DE1660162A1

DE1660162A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines synthetischen feinfaserigen Garnes fuer Leinwandtextilgut

Info

Publication number: DE1660162A1
Application number: DE19661660162
Authority: DE
Inventors: Arie Dipl-Ing Bezemer; Dipl-Ing Fontijn Wilh Johannes; Woestenenk Jan Martinus
Original assignee: Algemene Kunstzijde Unie NV
Current assignee: Akzo NV
Priority date: 1965-10-06
Filing date: 1966-09-16
Publication date: 1971-03-11
Also published as: GB1167182A; LU52102A1; ES331937A1; FR1495835A; NL6512918A

Description

DR. ELISABETH JUNQ UND DR. VOLKER V089IU8 1 β β Π 1 β 0

PATENTANWJILTE • M0NCHEM2S · SIEOESSTHASSSIt ■ TELEFONMMtT · TELEONAUM-ADIIEtSE: INVINT/MONCMEN

AKU 1022 Η/Ρ

Algemene Kunatzijde Unie N.V., Arnhem / Holland

"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines synthetischen feinfaserigen Garnes filr Leinwandtextilgut¹¹

Priorität: 6. Oktober 1965 / Niederlande

Anmelde-ffr. 65 12918

Sie Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung «ur Herstellung «in·· eynthetieohen feinfasrigen Garnes fttr Lein wand textilgut, dft· «us «ehreren nicht «ischbaren Komponenten besteht, welohe Über den Quereohnitt des Produkt·· fein verteilt sind. Synthetisch· feinfaserige Produkt· sind bekannt und finden rerachiedene Anwendung· Si· können s.B· eur Herstellung ultrafeiner Paeern verwendet werden, dl· sich schwierit duroh direkt·· Spinnen herstellen lassen. Su dies·· Zweck wird •la· der Komponenten roUetüiidlf oder teilr/eise au· de« feim-

»rodekt herausgelöst, wodurch sich dl···· Xn feine fasern auflöst.

Ein anderer Verwendungszweck besteht darin, daß das feinfaserige Produkt zu Folien verarbeitet wird, die als Ausgangema Ierial für die Herstellung von Kunstleder dienen. Auch hier besteht eine der Verarbeitungsstufen des Kunstleders in der vollständigen oder teilweisen Herauslösung einer der Komponenten, wodurch die Fasern im Kunstleder mehr oder weniger stark zusammenhängen und die Biegsamkeit sehr dünner Fasern erhalten, trotzdem sie viel dicker sind als derartige dünne Fasern.

Ein völlig anderes Anwendungsgebiet der synthetischen fein« faerigen Produkte ist die Verwendung für Reifencord. Eb ist bekannt, daß Reifencord zur Herstellung von Material für den Reifenkörper (Karkasse) für Autoreifen, !Treibriemen usw. dient» Durch die Verwendung eines feinfaserigen Produktes für diesen Zweck ergeben eich insofern Vorteile, als der erhaltene Cord das gut« Haftvermögen auf Gummi dtr einen Komponente Bit den

günstigen mechanischen Eigenschaften einer anderen Komponente in •ich vereinigt.

Ba die bekannten feinfaserig«» Produkte einige Haohteile auf» weisen, war ihre Verwendung für die vorstehend beschriebenen Zweoke bisher begrenzt· Diese laohttil· beruhen darauf, dad dl· bekannten feinfaserigen Produkte aus einer Maese gesponnen wurden, für die die beiden Komponenten unter heftiges Rühren vermischt wurden· In dem gesponnenen Produkt treten die beiden Komponenten deshalb ale feine Fasern von begrenster Länge und ■ehr unregelmäßigen Abmeeewigen auf· Infolgedessen «eigen die bei der Verarbeitung dee feinfaserigen Produktes erhaltenen

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sehr feinen Fasern eine sehr unregelmäßige Garnzahl (Denier) und Länge, wobei die Länge und Garnsahl bei einem großen Prozentsatz der Fasern ungeeignet iat.

