DE2948820C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen einer nichtgewebten Fasermatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 17 85 712 bekannt. Bei dieser Vorrichtung sind die beweglichen Teile, die die Sammelzone bilden, als geschlossene, undurchlässige Teile ausgebildet.

Aus der DE-OS 14 85 529 ist ein Verfahren zum Herstellen von Fasermatten bekannt, bei dem die Fasern bzw. Fäden im Luftstrom gegen ein Saugwalzenpaar geblasen wird, bei denen der Abstand etwa der Höhe der gewünschten Fasermatte entspricht. Durch die Turbulenz des Luftstromes im Saugbereich beginnen die Fasern in einem vorbestimmten Abstand vor dem Walzenspalt von oben nach unten zu schwingen, wodurch sie in unregelmäßiger Folge beim Näherkommen eines Saugwalzenpaares einmal von der oberen und einmal von der unteren Saugwalze erfaßt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der genannten Art derart weiterzubilden, daß eine gleichmäßigere, senkrecht zur Mattenoberfläche stehende Fasern aufweisende Fasermatte hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine lose und gleichförmige, nichtgewebte Fasermatte, bestehend aus feinen Fasern, sehr leicht erzielt werden kann, wenn der Faserstrom nicht nur in eine talförmige Raumzone geblasen wird, sondern wenn dies mit der beanspruchten Blasgeometrie erfolgt und dabei die diese talförmige Raumzone bildenden bewegbaren Teile porös sind. Gleichzeitig wird damit bewirkt, daß die Fasern senkrecht zur Oberfläche der Fasermatte, d. h. parallel zur Dickenrichtung, ausgerichtet sind.

Derartige gleichförmige Fasermatten können in vorteilhafter Weise für elektrische Isolatoren, für Batterieabtrennungen, Filter und dergleichen verwendet werden. Die erfindungsgemäß hergestellten Fasermatten weisen im Gegensatz zu herkömmlichen, nichtgewebten Fasermatten einen guten Griff auf, wenn sie als Filter, Kunstleder, Teppich oder dergleichen verwendet werden.

Vorrichtungen zum Herstellen eines nichtgewebten Flächenerzeugnisses, wie einer nichtgewebten Fasermatte, umfassen das Schmelzspinnen eines thermoplastischen Harzes und das Blasen derselben als feine Fasern gegen eine sich bewegende Sammelplatte. Dieses Verfahren ist als "Schmelzblasverfahren" bekannt (japanisches Patent 10 258/1974, 48 921/1974 und 1 21 570/1975). Das entsprechende Verfahren ist auch als "Jet-Spinnverfahren" bekannt (japanisches Patent 25 871/1969 und 26 977/1969).

Da bei diesem bekannten Verfahren ein Faserstrom einfach auf einer mit einer Vielzahl von Löchern versehenen flachen (Fig. 11 der Zeichnungen) oder hohlzylindrischen Sammelplatte gesammelt wird, haben diese Verfahren den Nachteil, daß ein Teil des auf die Sammelplatte geblasenen Faserstroms durcheinander gerät. Dies bedeutet, daß die Dicke und das Gewicht pro Flächeneinheit einer auf einer solchen Platte gesammelten nichtgewebten Matte ungleichmäßig sind. Beispielsweise ist bei der Herstellung einer nichtgewebten Matte, die aus feinen Fasern besteht, wie Fasern mit einem Durchmesser von einigen µ, die Durcheinanderbringung der Fasern mit dem Blasgas derart bemerkenswert, daß die Bearbeitbarkeit und die Betriebsbedingungen derart verschlechtert werden, daß ein ungleichmäßiges Produkt entsteht.

Um dieses Phänomen zu vermeiden, wurde bereits ein Verfahren vorgeschlagen, gemäß dem verstärkt das gegen die Sammelplatte geblasene Gas abgezogen wird, indem eine Saugvorrichtung verwendet wurde, die an der Rückseite der Sammelplatte vorgesehen ist. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß für das Ausstoßen des Gases zusätzliche Energie verbraucht wird, daß die Förderleistung der Saugeinrichtung begrenzt ist und daß bei Erhöhung der Saugleistung die Gefahr besteht, daß die mit der Oberfläche der Sammelplatte in Verbindung stehende, nichtgewebte Matte derart angesaugt werden kann, daß die Dichte derselben erhöht wird.

Beispiele für im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendete thermoplastische Harze sind Polyolefine, beispielsweise Homopolymere des α-Olefins, wie Äthylen, Propylen, Buten-1 und 4-Methylpenten-1, Copolymere dieser Monomere oder Mischungen dieser Polymere, Polyamid, wie Nylon 6, Nylon 66, Nylon 612 und Nylon 12 (wirtschaftliche Bezeichnungen oder Gattungsbezeichnungen) oder Mischungen derselben, Polyesterharze, wie Polyäthylenenterephthalat und Polybutylenterephthalat, Polyurethanharze, insbesondere thermoplastische Polyurethanharze, Äthylen-Vinylacetat-Copolymere, Äthylen-Methacrylsäureester-Copolymere und Pfropfcopolymere des Polyolefins mit ungesättigten Carbonsäuren oder deren Derivate, oder Mischungen dieser thermoplastischen Harze.

