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Herstellung feintitriger verstreckter Fäden aus der Schmelze synthetischer
linearer Hochpolymerer Es ist eine bekannte Erscheinung, daß Fäden und Fasern aus
synthetischen linearen Hochpolymeren, z. B. Polyamiden, und daraus hergestellte
Waren außerordentlich empfindlich gegenüber mechanischen Einflüssen sind. Dies ist
in starkem Maß darauf zurückzuführen, daß aus dem Schmelzfluß ersponnene Fäden aus
synthetischem Material eine strukturlose, glatte Oberfläche aufweisen, wodurch das
Herausgleiten der Kapillaren aus dem Faserverband begünstigt wird. Es entsteht in
den Web- und Wirkstücken schon nach kurzer Tragdauer eine den Gebrauchswert vermindernde
Noppenbildung, die sowohl in reiner Verarbeitung als auch in Mischung mit Fasern
anderer Herkunft in Erscheinung tritt. Maschenverzerrung und Zugstellenbildung in
feinen Wirkwaren beeinträchtigen das Aussehen, führen zu Laufmaschenbildung und
damit zur vorzeitigen Unbrauchbarkeit des Bekleidungsstückes.
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Es ist versucht worden, der Glätte der Polyamidfaser durch chemische
Nachbehandlung, beispielsweise mit Säuren, sowie durch Avivage, Präparationsmittel
und filmbildende Überzüge entgegenzuwirken. DieseMaßnahmen erfordernzusätzlicheArbeitsgänge,
die den Fabrikationsprozeß verteuern, ohne daß jedoch bisher befriedigende Ergebnisse
erzielt werden konnten.
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Ein weiterer Nachteil, der mit der glatten Oberfläche des synthetischen
Fasermaterials zusammenhängt, ist oft der speckige Glanz der aus unmattiertem Material
hergestellten Waren. Die Verwendung von Mattierungsmitteln in der Spinnmasse, von
denen Titandioxyd den besten Matteffekt ergibt, ist für den Textilbetrieb äußerst
ungünstig, da die Maschinenteile, mit denen das mattierte Material während seiner
Verarbeitung in. Berührung kommt, stark leiden. Bei nachträglicher Mattierung mit
Pigmenten läßt die Haftung auf den Formgebilden wegen der Glätte und Dichte der
Faseroberfläche zu wünschen übrig. Außerdem bewirkt die Pigmentmattierung eine erhöhte
Lichtempfindlichkeit des Materials. Der erzeugte Matteffekt wirkt stumpf und leblos
und entspricht damit meist nicht den Ansprüchen, die an modische Erzeugnisse gestellt
werden. Auch der seifige Griff der Textilien, der ebenfalls auf den glatten Faserquerschnitt
zurückzuführen ist, wird vom Verbraucher als Nachteil gegenüber Textilien anderer
Herkunft empfunden.
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Schließlich ist zu erwähnen, daß die Glätte der schmelzgesponnenen
Faser sich bei der Weiterverarbeitung auf den Textilmaschinen unangenehm bemerkbar
macht.
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Es wurde gefunden, daß die geschilderten Nachteile vermieden und ohne
zusätzliche Arbeitsgänge Fertigwaren mit hohen Gebrauchswerteigenschaften erzeugt
werden können, wenn sie aus feintitrigen, verstreckten Fäden mit gelapptem Querschnitt
gefertigt werden, die unter Verwendung einer Spinndüse, deren Öffnung mindestens
drei stark ausgeprägte Einbuchtungen (Schlitze) von größenordnungsmäßig 0,08 mm
Breite aufweist, aus der Schmelze synthetischer linearer Hochpolymerer, beispielsweise
aus Polyamiden, Polyestern, Polyurethanen usw., hergestellt wurden.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemäß verwendeten
Düsenöffnung ist in der F i g. 1 dargestellt, mit der unter üblichen Spinnbedingungen
durch Spinnen in gasförmiger Atmosphäre Polyamidfäden einen Querschnitt erhalten,
wie er im unverstreckten Zustand aus F i g. 2 und verstreckt aus F i g. 3 zu ersehen
ist. Die Figuren sind in 100facher Vergrößerung gezeichnet.