./enn das bekannte feinfaserige Produkt zur Herstellung von Kunstleder verwendet wird, so werden sich auch dessen Eigenschaften von Punkt zu Punkt stark unterscheiden und man erhält ein uneinheitliches Produkt. Ferner ist festgestellt worden, daß die. Festigkeit des Produktes durch die Anwesenheit eines hohen Prozentsatzes sehr kurzer feiner Fasern in dem feinfaserigen Produkt ungünstig beeinflußt wird.

Wenn für die Herstellung von Reifencord zwei synthetische Polymere, z.B. ein Polyamid und ein Polyester, verwendet werden, so ist es vom technischen Standpunkt aus schwierig, die beiden Polymeren in geschmolzenem Zustand mit Hilfe eines Rührers innig zu vermischen. Su diesem Zweck muß der Rührer eine ziemlich, große Kapazität haben, so daß die Verweilzeit der geschmolzenen Polymeren darin lang ist. Dadurch ergibt sich ein weiterer Nachteil» da die Polymeren lern Abbau unterliegen. Es ist ein Ziel der Erfindung, ein einfaches Verfahren zur Verfugung zu stellen, das ein stark homogenes Vermischen der beiden Komponenten sowie eine kurze Verweilzelt erlaubt, wobei die Polymeren nur einen leichten Abbau erleiden.

Gegenstand der Erfindung 1st somit ein synthetisches feinfaseriges Garn für Leinwandtextilgut, das aus mehreren nicht alachbaren Komponenten besteht, welche über den Querschnitt

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des Produktes fein verteilt sind, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Komponenten in dem feinfaserigen Garn praktisch ale endlose Fasern vorliegen.

Aub diesen feinfaserigen Produkt hergestellter Reifencord hat eine wesentlich höhere Festigkeit als.der aus einem Produkt mit endlichen feinen Fasern erhaltene.

Es wird bemerkt, daß Fäden bekannt sind, die einen oder einige wenige endlose Kerne aus einem anderen Polymeren enthalten. Diese Fäden können jedoch nicht als feinfaseriges Produkt angesehen werden, da die zu ihrem Aufbau verwendeten verschiedenen Komponenten nicht genügend fein über den Querschnitt verteilt sind. Ferner wird damit bei den bekannten Fäden nicht beab-Bichtigt, schlecht haftende Komponenten miteinander zu verbinden

Bs wird erfindungsgemäß bevorzugt, die Komponenten in übereinandergelegten Schichten anzuordnen, die sich in beiden Richtungen bis zu den Grenzen des Fadens erstrecken. Aus der folgenden Beschreibung geht herrar, daß die vorstehend er- . wähnte Verteilung der beiden Komponenten in einfacher Tfeise erreicht werden kann.

Es ist denkbar, daß bei manchen Kombinationen von Materialien die daraus bestehenden Komponenten so schlecht aneinander haften, dafl beim Verapinnen Schwierigkeiten auftreten. Ferner kann bei Verwendung des feinfaserigen Produktes al· Ausgangematerial

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zur Herstellung von Reifencord das Haftvermögen zwischen den Komponenten zu gering sein oder die eich bis zur Grenze dee Fadens erstreckenden Komponenten können einen ungünstigen Einfluß auf das Haftvermögen des Cords auf Gummi ausüben. Deshalb wird bei dem für diesen Verwendungszweck vorgesehenen erfindungsgemäßen Produkt die Schichtstruktur der Komponenten vorzugsweise von einer dünnen Hülle umgeben, die vorzugsweise von einer der beiden Komponenten gebildet wird.

Es sind viele Kombinationen von Komponenten möglich· We geeignetste Kombination wird jeweils von dem vorgesehenen Verwendungszweck abhängen. Beispiele für mögliche Kombinationen eind HyI on und Polypropylen, HyIon und Polyester, Polypropylen und Polyäthylen, Nylon und Polystyrol, Polyester und Polystyrol, Polyacrylnitril und Polyvinylalkohol, Nylon und Polyvinylalkohol.