Als Hochgeschwindigkeitsgas wird üblicherweise Luft verwendet. Jedoch können auch in Abhängigkeit von der Art des ausgewählten Harzes Gase verwendet werden, die insbesondere gegenüber Harzen inert sind, wie beispielsweise Stickstoff.

Die Sammelplatte und die Druckplatte, wie sie in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden, können Platten mit einer Vielzahl von Löchern sein, beispielsweise perforierte Platten, die dahingehend präpariert sind, daß Löcher in dünne Platten eines Metalls oder eines synthetischen Harzes auf mechanische oder chemische Weise hergestellt werden. Es können allerdings auch Netze präpariert werden, indem Drähte aus Metall oder synthetischem Harz gewebt werden. Poröse Platten können auch dadurch hergestellt werden, daß Drähte aus Metall oder synthetischem Harz in einem bestimmten Intervall befestigt werden, damit sich Schlitze, gewebtes oder nichtgewebtes Flächenmaterial oder dergleichen ergibt. Diese Platten kön­ nen individuell verwendet werden. Um jedoch die mechani­ sche Festigkeit derselben zu erhöhen, ist es ebenso mög­ lich, zwei oder mehr Schichten aus diesem Material zu lami­ nieren. In diesem Fall ist es wünschenswert, eine dünne­ re perforierte Platte mit kleineren Löchern als Deck­ schicht und eine dickere perforierte Platte mit größeren Löchern als Füllschicht zu verwenden. Darüber hinaus kann ein gewebtes oder nichtgewebtes Flächenerzeugnis auf die perforierte Platte als Deckschicht aufgelegt werden. Die­ se gewebten oder nichtgewebten Flächenerzeugnisse, können ebenso laminiert werden, um ein geschichtetes, nichtgewebtes Flächenerzeugnis herzustellen. Die Form, Größe und Verteilung der Löcher dieser Platten können bis zu einem gewissen Umfang wahlfrei bestimmt werden, und zwar auf der Basis der Eigenschaften eines herzustellenden nichtgewebten Flächenerzeugnisses. Im allgemeinen ist es wünschens­ wert, eine gestanzte perforierte Platte oder ein gewebtes Netz aus Metall oder synthetischem Harz mit einer Maschenweite von 5 bis 200 mesh, vorzugsweise 10 bis 40 mesh, zu verwen­ den. Die Sammelplatte und die Druckplatte haben vorzugs­ weise die Form eines Bandes, welches um eine Trommel läuft. Die Sammelplatte und die Druckplatte können allerdings auch eine hohlzylindrische Form aufweisen.

Wenn die Sammelplatte und die Druckplatte sich auf einem derartigen hohlzylindrischen Körper, wie einer Trommel abstützen, kann der hohlzylindrische Körper Löcher von 1 bis 50 mm, vorzugsweise 5 bis 20 mm, auf dessen Ober­ fläche haben.

Der talförmige Raum wird hier "Fasersammelzone" ge­ nannt. Innerhalb der Fasersammelzone beträgt der Divergenz­ winkel der Sammelplatte (Winkel der Sammelplatte mit der Tangente derselben an einem Punkt, an dem die Sammelplatte mit der Druckplatte in Berührung ist) 0 bis 90°. Der entsprechende Divergenzwinkel der Druckplatte beträgt ebenso 0 bis 90°.

Eine Überschneidungslinie der Mittelebene in Längsrich­ tung des Faserstromes mit der Sammelplatte wird hier als "Faserblasstelle" bezeichnet. Diese Faserblasstelle liegt an einer solchen Stelle auf der Oberfläche der Sammel­ platte, daß der Abstand vom Berührungsbereich den Platten höchstens als das 5fache, insbesondere als das 3fache oder weniger, der Breite des Faserstromes auf der Oberfläche der Sammelplatte ausmacht. Diese Breite wird durch die Breite der Ausdehnung des Faserstro­ mes bestimmt, welche an der Stelle der Sammelplatte ge­ bildet würde, und zwar unter der Annahme, daß die Sammelplatte nicht vorhanden wäre. Insbesondere, wenn die Faserblas­ stelle sich im Berührungsbereich der Sammelplatte und der Druckplatte befindet, werden besondere Wirkungen er­ zielt.

