DE1660568B1

DE1660568B1 - Verfahren zur Herstellung von gekraeuselten Fasern

Info

Publication number: DE1660568B1
Application number: DE19661660568D
Authority: DE
Inventors: Masahide Yazawa
Original assignee: Polymer Processing Research Institute Ltd
Current assignee: Polymer Processing Research Institute Ltd
Priority date: 1965-08-24
Filing date: 1966-01-20
Publication date: 1971-01-14
Also published as: FR1463296A; GB1132641A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- rung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Ver-

lung von gekräuselten Fasern aus zwei miteinander bundfolie aus zwei Schichten gleicher Polymeren mit

verbundenen, thermoplastischen makromolekularen unterschiedlicher molekularen Orientierung besteht,

Stoffen mit unterschiedlichen Schrumpfeigenschaften. die unter Druck beim Erweichungspunkt zusammen-

Es ist zwar schon ein Verfahren zur Herstellung 5 gefügt sind.

von Verbundfäden mit unterschiedlichen Schrumpf- Verfahren und Vorrichtungen zum Zerfasern

eigenschaften, die sich nach dem Ausschrumpfen bzw. Spalten von Folien sind auch schon bekannt

kräuseln, bekannt (USA.-Patentschrift 2 386 173), bei (japanische Patentanmeldungen 058 443/1964 und

welchem aus einem Spezial-Extruderkopf mit zwei 033 214/1965). Die nach diesen Verfahren erhalte-

oder mehreren Düsen einzelne Fäden gemeinsam in io nen Spaltfasern sind im Querschnitt ungefähr gleich

räumlicher Zuordnung extradiert werden. Diese Her- der Dicke des gestreckten Films. Die Fasern sind in

stellung von Verbundfäden durch gesondertes Extru- gewissen Abständen mit benachbarten Fasern ver-

dieren der zu dem Verbundfaden kombinierten Ein- bunden und haben, auch im unverdrillten Zustand

zelfäden ist aber offensichtlich aufwendig und besitzt eine Festigkeit, die den praktischen Anforderungen

einen niedrigen Wirkungsgrad. Des weiteren hat 15 genügt. Dies trifft auch bei dem erfindungsgemäßen

dieses Verfahren den entscheidenden Nachteil, daß Verfahren zu. Im Unterschied zu den oben beschrie-

eine Streckung, wie sie zur Erzielung einer ausrei- benen bekannten Verfahren liegt nun hier ein Netz

chenden Kräuselung durch unterschiedliche Schrump- von Fasern vor, in dem die obere und die untere

fung der Komponenten offensichtlich erforderlich ist, Schicht unterschiedliche Wärmeschrumpfeigenschaf-

bei diesem bekannten Verfahren nur an dem bereits 20 ten hat, so daß die Fasern bei einer bestimmten

fertig extrudierten Verbundfadenmaterial selbst vor- Temperatur unterschiedliche Schrumpfung aufweisen

genommen werden kann, was ebenfalls einen erheb- und dadurch sich kräuseln,

liehen apparativen Aufwand bedingt. Die Herstellung der Verbundfolie kann je nach

Es ist auch bereits die Herstellung von Fäden aus den verwendeten Polymeren in an sich bekannter Verbundfolien bekannt (französische Patentschrift 25 Weise auf verschiedene Art erfolgen, beispielsweise 1 295 133), bei welchem man die aus zwei überein- im Blasextruderverfahren, im Strangextruderverfahandergelegten Folien unterschiedlichen Materials her- ren mit T-förmiger Strangpreßdüse, mittels einer Kagestellten Folien in Bänder von etwa 1 cm Breite landervorrichtung, in welcher zwei Einzelfolien durch schneidet und diese sodann zu Fäden verdrillt. Auch Anwendung von Hitze und Druck, gegebenenfalls hier erfolgt die Streckung erst an dem fadenförmigen 30 unter Zuhilfenahme eines Lösungsklebers, miteinan-Material, d. h. an den verdrillten Bändern, und zwar der verbunden werden; alternativ kann auch so vorunbeschadet, ob das als Ausgangsmaterial verwendete gegangen werden, daß in einer Kalandervorrichtung Folienmaterial einer Vorstreckung unterworfen wurde die beiden Komponenten"'der Verbundfolie in ge- oder nicht. Auch dieses bekannte Verfahren ist daher schmolzener Form zu der Verbundfolie zusammenaufwendig und besitzt nur einen geringen Wirkungs- 35 gefügt werden oder aber auf die bereits erhärtete grad, da die wesentlichen Bearbeitungsschritte (Ver- eine Einzelfolie die andere Schicht der Verbundfolie drillen, Strecken) erst an dem bereits fadenförmigen in geschmolzener Form aufgebracht wird.
Material vorgenommen werden. Auch sollen hierbei In der Zeichnung wird die für das erfindungsgekeine gekräuselten Fasern erzeugt werden. mäße Verfahren verwendbare Vorrichtung beschrie-

Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, 4° ben. Es zeigt

gekräuselte Fasern der eingangs genannten Art her- Fig. 1 einen Düsenkörper mit doppeltem Ringzustellen, wobei einerseits die Ausführung aufwen- spalt,

diger Arbeitsschritte an bereits fadenförmigem Ma- F i g. 2 einen T-förmigen Doppelspalt,

terial vermieden wird und andererseits in verfah- F i g. 3 und 4 Vorrichtungen zum Beschichten bzw.

renstechnisch einfacher Weise eine optimale Krause- 45 Verbinden von Folien,

lung durch einfaches Hitzeschrumpfen erzielbar ist.' Der Düsenkörper 1 enthält die Zuführkanäle 5

Deshalb ist bei dem Verfahren gemäß der Erfin- und 6 für die entsprechende Polymermasse, denen

dung vorgesehen, daß man zwei thermoplastische Zahnradpumpen bzw. Strangpressen vorgeschaltet

makromolekulare Stoffe in Form einer Verbundfolie sind und die sich ringförmig um die die Luft zufüh-

verstreckt, mechanisch zerfasert und anschließend 50 rende Leitung 4 ausdehnen. Die Zuführkanäle 5 und 6

unter Entwicklung der Kräuselung in der Hitze sind durch die Profilwand 2 voneinander getrennt,

schrumpft. Die Kanäle 5 und 6 setzen sich parallel zu der Luft-

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Er- leitung 4 nach unten hin in den Kanälen 8 und 9

findung kann dabei vorgesehen sein, daß die Ver- fort, so daß die Polymermassen aus dem Düsenkör-

bundfolie aus zwei Schichten verschiedener Polyme- 55 per 1, von unten gesehen, durch zwei konzentrische

ren besteht, die durch Verschmelzen oder mit Hilf e Ringspalte 10 undll austreten. Die Ringspalte liegen

von Lösungsmitteln oder Klebstoffen zusammenge- dicht nebeneinander, so daß sich ein innerer Schlauch

fügt sind. Alternativ kann nach einer anderen Aus- bildet,, auf dem,dicht·ein äußerer aufliegt. Durch die

gestaltung vorgesehen sein, daß man auf die Ober- aus der Zuleitung 4 in der Mitte des Mittelteils 3

fläche eines molekularorientierten Films eine Lösung 60 kommende Druckluft wird der innere röhrenförmige

oder eine Schmelze des gleichen oder eines anderen Film sofort nacH dem Strangpressen, d.h. wenn er

Polymeren aufbringt und beides zu einer Verbund- noch nicht fest ist, gegen den äußeren röhrenförmi-

folie erhärten läßt. gen Film gepreßt und mit diesem verbunden. Auf

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch diese Weise kann ein schlauchförmiger Verbundfilm

zur Anwendung mit Verbundmaterial aus Kompo- 65 12 erhalten werden.

nenten gleicher stofflicher Zusammensetzung, sofern Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine T-Form, die zur

sie nur unterschiedliche Schrumpfeigenschaften be- Herstellung von flachen Verbundfilmen verwendet

sitzen. So kann nach einer vorteilhaften Ausgestal- werden kann. Der Körper 13 besitzt zwei Kanäle 14

und 15 für die Polymermassen. Den entsprechenden Zuführkanälen 16 und 17, die am unteren Ende in den Schlitzen 18 und 19 enden, sind ebenfalls Zahnradpumpen oder Strangpressen vorgeschaltet, so daß nach Austritt aus den Schlitzdüsen sich der Verbundfilm 20 bildet.

In F i g. 3 wird eine Vorrichtung zum Verbinden zweier Folien gezeigt. Die beiden Walzen 21 und 22 können erhitzt und aneinandergepreßt werden. Bestehen die beiden Folien oder Bänder 23 und 24 aus verschiedenen, ungestreckten Polymeren, so werden sie bei geeigneten Temperaturen, die vom Schmelzpunkt, den Lösungsmitteln, dem Klebstoff u. dgl. abhängen, erhitzt. Verwendet man gestreckte Folien oder Bänder, so arbeitet man beim Erweichungspunkt. Nach dem Zusammenpressen der Folien erhält man die Verbundfolie 25.

Nach F i g. 4 läuft eine vorgestreckte Folie 27 auf einer Walze 26 mit glatter Oberfläche, deren Oberflächentemperatur geregelt werden kann. Auf eine Seite der Folie 27 wird die Lösung oder die Schmelze 29 des gleichen oder eines anderen Polymeren in Form einer zweiten Folie aus dem Strangpreßspalt 28 aufgetragen, der in einem geeigneten Abstand parallel über der Walze 26 angeordnet ist. Falls erforderlich, wird die erhaltene Verbundfolie 31 mit Hilfe der Kühlwalze 30 abgekühlt.

