DE1660576C3 - Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Fasern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Fasern aus einem Filmstreifen mit zu beiden Seiten unterschiedlichem Wärmeschrumpfvermögen durch Wärmebehandeln in entspanntem Zustand.

Durch die BE-PS 6 59 482 ist es bereits bekannt, Streifenabschnitte eines aus zwei Schichten mit unterschiedlichem Wärmekontraktionsvermögen bestehenden Verbundfilmei in der Wärme zu behandeln, wodurch sich diese Streifenabschnitte kräuseln. Diese Streifenabschnitte werden jedoch nicht durch Spalten, sondern durch Schneiden von Folien hergestellt.

Durch die Erfindung soll bei einem Verfahren dieser Art zur Herstellung von Kräuselfasern durch Spalten vorbehandelter Filme bzw. Bänder die Erzielung eines besonders hohen, bisher nicht erreichbaren Kräuselungsgrades ermöglicht werden.

Hierzu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Filmstreifen in Längsrichtung gereckt und dann mit der Seite, weiche das stärkere Wärmeschrumpfvermögen aufweist, über eine rauhe Oberfläche unter Spannung in Reckrichtung des Filmstreifens mit gleitender Reibung geführt und dabei fibrilliert wird.

Bei der Herstellung von Kräuselfasern durch Zerfaserung vorbehandelter Filmstreifen kommt es entscheidend darauf an, welche der beiden unterschiedliches Wärmeschrumpfvermögen aufweisenden Seiten des Films mit der die Zerfaserung und Kräuselung herbeiführenden Spaltvorrichtung in Berührung gebracht wird.

Die der Erfindung zugrunde liegenden ausgedehnten Versuchsarbeiten haben nämlich gezeigt, daß die Verwendung eir.es gestreckten Filmstreifens mit unterschiedlichem Wärmeschrumpfvermögen auf seinen beiden Seiten allein noch keine ausreichende Kräuselung gewährleistet, vielmehr zusätzlich noch die besondere Bedingung erfüllt sein muß, daß die Filmoberfläche mit dem höheren Wärmeschrumpfvermögen zur Berührung mit der rauhen Oberfläche gebracht wird.

So wurde durch Versuch festgestellt, daß im Falle der Verwendung eines unsymmetrisch koagulierten und nachgereckten dünnen Filmstreifens der durch Erwärmen erhaltene Kräuselungsgrad entscheidend davon abhängt, ob die stärker schrumpfbare Oberseite des Filmstreifens oder seine geringer schrumpfbare Rückseite mit der Oberfläche der Feile in Berührung gebracht wird. Bei Behandlung der stärker schrumpfbaren (beispielsweise stärker gereckten) Seite des Fimstreifens mit der rauhen Oberfläche der Feile wird eine weitaus bessere Kräuselung erzielt als bei Führung der weniger schrumpfbaren (beispielsweise weniger gereckten) Seite des Filmstreifens über die rauhe Feilenfläche. ,-■·,,

Dieses Ergebnis kann vermutlich wie folgt erklärt werden. Wird ein gereckter Filmstreifen unter Spannung in Reckrichtung mit Reibung über eine rauhe Fläche bewegt, so wird die molekulare Orientierung in der mit der rauhen Fläche in Berührung gelangenden Filmoberfläche infolge der Reibungsbewegung erhöht. Wird daher die Filmoberfläche mit dem höheren Wärmeschfumpfvermögen, d.h. mit der besseren molekularen Orientierung zur Zerfaserung mit Reibung über die Feile geführt, so wird der Unterschied zwischen den beiden Oberflächen des Filmstreifens im Grad der molekularen Orientierung noch verstärkt, wodurch eine besonders starke Kräuselung erzielt wird, wenn die so erzeugten gespaltenen Fasern nachfolgend erwärmt werden. Wird dagegen die Filmoberfläche 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 Füms jeweils unterschiedlich koagulieren.

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 Kräuselung der gespalteten Fasern erwärmt.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch vorgesehen sein, daß der Filmstreifen zum Erzielen des unterschiedlichen Schrumpfvermögens der beiden Filmseiten auf einer Seite durch gleitende Reibung mit scharfen Kanten vorbehandelt wird.

Die Reihenfolge der Reckbehandlung und der Behandlung zur Erzeugung eines unterschiedlichen Wärmeschrumpfvermögens der betten Seiten des Filmstreifens ist beliebig. Beispielsweise kann ein Filmstreifen zuerst in der einen Achsrichtung gereckt und dann die eine Seite des gereckten Filmstreifens 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 Filmstreifens erhöht wird; wird dann die reibungsvorbehandelte Seite des Filmstreifens zum Spalten des Films in Fasern über die Feilenoberfläche geführt, erhalten die Produkte eine ausgezeichnete Kräuselung; wird hingegen die nicht

reibungsbehandelte Seite des Filmstreifens mit der Fetlenoberfläche in Berührung gebracht, so zeigt das gespaltene Gut nur eine sehr schwache Kräuselung.