Der Blaswinkel des Faserstromes, d. h. ein von der Mittel­ ebene in Längsrichtung des Faserstromes und der Tangente der Sammelplatte an der Faserblasstelle, beträgt im all­ gemeinen 0 bis 90°, vorzugsweise 0 bis 60°. Wenn der Blas­ winkel 0° beträgt, d. h. wenn der Faserstrom parallel zur Tangente an der Faserblasstelle ausgerichtet ist, wird der Faserstrom sowohl auf die Sammelplatte als auch auf die Druckplatte geblasen. In diesem Fall sind beide Platten "Sammelplatten", da die Sammelplatte und die Druckplatte nur zur Erleichterung der Erläuterung mit den besonderen Begriffen versehen sind. Als ein besonderes Beispiel, bei dem der Blaswinkel 0° beträgt, kann die Mittelebene des Faserstromes in dessen Längsrichtung im Berührungsbereich zwischen der Sammelplatte und der Druckplatte angeordnet sein. Wenn so der Blaswinkel fast 0° beträgt, kann ein nichtgewebtes Flächenerzeugnis erstellt wer­ den, bei dem die Fasern im wesentlichen vertikal zur Ober­ fläche des nichtgewebten Tuches ausgebildet sind, und zwar in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen der Breite des Faserstromes und dem Abstand zwischen der Sammelplatte und der Druckplatte im Berührungsbereich. Mehr noch be­ findet sich die Mittelebene des Faserstromes (Längs­ schnittebene) wünschenswerterweise in paralleler Ausrich­ tung mit der Linie, die durch Überkreuzen der Normalebene der Sammelplatte mit der Fläche der Sammelplatte im Berüh­ rungsbereich gebildet wird oder parallel mit der Linie der Überschneidung der Normalebene der Druckplatte mit der Oberfläche der Druckplatte im Berührungsbereich, obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist.

Der auf die Sammelplatte geblasene Faserstrom wird durch Trennung des Gases von den Fasern auf der Sammel­ platte in ein nichtgewebtes Flächenerzeugnis bzw. in eine nichtgewebte Fasermatte umgewandelt. Diese nichtgewebte Fasermatte wird üblicherweise nach dem Komprimieren desselben auf eine bestimmte Dicke zwischen der Sammelplatte und der Druckplatte aufgewickelt. In diesem Fall sollte das Aus­ maß des Komprimierens der sich ergebenden nichtgewebten Matte mittels der Sammelplatte und der Druckplatte in Ab­ hängigkeit von der Form der herzustellenden, nichtgewebten Matte, insbesondere in Abhängigkeit von der Dichte der Matte, geeignet bestimmt sein.

Wie zuvor erwähnt wurde, umfaßt entsprechend der Erfin­ dung der Faserstrom feine Fasern eines thermoplastischen Harzes und wird mit hoher Geschwindigkeit in eine tal­ förmige Fasersammelzone geblasen, welche von einer Sammel­ platte und einer gegenüberliegenden Druckplatte gebildet wird, die beide mit einer großen Anzahl von Löchern derart versehen sind, daß die Mittelebene des Faserstromes auf die Faserblasstelle innerhalb der Fasersammelzone ge­ richtet ist, wodurch die Fasern gesammelt werden, wäh­ rend das Gas extrem leicht durch die Löcher der Druckplatte und der Sammelplatte entweicht. Daher kann ein gleichmäßiges, nichtgewebtes Flächenerzeugnis erzeugt werden, ohne daß die Fasern durcheinanderliegen, sogar für den Fall, daß besondere Saugvorrichtungen zum Absaugen des Gases nicht verwendet werden. Das im Faser­ strom enthaltene Gas wird exakt auf beiden Seiten der Faserblasstelle durch die perforierten Platten abgeführt. Dadurch nimmt die Turbulenz des Gasstromes in der Sammelplatte ab. Insbesondere tritt nur ein sehr geringer Gasstrom auf der Oberfläche der resultierenden, nichtgewebten Matte auf, so daß die Fasern nicht durcheinander­ geraten. Sollten sie teilweise durcheinandergeraten, so werden sie durch die Sammelplatte und die Druckplatte wie­ der gesammelt. Im Fall der vorliegenden Erfindung kann das Gas ohne jede Schwierigkeit entweichen, da keine Fasern an den Teilen, sowohl der Sammelplatte als auch der Druckplatte, haften, durch die das Gas des Faser­ stromes entweichen soll.

Wie zuvor erwähnt wurde, werden durch das erfindungsgemäße Verfahren die Nachteile des Standes der Technik eliminiert, indem das Auftreten von turbulenten Gasströmen auf beiden Seiten der Faserblasstelle wegen des Entweichen des Gases durch die Löcher der Sammelplatte und der Druckplatte ohne jede Schwierigkeit reduziert werden. Die vorliegende Erfindung schafft mehr noch ein nichtgewebtes Flächenerzeugnis bzw. eine nichtgewebte Matte gleichförmiger Dicke.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Aus­ führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines bedeu­ tenden Teils der Fig. 1,

Fig. 3 bis 7 schematische Ansichten von Ausfüh­ rungsformen der Fasersammelzone, entspre­ chend der Erfindung,

Fig. 8 Beispiele der Formen der Sammel­ platte und der Druckplatte im Querschnitt und in Dickenrichtung derselben,