Beispiel 1

Man stellt eine Folie aus einem Mischpolymeren aus 90% Acrylnitril und 10% Methylacrylat und eine Folie aus 100% Polyacrylnitril unter Verwendung von Dimethylsulfoxyd als Lösungsmittel her und trocknet beide. Aus den Folien, aus denen das Lösungsmittel jedoch noch nicht vollständig entfernt ist, wird unter Verwendung der Vorrichtung nach F i g. 3 eine Verbundfolie hergestellt. Diese wird in einer Richtung bei 97° C um das 8fache gestreckt und dann zu Fasern gespalten. Werden die Fasern unter Verwendung von Dampf bei 100° C einer Hitzeschrumpfungsbehandlung unterworfen, so erhält man gute Kräuselungen.

Beispiel 2

45

Eine Folie mit einer Stärke von 20 μ, die beim Strangpressen von Polyäthylen mit hoher Dichte und einem Schmelzpunkt von 135° C teilweise orientiert wurde (An = 7·10~³), und eine zweite Folie mit einer Stärke von 20 μ, die beim Strangpressen des des gleichen Polyäthylens kaum orientiert wurde (An<il · 10~³) werden unter Verwendung der Vorrichtung nach F i g. 3 durch Pressen miteinander verbunden. Die Verbundfolie wird in 17 mm breite Bänder geschnitten, die unter Verwendung von Dampf bei 105⁰C um das 8fache gestreckt werden. Die Bänder werden zerfasert und bei 100° C geschrumpft.

Beispiel 3

60

Als Ausgangsmaterial verwendetes Polyäthylen mit hoher Dichte wird durch eine erste T-Form geleitet und zu einer Folie mit einer Stärke von 20 μ geformt. Die Folie wird in der Längsrichtung um 10 bis 15% gestreckt, wobei sie eine gewisse molekulare Orientierung erhält. Auf diese Folie wird aus einer zweiten T-Form (vgl. F i g. 4) das gleiche Polyäthylen im geschmolzenen Zustand mit einer Stärke von 20 μ aufgebracht und durch Abkühlen gehärtet. Die einseitig beschichtete Verbundfolie weist in der oberen Schicht einen anderen molekularen Orientierungsgrad als in der unteren Schicht auf.

Beispiel 4

Unter Verwendung der Blasstrangpreßvorrichtung nach F i g. 1 werden bei mittlerem Druck hergestelltes Polyäthylen (spezifisches Gewicht 0,96) und Polyäthylen (spezifisches Gewicht 0,94) zu einer Verbundfolie mit einer Stärke von 40 μ geformt. Die Verbundfolie wird dann mit Hilfe einer Schneidvorrichtung zu einem 20 mm breiten Band geschnitten. Das Band wird in Dampf von 105° C um das lOfache gestreckt und in feine Fasern gespalten, indem es unter gleitender Reibung und unter Spannung über eine rotierende Feile, deren Oberflächengeschwindigkeit etwa das 4- bis 5fache der Laufgeschwindigkeit des gestreckten Bandes beträgt, geleitet wird. Die gespaltenen Fasern ergeben beim trockenen Erhitzen auf 100° C ohne Spannung eine feine Kräuselung. Durch Verdrehen wird ein gekräuseltes, stark bauschiges Garn erhalten.

Beispiel 5

Unter Verwendung der Vorrichtung von F i g. 3 werden ein 20 μ starker Polypropylenfilm und ein 20 μ starker Polyäthylenfilm mit hoher Dichte unter Druck und Erhitzen auf 130° C miteinander verbunden. Der Verbundfilm wird mit Hilfe einer Spaltvorrichtung zu einem 20 mm breiten Band verarbeitet. Das Band wird in gesättigtem Dampf bei 115° C um das 8fache gestreckt und dann ähnlich wie nach Beispiel 4 zu Fasern gespalten. Durch trockenes Erhitzen auf 105° C ohne Spannung erhalten die gespaltenen Fasern eine sehr feine und schöne Kräuselung.

Die Erfindung eignet sich auch zur Herstellung von Kräusel-Spaltfasern aus Folien anderer faserbildender Polymeren. So können als faserbildende Polymere beispielsweise neben den bereits erwähnten Polymeren Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyacrylnitril auch Polyester, Polyvinylalkohol, Polyvinylidenchlorid, Polyamide, Celluloseacetat, regenerierte Cellulose aus Viskose und Mischpolymerisate dieser Polymeren verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Fasern, bestehend aus zwei miteinander verbundenen, thermoplastischen makromolekularen Stoffen mit unterschiedlichen Schrumpfeigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen makromolekularen Stoffe in Form einer Verbundfolie verstreckt, mechanisch zerfasert und anschließend unter Entwicklung der Kräuselung in der Hitze geschrumpft werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfolie aus zwei Schichten verschiedener Polymeren besteht, die durch Verschmelzen oder mit Hilfe von Lösungsmitteln oder Klebstoffen zusammengefügt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfolie aus zwei Schichten gleicher Polymeren mit unterschiedlicher molekularer Orientierung besteht, die unter Druck beim Erweichungspunkt zusammengefügt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oberfläche eines •molekular orientierten Films eine Lösung oder eine Schmelze des gleichen oder eines anderen Polymeren aufbringt und beides zu einer Verbundfolie erhärten läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen