DE1660365A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Mehrkomponentenfasern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von MehrkomponentenfasernInfo
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- D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
- D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
- D01D5/32—Side-by-side structure; Spinnerette packs therefor
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Description
Braunschweig, den ^O.Juni I965
Unser Zeichen: St/E&T - J
Dr. Expl.
Japan Exlan Company Limited I-25, Dojima Hamadori 1-chome,
Kita-ku, Osaka, Japan
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von· Mehrkomponentenfasern
Priorität Japan vom 2. Juli 1964 Nr. 37 751/6*
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Fasern, die aus mehreren
zusammengesetzten oder verbundenen Komponenten bestehen.
—2 —
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Es ist bekannt, Mehrkomponentenfäden aus wenigstens zwei verschiedenen fadenbildenden Spinnmaterialien
herzustellen, indem diese gleichzeitig durch eine gemeinsame Öffnung gepreßt werden. Aufgrund der unterschiedlichen
thermischen Schrumpfung oder Quellung der verschiedenen Materialien, aus denen derartige zusammengesetzte
Fäden bzw. Fasern erzeugt werden, können in den Fasern Kräuselwindungen entwick»4*kelt werden.
Die bekannten Mehrkomponenten<<fasern haben jedoch den
Nachteil, daß die Komponenten der Fasern dazu neigen, sich aufzuspalten oder zu delaminieren. Diese Tendenz
ist umso stärker ausgeprägt, je verschiedener die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Komponenten
gewählt werden, um die Krauseleigenschaften zu verstärken. Wenn nun die Faserkomponenten sich aufspalten
oder delaminieren, gehen die Kräuselungseigenschaften verloren, und das Aussehen der aus derartigen
Fasern hergestellten Endprodukte wird beeinträchtigt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, zusammengesetzte Fasern zu schaffen, in denen zwei oder mehr Komponenten
fest miteinander vorbunden sind, ohne daß die Gefahr einer Delaminierung besteht.
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BAS
Es wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe erfindungsgemäß lösen läßt, indem eine Zwischen- oder Verbindungsfläche zwischen den verschiedenen Komponenten gebildet
wird, in der die Komponenten genügend miteinander durchsetzt oder vermischt sind.
Es ist schwierig, den exakten Bereich der Zwischen- oder Verbindungsteile zu bestimmen, jedoch wurde gefunden,
daß schon ein sehr kleiner Bereich wie etwa 10 % oder weniger der gesamten Querschnittsfläche der Paser genügt,
um die Delaminierung der Komponenten praktisch zu verhindern. * *>-
Ferner wurde gefunden, daß eine derartige Zwischenoder Verbindungsfläche erzeugt werden kann, indem man
die Ströme der verschiedenen Spinnlösungen aufeinander stoßen läßt, bevor sie in laminarer Strömung zu einer
Spinndüse und durch sie hindurch fließen. Wenn die verschiedenen Lösungen aufeinander treffen, wird ein turbulenter
Pluß hervorgerufen, der die Bildung der Zwischen- oder Verbindungsfläche zur Folge hat, in der
diese Lösungen gut miteinander vermischt oder durchsetzt sind. Um den erforderlichen turbulenten Fluß zu erreichen,
muß man diese verschiedenen Spinnlösungen
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bei relativ hoher Strömungsgeschwindigkeit und unter einem stumpfen Winkel, vorzugsweise 18O°, miteinander
kollidieren lassen.
Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung zur Erzeugung des gewünschten turbulenten Flusses. Wie bekannt, zeigt
die erfindungsgemäße Spinnvorrichtung getrennte Zufuhrleitungen für eine Mehrzahl verschiedener fadenbildender
Materialien und je einen engen Kanal zur Aufnahme der einzelnen Materialien, wobei die engen Kanäle in einen
gemeinsamen schmalen Schlitz münden, der mit Spinnöffnungen
in Verbindung steht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den engen Kanälen und der Spinnöffnung zweite enge Kanäle angeordnet sind, die jeweils enger
sind als der entsprechende erste enge Kanal und unter einem stumpfen Winkel zusammentreffen und in den gemeinsamen
schmalen Schlitz münden. Dadurch treffen die verschiedenen Spinnlösungen, die durch die jeweiligen
ersten und zweiten engen Kanäle fließen, beim Austritt aus den zweiten engen Kanälen mit relativ hoher Strömungsgeschwindigkeit
aufeinander, so daß eine Turbulenz erzeugt wird, und dann fließen sie in laminarer Strömung
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an ihrer Zwischenfläohe vermischt, durch den gemeinsamen
Schlitz und Spinnöffnung in ein Koagulierungsbad. Wenn gewünscht, kann man einen vergrößerten Raum in dem Bereich
vorsehen, wo die zweiten engen Kanäle aufeinander auftreffen, so daß die Lösungen, die miteinander Kollidiert
haben, eine Zeit in dem vergrößerten Raum bleiben und sich an der Zwischenfläche weiter vermischen.
Die Erfindung ist im nachstehenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert und dargestellt.
Figur 1 ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung»
Figur 2 ist ein Schnitt durch diese Vorrichtung entlang der Linie A-A von Fig. 1.
Figur 5 ist eine vergrößerte Teilansicht von Fig. 1.
Figur 4 zeigt ähnlich wie Fig. 3 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßeη Vorrichtung.
Figur 5 ist ein Schnitt entlang der Linie B-B von Fig.
J5 oder 4.
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Figur 6 ist ein vergrößerter Querschnitt durch die erfindungsgemäß
erhaltenen Pasern in schematischer Darstellung.
In den Figuren 1 und 2 ist eine Spinnvorrichtung zur Erzeugung von Zweikomponentenfasern gemäß der Erfindung
dargestellt.
Sie umfaßt eine Spinndüsenplatte 2, in der Öffnungen 1 reihenförmig im Abstand von einander angeordnet sind.
Die Platte 2 ist auf einer Führungsplatte 4 befestigt, in der ebenso viel Schlitze angeordnet sind, wie Reihen
von Öffnungen 1 vorhanden sind. Diese Platten 2 und 4 sind auf einem Stutzen 5 bzw. am Ende eines Zufuhrrohres
8 mittels einer Fassung 6 und einer Mutter 7 befestigt. Der Einlaßteil des zylindrischen Stutzens 5, der in das
Zufuhrrohr 8 eingesetzt ist und dort festgehalten wird, ist mit einem Trenriblech versehen, welches dazu dient,
den Einlaßteil in zwei Kammern 9 und 10 zu teilen,. Die eine Spinnlösung wird der einen Kammer 9 zugeführt
und die andere der anderen Kammer 10. Das Auslaßteil des zylindrischen Stutzens 5 ist mit einer Mehrzahl
enger Kanäle 12, 12* versehen, die durch Trennwände 11 gebildet werden. Die Anordnung ist derart, daß die Kanäle
12, 12* unter abwechselnder Versorgung mit den beiden
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verschiedenen Spinnlösungen mit den Kammern 9 und 10 in Verbindung stehen. Beim Betrieb fließt die erste
Spinnlösung von einer Kammer 9 zu abwechselnden Kanälen 12 und dann weiter nach unten in den zugeordneten
Schlitz 3 zu den Öffnungen 1. Eine zweite Spinnlösung fließt von der anderen Kammer 10 zu abwechselnden
Kanälen 121 und ebenfalls weiter nach unten zu dem zugeordneten Schlitz 3· In dem gemeinsamen Schlitz 3
fließen die beiden verschiedenen Lösungen in laminarer Strömung nach unten zu der Reihe von Öffnungen 1 und
durch diese hindurch in ein Koagulierungsbad oder Fällbad ( nicht dargestellt), wo sie zusammengesetzte Fäden
bilden. Die Konstruktion und Wirkungsweise einer Spinnvorrichtung dieses Typs sind näher in der amerikanischen
Patentschrift 3 182 106 beschrieben und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß zwischen den engen Kanälen 12, 121 und dem gemeinsamen Schlitz 3 eine
besondere Anordnung vorgesehen ist, um dort eine turbulente Strömung hervorzurufen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist
zwischen dem unteren flachen Ende jeder Trennungswand und der oberen flachen Oberfläche der Führungsplatte 4
ein sehr schmaler seitlicher Kanal 13, 131 ausgebildet.