Fig. 9 eine schematische Ansicht mit der Dar­ stellung eines speziellen Beispiels der Relation der Bewegungsrichtungen der Sam­ melplatte und der Druckplatte,

Fig. 10 und 11 Gasströme, wenn der Faserstrom ge­ sammelt wird, wobei sich Fig. 10 auf die Erfindung und Fig. 11 auf den Stand der Technik bezieht,

Fig. 12, 15, 16, 17 und 19 schematische Ansichten mit der Darstellung anderer Ausführungsformen gemäß der Erfindung,

Fig. 13 an der Oberfläche der die Sammel­ platte tragenden Trommel vorgesehene Löcher,

Fig. 14 ein Querschnitt durch die in Fig. 13 dargestellten Löcher, und

Fig. 18 und 20 Querschnitte durch nichtgewebte Flächenerzeugnisse, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden.

In Fig. 1 und 2 wird ein thermoplastisches Harz von einem Fülltrichter 11 zu einem Extruder 1 geför­ dert. Das thermoplastische Harz wird in dem Extruder 1 mittels einer durch einen Motor 12 und einen Kraftübertra­ gungsmechanismus 13 angetriebene Schnecke gemahlen und im geschmolzenen Zustand in eine Matrize 2 gefördert. Das ge­ schmolzene Material wird aus Spinndüsen 21 gesponnen und gleichzeitig durch ein Gas zur Ausbildung von Fasern ge­ streckt, welches mit hoher Geschwindigkeit aus Gasdüsen 22 austritt, die in der Nähe der Spinndüsen 21 angeordnet sind. Die feinen Fasern bilden zusammen mit dem Gas einen Faserstrom 7. Dann wird der Faserstrom 7 auf solche Weise auf eine Sammelplatte 3 geblasen, daß die Mittellinie U-U′ des Faserstroms 7 auf einen Punkt P auf der Ober­ fläche der Sammelplatte 3 gerichtet wird, der innerhalb einer talförmig ausgebildeten Fasersammelzone 6 liegt, die von der Sammelplatte 3 und einer Druckplatte 4 gebil­ det wird. Der auf die Sammelplatte 3 geblasene Fasern­ strom bildet ein nichtgewebtes Flächenerzeugnis bzw. ein nichtgewebtes Tuch 5, indem das Gas auf der Sammelplatte von den Fasern getrennt wird. Dieses nichtgewebte Tuch 5 wird durch die Sammelplatte 3 und die Druckplatte 4, sofern dies notwendig ist, auf eine bestimmte Dicke kom­ primiert und dann als Endprodukt aufgewickelt.

Die Sammelplatte 3 wird durch eine hohlzylindrische Walze 31 und Rollen 31′ und 31′′ abgestützt und bewegt sich in Richtung des in Fig. 2 angegebenen Pfeiles. Die Oberfläche der Walze 31 (die Seitenfläche des zylindrischen Körpers, nicht die Endfläche desselben) ist mit einer Vielzahl von Löchern versehen, die aus Fig. 13 und 14 ersichtlich sind. Andererseits ist die Druckplatte 4 um eine Walze 41 und Rollen 41′ und 41′′ geführt. Die Walze 41 hat im wesentlichen dieselbe Gestalt wie die Walze 31 für die Sammelplatte 3.

Die Überschneidungen der Oberflächen der Walzen 31 und 41 mit einer Linie, die die Mitte 32 der Walze 31 mit der Mitte 42 der Walze 41 verbindet, sind als Punkte A bzw. A′ bezeichnet. (Die Linie 32-42 entspricht den Normalen der Sammelplatte 3 und der Druckplatte 4 an den Punkten A bzw. A′.) Zwischen den Punkten A und A′ bilden die Sammelplatte 3 und die Druckplatte 4 einen Berührungsbereich, in dem sie über die geschmolzenen Fasern miteinander in Be­ rührung stehen. In diesem Berührungsbereich fällt die Nor­ male Y-Y′ der Sammelplatte 3 am Punkt A mit der Norma­ len der Druckplatte 4 am Punkt A′ zusammen, wobei die Punkte A und A′ in einem bestimmten Intervall einander ge­ genüberliegen.