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Die Düsenöffnung kann im Rahmen der Erfindung verschiedene Formen
aufweisen; die Zahl der Einbuchtungen kann über drei hinaus verändert werden, ebenso
deren Länge, wobei gegebenenfalls innerhalb der gleichen Düsenöffnung einige kürzer
und einige länger gehalten werden können.
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Im allgemeinen werden alle Einbuchtungen gleiche Länge haben. Dabei
ist die Düsenöffnung so zu gestalten, daß unter den jeweils gewählten Spinnbedingungen
der im Endergebnis gewünschte Titer und Querschnitt erzielt wird. Eine vorteilhafte
Ausführungsform besteht z. B. in einer Anordnung von fünf Einbuchtungen mit gleicher
Form und Größe, wie in F i g. 1 dargestellt.
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Es sind zwar Spinndüsen zur Herstellung künstlicher Fäden aus der
Schmelze synthetischer linearer Hochpolymerer bereits bekannt, die stark ausgeprägte
Einbuchtungen enthalten, die auch gleichmäßige Breite besitzen können, doch handelt
es sich hiernach um Spinndüsen mit vergleichsweise sehr breiten Einbuchtungen, aus
denen die Schmelze in
Wasser oder kalte Luft gesponnen werden soll,
um den dem Faden durch die Düse erteilten Querschnitt so schnell wie möglich zu
fixieren zu dem Zweck, einen möglichst saugfähigen Faden zu erhalten. Durch das
plötzliche Abschrecken der Fäden und Fasern in einem starken Kühlmedium tritt eine
nachteilige Versprödung des Materials ein, wodurch die Fasereigenschaften negativ
beeinflußt werden. Im Gegensatz hierzu soll eine Spinndüse, deren Öffnung mindestens
drei stark ausgeprägte Einbuchtungen von größenordnungsmäßig 0,08 mm Breite aufweist,
zur Herstellung feintitriger verstreckter Fäden mit gelapptem Querschnitt verwendet
werden, um den sogenannten Pillingeffekt von feinen und feinsten Fäden aus solchem
Material fernzuhalten. Das man zur Erreichung solcher Faserquerschnitte Düsenöffnungen
der beschriebenen und dargestellten Ausbildung verwenden muß, war überraschend und
nicht vorhersehbar.
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Weiterhin ist auch schon vorgeschlagen worden, beim Verspinnen von
Polymeren zu feineren Fäden statt runder Düsenquerschnitte solche mit schlitzförmigem
Querschnitt verschiedener Gestalt zu verwenden, doch hat man danach auf die Gestalt
der Querschnitte keinen besonderen Wert gelegt, vielmehr darauf, die Viskosität
der Spinnlösung so zu bemessen, daß sich die Schmelze infolge ihrer Oberflächenspannung
beim Austritt aus der Düse nicht wieder in ihren kreisrunden Querschnitt zurückverwandelt.
Die Erkenntnis, daß man mittels Spinndüsen, deren Öffnung stark ausgeprägte Einbuchtungen
von größenordnungsmäßig 0,08 mm Breite aufweist, feintitrige, verstreckte Fäden
mit gelapptem Querschnitt aus der Schmelze synthetischer linearer Hochpolymerer
herstellen kann, die infolge ihrer feingelappten Querschnittsstruktur erhöhtes Haftvermögen
besitzen und damit keinerlei Pillingeffekt aufweisen, liegt auch diesem bekannten
Vorschlag nicht zugrunde.
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Schließlich ist auch das Spinnen durch profilierte Düsenöffnungen
nach dem Naß- oder Trockenspinnverfahren aus Lösungen bekannt. So ist beispielsweise
vorgeschlagen worden, Viskose oder Lösungen aus Cellulosederivaten durch kreuz-
oder sternchenförmige Düsenöffnungen zu verspinnen. Mit diesem Verfahren soll erreicht
werden, daß das Lösungsmittel dem Spinnmaterial an den verschiedenen Stellen der
Oberfläche des ausgepreßten Fadens in unterschiedlichen Mengen entzogen wird, indem
an den inneren Spitzen der Einbuchtungen die Fällflüssigkeit bzw. die Verdunstungsatmosphäre
auf das Fasermaterial schwächer einwirkt. Der Titer des ersponnenen Fadens bleibt
dabei etwa in der Größe der Düsenöffnung erhalten, während die Spitzen der Einbuchtungen
sich abrunden.
