neben der Fadenförderung eine Wärmeentspannung durchgeführt wird. Die Breite der Schlitzöffnungen wird normalerweise auf Werte im Bereich von 0,025 bis 0,178 cm eingestellt.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Anwendung der Grenzschichtregelung im Diffusorabschnitl eine;, Schlitzdüsen-Fadenförderers.

A. Man spinnt aus einer Spinndüse mit 250 Löchern von 0,023 cm Durchmesser und 0,030 cm Länge PoIyäthylenterephthalat-Fäden, schreckt mit Luft von 18°C ab, verstreckt die Fäden in Form des von der Spinndüse erhaltenen Fadenbandes mittels zwei Streckwalzen, die mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 3530 m/Min, arbeiten, lädt sie elektrostatisch mit zwei Koronaentladungsvorrichtungen der in der USA.-Patentschrift 3 163 753 beschriebenen Art, die sich zwischen der Spinndüse und den Streckwalzen befinden, auf 66 000 elektrostatische cgs-Einheiten/m* Fadenoberfläche auf, und führt das Fadengut dann in eine 12,7 cm breite Schlitzdüse, welche die Fäden von der letzten Streckwalze abstreift, wobei eine Schlitzdüse mit einem Ausgang von 12,7 ·Ο,33 cm Anwendung findet und der Düse Luft von Raumtemperatur mit 2630 Nl/Min. (N = Standardbedingungen) zugeführt wird.

Man spinnt weiter aus einer Spinndüse mit 54 Löchern von 0,023 cm Durchmesser und 0,030 cm Länge Fäden aus einem 79/21 -Polyäthylenterephthalat-Polyäthylenisophthalat-Mischpolymeren, schreckt mit Luft von 18^CC ab und lädt in der gleichen Weise wie bei den Polyäthylenterephthalat-Fäden elektrostatisch auf 66000 elektrostatische Einheiten/m^a Fadenoberfläche auf. Die Mischpolymerfäden werden mittels konvexer Führungen zu einem Band ausgebreitet, das die gleiche Breite wie das Polyäthylenterephthalat-Fadenband hat, und die beiden Bänder werden auf der ersten Streckwalze unter gleichmäßiger Verteilung der Mischpolymerfäden über das gesamte Verbundband vereinigt. Das Verbundband hat eine Breite von 10,8 cm.

Am Ausgang der Schlitzdüse wird ein Diffusor der in F i g. 6 und 7 erläuterten Art angesetzt, der einen Eingang von 12,7 0,356 cm, einen Ausgang von 16.5 · 0,712 cm und eine Länge von 12,1 cm aufweist. An der Verbindungsstelle zwischen Düse und Diffusor ist Hangs bäder Seitenwände je ein Schlitz von 0,127 cm Breite (entsprechend 33 in F i g. 6 und 7) vorgesehen, der mit der Diffusor-Mittellinie einen Winkel von 15° bildet, in diese Schlitze wird Luft eingesaugt, um Grenzschichten zu erzeugen, welche ein Zusammenkommen der Fäden mit den Breitwänden verhindern. Die beiden Schmalwände schließen am Diffusorausgang einen Winkel von 30,8° ein. Die Wände haben die Form eines Kreisabschnitts bei einem Kreisradius von 44,5 cm. In jeder der Schmalwände sind 28 Perforationen von 0,159 cm Durchmesser νοτ-gesehen, woraus sich eine Öffnungsfläche von 13% ergibt. Durch Anlegen einer Saugkraft, die 114 cm Wassersäule entspricht, an den Perforationen wird Loft mit 140 Nl/Min. entfernt und der Grenzschichtaufbau und die Abtrennung des Luftstroms von den Wänden verhindert. Auf einem Ablegeband, das

47,6 cm unter dem Diffusorausgang vorgesehen und mit einer Saugkammer von 0,167 m² Fläche versehen ist, durch welche man Luft mit 28 000 Nl/Min. abzieht, wird eine 41 cm breite Fadenablagefläche erhalten.