Die Sammelplatte 3 und die Druckplatte 4 bilden eine Faser­ sammelzone 6 in einem stromaufwärts des Berührungsbe­ reichs liegenden Bereich. Die Fasersammelzone 6 hat eine durch die Sammelplatte 3 und die Druckplatte 4 gebil­ dete Talform. Die beiden konvergierenen Flächen des Ta­ les werden durch die Sammelplatte und die Druckplatte gebildet. Der Boden des Tales entspricht einem Bereich, wo die beiden Platten über die Fasern miteinander in Berührung gelangen. Insbesondere ist die Fasersammelzone 6 entspre­ chend Fig. 1 und 2 als talförmiger Bereich ausgebildet, der durch die Flächen der Sammelplatte 3 und der Druck­ platte 4 gebildet wird, in der ein von der Tangente X-X′ der Oberfläche der Sammelplatte 3 am Punkt A und der Tangente der Sammelplatte 3 an einem Punkt (beispielsweise Punkt B), welche vom Punkt A durch einen willkürlichen Abstand in der Bewegung der Sammelplatte 3 entgegengesetzten Rich­ tung einen Winkel α₁ bildet, welcher im Bereich von 0 bis 90° liegt und durch die Tangente X₁-X′₁ der Oberfläche der Druckplatte 4 am Punkt A′ und der Tangente der Oberflä­ che der Druckplatte 4 an einem Punkt B′, welcher vom Punkt A′ in der Bewegung der Sammelplatte 3 entgegenge­ setzten Bewegungsrichtung durch einen Abstand getrennt ist, ein Winkel α₂ gebildet wird, der innerhalb des Bereiches von 0 bis 90° liegt.

In der Fasersammelzone 6 nimmt der Abstand zwischen dem Punkt B auf der Oberfläche der Sammelplatte 3, welcher in der Bewegungsrichtung der Sammelplatte 3 entgegengesetzten Richtung durch den genannten Abstand vom Punkt A getrennt ist (siehe ein Pfeil in den Figuren), und dem Punkt B′ auf der Oberfläche der Druckplatte 4, welcher in der Bewegungs­ richtung der Sammelplatte 3 entgegengesetzter Richtung vom Punkt A′ durch den genannten Abstand getrennt liegt zu, wenn dieser Abstand zunimmt.

Ein Winkel, bei dem der Faserstrom aus Fasern und einem Gas besteht, welches auf einen Punkt P auf der Oberfläche der Sammelplatte 3 innerhalb der Fasersammelzone 6 gebla­ sen wird, nämlich ein Winkel β, welcher durch die Mittel­ linie im Längsschnitt des Faserstromes (Linie U-U′ in Fig. 1, 2 und 10) und der Tangente R-R′ der Sammelplatte am Punkt P gebildete Winkel β beträgt 0 bis 90°, vor­ zugsweise 0 bis 60°. Wenn der Winkel β 0° beträgt, d. h. wenn der Faserstrom parallel zur Tangente an dem Punkt P verläuft, wird der Faserstrom auf die Sammelplatte 3 und die Druckplatte 4 geblasen. In einem besonderen Fall, gemäß dem der Winkel β 0° beträgt, kann die Mittellinie U-U′ des Faserstromes 7 in den Raum zwischen dem Punkt A der Sammelplatte 3 und dem Punkt A′ der Druckplatte 4 ge­ richtet werden. Wenn der Winkel β nahezu 0° beträgt, wie dies zuvor beschrieben wurde, kann entsprechend Fig. 18 (a) bis (c) eine nichtgewebte Matte erzeugt werden, bei der die Fasern 121 im wesentlichen senkrecht zur Oberflä­ che 120 der nichtgewebten Matte verlaufen, und zwar in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen der Breite C des Faserstromes 7 und dem Abstand zwischen den Punkten A und A′. Insbesondere, wenn eine derartige Form einer nichtgewebten Matte entlang einer Mittelebene, die ver­ tikal zur Dickenrichtung der nichtgewebten Matte liegt, in zwei Stücke geteilt wird, kann eine nichtgewebte Matte erzielt werden, bei der die Fasern entsprechend der Darstellung in Fig. 18 (d) flor­ artig ausgebildet sind.

Durch einen Punkt P wird eine Faserblasstelle angezeigt, an der die Mittellinie U-U′ des Faserstromes 7 die Fläche der Sammelplatte 3 schneidet. Der Abstand liegt inner­ halb dem 5fachen, vorzugsweise dem 3fachen, der Breite C des Faserstromes 7 am Punkt P.

Fig. 3 bis 7 zeigen verschiedene Formen der Sammelplatten 3 und der Druckplatten 4 zur Ausbildung der Fasersammel­ zone 6.