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Bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich
demgegenüber um das Spinnen organischer hochpolymerer Gebilde aus dem Schmelzfluß,
wobei keine Lösungsmittel zur Anwendung kommen. Es war nicht vorauszusehen, daß
die geschmolzene Masse, die in unorientiertem Zustand aus der Spinndüse austritt,
die beim Passieren der profilierten Düsenöffnung erhaltenen Lappen in gewissem Umfang
beibehält und auch während der Verstreckung, bei der eine Orientierung längs der
Faserachse stattfindet, nicht verliert. Es hat sich nun herausgestellt, daß dies
überraschenderweise tatsächlich der Fall ist, sogar ohne daß die sonstigen normalen
Spinnbedingungen verändert zu werden brauchen, wenn man die erwähnte Spinndüse anwendet,
und zwar mit dem Erfolg der Gewinnung von Fäden mit feingelappter Querschnittsstruktur,
die infolge höherer Haftung im Faserverband den Pillingeffekt unterdrücken.
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Besondere Bedeutung kommt der Erfindung zur Herstellung feiner und
feinster Seiden für den textilen Sektor zu; aber auch für technische Zwecke werden
sich solche Fäden als vorteilhaft erweisen.
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Die erfindungsgemäß erzielten Fäden und Fasern lassen sich auf den
Textilmaschinen wesentlich besser verarbeiten. Im Faserverband weisen sie eine größere
Haftfestigkeit auf, so daß die Fertigwaren auch nach längerer Tragdauer ein noppenfreies
Maschen- und Gewebebild behalten. Die Gefahr der Zugstellen- und Laufmaschenbildung
ist weitgehend ausgeschaltet, und bei Verwendung von Mischgarnen wird ein Ausscheuern
der zugemischten natürlichen oder regenerierten Fasern vermieden.
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Auch das Problem der NIaltierung ist mit Hilfe der Erfindung gelöst.
Durch den stark gelappten Faserquerschnitt wird das auffallende Licht an den Lappen
reflektiert und die reflektierten Lichtstrahlen von den benachbarten Wandungen absorbiert,
so daß ein ruhiger, matter Glanz, ähnlich dem der Naturseide, entsteht; dies tritt
dann ein, wenn dem Faserquerschnitt mindestens acht bis zehn Lappen gegeben werden.
Gegebenenfalls kann diese Wirkung durch eine gewisse Drallgebung unterstützt werden.
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Der seifige Charakter der Textilien ist beseitigt; an seine Stelle
ist hohe Fülligkeit und ein angenehmer Griff getreten. Festigkeit und Dehnung werden
durch die veränderte Querschnittsform nicht beeinflußt, so daß Fertigwaren erhalten
werden, bei denen die hervorragenden Eigenschaften des synthetischen Materials,
wie z. B. Reißfestigkeit, Scheuerfestigkeit usw., voll zur Auswirkung kommen können,
weil sie nicht mehr durch die Nachteile des glatten Faserquerschnittes beeinträchtigt
werden.
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Durch die Variation der Anzahl der Einbuchtungen lassen sich Fäden
und Fasern mit verschiedenen Eigenschaften je nach Bedarf herstellen. So ist ein
Faden mit zehn Lappen besonders für laufmaschinenstabile Damenstrümpfe geeignet.
Wählt man eine Spinndüse mit nur drei Einbuchtungen, kann man Fäden mit dreiecksähnlichem
Querschnitt erzeugen. Diese weisen einen besonderen Flimmereffekt auf, der den Einsatz
solcher Fäden als Effektgarn ermöglicht, etwa ähnlich einem eingelegten Metallfaden.