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

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

Fig.2 in vergrößertem Maßstab eine schematische 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. ,₅

Hochkristallines Polypropylen wurde zuerst durch eineT-Spritzform bei 240⁰C mit einer Arbeitsgeschwindigkeit von 20 m je Minute ausgepreßt und der auf diese Weise hergestellte Film in St. eifen von je 50 Mikron Picke und 20 mm Breite geschnitten. Dieser Filmstreifen wurde dann in der einen Richtung um das Achtfache leiner ursprünglichen Länge in gesättigtem Dampf bei |18°C gestreckt, um einen in einer Achsrichtung gereckten Filmstreifen zu erhalten, dessen Dicke und Breite 20 Mikron und 7,5 mm betragen.

Dieser Filmstreifen wurde in einer Spannvorrichtung 2 gemäß Fig. 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 Zuführklemmwalzen 5 zugeführt und in Fibrillen gespalten. Durch Regelung der relativen Oberflächengeschwindigkeit der Abzugsklemmwalzen 6 mit Bezug auf die Zuführklemmwalzen S wurde dem Film, der mit gleitender Reibung über die Feile 7 in F i g. 1 bewegt wird, eine Spannung 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 Eingangsseite einer Heizkammer mit Hilfe von Druckluft geführt, die dem Diffusor 8 über ein Rohr 10 von einer (nicht gezeigten) Druckluftquelle zugeführt wird: siehe F ig. 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 5 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 Polymensai-FiIm angewendet werden, vorausgesetzt, daß der Film in einer Achsrichtung nach einem herkömmlichen Verfahren gereckt werden kann. Praktische Versuche wurden erfolgreich beispielsweise mit folgenden Polymeren durchgeführt: Polyäthylen, Polypropylen. Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol Polystyrol Polyacrylnitril Polyvinylidenchlorid oder Kopolymere hiervon. Poly-4-Fluoräthylen, Kopolymere von 6-Fluorpropylen »nd 4-Fluoräthylen oder anderen Fluorkunstharzen, Ο-Ννίοη,β,ο-Ννίοη, Polyethylenterephthalat Polykarbonat, Polyurethan, kristalliner Kautschuk bei tiefer Temperatur, regenerierte Zellulose oder deren Deriva

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 Filmstreifen 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 wärmebehandelt Bei diesem Spalten ergaben die erhaltenen gespaltenen Fasern gut gekräuselte 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 110^üC gestreckt. Dieser gereckte Filmstreifen war 20 Mikron dick und 6 mm breit. Beim Erhitzen eines Probestreifens krümmte sich die Filmoberfläche 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 gespaltenen Fasern erhitzt wurden. Hierdurch wurden ausgezeichnet gekräuselte gespaltene Fasern erhalten.

Beispiel 3

Ein hochkristalliner Polypropylenstreifen wurde in der einen Richtung bis zum Zehnfachen seiner ursprünglichen Länge in gesättigtem Dampf bei U8°C gestreckt. Der in einer Achsrichtung gereckte auf 115°C erhitzte Filmstreifen wurde mit Reibung unter Spannung über drei umlaufende scharfe Messerkanten

bewegt, die in gleichen Abständen um den Umfang eines |

Rotors angeordnet waren. Der auf diese Weise j

behandelte Streifen krümmte sich, wobei die reibungs- j

behandelte Fläche auf der Innenseite gehalten wurde. i

Diese Fläche wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, über 5 i

eine Feile geleitet, um den Streifen in Fasern zu spalten ί

und dann zu erhitzen. Es wurden gekräuselte gespaltene !

Fasern erhalten. j

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Fasern aus einem Filmstreifen mit zu beiden Seiten unterschiedlichem Wärmeschrumpfvermögen durch Wärmebehandeln in entspanntem Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß der Filmstreifen in Längsrichtung gereckt und dann mit der Seite, welche das stärkere Wärmeschrumpfvermögen aufweist, über eine rauhe Oberfläche unter Spannung in Reckrichtung des Filmstreifens mit gleitender Reibung geführt und dabei fibrilliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filmstreifen zum Erzielen des unterschiedlichen Sclirumpfvermögens der beiden Filmseiten auf einer Seite durch gleitende Reibung mit scharfen Kanten vorbehandelt wird.