Fig. 3 zeigt die Fasersammelzone 6, die von einem fla­ chen Abschnitt der wandförmigen Sammel­ platte 3 und der Druckplatte 4 gebildet wird, die um die hohlzylindrische Walze 41 geführt ist und sich auf dieser abstützt. Diese hohlzylindrische Walze 41 ist an der Seitenwand mit einer Vielzahl von Löchern oder Po­ ren versehen. In diesem Fall ist die Rolle 31 zum Halten und Abstützen der Sammelplatte 3 vorzugsweise als Hohlzy­ linder ausgebildet, in dessen Seitenwand eine Vielzahl von Löchern angeordnet ist. Wenn diese Rolle einen rela­ tiv kleinen Durchmesser hat, ist das Vorsehen dieser Lö­ cher nicht immer notwendig. Die Rolle 31 kann in Abhängig­ keit von der Art des Haltens der Sammelplatte 3 weggelas­ sen werden (beispielsweise ein Verfahren, bei dem die Sam­ melplatte 3 um Rollen in Form eines ringförmigen Endlos­ bandes ausgebildet ist). Fig. 4 zeigt einen Fall, bei dem das Verhältnis der Sammelplatte 3 und der Druckplatte 4 zueinander gegenüber dem in Fig. 3 umgekehrt ist. Fig. 5 zeigt den Fall, bei dem die Sammelplatte 3 und die Druck­ platte 4 jeweils um eine hohlzylindrische Walze 31 und 41 gelegt ist, wobei diese Walzen eine Vielzahl von Löchern aufweisen. Fig. 6 zeigt einen Fall, bei dem die Sammelplatte 3 und die Druckplatte 4 beide hohlzylindrisch sind. Fig. 7 zeigt einen Fall, bei dem die Sammelplatte 3 hohlzylindrisch und die Druckplatte 4 als perforierte Ringplatte 41 ausgebildet ist, welche um hohlzylindrische Walzen 41 und 41′ geführt ist. In den oben genannten Fäl­ len haben die Sammelplatte 3 und die Druckplatte 4 ge­ wöhnlich im Querschnitt des Berührungsbereiches entlang der Linie Y-Y′, die die Achsen 32 und 42 der Walzen 31 und 41 der Sammelplatte und der Druckplatte verbindet, Berührungs­ linien. Dies kann jedoch auch entsprechend der Dar­ stellung in Fig. 8 anders sein.

Die Bewegungsrichtungen der Sammelplatte 3 und der Druck­ platte 4 sind wünschenswerterweise dieselben, zumindest an den Punkten A und A′, wie dies in Fig. 1 und 2 darge­ stellt ist. Jedoch kann beispielsweise das Verhältnis zwi­ schen den Bewegungsrichtungen der Sammelplatte 3 und der Druckplatte 4 entsprechend der Darstellung in Fig. 1 ver­ ändert werden, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Wenn die Bewegungsrichtungen der beiden Platten entsprechend Fig. 9 gegeben sind und der Blaswinkel des Faserstroms auf 0° eingestellt ist, wird ein nichtgewebtes Tuch erhalten, bei dem die Fasern erheblich verwachsen oder verflochten sind. Dies macht gegebenenfalls diese Ausführungsform wünschenswert.

Fig. 10 zeigt einen Gasstrom in einem Faserstrom 7 beim Verfahren gemäß der Erfindung. Entsprechend der Darstel­ lung in dieser Figur kann das Gas im Faserstrom 7 auf geeignete Weise und sicher durch die perforierten Platten an beiden Seiten des Punktes P abgeführt werden. Anderer­ seits wird beim Stand der Technik, gemäß dem nur eine flache oder zylindrische Sammelplatte mit einer Vielzahl von Löchern (siehe Fig. 11) verwendet wird, ein thermo­ plastischer Faserstrom auf einen Punkt P der Sammelplatte geblasen, wo die Fasern gesammelt werden. In diesem Fall werden die Löcher der Sammelplatte auf der Seite X (strom­ abwärtsliegende Seite der Sammelplatte) mit den gesammel­ ten Fasern verstopft, obwohl das Gas durch die Löcher der Sammelplatte 3 in einem Bereich der Sammelplatte auf der Seite X′ (stromaufwärtsliegende Seite der Sammelplatte) ausgestoßen wird, so daß das Gas in Richtung der Bewe­ gung der Sammelplatte auf der Oberfläche der gesammelten Fasern in den Bereich auf der Seite X strömt, ohne durch die Löcher der Sammelplatte abgezogen zu werden. Dies ver­ ursacht erhebliche Nachteile.

