DE1660506A1

DE1660506A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von voluminoesen synthetischen Faeden

Info

Publication number: DE1660506A1
Application number: DE19651660506
Authority: DE
Inventors: Charles Martin; Jean-Claude Martin
Original assignee: Rhodiaceta SA
Current assignee: Rhodiaceta SA
Priority date: 1964-02-14
Filing date: 1965-02-12
Publication date: 1970-07-16
Also published as: FI43331B; BE659696A; US3408277A; CH427134A; AT263993B; NO119326B; JPS493448B1; NL6415124A; LU47978A1; DK112267B; FR1393572A; OA01289A; SE304803B; ES309343A1

Description

Dr. F. Zumstein - Dr. E. Assmann

Dr. R. Koenigsberger Dipl. Phys. R. Holzbauer

Patentanwälte

München 2, Bräuhausstralje 4/111 SC 2468

SOCIEXB RHODIACETA, Paris« Frankreich

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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von voluminösen

synthetischen Fäden

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Fäden mit Eigenkräuselung aus organisohen thermoplastischen Polymerieaten durch Auspressen in geschmolzenem Zustande

Insbesondere betrifft die Erfindung die . Herstellung von Misch* fäden mit Eigenkräuselung auf der Basis von Polypropylen«

Unter dem Ausdruck "Eigenkräuselung", wie er hier verwendet wird« versteht man eine Kräuselung« die sich aus der Lösung innerer Spannungen in den Fäden ergibt und nicht die Folge von mechanischen Deformationen, denen diese Fäden unterzogen würden» istο

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Die duroh Auspressen in geschmolzenem Zustand hergestellten synthetischen Fäden und Fasern weisen eine lineare Struktur und eine glatte Oberfläche auf» was beim Verweben oder Stricken zu flaohen Erzeugnissen führt, deren Aussehen und Griff sich bei gewissen Anwendungen nicht immer eignet, für die jedoch die Verwendung von synthetischen Fasern, die sich in übrigen duroh bemerkenswerte Eigenschaft auszeichnen, sehr wünschenswert wäre.»

Es wurden daher zahlreiche Verfahren in Betracht gezogen, un die Konfiguration dieser Fäden so zu ändern, dass .sie bei der Herstellung von Oeweben und Strickwaren verwendet werden könnten, deren ästhetisohe Merkmale, elastische Eigenschaften und Isoliervermögen zunindest ebenso zufriedenstellend wie diejenigen natürlicher Oewebe wären.

Dl· zur Zelt an häufigsten angewendeten Verfahren bestehen darin» de» bereite geformten Faden zeitweilige Deformationen zu erteilen, die man fixiert, was am häufigsten duroh thermische Behandlung erfolgt. Diese Verfahren haben im allgemeinen den Nachteil, dass sie nioht kontinuierlich Im Anschluss an die Herstellungaarbeitsgänge des Fadens durchgeführt werden können <> Dies bringt Zwischenarbeiten» wie beispielsweise Aufwickeln und Aufspulen^ mit sich» was ausserdem den Preis der erhaltenen texturierten Fäden erhöht« In Jedem Falle stellen sie eine zusätzliche Stuf· dar und

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verlängern das Herstellungsverfahren,

Andere Verfahren verwenden zur Abänderung des Aussehens der Fäden eine Heterogenität der Struktur im Schnitt dieser Fäden« Diese Heterogen!taten, die verschiedener Art sein können, rufen innere Spannungen hervor» die Kräuselungen ergeben, wenn diese Spannungen gelöst werden·

Der Faden kann beispielsweise mehrere chemisch verschiedene Bestandteile« die nebeneinander angeordnet sind und nicht die gleiohen Schrumpfungselgenaohaften aufweisen, enthalten» So ist es möglich, durch ein und dasselbe Loch der Spinndüse ein Polyamid und einen Polyester oder zwei verschiedene Polyamide auszupressen, um einen Misohfaden mit zwei Bestandteilen zu erhalten.

Zur Herstellung solcher Fäden schmilzt man in getrennten Schmelzvorrichtungen die verschiedenen Bestandteile gesondert, die man getrennt zu der Spinndüse führt, um sie nebeneinander auszupressen.

