DE1785145A1

DE1785145A1 - Verfahren zum Schmelzspinnen von Hohlfaeden und Spinnduesen zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE1785145A1
Application number: DE19681785145
Authority: DE
Inventors: Opfell James E; Moore Maurice S
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1967-08-17
Filing date: 1968-08-16
Publication date: 1972-04-20
Also published as: GB1207408A; DE1785145B2; FR1576284A; LU56726A1; NL6811669A; ES357345A1; BE719433A; CH497553A

Description

PATENTANWALT 17851Λ5

Dr, DIETFR ι OUlS

T]. · 9388/89

AILIED CHEMICAL CORPORATION, 61 Broadway, New York 6, Ν.Υ.,ΠΠΛ

Verfahren zum Schmelzspinnen von Hohlfäden und Spinndüsen zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft aus Kunststoff gebildete Hohlfäden und deren Herstellung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung dabei auf die Herstellung von Hohlfäden in der Weise, daß eine geschmolzene polymere Kunststoffmasse durch eine Spinndüse extrudiert wird, die mindestens eine nicht abgedeckte Durchlaßöffnung besitzt, wobei sich an diesen Vorgang eine Abkühlung der frisch gesponnenen Fäden zur Verfestigung derselben anschließt.

Es hat sich im Lauf der Zeit gezeigt, daß hohle Kunststofffäden im Vergleich zu Vollfäden mit dem gleichen Außendurchmesser gewisse Vorteile besitzen. Einige dieaer Vorteile der

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Hohlfäden gegenüber den Eigenschaften von Vollfäden bestehen tmiipirtliweia· darin, 4*0 «ie b««*«r« lAoliareiseimobftften besitzen, daß sie einen größeren Auftrieb bzw. eine bessere Schwingfähigkeit haben und daß sie eioh pro Gewichtseinheit auch durch eine größere Deckfähigkeit, beispielsweise bei Teppichgarn, auszeichnen. Hierzu kommt als weiterer Vorteil, daß aus Polymerisatgemischen bestehende Hohlfaden weitaus weniger die Neigung haben, sich bei Biegebeanspruchung in einzelne Paserteilchen aufzuteilen, als dies bei entsprechenden Vollfäden der Pail ist.

Erfahrungsgemäß ist es jedoch ausnehmend schwierig, Hohlfaden im Wege eines Schraelzspinnverfahrens derart herzustellen, daß es vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen durchführbar ist. Es wurden deshalb schon zahlreiche Versuche angestellt, in deren Verlauf mit großem Zeit-, Kraft- und Geldaufwand versucht wurde, die bereits bekannten Verfahren derart auszugestalten, daß sie sich auch für die industrielle Herstellung von Hohlfaden eignen. Bei den zu diesem Zweck bisher entwickelten Verfahren mußten jedoch häufig besondere, oft sehr kostspielige Verfahrensbedingungen und Anlagen zu Hilfe genommen werden. Die bisher in dieser Hinsicht erzielten Verbesserungen waren im allgemeinen stets auf die hierfür erforderliche Spinndüse gerichtet. Dies war jedoch insofern nicht sehr erfolgreich, ale die bisher entwickelten Spinndüsen eine äußerst komplizierte Konstruktion besaßen und

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es infolgedessen häufig zu Betriebsstörungen kam, die mindoitif)· teilweise Auf ihren VorapllBlortön Aufbau zurückzuführen waren.

Bei einer bekannten Spinndüsenart gelangen Austrittsöffnungen zur Anwendung, innerhalb derer sich ein entsprechend ausgebildetes Abdeck- oder Stauelement befindet, so daß die Öffnung lediglich als Ringöffnung wirksam werden kann. Dieses Abdeck- oder Stauelement ist bei der bekannten Ausführungsform mit dem eigentlichen Spinndüsenkörper durch Innenhalterungen verbunden, die in bezug auf die Extrusionsseite der Spinndüse strömungsaufwarte angeordnet sind. Bei dieser und anderen Arten von Spinndüsen, welche bisher für die Herstellung von Hohlfäden entwickelt wurden, ergeben sich jedoch nicht nur zahlreiche Schwierigkeiten in Verbindung mit der Herstellung und der Konstruktion dieser Spinndüsen, sondern es ist zudem auch außerordentlich schwierig, diese Art von Spinndüsen stets in einem betriebsfähigen und sauberen Zustand zu halten·

Deaweiteren wurden auch schon Versuche mit anderen Spinndüsen unternommen, bei denen eine Vielzahl von einfachen und nicht mit irgendwelchen Abdeck- oder Staumitteln versehenen Spinnöffnungen vorgesehen war, die in einem entsprechenden Umkreis angeordnet waren. Hierbei sind die einzelnen Auatrittsöffnungen so nahe aneinander angeordnet, daß das jeweils aus den einzelnen

