DE1660623A1 - Fasern und Faeden mit Sonderquerschnitt - Google Patents

Description

DIPt. ING. DIETRICH LEWALD 1 6 6 Q 6 2 O 8 MÜNCHEN 13 PATEKTINWAH FÜHSTENBEHGSTHASSE 84 PATEST1NWAW TELEFON 3*0974

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Case 205 - Conm. 706*061

Snaa Progetti S.p.A», Mailand, Italien fasern und Fäden alt Sonderquersohnitt

Die Erfindung betrifft fasern und Päden mit Sonderquersohnitt und hat auch Verfahren und DUeenplatten zu deren Herstellung sum Gegenstand.

Unter "Sonderquerschnitt" sind nicht-runde Querschnitte der fäden oder fasern» die in allgemeinen durch Schmelzspinnen hergestellt werden» au verstehen.

Erflndungsgemäfi sollen synthetlsohe fäden mit verbesserten mögliohst unter Verwendung einer einfachen

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Spinndüse» die billig und industriell verwerfbar 1st, geschaffen werden.

Die Fäden sollen hierbei leicht herstellbar und bearbeitbar sein und in ihren Eigenschafton besser als bekannte Fäden sowohl bei den normalen Verstreckungsvorgängen der multifilen Gebilde als in der Verwendung der Stapelfaser für die verschiedenen textlien Anwendungsgebiete sein.

Weiterhin soll erfindungsgemäß die Deckkraft des hergestellten Oarnes nicht nur im Vergleioh mit normalem Garn mit Kreisquerschnitt sondern auch im Vergleich mit bekannten Sonderquersohnittsgarnen verbessert werden·

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß die Fasern oder Fäden in ihrem Querschnitt aus zwei miteinander verbundenen Sohenkeln, die einen Winkel zwischen 90° und 160° einschließen oder aus gekrümmten Teilen bestehen.

Vorzugsweise werden die durch Schmelzspinnen gewonnenen synthetischen Fäden oder Fasern durch Extruderöffnungen bestehend aus swei Miteinander unter einem Winkel zwischen 90° und 160° verbundenen Schenkelteilen oder aus einem

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gewölbten Schlitz in Bumorangform extrudiert. Die Spinndüsen weisen hierbei entsprechende Form auf.

Durch die erfindungsgomäße Maßnahme werden nicht nur die oben genannten Ziele erreicht, es wird auch beispieleweise au£jprund des Bumerangquerschnittes der neuen Fasern der Weißheitßgrad erhöht, Glanzeffekt und Brillanz treten stärker hervor und ein besonderer Torteil ist auch darin zu sehen, daß die hergestellten Produkte im Griff mehr seidenartig sind etc.

Beispielsweise Ausführungefonaen der Erfindung sollen nun anhand der Figuren 1 bis 6 näher erläutert werden, in denen die Extruderöffnungen der Spinndüsen gezeigt sind, die sich für die Herstellung „von pgden _Kit verbesserten Eigenschaften eignen.

So sind die Extruderöffnungen so aufgebaut, daß zu einer Symmetrieachse der Extruöeröffnung die beiden gleichen Teile dieser öffnung spiegeleymmeirißch zueinander angeordnet sind.

Die mit diesen Sxtruderöffnungen hergestellten Fäden besitzen nur eine Sytmnetrissbene, die das Garn in Längsrichtung in zwei gleiche Teile unterteilt; d.h. der Faden erscheint

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BAD ORIGINAL

im Querschnitt aufgebaut aus zwei gleichen.Schenkeln, die "von der gleichen Stelle ausgehen.