Sie Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der feinfaserigen Produkte. Bei dem bekannten Verfahren wird ein« Splnnaasse, die au« mehreren innig vermischten, nicht mischbaren Komponenten besteht, durch Spinndüsen gepreßt, worauf 4a· so erhaltene Produkt verfestigt wird. Dl· Verfestigung kann je nach der Art der Materialien· aus denen die Komponenten bestehen, auf verschiedene Weise erfolgen, z.B. durch Abkühlung eines geschmolzenen Spinnmaterials, duroh Koagulation In einer entsprechenden Flüssigkeit oder durch Verdampfung •Ines Lösungsmittel··

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Das Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen feinfaserigen Produktes ist dadurch gekennzeichnet, dafl vor dem Auspressen der Spinnmasse durch die Spinndüsen die Komponenten innig vermischt werden, wobei jeder der Ströme dieser Komponenten in Unterströme geteilt wird und die Unterströme in der Länge nach einem regelmäßigen Verteilungsmuster zu einem Hauptstrom wiedervereinigt werden, der anschließend so über die verschiedenen Spinndüsen verteilt wird, daß durch jede Düse mehrere sekundäre unterströme jeder Komponente auetreten·

Das Aufteilen und V/iedervereinigen der Unterströme kann in eines Arbeitsgang durchgeführt werden» Vorzugs»«!se wird jedoch bei dem erfindungegemäfien Verfahren das Aufteilen und Wiedervereinigen mehrere Male wiederholt, wodurch eich in an sich bekannter "eise ein Hauptstrom der Spinnmae·« bildet, in des jedoch die Komponenten in einer Schichtstruktur angeordnet sind. Ss 1st festgestellt worden, daS auf dieee Welse mit ein· fachen Mitteln ein besseres Vermischen der Komponenten erreicht werden kann.

Hn Produkt mit einer Schicht struktur, die von einer dünnen Hülle umgeben ist, kann erfindungegtmafl erhalten werden, indem jeder der susammengesetsten Flüssigkeitsströae vor den Durchtreten duroh die Spinndüsen mit einer hüllenartigen Flüssigkeitssofeioht umgeben wird, die vorsugswslse von einer der Komponenten gebildet wird· Bs wird bemerkt, daS Verfahren sur

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Herstellung eines aueammengesetaen. Fadens bekannt sind, der aus einer Hülle und einem Kern besteht.

Schließlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung «um Spinnen von feinfaserigen Garn, welche aus einem Pumpeystem sum Durchpressen einer Spinnmasse.durch eine Spinndüsenanordnung besteht, wobei die Spinndüsen in eine Verfestigungszone für die feinfaserigen Fäden münden, und welche dadurch gekennzeichnet ist,, daß zwischen dem Pumpsystem und den Spinndüsen ein an sich bekannter Mischer mit feststehenden Führungsmitteln angebracht ist, wobei die Führungsmittel ein System von mehrfach divergierenden und konvergierenden Kanälen bilden, in dem die erhaltenen Unterströme wiederholt als Schichten zusammenlaufen und die Ebenen dieser Schichten stete quer zu den Trennwänden verlaufen.

Die erfindungsgemäSe Vorrichtung kann so gebaut sein, daß sie auch für die Herstellung eines Produktes mit einem von einer Hülle ungebenen geschichteten Kern verwendet werden kann. Zu diesen Zweck entoftlt die Spinndüsenanordnung zwei hintereinander angeordnete Platten, deren Spinndüeenöffnungen ineinander zentriert sind. Ferner iet der Rau» vor der ersten Platte und der vor dieeer gelegene Mi«eher mit ewei Zuführungeleitungen für verschiedene Spinnmaterialien verbunden und der Raun «wi schen den beiden Platten steht mit einer der Zuführungeleitungen in Verbindung.

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Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert.

Beispiel

Durch Schmelzepinnen wird ein Reifencord hergestellt, der nach dem Verstrecken eine Garnzahl von 840 Denier aufweist» Die Anzahl der Einzelfäden iet i40. Die Spinngeechwindigkeit beträgt 500 m/min und das Streckverhältnis S₁8,

Das Garn wird in einer Spinnanordnung gesponnen_s die aus der Literatur bekannt und zum Spinnen eines aus Endlosfäden aufgebauten Garnes geeignet ist,- wobei die Endlosfäden aus zwei, in einer Hüllen-Kern-Struktur angeordneten Komponenten bestehen. I¹Ur die Hülle der Endlosfäden wird ein Polyamid vom Typ Nylon 6 verwendet. Der Kern der Endlosfäden besteht aus einem Gemisch von gleichen Teilen des genannten Polyamids und Polyäthylenterephthalatο Diese beiden Komponenten liegen in dem Kern in einer großen Anzahl abwechselnder Schichten paralleι zur Fadenaohse vor. Diese Kernstruktur wird dadurch erhalten, daß in kurzem Abstand vor der Spinnplatte in der Rohrleitung für die Spinnflüssigkeit ein Mischer mit feststehenden Teilen angebracht ist.