Ein anderes in Fig. 12 gezeigtes Ausführungs­ beispiel eines Gerätes zum Ausführen des erfindungsge­ mäßen Verfahrens umfaßt einen Extruder 1, einen Fülltrichter 11 des Extruders 1, einen Motor 12, einen Kraftübertragungsmechanismus 13 und eine Matrize 2 wel­ che mit Spinndüsen 21, Gasdüsen 22 und Gaseinlässen 23 ver­ sehen ist. Die Gaseinlässe 23 sind mit einer Druckgasver­ sorgungseinrichtung (nicht dargestellt) verbunden. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Sammelplatte, die als Netz oder perforierte Platte aus Metall, beispielsweise rost­ freiem Stahl oder Kunstharz, wie Polyester, Polyamid oder Fluorharz besteht. Die Platte ist mit Löchern mit einer Maschenweite von 5 bis 200 mesh, vorzugsweise 10 bis 40 mesh, versehen. Das Bezugszeichen 31 bezeichnet eine zylindrische Hohlwalze zum Halten der Sammelplatte 3, die einen Durchmesser von ungefähr 1 m und am Umfang eine große Anzahl von Löchern aufweist, wie dies in Fig. 13 und 14 dargestellt ist. Die Sammelplatte 3 ist auf der Seitenfläche der Walze 31 vorgesehen. Die beiden Endflächen der hohlzylindrischen Walze können mit Öff­ nungen versehen sein und werden beispielsweise durch Spei­ chen abgestützt, wie sie bei Rädern oder bei auf der Innen­ wand einer Trommel befestigten Stützrollen usw. verwendet werden. Diese Öffnungen können jedoch in Abhängigkeit vom jeweiligen Fall weggelassen werden. Die Walze 31 kann auf herkömmliche Weise, beispielsweise durch einen Motor, angetrieben werden, wobei der Motor mit der Mittelachse 32 verbunden ist. Die Walze kann aber auch an der Innen- oder an der Außenwand angetrieben werden. Die Walze 31 ist an der Oberfläche mit Löchern 33 versehen. Die Löcher 33 können kreis- oder schlitzförmig ausgebildet sein, voraus­ gesetzt, daß ein einwandfreies Abziehen des Blasgases gewährleistet ist. Bevorzugt jedoch werden kreisförmige, sich erweiternde bzw. verjüngende Löcher verwendet, deren äußere Öffnungen 35 einen größeren Durchmesser ha­ ben als die inneren Öffnungen 34, wie dies in Fig. 13 und 14 dargestellt ist. Die Größe der Löcher auf der Umfangs­ fläche der Walze 31 kann in Abhängigkeit von der Relation zur Gestalt der Sammelplatte 3 wahlfrei bestimmt werden. Im allgemeinen beträgt der Durchmesser 1 bis 50 mm, vor­ zugsweise 5 bis 20 mm. Obwohl diese Ausführungsform zeigt, daß die Sammelplatte 3 von der Walze 31 gehalten wird, kann die Umfangswand der Walze selbst als Sammelplatte ver­ wendet werden.

Das Bezugszeichen 4 repräsentiert eine Druckplatte, wel­ che als ringförmiges Netz oder als perforierte Platte ausgebildet ist, die aus Metall, wie beispielsweise rost­ freiem Stahl, oder Kunstharz, wie Polyester, Polyamid oder Fluorharz, besteht. Die Platte schlingt sich um eine hohlzylindrische Walze 41 eines Durchmessers von un­ gefähr 20 cm, die an der Seitenwand eine große Anzahl von Löchern aufweist. Außerdem ist die perforierte Platte oder das ringförmige Netz um eine Halterolle 41′ geschlun­ gen. Ein Faserstrom bestehend aus den Spinndüsen 21 der Matrize 2 gesponnenen Fasern und einem mit hoher Geschwin­ digkeit aus den Gasdüsen 22 ausgestoßenen Gas, wird in Richtung auf die Oberfläche der Sammelplatte 3 auf einen Punkt P geblasen (welcher im Querschnitt ein Punkt, je­ doch parallel zur Mittelachse 32 der Sammelplatte 3 eine Linie ist). Die Fasern werden auf der Platte 3 gesammelt und dann durch die Sammelplatte 3 und die Druckplatte 4 auf eine bestimmte Dicke komprimiert. Das dabei entstehende nichtgewebte Tuch 5 gelangt durch Rollen 71 und 71′ und wird dnan als Endprodukt auf eine Wickelrolle 8 aufge­ wickelt. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Riesler zum Zuführen von Wassertropfen, um die Sammelplatte zu kühlen.

Fig. 15 zeigt ein gegenüber dem in Fig. 12 dargestellten System abgeändertes System. Die Druckplatte 4 ist als umlaufendes Netz aus Metall, wie rostfreiem Stahl, oder einem Kunstharz, wie Polyester, Polyamid oder Fluorharz, ausgebildet, welches durch Um­ lenkrollen 41, 41′ und 41′′ abgestützt wird. In diesem Fall ist die Walze 41 mit einem synthetischen Gummi beschich­ tet und hat einen Durchmesser von ungefähr 3 cm. Der Abstand zwischen den Rollen 41′ und 41′′ beträgt ungefähr 15 cm.

Fig. 16 und 17 zeigen andere Ausführungsformen. Fig. 16 zeigt einen Fall, bei dem ein aus demselben oder unter­ schiedlichen Harzen bestehender laminierter Artikel her­ gestellt wird, indem zwei Spinnmatrizen verwendet werden. Fig. 17 zeigt einen Fall, gemäß dem eine Sammelplatte 3 und eine Druckplatte 4 dieselbe Form haben und ein Faserstrom 7 zwischen diese beiden Platten geblasen wird.

Fig. 18 sind schematische Querschnitte eines nichtgewebten Tuches, welches durch Blasen des Faserstromes 7 zwi­ schen die Sammelplatte 3 und die Druckplatte 4 (siehe Fig. 17) erhalten wird. Die erhaltene nichtgewebte Matte um­ faßt Fasern 121, welche im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche 120 ausgerichtet sind (Fig. 18 (a) bis (c)). Die Auftrennung der nichtgewebten Matte in zwei Stücke ent­ lang einer Mittellinie schafft eine nichtgewebte Matte mit Fasern, welche entsprechend der Darstellung in Fig. 18 (d) florartig ausgebildet sind.