Die FaSS¹CFigur 7) zeigt eine große Abwicklung und Entwicklung des Umfanges des Querschnittes, was ein potentieller Index für eine beachtliche Deckkraft der Faser ist.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß auch die unregelmäßige Anordnung der Fasern, unter Bildung von Hohlräumen, unvermeidlicherweise zu einem Wachstum des scheinbaren Volumens führt. Diese Eigenschaften bieten gewisee Vorteile bei der Anwendung des kontinuierlichen Garnes in der üblichen Texturierung und für die Stapelfaser in gestreckten oder gewirkten Gegenständen oder allgemein auf Anwendungsgebieten, wo die Deckkraft von erheblicher Wichtigkeit ist (Teppiche usw.).

In Figur 7 erkennt man darüberhinaus, daß die beiden Schenkel bzw. Arme des Fadens nicht steif ausgebildet sind, sondern selbst dann, wenn sie einer leichten Beanspruchung ausgesetzt sind, in der Lage sind, den hier zwischengebildeten Auftreff- oder Glanzwinkel zu verändern.

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Die offenen Arme mit einem Winkel kleiner 180° führen zu dem Phänomen der aufeinander folgenden Reflektionen der Lichtstrahlen, was eine höhere Brillanz der Faser und das Auftreten eines stärker hervortretenden Weiß zur Folge hat· Dieses Phänomen 1st bei kreisförmigen Fasern unmöglich und naohlässigbar für alle die Querschnitte, die eine lineare Abwicklung "besitzen, und beispielsweise rechteckig sind oder in Querschnitten, wo das Hbdifikationsyerhältnis der Paser sehr niedrig ist.

ffaoh den figuren 1« 3 und 5 wird die Srferuderöffnung duroh swei unter einem Winkel miteinander verbundene Arme gebildet, wobei der Winkel zwiaohen 90° und 160°, vorzugsweise zwischen 100° und 120° sich ändern kann·

Die Ausweitungen an den Enden der Arme, die dargestellt sind, sind nicht notwendig; sind sie aber vorhanden, so besitzen sie eine Fläche vorzugsweise swisohen dem 1,5 und 3,5>faohen eines gleichlegen Stückes der Arme oder des kreisförmigen Sohlitsses.

Die kreisförmigen Sohlitze oder die Arme besitzen vorzugsweise eine Breite, zwischen 0,06 mm und 0,3 mm, je nach der

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gewünschten Fadenzahl des Fadens, der Art des Polymerisats, seiner Viskosität und der weiteren Prozeßvarlablen.

Für multifile textile Gebilde aus Polyamiden und Polyestern beträgt die Breite der Schlitze vorzugsweise zwischen 0,08 und 0,12 mm.

Sie Größe der Oberfläche für d@n Durchlaß des Polymerisats

2 2

in der Extruderöffnung kann zwischen 0,1 mm und 4 mm , abhängig von der Fjadenzahl und den weiteren Spinnvariablen liegen« . .

FUr normale Fadenzahlen der textlien multifilen Gebilde

ο 2 haben sich Fläohengrößen «wischen 0,2 mm und 0,4 mm als zweckmäßig herausgestellt.

Bas Verhältnis zwischen Breite und Länge (ausgenozuien die Ausweitungen am Ende) der Schlitze können zwischen 1:8 und 1:15 Tarieren.

Sine weitere Steigerung dieses Verhältnisses kann leicht zu einem Verstopfen der Öffnungen während des Extrudierens führen, Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu begrenzen:

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BEISPIEL· I

Gearbeitet wird mit einer Spinndüse mit 20 Löchern der in figur 3 geatigteri. Bumerangart, ein EsEtrudiertest wurde am leuchtenden Polyäthyl^nterphthalat mit einer grundmolaren

von O₆ 68 vorgenommen.

Spinnkopf *jur&@ auf ©intsSemperatur von 290⁰O gehalten, die Aufwick©lg©e©hwindigkeit lag bei. 3Ö0a/min.; man erhÄt bo ein Garn mit der Fadeneahl (unverstreckt) von 280 denier ο

■ \

Die in einem einzigen Kabel von 150.000 denier zusammengefaSten Fäden wurden mit einem Varetreckungs verhält nie von 3,5 verstreckt und in einer Eompreesionekammer gekräuselt·

Sie gekräuselte Lunte bzw« das Kardenband worden Flxierungs-, Schneid- und Ausrtistungsvorgängen unterworfen.