Das fertige Garn enthält 30*5 Polyäthylenterephthalat, wodurch die räumliche Stabilität des Garns bei Belastung wesentlich verbessert wird, ohne daß seil» Festigkeit und sein Haftvermögen auf Gummi vermindert werden.

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£β wird bemerkt, daß eine Methode zur Bestimmung der räumlichen Stabilität eines Garneβ bei Belastung, wie im Falle eines Autoreifens, aus der Veröffentlichung "How to predict flat spotting" von G. 7. Rye und J.E. Martin in "Rubber Jorld" von Oktober 1963 bekannt ist. In dieser Veröffentlichung wird eine Größe ⁿL" angegeben, die ein MaQ für die Stärke der bei einem heißen Autoreifen auftretenden Abplattung (flatspotting) darstellt, nachdem dieser für einige Zeit geparkt worden ist. Bei dem Garn gemäß Beispiel hatte die Meßgröße ¹¹L¹* den niedrigen Wert von 60£ (Für reines Nylon 6 beträgt der entsprechende Wert 100*/ !). Ein ¹L"-Wert von 1007$ verursacht im allgemeinen eine unangenehme Fahrt. Nach dem Parken zeigt ein Reifen mit eines "Invert von 60# dagegen kaum eine merkliohe Abplattung, die sudem während der Fahrt sehr raech verschwindet.

Ähnliche Beispiele können auch für andere Anwendungegebiete angegeben werden,* wobei verschiedene Verfahren verwendet v/erden, bei denen die Komponenten in verschiedenen Verhältnissen in dem Garn vorliegen. Die Garne können gegebenenfalls, je nach der in den verschiedenen Anwendungsgebieten damit verbundenen Bedeutung, alt einer Hülle versehen sein.

lach de« gleichen Verfahren wi« für fäden und Garne kennen

φ-

auch Filme und Bänder hergestellt werden.

Bis Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

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Fig. 1 a und Pig.1b zeigen zwei verschiedene Fadenquerscanitte. llg. 2a bis 2 e zeigen verschiedene Vertikalochnitte durch eine Kombination von Führungsmittel!!.

Fig. 3 a bzw. 3 b zeigen einen Längsschnitt bw. einen Querschnitt eines Füllteilea, in dae die Kombination der Führungemittel hineinpaßt,

Fig. 1 a zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgenäfi hergestellten Fadens ohne Hülle. Die weißen Streifen stellen Polyvinylalkohol, die schwarzen Streifen Polyacrylnitril dar. Fig. 1 b zeigt einen Querschnitt des nach dem vorstehenden Beispiel erhaltenen. Fadens. Die schwarzen Streifen stellen Polyäthyltnterephthalat, die weißen Streifen und die Hülle Hylon 6 dar.

Die Figuren 2 a bis 2 e sind verschiedene Teilansiohten einer Kombination von Führungemittein, die bei Anbringung in dem Füllteil gemäß Fig. 3 a und 3 b einen Mischer bilden, der in eine kreisförmige Rohrleitung für eine Spinnflüssigkeit einge schaltet werden kann. Ein Mischer dieser Art wurde auch in dem vorstehenden Beispiel verwendet.

Sites Kombination alt sin» praktisoh quadratischen Querschnitt psJt In tin FUllatüok 6 (Fig. 3 a und 3 b), dessen iyllndritoht Auflenwand wiederum in eint Rohrleitung für die Spinnflüssigkeit palt. Das Füllstück 6 ist aus swei Teilen 7 und 8 zusammengesetzt, um seine Herstellung zu erleichtern.