Der Faden kann auch von einem einzigen Polymerisat stammen, wobei die Heterogenität, die die Kräuselung bewirkt, physikalischer Art 1st. Diese Art von Faden kann beispielsweiße durch Abkühlen der durch Auspressen in geschmolzenem Zustand

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hergestellten Fäden in asymmetrischer Weise unterhalb der Spinndüse hergestellt werden₀ Man kann bereits geformte Fäden auch nichthomogen machen, insbesondere durch Führen über eine erhitzte Kante oder durch Behandlung mit einem Quellungsmittel»

Es 1st auch möglich, diese Fäden direkt durch Auspressen

_Ä unter Anwendung des gleichen Verfahrens wie für die Fäden

mit chemisch verschiedenen Bestandteilen herzustellen, wobei die verschiedenen Schmelzvorrichtungen mit chemisch identischen Polymerisaten, die jedoch verschiedene Eigenschaften, wie beispielsweise Viskosität oder Molekül arge wicht, aufweisen, gespeist werden» Diese Polymerisate werden getrennt erhalten oder unter verschiedenen Bedingungen vorbehandelt O

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her-P stellung von Mischfäden mit Eigenkräuselung durch gleich' zeitiges Auspressen von zumindest zwei chemisch identischen Bestandteilen, die jedoch verschiedene Eigenschaften aufweisen, durch ein und dasselbe Loch der Spinndüse.

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Dieses Verfahren besteht darin* kontinuierlich eine Menge eines thermoplastischen linearen Polymerisats» von dessen Eigenschaften sich zumindest eine bei erhöhten Temperaturen ändert» :su schmelzen, diese gesohmolzene Masse in zumindest zwei Ströme zu teilen» diese Ströme verschiedenen Wärmebehandlungen zu unterziehen und sie in aneinandergrenzender Weise zu einem einzigen Faden auszupressen O

Dieses Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Mischfäden auf der Basis von Polypropylen» kann jedoch auch zur Herstellung von Fäden aus in geschmolzenem Zustand auspress« baren thermoplastischen Polymerisaten verwendet werden, von deren Eigenschaften zumindest eine, wie beispielsweise die Viskosität, das Molekulargewicht und dgl*, sich rasch bei erhöhter Temperatur und Insbesondere bei Temperaturen» die üblicherweise im Verlaufe des Auspressens dieser Polymerisate angewendet werden» ändert«

Erfindungsgemäss kann man Fäden mit mehreren Bestandteilen herstellen» dooh stellt man vorzugsweise Fäden mit zwei Bestandteilen her. !Dn Masse, in dem sloh die Anzahl der Bestandteile des Fadens erhöht» werden die zur Teilung der geschmolzenen Masse in mehrere Ströme erforderlichen Vorrichtungen immer umfangreicher, und es erweist sich als immer schwieriger, die

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an den verschiedenen Strömen vorgenommenen Wärmebehandlungen zu steuernο

Im allgemeinen wird die geschmolzene Masse in gleiche Ströme geteilt« doch kann man auch vorsehen» die Masse in mehrere Ströme unterschiedlicher Menge zu teilen_o Der Faden besteht dann nicht aus gleichen Teilen« sondern aus Streifen ungleicher Schnitteο

Die Wärmebehandlungen* denen die verschiedenen Polymerisatströme unterworfen werden» können sich auf verschiedene Weise unterscheiden:

Man kann Wärmebehandlungen von verschiedener Dauer, jedoch bei der gleichen Temperatur vornehmen; man erhöht beispielsweise den Durohgangsweg des einen der Polymerisatströme bevor sich dieser mit dem anderen Polymerisatstrom wieder vereinigt·

Man kann auch Wärmebehandlungen gleicher Dauer, die jedoch bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt werden, wählen»

Schliesslloh kann man Wärmebehandlungen verschiedener Dauer und verschiedener Intensität vornehmenο

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Man wählt eine dieser Methoden in Abhängigkeit von dem eingesetzten Polymerisat, der Vorrichtung, der man sich bedient, und dglo.

Zur Durchfuhrung des Verfahrens, wie es oben beschrieben ist, verwendet man erf indungsgemäss eine Spinnvorrichtung* die im wesentlichen aus den folgenden Einrichtungen besteht r

Einer kontinuierlich arbeitenden Schmelzeinrichtung, die mit Einrichtungen zur ^wftlhnmg des Polymerisats und Einrichtungen zum Abgeben des geschmolzenen Polymerisats ausgestattet ist*

zumindest zwei Leitungen, die einerseits mit der Schnelzein~ richtung und andererseits mit der Zufuhrkammer der Spinndüse verbunden sind und entweder identische oder verschiedene Pro~ file und gegebenenfalls unabhängige Heizvorrichtungen auf« weisen;

eine abgeteilte'Zuführungskammer, von der jedes Abteil mit der Austrittsöffnung einer bestimmten Heizleitung verbunden und gesondert an die öffnung oder die verschiedenen öffnungen der Spinndüse angeschlossen 1st.