B. Man wiederholt Teil A mit der Abänderung, daß die Luft der Schlitzdüse mit 240⁰C zugeführt wird, um eine Wärmeentspannung der Polyäthylenterephthalat-Fäden zu erhalten und auf diese Weise die Eigenschaft der Spontan-Ausdehnbarkeit (wie in USA.-Patentschrift 2 952 879 beschrieben) auszubilden. Gegenüber A erfolgen noch folgende Abänderungen: Die Luftzufuhr zur Düse erfolgt mit 2200 Nl/Min., die Geschwindigkeit der Streckwalze beträgt 3580 m/Min., und die an den Perforationen in dem Diffusor wirkende Saugkraft entspricht 51 cm Wassersäule. Da die Mischpolyester-Fäden während der Entspannung stärker als die Polyäthylenterephthalat-Fäden schrumpfen und hierdurch die Mischpolymerfäden eine stärkere elektrostatische Ladung erhalten würden, wird die Aufladung der Fadenbänder für sich vor dem Vereinigen so gelenkt, daß alle Fäden beim Austreten aus dem Diffusor die gleiche Ladung von 66 000 elektrostatischen Einheiten/m² Fadenoberfläche aufweisen, as Bei den obigen Bedingungen wird lediglich eine 51 cm Wassersäule entsprechende Saugkraft benötigt, um eine Abtrennung des Luftstroms von den Schmalwänden des Diffusors zu verhindern. Die Luft wird bei dieser Saugkraftstärke mit 57 Nl/Min. abgezogen. Durch die in die Schlitze am Diffusoreingang eingesaugte Luft wird das Fadenband um 0,08 cm von den Diffusor-Breitwänden getrennt gehalten. Beim Verschließen der Schlitze berühren die Fäden die heißer Wände und kleben an diesen, was schließlich eine Veras stopfung des Diffusors bewirkt.

C. Teil B wird unter Anlegen verschiedener Saugkräfte an die Perforationen in den Schmalwänden de; Diffusors wiederholt, wobei man die Breite der sich ergebenden Fadenablegeflächen auf einem 49 crr unter dem Diffusorausgang angeordneten Ablegebanc bestimmt. Ergebnisse:

Saugkraft, Wassersäule	Breite der Ablagefläche
cm	cm
0	10
<51	variabel
51	39
102	41
152	42

SS D. TeilC wird unter Einsatz von drei Diffusere! wiederholt, die in den Schmalwänden verschied» große Öffnungsflächen aufweisen. Ergebnisse:

WandSffiningsflSche %	Saugkraft, WasüersSute cm	Breite der Abiagefläcrie cm
5 13 39	46 66 74·)	35 40 53

·) Luftabzug mit 420 Nl/Min.

509508/27

ίο

Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert den Liiftabzug aus den Grenzschichten im Körperteil einer Schlitzdüse und die Auswirkung dieses Abzugs auf die Saugkraft, die im Diffusorabschnitt zur Erzielung einer maximalen Breite und Gleichmäßigkeit bei der Schichtabiegung anzulegen ist.

Am Ausgang einer Schlitzdüse von 31 cm Länge und 12,7 cm Breite wird ein Diffusorabschnitt der im Beispiel 1 angewandten, allgemeinen Art angesetzt, der mit einem Mittel zur Entfernung eines Teils der Luft in den Grenzschichten benachbart den Diffusorschmalwänden versehen ist. Die Schmalwände der Düse abstromseitig der Hauptlufteinlässe werden von photogeätzten Platten gebildet, die je Quadratzentimeter 1550 Löcher von 0,0127 cm Durchmesser aufweisen. Längs jeder der Schmalwände ist eine einzelne Saugkammer vorgesehen, um durch die Perforationen der photogeätzten Platten Luft abziehen zu können.

Wie im Beispiel 1 wird in die Düse, der man durch die Hauptlufteinlässe Luft mit 910 l/Min, zuführt, ein Endlosfadenband eingeführt. Auf die porösen Wände im Körperteil und Diffusorabschnitt der Düse werden verschieden starke Saugkräfte zur Einwirkung gebracht (s. Tabelle). Die Auswirkung dieser Variationen auf die maximale Breite und Gleichmäßigkeit der Vliesschicht, die man durch Sammlung der aus der Düse austretenden Fäden auf einem laufenden Ablegeband erhält, ist ebenfalls in der Tabelle genannt.