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Öffnungen austretende geschmolzene Polymerisat bei der Extrusion jeweils mit den aus den in benaohbarten öffnungen der Gruppe austretenden Extrudaten derart verschmilzt, daß ein zusammenhängendes Polymersubstrat erhalten wird, das nach entsprechend rascher Abkühlung einen Hohlfaden bildet. Der Faden ist dabei deshalb innen hohl, weil die von den Austrittsöffnungen umschlossene Kreisfläche keinerlei Öffnungen aufweist und damit ein Durchlaß des Polymerisats unmöglich ist. Bei diesen Düsen müssen jedoch die einander benachbarten Austrittsöffnungen jeweils sehr nahe beieinanderliegen, damit die jeweils aus ihnen austretenden Extrudate auch ordnungsgemäß miteinander verschmelzen können. Mit Rücksicht hierauf muß die Dicke der zwischen den einzelnen Öffnungen befindlichen Metalletege äußerst gering sein, was wiederum zur Folge hat, daß diese Düsen bereits von der Struktur her gewisse Sohwächen aufweisen und auoh nur mit Schwierigkeiten hergestellt werden können. Von ganz besonderer Bedeutung ist die Bildung dieser Schwächestellen bei diesen Düsen deshalb, weil beim Schmelzspinnen von Kunststofffasern durchwegs sehr hohe Extrusions- oder Spinndruckwerte erforderlich sind, so daß bei nicht ausreichend widerstandsfähigen Düsen häufig Materialverziehungen oder aber sogar Materialrisse oder -brüche auftreten. Wenn außerdem die insgesamt einen Kreisumfang bildenden Austrittsöffnungen zu nahe aneinander angeordnet eind, so besteht ein weiterer Nachteil dieser Anordnung darin, daß durohaus die Möglichkeit besteht,

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daß das Polymerisat schon miteinander verschmilzt, während es aioh noch ganz nahe "bei der Auftritttieite der Spinndüse befindet, was zur Folge hat, daß in den durch den Faden verlaufenden Hohlraum keine Luft hineingelangen kann. Dies führt wiederum dazu, daß innerhalb des Fadens ein entsprechender Unterdruck entsteht, wodurch das geschmolzene Polymerisat von innen her zusammengezogen wird und wiederum entsprechend miteinander verschmilzt, so daß der den Faden durchlaufende Mittelhohlraum dadurch entweder entsprechend verkleinert oder möglicherweise sogar ganz zunichte gemacht wird.

Nach der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Hohlfäden vorgesehen, das im wesentlichen darin besteht, daß eine mindestens ein fadenbildendes Polymerisat enthaltende Polymerisatschmelze unter solchen Bedingungen durch eine Spinndüse extrudiert wird, daß der Formschwellfaktor des Polymerisats zwischen 2,5 und 10 liegt, wobei die Spinndüse mindestens eine einen Staubereich umschließende Austrittsöffnungsanordnung aufweist, in welcher mindestens eine nicht abgedeckte Öffnung vorgesehen ist und die, ohne sie vollständig zu umschließen, eine nicht mit Austrittsöffnungen versehene Polymerisatetauflache umgrenzt, wobei diese Anordnung mindestens ein Verbindungsstück aufweist, welches die Verbindung mit der übrigen Spinndüsenfläche herstellt und dieses Verbindungsstück an seiner schmälsten Stelle zwischen 0,076 und 0,38 mm mißt

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und der mittlere Durchmesser D₂ der Staufläohe größer ist als AD.·, wenn A der Schwellfaktor des Polymerisatgemisches und D^ die größtmögliche Öffnungsbreite in einer zur Mitte der Staufläche radialen Richtung ist, und dann anschließend das extrudierte. Polymerisat zur Verfestigung abgekühlt wird.

Desweiteren wird mit der Erfindung ein Faden geschaffen, bei dem eine Art äußere Umhüllung einen langgestreckten Innenhohlraum umschließt,und die Umhüllung aus einem in kontinuierlicher Phase vorliegenden Polymerisat besteht,in dem eine zweite Polymerisatphase in Form von Mikrofasern verteilt ist, welche vorwiegend in Richtung der Fadenachse angeordnet sind..

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Spinndüse zum Extrudieren eines geschmolzenen linearen Kunststoffpolyaerigates vorgesehen, mit deren Hilfe Xm Sohnitt dreieckig geformte Hohlfaden hergestellt werden. Die hierzu verwendete Spinndüse besitzt dabei eine Platte, die mindestens eine aus drei Schlitzen gebildete Schlitzgruppe aufweist, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß die Enden der Schlitze jeweils derart nahe beieinanderliegen _ψ daß eine im wesentlichen gleichseitige dreieckige Anordnung entsteht. Die einzelnen Schlitze besitzen dabei ,Jeweils einen rechteokig auegebildeten längeren Teil und einen kleineren Abschnitt, der jeweils zum anderen Ende des nächstfolgenden Sohlitzes hin nach

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innen versetzt bzw. geknickt ist, wobei der Abstand «wifohen diolen Sohliteenden dabei derart gewählt iit, daß die aus der Schlitzgruppe austretenden Polymerisatatränge miteinander verschmelzen.

Wie nachstehend in Verbindung mit einer vorzugsweisen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spinndüse noch im einzelnen beschrieben wird, besitzt diese bevorzugte Ausfuhrungsform einer Spinndüse mindestens eine aus drei Schlitzen bestehende Schlitzgruppe, wobei in jedem Schlitz eine Abknickung vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, daß die drei eine Öffnung bildenden Schlitze im wesentlichen eine gleichseitige Dreiecksfläche umschließen. Die Abknickung ist dabei jeweils um einen Winkel nach innen versetzt, der groß genug ist, daß der abgeknickte Schlitzbereich jeweils quer zum Ende des ihm benaohbarten Schlitzes verläuft. Vorzugsweise iet die Anordnung dabei derart getroffen, daß das Ende dee Abkniokbereiohee bis zu einem Punkt reicht, der zur Außenkante des benachbarten Schlitzes parallel liegt.

Die nach innen gerichtete Schlitzabknickung erfüllt zweierlei Punktionen. Es kommt ganz besonders darauf an, daß im wesentlichen eine gleichseitige Dreiecksstaufläche für das Polymerisat gebildet wird, durch die im Inneren des damit hergestellten Fadens ein ganz scharf umrissener, im Schnitt dreieckiger Hohlraum entsteht, eo daß im Padenquerschnitt jeweils

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der größtmögliche freie Raum erhalten wird. Ein weiteres durch dieae besondere Anordnung der Schlitze erzieltes wesentliches Ergebnis besteht darin, daß damit erreicht wird, daß die Wandungen der Hohlfaden vollkommen gleiohmäßig sind. Wegen des nach innen geknickten oder gekrümmten Schlitzabsohnittee, welcher in einer Fluchtlinie mit der äußeren Seitenwandung des benachbarten Schlitzes endet, bilden sich an den Zusammenschließpunkten bzw. den Dreiecksschnittpunkten keinerlei Verdickungen od. dgl.

Bei dem unter Verwendung einer derartigen Spinndüse erzielten Produkt handelt es sich um einen Kunststoffaden, welcher aus einer im Sohnitt dreieckigen Umhüllung und einem diese Umhüllung in Längsrichtung durchlaufenden im Sohnitt ebenfalls dreieckigen Innenhohlraum besteht, der zur Fadenachee mittig verläuft. Im Sohnitt gesehen beeitzt dabei der Außenurafang des Hohlraumes genau die gleiohe Form wie der Außenurafang der Umhüllung. Sowohl der Hohlraum als· auch seine Umhüllung sind über die gesamte Fadenlänge in ihrer Form im wesentlichen gleich. Der Hohlraum kann dabei bis zu etwa 80 # der gesamten Querschnittsfläche des Fadens ausmachen, je nachdem wie breit und wie lang die einzelnen Schlitze ausgebildet sind.

Zur Erlangung eines Hohlfadens mit einem größtmöglichen leeren Innenraum sollte das Verhältnis von Schlitzbreite zu dem

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kleinsten zwischen den Schlitzenden befindlichen Abstand 2 :1 betragen und der Abkniokwinkel sollte bei allen drei Schlitzen etwa bei 150° liegen. Als vorzugsweise Abmessungen kommen so z.B. eine Schlitzbreite von etwa 0,15 mm und ein zwischen den Schlitzenden befindlicher Abstand von 0,076 mm in Frage. Außerdem sollten die Schlitzenden vorzugsweise quadratisch bzw. rechtwinkelig ausgebildet sein, so daß die zwischen den Schlitzen befindliche Plattenfläche eine Art Rechteck bildet, welches etwa 0,076 χ 0,15 ram mißt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Schlitzenden ohne weiteres auch etwas abgerundet werden können, sofern die die einzelnen Schlitze voneinander trennende Gesamtfläche · dabei etwa genauso groß ist, wie sie dies wäre, wenn die Schlitzenden geradlinig rechteckig ausgebildet wären.

