DE1660576B - Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Fasern - Google Patents

Description

stärkeren Wärmeschrumpfvermögen über eine den.

rauhe Oberfläche unter Spannung in Reckrichtung Hierzu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß

des Films mit gleitender Reibung geführt wird. die Filmoberfläche mit dem stärkeren Wärme-

2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch ge- schrumpfvermögen über eine rauhe Oberfläche unter kennzeichnet, daß als Film mit zu beiden Seiten 15 Spannung in Reckrichtung des Films mit gleitender unterschiedlichem Wärmeschrumpfvermögen ein Reibung geführt wird.

Film verwende, wird, dessen eine Seite durch Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis

gleitende Reibung mit scharfen Kanten vorbehan- zugrunde, daß es bei der Herstellung von Kräusel-

delt wurde. fasern durch Zerfaserung vorbehandelter Filme ent-

20 scheidend darauf ankommt, weiche der beiden unterschiedliches Wärmeschrumpfvermögen aufweisenden

Seiten des Films mit der die Zerfaserung und Kräuselung herbeiführender Spaltvorrichtung in Berührung gebracht wird.
25 Die der Erfindung zugrunde liegenden ausgedehn-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- ten Versuchsarbeiten haben nämiich gezeigt, daß die

lung von gekräuse'ten Fasern aus einem in einer Verwendung eines gestreckten Films mit unterschied-

Achsrichtung gereckten Film mit zu beiden Seiten lichem Wärmeschrumpfvermögen auf seinen beiden

unterschiedlichem Wärmeschrump_tvermögen durch Seiten allein noch keine ausreichende Kräuselung

mechanische Zerfaserung und anschließende Wärme- 30 gewährleistet, vielmehr zusätzlich noch die besondere

behandlung ohne Spannung. Bedingung erfüllt sein muß, daß die Filmoberfläche

Ein Verfahren dieser Art zur Herstellung gekräu- mit dem höheren Wärmeschrumpfvermögen zur Be-

selter Fasern durch Spalten, d. h. mechanisches Zer- rührung mit der rauhen Oberfläche gebracht wird,

fasern eines Films ist bereits vorgeschlagen. Hierbei So wurde z. B. bei dem bereite erwähnten Verfah-

wird ein in einer Achse gestreckter dünner Film mit 35 ren zur Herstellung gekräuselter Spaltfasern, bei wel-

gleitender Reibung unter Spannung über die rauhe chem mit gleitender Reibung ein gestreckter dünner

Oberfläche einer sich drehenden Feile oder derglei- Film unter Spannung zur Zerfaserung (und Kräuse-

chen geleitet und der Film hierdurch in Fasern ge- lung) über die rauhe Oberfläche einer sich drehenden

spalten, die gleichzeitig eine Kräuselung zeigen. Feile oder dergleichen geleitet wird, durch Versuch

Umgekehrt wurden auch bereits verschiedene Ver- 40 festgestellt, daß im Falle der Verwendung eines fahren zur Erzielung einer Kräuselung bei im Spinn- unsymmetrisch koagulierten und nachgereckten dünverfahren hergestellten Kunstfasern vorgeschlagen. nen Films der durch Erwärmen erhaltene Kräuse-

Beispielsweise läßt sich bei der Herstellung gespon- lungsgrad entscheidend davon abhängt, ob die stärker

nener Kunstfäden nach dem sogenannten Viskose- schrumpfbare Oberseite des Films oder seine geringer

verfahren, bei welchem auf der aus einer Düse im 45 schrumpfbare Rückseite mit der Oberfläche der Feile

Koagulationsbad ausgepreßte viskose Faden Koagu- in Berührung gebracht wird. Bei Behandlung der

lationsflüssigkeit im rechten Winkel zur Spinnrichtung stärker schrumpfbaren (beispielsweise stärker ge-

des Fadens aufgebracht wird, erreichen, daß die reckten) Seite des Films mit der rauhen Oberfläche

Koagulation asymmetrisch auf beiden Seiten jedes der Feile wird eine weitaus bessere Kräuselung erzielt

Fadens vor sich geht. In diesem Falle kann man bei 50 als bei Führung der weniger schrumpf baren (beispiels-

Ausübur.g einer geeigneten Spannung auf den Faden weise weniger gereckten) Seite des Films über die

auf der rasch koagulierenden Seite eine bessere rauhe Feilenfläche.