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Der seitliche Kanal IJ, IJ1 sollte eng genug sein, um eine
relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit der durch ihn hindurchfließenden Lösung zu bewirken. Ferner sollten die
Kanäle 15 und 131 einen stumpfen Winkel, vorzugsweise
von l8o°, bilden, wie in Fig. J gezeigt ist. Diese Kanäle IJ und 13' treffen aufeinander und führen in den
gemeinsamen Schlitz J. Durch diese besondere Anordnung fließt eine Spinnlösung aus einem Kanal 12 mit hoher Geschwindigkeit
durch einen engen Kanal IJ. und die andere Spinnlösung aus dem anderen Kanal 12' mit hoher Geschwindigkeit
durch den anderen engen Kanal IJ1. ;Da die Fließrichtungen einander entgegengesetzt sind, kollidieren
die Ströme in dem Bereich, wo sich die Kanäle IJ und IJ1 treffen, heftig miteinander, so daß eine
Turbulenz erzeugt wird, die wiederum dazu führt, daß die Lösungen an der Berührungsfläche teilweise durchsetzt
und miteinander vermischt werden. Dann fließen die beiden Lösungen in laminarer Strömung ( mit einem Zwischenoder
Verbindungsbereich', wo sie vermischt oder durchsetzt
sind! durch den gemeinsamen Schlitz J abwärts zu
der Reihe von Spinnöffnungen 1.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 4 dargestellt wird, ist eine Ausnehmung 14 am
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Ende der Trennwand 11 vorgesehen. In diesenNPkll fließen
die Lösungen xlurch die jeweiligen engen Kanäle I^N1
aufeinander zu, gelangen beide in die Ausnehmung 14, ver bleiben dort eine Zeit und fließen dann in laminarer
Strömung in den gemeinsamen Schlitz j5. Denn während des Verweilens durchsetzen oder vermischen sich die Lösungen
teilweise an der Zwischenfläche durch die in der Ausnehmung 14 herrschende Turbulenz.
Da gemäß der Erfindung in dem Zwischen- oder Berührungsbereich zwischen den verschiedenen Lösungen eine Turbulenz
erzeugt wird, ensteht zwischen den Lösungen ein Zwischenoder Verbindungsbereich, in welchem die Lösungen gut
durchsetzt oder miteinander vermischt sind. Die Lösungen fließen dann durch den Schlitz 3 in laminarer Strömung
mit diesem Verbindungsbereich zwischen ihnen, und von da
durch die Öffnungen 1 in ein Koagulierungsbad (nicht dargestellt), so daß sich zusammengesetzte Fäden bilden,
die einen entsprechenden Zwischenteil aufweisen, durch den die beiden verschiedenen Faserkomponenten fest miteinander
verbunden sind, und daß eine Gefahr der Aufspaltung oder Delaminierung besteht. Dies ist gut in
Fig. ö zu erkennen.
-ΙΟ
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Die Erfindung läßt sich nicht nur auf ein Naßspinnverfahren, sondern auch auf ein Schmelzspinnverfahren
anwenden. Sie kommt in Betracht für das Verspinnen beliebiger faserbildender Materialien wie Acrylnitrilpolymere,
Polyamide, Polyester, Polyvinylchloride, Polyvinylalkohole, Polyolefine, Celluloseacetat, Viskose
usw., soweit die Erzeugung von Mehrkomponentenfasern gewünscht wird.
Die Erfindung ist in dem nachstehenden Ausführungsbeispiel näher erläutert. Alle Teile verstehen sich
in Gewichtsteilen.