Man erhielt so eine Stapelfaser mit folgenden Eigenschaften: Fadenzahl: 4,4 denier
Zugfestigkeit: 3,90 gr/d@nier
Dehnung: 66 $
Schnittlänge: 90 mm

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Kräuself requens/em: 3»00

Die Faser besaß den in Figur 7 gezeigten Querschnitt·

BEISPIEL 2

Me entsprechend Beispiel 1 hergestellte Stapelfaser wurde in reinem Zustand versponnen, es wurden Proben gestrickter oder gewirkter Gegenstände und Gewebe hergestellt, die Versuchen im Laböratoriumamaßstab unterworfen wurden. Während des Kardierens, Zusammenfassens und Spinnens traten keinerlei Schwierigkeiten in der Handhabung auf τ ι,

Die hergestellten Gegenstände und Gewebe, verglichen mit !Textilwaren aus Fasern mit Kreisquerschnitt, zeigten eine höhere Brillanz, waren stärker gekräuselt bzw. gewellt, der Griff war seidenartiger.

An Wirkwaren, die unter den gleichen Bedingungen, einmal aus Garnen mit Kreisquerschnitt, einmal mit Bumerangquerschnitt hergestellt wurden und eine metrische Fadenzahl von 2/24 besaßen, wurde die Opazität©- bzw. Undurchsichtigkeitsmessung durchgeführt und zwar als Verhältnis der Brillanz einer einzigen lage der Wirkware, einmal gegen eine schwarze Oberfläche und einmal gegen eine weiße Ober-

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fläche nit einer Reflection von 0,88·

Zugrunde gelegt wurde die folgende Formel:

0 « 100· 1

in der

C s Opzität oder Dockkraft Y^ « Brillanz auf der scharzen Oberfläche

7_W « Brillanz auf der weißen Oberfläche

Bei den Wirkwaren handelte es sich um Rohware, die gescheuert

bzw. gewaschen war.

Die Probe mit dem Sonderqueraohnitt besaß einen Uhdurch-

eiohtigkeite- bzw. Opazitätsindex von 75» während die Probe mit normalem Querschnitt einen Wert von 63 besaß. ',

Die höchste Deckkraft des Bumerangquersonnittee konnte «lio

belegt werden, wie auch eine Betrachtung der !Fotografie der

Faser zeigt· Das Verfahren zur Bestimmung der Opazität oder

der Deokkraft entspricht dem von 3J.H. Morton in "Journal of the Textile Institute Transaction" Band 561 Hummer 5, Hai 1965 beschriebenen.

An zwei Wirkwarenproben, einmal mit Kreisquereohnitt, einmal

mit Bumerangquersohnitt mit gleiohem Aufbau wurden Busammen drüokungfl- bzw. Verdi ohtungevereuohe la Hinbliok auf das "Pilling" vorgenommen« indem man mit der Vorrichtung Randt

Tumble Pilling Tester entsprechend den ASTM-Normen D 1375

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- ίο -

'1961) arbeitete,

Ptir jede Probe wurden drei Versuehsstttcke untersucht, in dem

diese Dauerversuchen von 60 Minuten ausgesetzt wurden.

Man erhielt folgende Ergebnisses

Art dar Wirkware Anzahl der "Pills" Sewioht der "Pills" Art aar wirkware «« _{EB8t<Äen odear} stoben (»β)

Wirkware mit kreisförmiger _n^

faser 508 23,5

Wirkware mit _{ηΛη ΛΑ} „

Buaerangfaser 240 «4t (

Es neigt sich also eine Verbesserung in der Pillingbildung durch den erfindungßgemäßen Sonderquersohnitt.

BEISPIEL 3

Unter Verwendung der gleichen Spinndüse wie in Beispiel 1 wurde Polyäthylenterephtharat (o,5 f> T102) mit einer grundmolaren Viekusität von 0,69 versponnen.

Die hergestellte Stapel besaß die folgenden Charakteristiken: Fadenzahl 4,17 denier Zugfestigkeit 3,93 gr/denier Dehnung 61 i»

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BAD ORiGiNAL

KräuBQlfrequena/cm 2,45

90 mm

Bi© Stapel wirile iinem Tersmeh ear !Feststellung des WeißmiteEworf en, ein Yesgleiefc mit d©r Stapel mit Ei,^>@iequ@zraeiinitt₉ äi© imt©r aaalogen Bedingungen uaa behandelt vaird©₉ vnis?de Tosg©noi3䮩So Rc.'löktionodiagTGÄim wir;¹ β ©smittelt, indem man mit dem Spektrophotometer Elrepho £©r Ifisme E@is@ arbeitete ₀ Bio E©fl@sionew@7te für die Wellenlänge ©ntoprechsn^golb liegen SiVLQh proportional höher als bei ©in@m (!©bilde mit Ereisqu©rsshnitt_P vas einen weißeren Biatilruok Terleiht 'and was im Falle @is@r möglichen lleieimng mit Huoressensmitteln eine kleinere Menge an Bleiehmitteln erfordert. Sabell© 1 geigt die Yergleichswerte beider Proben.

Xn dieser Tabelle sind auch di@ Werte (X, X_v Z) entsprechend dem CIB Standards (Commission Xntesnationelle d'Eclairage) aufgetragen, sowie einige Weiß-Xndioas, die sich aus den Formeln erreehnen:

V s R 680_r R 460
R 680

't=

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BAD ORiGiNAL

- 12 -

m O

VO

VO

O VO O

«Ο

CM VO

450

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Claims (9)

1660823 « 13 - PATENIAIfSPRÜCHE

1.) Fasern und Fäden mit Sonderquerschnitt, dadurch gekennseiehnet, daß sie im Querschnitt aus zwei miteinander verbundenen Schenkeln, die einen Winkel zwischen 90° und 160° einschließen oder aus gekrümmten Seilen b©st©h©xi_e

2.) Fasern und Fäden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Polyalkylenterephthalat bestehen.

2.) Pasern und Fäden nach Anspruch 1, dadurch geke&saeiehnat, daß sie aus Polyamiden bestehen.

4.) Msorn und ΈΜβη nach Anspruch 1_S dadureh geiseaaseich aat, fliiS oie aus Polyolofinen b

5») Vorfahren ztam Sehmelaspinnen synthetischer Kiden mit Sanderquersohnitt nach ©in©m der Ansprüche 1 bis 4» dadurch

, daß die Fasern oder Fäden durch Extruderbefstehoud auo zwei miteinander unter einem Winkel 90° und 160° verbundenen Schenkelteilen oder aus göwöXMen Sciilit« in Buaaraugfora extxudieirt werden.

109826/1655 BAD OBiGSNAL

6.)Spinndüse zur Herstellung der fäden nach einam der AnaprUohe 1 bis 4» und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 t dadurch gekennzeichnet, daß die E&truderö£fiaung©n gebildet werden aus zwei gegeneinader tmter Einern Wirke! ▼on 90° - 160° geneigten Schenkelteilen oder durch einen geulbten Schlitz mit Bumerangform.

7·) Spinndüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet MB die Schenkel an den Enden der Ax&o Ausweitungen hesitr^^i« deren Fläche zwischen dem 1,5 - und 3₉5£&gIwu einsa langen Stückes der Arme oder des kreisförMgoi), Sohl beträgt·

3.) Spinndüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daB die Breite der Schlitze zwischen 0,06 am und 0,3 mm liegt»

9.) Spinndüse nach Anapruoh 6, dadurch gekennzeichnet* cteß dio QtISQg der Oborflüche eima»
0,1 und 4 Eoa liegt.

BAD ORIGINAL

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