Fig. 19 zeigt einen Fall, bei dem ein Faserstrom auf ein gewebtes oder nichtgewebtes Tuch 130 geblasen wird, wel­ ches aus denselben oder unterschiedlichen Fasern besteht wie der Faserstrom, um eine drei Schichten aufweisende, lami­ nierte, nichtgewebte Matte herzustellen.

Fig. 20 zeigt eine nichtgewebte Matte, welche durch Blasen eines Faserstroms auf ein gewebtes oder nichtgewebtes Tuch 130 hergestellt wurde, wonach ein Laminieren ent­ sprechend einem in Fig. 19 dargestellten Verfahren erfolgt. Fasern im laminierten, nichtgewebten Tuch sind durch das Bezugszeichen 121 angezeigt. In diesem Fall kann das gewebte Tuch 130 aus Kunstfasern aus Polyolefin, Poly­ amid, Polyester, Polyurethan, Polyacrylnitril und der­ gleichen, aber auch aus natürlichen Fasern, wie Baumwolle, Seide, Hanf oder dergleichen, bestehen. Das nichtgewebte Tuch kann ebenso aus den oben genannten synthetischen Fasern bestehen. Es kann nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren hergestellt sein. Da jedoch das vorliegende Ver­ fahren ein nichtgewebtes Tuch schafft, welches aus feinen Fasern besteht, werden nichtgewebte Tuche, welche aus dicken Fasern bestehen, vorzugsweise auch nach anderen Verfahren hergestellt, sofern dies notwendig ist.

Wenn Fasern auf gewebte oder nichtgewebte Tuche geblasen werden, können zuvor beschriebene synthetische Fasern ver­ wendet werden.

Wenn das so erhaltene nichtgewebte Laminat (siehe Fig. 20 (a)) entlang einer Mittellinie in zwei Stücke geteilt wird, wird eine nichtgewebte Matte erzielt, bei der die Fasern entsprechend der Darstellung in Fig. 20 (b) florartig ausgebildet sind. Um die Haftung des gewebten oder nichtgewebten Tuches mit den anderen Laminaten zu verbessern, besteht die Möglichkeit, die Oberflächen des bereits existierenden gewebten oder nichtgewebten Tuches zu erwärmen oder aber auf die Oberflächen der Tuche ein Lösungsmittel oder einen Klebstoff aufzubringen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Herstellung einer nichtgewebten Fasermatte, mit der ein geschmolzenes thermoplastisches Harz aus einer Vielzahl von in einem Spinnapparat vorgesehenen Spinndüsen kontinuierlich zu Fasern gesponnen wird, während gleichzeitig ein Gas mit hoher Geschwindigkeit aus Gasdüsen ausströmt, die in der Nähe der Spinndüsen angeordnet sind, um die gesponnenen Fasern zu strecken, wodurch ein aus Fasern und Gas bestehender Faserstrom gebildet wird, der in eine talförmige Sammelzone auf eine Sammeleinrichtung, die durch zwei bewegliche, einen Spalt zwischen sich bildende Teile gebildet ist, gerichtet ist, um eine Fasermatte zu bilden, wobei die beweglichen Teile so angeordnet sind, daß sie über die Faser miteinander einen Berührungsbereich bilden und der Spalt zwischen den beiden beweglichen Teilen entgegen der Bewegungsrichtung der Teile zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Teile (3, 4) porös sind, und daß der Faserstrom (7) so in die Fasersammelzone (6) gerichtet ist, daß die Mittelebene (U) des Faserstromes (7) auf eine Blasstelle (P) eines der porösen Teile (3, 4) in einem Abstand von dem Berührungsbereich (A, A′) auftrifft, der gleich oder kleiner ist als das Fünffache der Breite (C) des Faserstromes (7) auf der Oberfläche des porösen Teils (3, 4), wobei die Mittelebene (U) des Faserstromes (7) mit der Tangente (R′) an der Blasstelle (P) einen Winkel (β) bildet, der 0° bis 90° beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der porösen Teile (3, 4) die Form eines Hohlzylinders hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der porösen Teile (3, 4) bandförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der porösen Teile (3, 4) als Netz oder poröse Platte aus Metall oder synthetischem Harz ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz oder die poröse Platte ein gewebtes Netz oder eine gestanzte poröse Platte ist, die aus Metall oder synthetischem Harz besteht und Löcher mit einer Maschenweite von 5 bis 200 mesh aufweist.

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der porösen Platten (3, 4) mit der Außenseite eines mit vielen Durchgangslöchern (33) versehenen Hohlzylinders (31, 41) in Berührung steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangslöcher (33) einen Durchmesser von 1 bis 50 mm haben.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blaswinkel (β) 0° bis 60° beträgt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der porösen Teile (3, 4) mit einem gewebten oder nichtgewebten Tuch (130) abgedeckt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Tuch (130) erwärmt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Tuch (130) mit einem Klebstoff beschichtet ist.