molekulare Orientierung des Fadens als auf der Dieses Ergebnis kann vermutlich wie folgt erklärt

langsam koagulierenden Seite erhalten. Es ist be- werden. Wird ein gereckter Film unter Spannung in

kannt, daß ein derartig asymmetrisch koagulierter 55 Reckrichtung mit Reibung über eine rauhe Fläche

Faden leicht dadurch gekräuselt werden kann, daß bewegt, so wird die molekulare Orientierung in der

diesem Wärme zugeführt wird. mit der rauhen Fläche in Berührung gelangenden

Ferner ist es bei einem Verfahren zum Schmelz- Filmoberfläche infolge der Reibungsbewegung er-

spinnen feiner Fäden aus Verbindungen wie Poly- höht. Wird daher die Filmoberfläche mit dem höheren

vinylidenchlorid und Polyäthylen und dergleichen 60 Wärmeschrumpfvermögen, d. h. mit der besseren

bekannt, daß man eine unsymmetrische Koagulation molekularen Orientierung zur Zerfaserung mit Rei-

auf beiden Seiten der Fäden dadurch erzielen kann, bung über die Feile geführt, so wird der Unterschied

daß den Spinnfäden im rechten Winkel zu ihrer zwischen den beiden Oberflächen des Films im Grad

Spinnnchtung unmittelbar nach dem Austritt aus der der molekularen Orientierung noch verstärkt, wodurch

Düse Kaltluft zugeführt wird. Nach dem Strecken 65 eine besonders starke Kräuselung erzielt wird, wenn

lassen sich beim Entspannen der Fäden und Erwär- die so erzeugten gespaltenen Fasern nachfolgend

mung Kräuselungen erzielen. erwärmt werden. Wird dagegen die Filmoberfläche

Rrner ist es bekannt, daß man einen Verbund- mit dem geringeren Wärmeschrumpfvermögen unter

gleitender Reibung über die Feile zur Zerfaserung geführt, so kann es zu einem Ausgleich des Unterschieds in der molekularen Orientierung zwischen den beiden Seiten kommen, so daß die gewünschte Kräuselung nicht erreicht wird.

Zur Herstellung des Ausgangsmaterials für die Zwecke der Erfindung eignet sich grundsätzlich jedes herkömmliche Verfahren, mit welchem den beiden Seiten des Films ein unterschiedliches Wärmeschrumpfvermögen verliehen werden kann. Beispielsweise wird bei der Verwendung einer kreisförmigen Spritzform der ausgepreßte und aufgeblasene schlauchförmige Film unter Spannung rasch in der Weise abgekühlt, daß der Außenfläche des Films Kaltluft zugeführt wird, wodurch die Außenfläche und die Innenfläche des Films jeweils unterschiedlich koagulieren.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch vorgesehen sein, daß als Film mit zu beiden Seiten unterschiedlichem Wäimeschrumpfvermögen ein Film verwendet wird, dessen eine Seite durch gleitende Reibung mit scharfen Kanten vorbehandelt wurde.

Der auf diese Weise erhaltene Film wird dann auf eine geeignete Breite geschnitten, in der einen Achsrichtung in der herkömmlichen Weise gereckt, dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen, d. h. die stärker orientierte Fläche mit gleitender Reibung zum Spalten in Fasern über eine rauhe Oberfläche geleitet und sodann zur Erzielung der gewünschten Krauselung der gespalteten Fasern erwärmt.

Die Reihenfolge der Reckbehandlung und der Behandlung zur Erzeugung eines unterschiedlichen Würmeschrumpfvermögens der beiden Seiten des Films ist beliebig. Beispielsweise kann ein herkömmlicher Film zuerst in der einen Achsrichtung gereckt und dann die eine Seite des gereckten Film durch Berührung mit einer sich drehenden rauhen festen Oberfläche reibungsbehandelt werden, wodurch die molekulare Orientierung der reibungsbehandelten Seite gegenüber der auf der anderen Seite des Films erhöht wird; wird dann die reibungsvorbehandelte Seite des Films zum Spalten des Films in Fasern über die Feilenoberfläche geführt, erhalten die ProduKte eine ausgezeichnete Kräuselung; wird hingegen die nicht reibungsbchandelte Seite des Films mit der Feilenoberfläche in Berührung gebracht, so zeigt das gespaltene Gut nur eine sehr schwache Kräuselung.