Spinnlösungen werden aus einem Copolymeren A (Intrinsik-Viskosität 1,5 dl/g in Dimethylforamid)
aus 90 Teilen Acrylnitril und 10 Teilen Methylacrylat bzw. einem Copolymeren B (Intrinsik-Viskosität 1,5 dl/g
in Dimethylformamid) aus 87 Teilen Acrylnitril und 13 Teilen Methylacrylat hergestellt, indem jedes Polymere
in einer 45#-lgen wässrigen Lösung von Natriumthiocyanat
su einer 10 #-igen Lösung auf£-elüot wird. Dies« beiden
Spinnlösungen werden durch die üplnnvörrichtung der
Pi. ■·. ? in j In FiLP :vl, bestehend -iU.c: ^iii-r 10- Yi* -,i
ORtGiNAL
wässrigen Lösung von Natriumthiocyanat (-30C) gepreßt,
um zusammengesetzte Fasern herzustellen. Um festzustellen, wie die beiden Komponenten sich miteinander verbunden
haben, werden die wie oben beschrieben hergestellten trockenen Fasern gefärbt und wärmebehandelt, so daß der
Farbstoff ausreichend tief in die Faserstruktur eindiffundieren kann. Dann wird der Querschnitt der Faser
unter einem Mikroskop untersucht. Es wurde lein scharfer Unterschied an der Grenze der beiden Komponenten festgestellt,
sondern ein Übergangsbereich wie in Fig. 6 gezeigt ist., wo die Komponenten durchsetzt oder vermischt
sind.
Das gleiche Verfahren wurde mit der Vorrichtung von Fig. 4 durchgeführt, wobei ein ähnliches Resultat erzielt
wurde.
Die Fasern wurden zu Garnen versponnen, welche dann verstrickt wurden. Während der mechanischen Verarbeitung
wurde keine Delaminierung der Faserkomponenten beobachtet. Bei der üblichen Wärmebehandlung entwickelten die Garne
sehr befriedigende Kräuselwindungen.
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Claims (5)
1. Verfahren zum Verspinnen von Mehrkoraponentenfaden
aus wenigstens zwei verschiedenen fadenbildenden Materialien unter Auspressen dieser Materialien
durch eine gemeinsame Öffnung, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Materialien in ihrem Berührungsbereich
durch Erzeugung einer turbulenten Strömung teilweise vermischt, bevor man sie durch die Öffnung
preßt.
2. Verfahren nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialien in engen Strömen, die sich
unter stumpfem Winkel treffen, gegeneinander führt und unter Hervorrufung einer turbulenten Strömung
aufeinanderstoßen läßt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Materialien nach ihrem Zusammentreffen einige Zeit in einer erweiterten Zone verweilen läßt,
bis die Teilvermischung fortgeschritten ist.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3* mit getrennten Zuleitungen für
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eine Mehrzahl verschiedener fadenbildender Materialien und je einem engen Kanal zur Aufnahme diesei? einzelnen
Materialien, wobei die engen Kanäle in einen gemeinsamen schmalen Schlitz münden, welcher seinerseits
mit Spinnöffnungen in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den engen Kanälen (12,12")
und dem gemeinsamen Schlitz (J) jeweils zweite
Kanäle (IjJ, Γ51 ) vorgesehen sind, die enger sind
als die ersten Kanäle (12, 12*)und unter stumpfem Winkel aufeinandertreffen und in den gemeinsamen
Schlitz O) führen.
5. Vorrichtung nach Aöspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß am Treffpunkt der zweiten engen Kanäle (13,IjJ1)
ein vergrößerter Hohlraum (l4) vorgesehen ist.
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Le e rs e
ite
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3773164 | 1964-07-02 | ||
FR23168A FR1442690A (fr) | 1964-07-02 | 1965-07-01 | Fibres à plusieurs composants et leur procédé de filage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1660365A1 true DE1660365A1 (de) | 1971-09-16 |
Family
ID=26164514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19651660365 Pending DE1660365A1 (de) | 1964-07-02 | 1965-07-02 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Mehrkomponentenfasern |
Country Status (2)
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---|---|
DE (1) | DE1660365A1 (de) |
FR (1) | FR1442690A (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3540077A (en) * | 1968-12-30 | 1970-11-17 | Japan Exlan Co Ltd | Apparatus for spinning multi-component fibers |
-
1965
- 1965-07-01 FR FR23168A patent/FR1442690A/fr not_active Expired
- 1965-07-02 DE DE19651660365 patent/DE1660365A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1442690A (fr) | 1966-06-17 |
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