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Die beigefügte Zeichnung stellt schematisoh eine beispieleweise erfindungsgemässe Vorrichtung dar» ohne dass hiermit eine Beschränkung vorgenommen werden soll.

Diese Vorrichtung enthält eine zylindrische Schmelzkammer 2, die durch den Trichter 1 mit Polymerisat gespeist und mittels der Glieder jj erhitzt wird,, Diese Kammer ist mit einer zentralen Schraube 4 ausgestattet» die durch einen Motor betrieben wird, der die Fortbewegung des Polymerisate in das Innere der Kammer gewährleistete Diese Kammer ist mit zwei Leitungen 5 und 6 über zwei Pumpen 7 und 7^? verbunden_o

Die durch die Glieder 8 und 8' erhitzten zwei Leitungen besitzen verschiedene Länge ο Sie münden jeweils in eine der Zellen 9 eines Piltrierblooks ο Diese Zellen sind durch Kanäle» wie beispielsweise 13» mit den verschiedenen Abteilungen» wie beispielsweise 10» der ^ufUhrungskammer der Spinndüse 11 verbunden,,

Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen fäden können sich» je nach dem Fall, auf folgende Weise kräuseln:

Entweder spontan sogleioh nach dem Verstrecken in der Wanne» das unter Üblichen Bedingungen für den Typ der in Betracht; gezogenen Fäden durchgeführt wird (man versteht hier unter Verstrecken in

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der Wärme ein Verstrecken, das unter Zufuhr von Kalorien erfolgt) g

oder im Verlaufe einer späteren Wärmebehandlung, wie beispielsweise einer Dampfbehandlung oder einer Behandlung in fiedende« Wasser ohne Anwendung von Spannung«

Die Kräuselung ist von schraubenförmiger Art und ihre !Intensität 1st eine Punktion des Unterschiede der Sohrumpfungseigcmschaften % der Bestandteile des Fadens« wobei dieser Unterschied selbst die Folge des relativen Ausraasses der Wärmebehandlungen untereinander ist» denen die verschiedenen Polymerieatströme unterzogen wurden ο

Die so erhaltenen gekräuselten Fäden sind unter geringe» Zug stark voluminös und besitzen grosse Elastizität»

Die Kräuselung verschwindet unter der Einwirkung eines ausreichend μ hohen Zugs» doch kommt sie von selbst wieder, wenn die Anwendung des Zugs aufhört« Die Anwendung von erhöhtem Zug auf die Fäden, beispielsweise im Verlaufe des Aufwiokelns naoh dem Verstrecken, beeinflusst die Kräuselung in keiner Weise»

Man stellt die Bedingungen des Verfahrens vorzugsweise so «In, dass man Fäden erhält, deren Kräuselungsgrad über 150 beträgt.

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Kräuselungegrad nennt man das Verhältnis ( ■ ) χ 100, wobei L die Länge einer Strähne unter einer Belastung von 26Ο mg/den und Lo die Länge der gleichen Strähne ohne irgend» eine angewendete Belastung bedeutet.

Die aus den nach dem erfindungsgemfissen Verfahren erhaltenen Einzelfäden hergestellten Fäden eignen sieh für alle Anwendungs«* zwecke, für die man hohe Elastizität und erhöhtes Baulichvermögen wünschtο

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken·

Beispiel 1

Man speist eine Vorrichtung der gleichen Art« wie sie in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist» mit einem Polypropylen mit einem Viskositätsindex in geschmolzenem Zustand von 0,6 ο

Dieses Polymerisat wird in der Kammer 2 geschmolzen und erreicht bei 12 eine Temperatur von 285 ⁰C Es teilt sich dann in zwei Ströme, die von den Pumpen 7*7* aufgenommen und in die Leitungen 5 und 6, die bei einer Temperatur von 310⁹C gehalten werden, geführt werden. Die Länge der Leitung 6 beträgt das dreifache derjenigen der Leitung 5 von einem Fassungsvermögen von 13 ecm·