Im folgenden werden Ausführungsbeispicle der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 in schematischer Ansicht eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab eine schematisehe Ansicht der Diffusorvorrichtung zum Ausbreiten der gespaltenen Fasern.

Vor der Zufuhr zu der Behandlungsvorrichtung wird ein Polymerfilm in Streifen geschnitten und in einer Achsrichtung gestreckt.

Hochkristallines Polypropylen wurde zuerst durch eine T-Spritzform bei 240° C mit einer Arbeitsgeschwindigkeit von 20 m je Minute ausgepreßt und der auf diese Weise hergestellte Film in Streifen von je 50 Mikron Dicke und 2U mm Breite geschp^:*.ten. Dieser Filmstreifen wurde dann in der einen Richtung um das Achtfache seiner uisprünglichen Länge in gesättigtem Dampf bei 118° C gestreckt, um einen in einer Achsrichtung gereckten FUm zu erhalten, dessen Dicke und Breite 20 Mikron und 7,5 mm betragen.

Dieser Filmstreifen wurde in einer Spannvorrichtung 2 gemäß F i g. 1 mittels Zuführwalzen 1, die auf 115°C beheizt werden, zugeführt und durch Förderwalzen 3 vorbewegt und mit Reibung unter Spannung über die umlaufenden scharfen Kanten einer Anzahl von Messern bewegt, die in gleichen Abständen um den Umfang einer drehbaren Walze 4 angeordnet sind. Der auf diese Weise behandelte Streifen wurde dann einer sich drehenden Feile 7 durch zwei Zufuhrklemmwalzen 5 zugeführt und in Fibrillen gespalten. Durch Regelung der relativen Oberflächengeschwindigkeit der Abzugsklemmwalzen 6 mit Bezug auf die Zuführklemmwalzen 5 wurde dem Film, der mit gleitender Reibung über die Feile 7 in F i g. 1 bewegt wird, eine Spar ing mitgeteilt. Während dieser Verfahrensstufe betrug die Streifengeschwindigkeit 60 m je Minute und die Umfangsgeschwindigkeit der Feile 7 dreihundert Meter je Minute. Die auf diese Weise gespaltenen Fasern wurden dann zur Jlingangsseite einer Heizkammer mit Hilfe von Druckluft geführt, die dem Diffusor 8 über ein Rohr 10 von einer (nicht gezeigten) Druckluftquelle zugeführt wird; siehe F i g. 2.

Nach der Bildung von Kräuselungen und nach dem Fixieren der gespaltenen Fasern während sie sich innerhalb der Heizkammer auf einem Förderband 12 bewegen, das durch zwei sich drehende Zahnräder 15 und 16 angetrieben wird, wurden die fixierten gekräuselten Fasern, mittels Abzugswalzen 14 abgezogen. Wenn die Behandlung des Filmstreifens mit den sich drehenden Kanten 4 weggelassen werden würde und der Streifen unmittelbar der Feile 7 über die Zuführklemmwalzen S zugeführt werden würde, würde das fertige Produkt keine Kräuselung aufweisen, da ein Unterschied des Wärmeschrumpfvermögens auf den beiden Seiten der Filmflächen fehlt.

An Stelle des vorangehend erwähnten Reibbehandlungsverfahrens kann ein anderes geeignetes Verfahren verwendet werden, welches den gewünschten Unterschied des Wärmeschrumpfvermögens auf den beiden Seiten des Films ergibt. Zum Beispiel kann ein in Spritz- oder Laminationsverfahren hergestellter konjugierter Film aus zwei verschiedenen miteinander verbundenen Schichten verwendet werden.

Die Erfindung kann mit Erfolg bei jedem Polymerisat-Film angewendet werden, vorausgesetzt, daß der FiIn₁ iii einer Achsrichtung nach einem herkömmlichen Verfahren gereckt werden kann. Praktische Versuche wurden erfolgreich beispielsweise mit folgenden Polymeren durchgeführt: Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinyl Alkohol, Polystyrol, Polyacrylnitrl, Polyvinylidenchlorid oder Kopolymere hiervon, Poly-4-Fluoräthylen, Kopolymere von 6-Fluorpropylen und 4-Fluoräthylen oder anderen Fluorkunstharzen, 6-Nylon, 6.6-Nylon, PoIyäthylenterphthalat Polykarbonat, Polyurethan, kristalliner Kautschuk bei tiefer Temperatur, regenerierte Zellulose oder deren Jerivate.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern.