Flg. 2 a ist eine Ansicht des Kopf teils der Kombination von Führungsmitteln 1,.DItSt Kombination besteht U Prinzip aus

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einem sich In der Längerichtung erstreckenden Teil mit einem kreuzförmigen Querschnitt und Aussparungen in den Seitenwänden· Die Pfeile b, c, d und e in Pig. 2 a zeigen die Richtungen an» in denen die in den Figuren 2 b, 2 c, 2 d und 2 e dargestellten Schnitte verlaufen«

In den Fig. 2b bis 2e sind die Teile, in denen kein Material entfernt worden iet_t schraffiert gezeichnet. Die Form der Aueeparungen wird dadurch erhalten, daß in jeder der Seitenwände eine zickzackförmige Rinne von konstanter Tiefe mit Hilfe eines Schlichtfräaers angebracht wird. Der Lauf des geschmolzenen Spinnmaterials durch die Hinnen let durch die Linim2» 3, 4 und 5 angegeben worden.

Vfenn diese Kombination in dem Tüll stück 6 angebracht wir-d, so entsteht ein Mischer mit der gleichen Miechwirkung wie die des in der belgischen Patentschrift 578 473 beschriebenen Mischerβ„

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Synthetisches» feinfaseriges Garn für Leinwandtextilgut, das aus mehreren nioht mischbaren Komponenten besteht, welche über den Querschnitt des Produktes fein verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten in dem feinfaserigen Garn praktisch als endlose Fasern auftreten·

2. Produkt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten übereinanderliegende Schichten bilden, die sich in beiden Richtungen bis zu den Grenzen des ^adene erstrecken.

3· Produkt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet _t daß die Schichtstruktur der Komponenten von einer Hülle umgeben ist, die vorzugsweise von einer der beiden Komponenten gebildet wird.

4· Verfahren zur Herstellung des feinfaserigen Produktes nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß vor dem Auspressen der Spinnmasse durch die Spinndüsen die Komponenten innig vermischt werden, wobei jeder der Ströme dieser Komponenten in Unterströme geteilt wird und die ünterströme in der Länge nach einem regelmäßigen Yerteilungemuster «u einem Hauptstrom wiedervereinigt werden, der anschlleSend so über die verschiedenen Spinndüsen verteilt wird, daS durch jede Düse mehrere sekundäre Unterströme jeder Komponente «ustreten»

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufteilen und tfiedervereinigen der Unterströme mehrere Male wiederholt wird, wobei In an sich bekannter Teise ein Haupt« strom der Spinnmaese gebildet wird, dessen Komponenten in einer Schiohtstruktur angeordnet sind«

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dad jedei der zusammengesetzten Flüseigkeitsetröme vor dem Durchgang durch die Spinndüsen von einer hüllenähnlichen flüssigkeit·· schicht umgeben wird, die vorzugsweise von einer der beiden Komponenten gebildet wird«

7· Vorrichtung zum Spinnen von feinfaserigem Garn, welche au· einem Pumpsystem zum Durchpressen einer Spinnma··· durob eine Splnndüsenanordnung besteht, wobei die Spinndüsen in eine Verfestigungssone für dl· feinfaserigen faden Bünden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumptnsystern und den Spinndüsen ein an sich bekannter Mischer Bit fest stehenden fUhrungsmitteln angebracht ist, wobei die führung· · mittel «in 8yetem von mehrfach divergierenden und konver gierenden Kanälen bilden« in dee die erhaltenen Unterströme wiederholt al· Schichten zusammenlaufen und die Ibenen die··> Schichten stets quer su den Trennwänden verlaufen.

8. Vorrichtung naoh Anspruch 7, dadurch gekennseiohnet, dal di· 8pinndtt*enanordnung au· «wet hintereinander angeordnete» Platten besteht· deren dl· Spinndleenöffnungen sueinander sentriert sind, wobei der Raus vor der «rates Platt· vat der

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vor dieser gelegene Mischer ait zwei Zuführungeleitungen für verschiedene Spinnmaterialien und der Baum zwischen den beiden Platten mit einer der Zuführungsleitungen verbunden ist.

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