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Die beiden Ströme werden durch die Spinndüse 11 ausgepresst» um 12 Einzelmischfäden zu ergeben* die mit 600 m/teinute aufge« wickelt werden» Der erhaltene Faden von 273 den wird bei 200 m/ Hinute auf einen Verstreckungsgrad von 5 auf einem Zapfen bei 90®C und einer Platte bei IJQ *C verstreckt, um einen Faden mit einer Festigkeit von 5,358 g/den für eine Dehnung von J31,4 % zu ergeben. Der Faden auf der Spule besitzt ein glattes Aussehen, doch wird er* wenn man ihn unter schwachem Zug abwickelt» infolge der Eigenkräuselung der Einzelmischfäden sehr bauschig« Nach Behandlung mit siedendem Wasser während 10 Hinuten besitzt dieser Faden einen Kräuselungsgrad von 359 <>

Beispiel 2

Unter Verwendung einer Vorrichtung der Art, wie sie ir. der beigefügten Zeichnung dargestellt ist» führt man mehrere Versuche ' durchs Man variiert für jeden dieser Versuche die Temperatur, die in den Leitungen 5 und 6 herrscht, wobei alle übrigen Be= dingungen gleich sind.

Das in die Apparatur eingeführte Polymerisat 1st Polypropylen mit einen Viskositätsindex in geschmolzenem Zustand von 0,6»

Man verwendet für jeden Versuch eine Spinngesohwindlgkelt von 600 m/Minute, und die erhaltenen Fäden werden auf einen Grad von

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5 bei 200 m/Minute auf einem Zapfen bei 90 *C und einer Platte bei 13O^eC verstreokt^

Man misst an den erhaltenen Kräuselfäden durch Abwickeln unter schwachem Zug den Kräuselungsgrad und erhält die folgernden Ergebnisse :

Temperatur (⁹C) Kräuselungs in den Leitungen grad ___

310 359

300 277

280 17,6

Das folgende Beispiel zeigt, dass die Temperatur und das Verhältnis der Zeitspannen der Wärmebehandlungen nicht die einzigen Variablen sind, die man zur Einstellung des KräuseXungsgrads verwenden kann.. Es wurde festgestellt, dass der absolute Wert dieser Zeitspannen ebenfalls einen Einfluss ausübt_o

Beispiel 3

Zur Durchführung dieser Versuche verwendet man eine Vorrichtung derart» wie sie in der beigefügten Zeichnung gezeigt 1st» wobei die Länge der Leitung 6 die dreifache derjenigen der Leitung 5 mit einem Fassungsvermögen von 13 ecm beträgt«

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Man verwendet ein Polypropylen mit einer Viskosität in ge« sehraolzenem Zustand von O«6; die Spinngeschwindigkeit beträgt 600 m/Minute und der Verstreckungsgrad 4»

Man erhält die folgenden Ergebnisses Temperatur (⁹C) Gesamtzufuhr an

in den Leitungen Polymerisat Kräuselungsgrad

310 20 g/Minο

300 15 g/Min*

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Claims

Patentansprüche

Io Verfahren zur Herstellung von Mischfäden mit Eigenkräuselung, dadurch gekennzeichnet« dass man kontinuierlich eine Menge eines thermoplastischen linearen Polymerisats» von dessen Eigenschaften sich zumindest eine bei erhöhter Temperatur ändert, schmilzt, diese gesohmolzene Menge in zumindest zwei Ströme teilt-, jeden dieser Ströme unterschiedlichen Wärmebehandlungen unterzieht und die Ströme in aneinandergrenzender Weise zu einem einzigen Faden auspresst.

2 ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet * dass man die gesohmolzene Menge In zwei Ströme teilt«

3« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlungen verschiedene Dauer besitzen*

4ο Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlungen verschiedene Intensität besitzen»

5 a Vorrichtung zur DurohfUhrung des Verfahrens naoh Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine kontinuierlich arbeitende Sohnelzein» richtung, die mit Einrichtungen zur Zuführung von Polymerisat

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und Einrichtungen zur Abführung des geschmolzenen Polymerisats ausgestattet ist» zumindest zwei Leitungen, die einerseits mit der Schmelzeinrichtung und andererseits mit der ZufUhrungskammer der Spinndüse verbunden sind und entweder identische oder verschiedene Profile und gegebenenfalls unabhängige Heizeinrichtungen aufweisen« und einer abgeteilten Zufuhrkammer, von deren Ab« teilen jedes mit der Ausfcrittsöffnung einer bestimmten Heiz» leitung verbunden und getrennt an die öffnung oder die verschiedenen Öffnungen der Spinndüse angeschlossen ist»

6 ο Mischfäden, erhalten nach dem Verfahren nach Anspruch I₀

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