Beispiel 1

Hochdruck-Polyäthylen wurde durch eine kreisförmige Spritzform ausgepreßt und zu einem schlauchförmigen Film mit einer gleichmäßigen Dicke von 60 Mikron aufgeblasen, worauf ein Kaltluftstrom auf

die Außenfläche des Films geblasen wurde. Nach dem Schneiden des Films in Streifen (20 mm Breite), wurden diese Streifen in der Längsrichtung bis zum Neunfachen ihrer ursprünglichen Länge in gesättigten Dampf von 107° C gestreckt, um die in einer Achsrichtung gereckten Filme zu erhalten, von denen jeder eine Breite von 7 mm und eine Dicke von 20 Mikron hatte. Durch die Verwendung einer Feile (6 mm Durchmesser) mit einer Umlaufgeschwindigkeit von der fünffachen Streifengeschwindigkeit wurde der vorangehend erwähnte gereckte Streifen in Fasern gespalten und dann wärmebchandelt. Bei diesem Spalten ergaben die erhaltenen gespaltenen Fasern gut gekräuseile Fasern, wenn die während der Extrusion durch Kaltluft gekühlte Seite über die Feile geleitet wurde. Wenn die andere Seite über die Feile mit Reibung geleitet wurde, wurde eine sehr schwache Kräuselung auf dem fertigen Produkt festgestellt.

Beispiel 2

Ein zweischichtiger Film wurde durch Auspressen von Lösungen aus einem Polymer von 100 Gewichtsprozent Acrylnitril und dessen Copolymeren von 92 Gewichtsprozent Acrylnitril und 8 Gewichtsprozent Methylacrylat durch eine T-Spritzform hergestellt und dieser erhaltene Film in Streifen geschnitten und in der Längsrichtung bis zum Vierzehnfachen der ursprünglichen Länge in Dampf von HO⁰C gestreckt. Dieser gereckte Filmstreifen war 20 Mikron dick und 6 mm breit. Beim Erhitzen eines Probestreifens krümmte sich die Filmoberflächc aus Acrylnitril- und Methylacrylatcopolymerem an der Innenseite. Der Filmstreifen wurde dann mit Reibung über die Feile in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 beschrieben geleitet, indem die Oberfläche aus den erwähnten Copolymeren auf die Feile aufgebracht und dann die ίο gespaltenen Fasern erhitzt wurden. Hierdurch wurden ausgezeichnet gekräuselte gespaltene Fasern erhalten.

Beispiel 3

Ein hochkrislalliner Polypropylenstreifen wurde in der einen Richtung bis zum Zehnfachen seiner ursprünglichen Länge in gesättigtem Dampf bei 118° C gestreckt. Der in einer Achsrichtung gereckte auf 115° C erhitzte Film wurde mit Reibung unter Spannung über drei umlaufende scharfe Messerkanten ao bewegt, die in gleichen Abständen um den Umfang eines Rotors angeordnet waren. Der auf diese Weise behandelte Streifen krümmte sich, wobei die reibungsbeh..¹ adelte Fläche auf der Innenseite gehalten wurde. Diese Fläche wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, über eine Feile geleitet, um den Streifen in Fasern zu spalten und dann zu erhitzeii. Es wurden gekräuselte gespaltene Fasern erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 faden mit guter Kräuselung dadurch erhalten kann, Patentansprüche: daß man zwei verschiedene Arten von Polymeren mit unterschiedlichem Wäxmeschrumpfvermögen durch

1. Verfahren zur Herstellung von gekräuselten eine einzige Düse ausgepreßt und den auf diese Weise Fasern aus einem in eiaer Achsrichtung gereckten 5 ausgepreßten Verbundfaden wärmebehandelt.

Film mit zu beiden Seiten unterschiedlichem Durch die Erfindung soll bei einem Verfahren der

Wänneschrumpfverniöff'jn durch mechanische eingangs genannten Art zur Herstellung von Kräusel-

Zerfaserung und anschließende Wärmebehand- fasern durch Spalten vorbehandelter Filme bzw.

lung ohne Spannung, dadurch gekenn- Bänder die Erzielung eines besonders hohen, bisher

zeichnet, daß die Filmoberfläche mit dem io nicht erreichbaren Kräuselungsgrades ermöglicht wer-