Die Ergebnisse zeigen, daß der Luftabzug aus den Grenzschichten benachbart den Schmalwänden in dem Körperteil der Düse die Saugkraft herabsetzt, die zur Entfernung von Luft aus den Grenzschichten in dem Diffusorabschnitt zwecks Erzielung eines zufriedenstellenden Grades an Schichtbreite und -gleichmäßigkeit notwendig ist. Die Verbesserung der Gleichmäßigkeit zeigt, daß Fadenbündelbildungen (wie schematisch in F i g. 2 erläutert) durch den Luftabzug aus

der Grenzschicht in dem Körperteil vermindert werden.

	Saugkraft	im Diffusorabschnitt, Wassersäule	Maximale	Gleichmäßigkeit
		cm	Schichtbreite	der Schicht
Versuch	im Körperteil der Düse, Wassersäule	12,7		als Abweichung
	cm		cm	vom durchschnittlichen Schichtgewicht*)
	6,4	51	58	%
A.	Saugkammern zur Atmosphäre			+ 8,-7
B.	offen	102	60
	Saugkammern gegenüber der			+ 9, -14
C.	Atmosphäre geschlossen	46
		+ 13, -10

*) Durchschnittliches Flächengewicht der Schichten etwa 68 g/m¹

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert den Luftabzug aus den Grenzschichten längs der Schmalwände eines Diffusors mit parallelen Breitwänden.

Mittels einer 31 cm langen Schlitzdüse mit einem 10,2 · 0,356 cm Ausgang (3,62 cm") werden 363 Polypropylenfäden bei einer Geschwindigkeit von 853 m/ Min. von der letrten Walze einer mechanischen Fadenverfeinerungsvorrichtung abgestreift, die mit rwei beheizten Zuführ- und zwei Streckwalzen arbeitet. Der Düse wird durch die Hauptlufteinlässe Luft mit 1870 Nl/Min. zugeführt. Am Ausgang der Düse ist ein Diffusor mit einem 10,2 · 0,356 cm Eingang (3,62 cm*)undeineml4,2 · 0,356 cmAusgang(5,06cm*) angesetzt, wobei an der Verbindungsstelle zwischen den Breitwänden des Diffusors und der Düse Saugschlitze von 0,152 cm vorgesehen sind, die mit dem die Düse passierenden Lufthauptstrom einen Winkel von 15° bilden. Die Schmalwände des Diffusors haben die Form eines Kreisabschnitts bei einem Kreisradius von 33 cm gebildet. Jede Schmalwand weist 9 Perforationen von 0,079 cm Durchmesser auf. Durch Einwirkung einer 10,2 cm Wassersäule entsprechenden Saugkraft auf die perforierten Wände wird das Polypropylenfadenband in einer stabilen Gestalt gehalten und auf einem Ablegeband, das sich 67 cm unter dem Diffusorausgang befindet, eine Ablegezone von 56 cm Breite »usgebildet.

Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert die Entfernung von Grenzschichten aus einem Diffusor, dessen Querschnittsfläche vom Eingang zum Ausgang abnimmt. Mittels einer 122 cm langen Saug/Venturi-Düse mit

einem 15,2 · 2,86 cm-Ausgartg (43,6 cm²) werden 726 Polypropylenfäden bei einer Geschwindigkeit von 795 m/Mm, von der letzten Streckwalze einer mechanischen, mit zwei beheizten Zuführ- und mit zwei Streckwalzen arbeitenden Streckvorrichtung abge-

streift. Mit einer Luftzufuhr zur Düse von 11 000 Nl,

Min. und einer Saugluft von 2100 Nl/Min. erhält mar

eine Luftgeschwindigkeit am Ausgang von 49 m/Sek

Am Duseaausgang wird ein Diffusor mit einem

15,2 · 3,49-cm-Eingang (53,2 cm«) und einem 19,1

2,54-cm-Ausgang (48 4 cm«) eingesetzt Die divergie renden Schmalwändc haben die Form eines Kreis abscbnitts bei einem Kreisdurchmesser von 33 cm An längs der Schmalwände vorgesehenen Perfora fconen wird eine Saugkraft angelegt. Durch der

Diffusor wird eine hohe Luftgeschwindigkeit aufrecht erhalten, was ein Arbeiten mit einer Saugkraft vor unter 10 cm Wassersäule erlaubt. Auf einem im Ab stand von 64 cm vom Diffusorausgang vorgesehener Ablegeband wird eine Ablegung von 56 cm B.-dt<

erhalten.

Durch den Einsatz dieses Diffusortyps mit konver gierenden Breit- und divergierenden Schmalwändei kann das Fadenband ausgebreitet werden, ohne dat

der Diffusor am Ausgang eine größere Querschnittsfläche als am Eingang hat. Durch Anwendung einer gleichbleibenden oder abnehmenden Querschnittsfläche kann die Luftgeschwindigkeit durch den Diffusor hindurch auf einem hohen Wert gehalten werden. Diese hohe Geschwindigkeit kann von Vorteil sein, wenn man bei einer Temperatur der Diffusorwände unter dem Erweichungspunkt der der Behandlung unterliegenden Fäden arbeitet. Da bei diesen Bedingungen ein gewisser Fadenkontakt mit den Wänden toleriert werden kann, können die starken Luftströmungen die elektrostatische Anziehung zwischen den elektrostatisch geladenen Fäden und den Wänden der Düsenvorrichtung in angemessener Weise überwinden. Die zur Erzielung der gewünschten Schicht-

breite und -gleichmäßigkeit benötigte Saugkraft win hierdurch stark herabgesetzt.

Durch asymmetrische Absaugung in Diffusoren d. h. Anwendung einer Absaugung nur an einer de Schmalwände, und durch Variieren der Querschnitts form des Diffusorausgangs läßt sich das Profil de Vliesschicht variieren, die beim Sammeln der aus den Diffusor austretenden Fäden auf einem Ablegeban< anfällt. Man kann diese Arbeitsweisen dazu ver

ίο wenden, das Profil der bei Einsatz einer Reihe voi Düsen zur Bildung einer breiten Vliesschicht von dei Düsen-Endvorrichtungen abgelegten Schicht zu lenken Auf diese Weise läßt sich der Umfang der zur Erzielung einer gleichmäßigen Schicht notwendigen Rand' beschneidung reduzieren.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

gleichmäßig ist und bei der die Festigkeit der sie Patentansprüche: bildenden Fäden voll ausgenutzt wird p Das vorstehende Verfahren stellt jedoch an die

1. Fadenabzugsdüse zur Verwendung bei der Düsenvorrichtung mit welcher die Förderspannung Faservlies-Herstellung, wobei eine Vielzahl von ₅ rar Einwirkung gebracht wird, hohe Anforderungen. Endlosfäden mittels eines Hochgeschwindigkeits- Bei verschiedenen Arbe.tsweisen im Rahmen des oben Fluidstroms durch einen Umschließungskanal hin- beschriebenen Verfahrens wird mit der Dusenyornchdurch zu einer Zone gefördert wird, in der die tung die Förderspannung erzeugt, um 1. die Faden zu Fäden zur Bildung eines Vlieses abgelegt werden, strecken, während sie aus einer Spinndüse ausgepreßt dadurch gekennzeichnet, daß Teile „ werden, 2. die Fäden von Fadenpackungen abzuziehen der Wände (5) des Umschließungskanals für den oder 3. die Fäden von einer mechanischen Streckvor-Fluidstrom durchlässig sind und mit Abzugs- richtung, z. B. Streckwalzen, abzustreifen. Die Düsenkammera (11 bis 14) verbunden sind. vorrichtung muß nicht nur eine angemessene Zug-

2. Fadenabzugsdüse nach Anspruch 1, dadurch spannung zur Einrichtung bringen, um den Fadengekennzeichnet, daß das stromab gelegene Ende ₁₅ strang zu fördern bzw. vorwärts zu fuhren, sondern des Umschließungskanals einen Diffusorabschnitt bei der Ausübung dieser Funktion muß auch eine (15) enthält, in welchem sich die Querschnittsfläche übermäßig turbulente Strömung des Arbeitsmittels des Umschließungskanals von der Eintrittsöffnung vermieden werden, die zur Fadenmeinanderwirrungen zur Austrittsöffnung des Diffusorabschnitts er- und einer unerwünschten Fadenbündelbiidung führen höht, und Teile der Wände des Diffusorabschnitts ₂₀ könnte. Ferner muß die Spannung beim Austreten der durchlässig sind und mit den Abzugskammern Fäden aus der Düse rasch zum Wegfall gebracht verbunden sind. werden, um die Trennung der Fäden voneinander zu