Die Erfindung sei nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen senkrechten Teilsohnitt durch eine Spinndüse, wie sie zweckmäßigerweise zum Extrudieren von Hohlfaden bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;

Figuren jeweils Draufsichten auf veraohiedene Anordnungen 2 bis 8 '

von Spinndüsenöffnungen, die mehrere voneinander

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Figur 9

Figur 10

Figuren
und 12

Figur 13

getrennte, nicht abgedeckte Auatrittsöffnungen aufweisen, wobei diese Austrittsöffnungen jeweils derart angeordnet sind, daß sie jeweils eine Polymerisatstauflache umgrenzen;

eine Draufsicht auf eine Spinndüsenanordnung, welche aus einer einzigen zusammenhängenden Öffnung gebildet ist, die derart angeordnet ist, daß sie eine Polymerisatstaufläche in. etwa kreisförmig umschließt;

einen Teilschnitt durch eine erfindungagemäße Anordnung, aus der deutlich wird, wie die PoIymerieatextrudate nach dem Austreten aus der Spinndüse miteinander verschmelzen;

jeweils einen Schnitt durch erfindungsgemäß hergestellte Hohlfaden;

einen Teilschnitt durch eine B4i#B§fiBSflatte zur Darstellung einer bevorzugt©», AH9-?4nvi»g und Ausbildung einer Gruppe von Sotu^tSW« welQhe in dieser Platte die Extras4QBf9fftH»ftg bilden; und

Figur 14 einen Teilschnitt durch eint
VeransohauliQbung einer etwaf
der bevorzugten AusführuBflifS
der die Sohl It ζ enden jewel Xe
Krümmung finden·

zur

Aujgfitaltung

eint?

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Die Figur 1 zeigt eine Spinndüse 1 mit einer strömungsaufwarte geriohttten Stirnseite 3 und einer itröiaungfabwärts gerichteten Extrusions- oder Austritteseite 5. Wie dies beim Schmelzspinnen von Kunstetoffasern typisch ist, ist die Spinndüse 1 etwa 0,5 bis 2,54 cm dick und kann entweder einstückig auegebildet sein oder aber auch aus mehreren Aufbauschichten bestehen. Im allgemeinen besteht sie aus Stahl oder aus einem anderen hochfesten Metall bzw. einer entsprechenden legierung. In der strömungsaufwarts gerichteten Stirnseite der Spinndüse kann eine in Form einer Gegenbohrung gestaltete Vertiefung 7 auegebildet sein, damit auf diese Weise die Länge der Kapillardurchlässe 9 möglichst klein gehalten wird, welche zu den Öffnungen 11 führen, die ihrerseits wiederum die Polymerisatstaufläche 13 umgrenzen.

Für die Durchführung des erfindungegeoäßen Verfahrene besitzen die Kapillardurchlässe der Spinndüsen im allgemeinen über ihre gesamte Länge einen gleichbleibenden Querschnitt, d.h. die Kapillarwandung besitzt eine zylindrische Wandungefläche, wie sie beispielsweise durch kreisförmige Bewegung einer geraden Linie parallel zu einer gegebenen feststehenden mittig angeordneten geradlinigen Achse erhalten wird. Dabei kann der Kapillardurchlaß jedoch entweder an einem oder an beiden Enden leicht angeschrägt sein. Die Länge eines typischen Kapillardurchlasses liegt vorzugsweise zwischen etwa 0,2 und 1,8 mm. Wenn nämlich die Kapillarlänge wesentlich weniger

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als 0,2 mm beträgt, so kann dies eine unerwünschte Schwächung der Spinndüsenplatte zur Folge haben, während sich bei Kapillarlängen von wesentlich mehr als 1,8 mm bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglicherweise Schwierigkeiten bei der Erzielung von einwandfreien Hohlfaden ergeben können. Die Kapillardurchlasse selbst können in beliebiger,bekannter Weise, beispielswiese durch Bohren mit Drehbohrern, unter Zuhilfenahme von Druckluft- oder Elektrobohrern, durch Stanzen, oder auch durch Hindurchziehen von entsprechend ausgebildeten Drähten derart erzeugt werden, daß jeweils Kapillardurchlässe der gewünschten Form erhalten werden. Die Kapillardurchlässe verlassen dabei vorzugsweise zur Extrusionsflache senkrecht, jedoch können sie durchaus auch in einem entsprechenden Winkel dazu angeordnet sein, so daß die einzelnen Extrudatströme dadurch mehr in Richtung aufeinander zu gesponnen werden, wodurch dag Verschmelzen der einzelnen Extrudate miteinander erleichtert wird.

Entsprechend der Darstellung der Figur 2 ist der Teil 15 der Spinndüse 1 mit einer etwa kreisförmig zueinander angeordneten Reihe von sechs voneinander getrennten öffnungen 17 versehen, die jeweils einen Durchmesser D.. besitzen. Die Durchlaßöffnungen 17 sind kreisförmig symmetrisch um einen Mittelpunkt 19 herum angeordnet, eo daß mittig zwischen diesen öffnungen eine Polymerisatetaufläohe 21 entsteht, deren durchschnittlicher Durchmesser D₂ als Durchmesser desjenigen Kreises

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gilt, welcher die Durchlaßöffnungen jeweils an ihrer dem Mittelpunkt 19 zunächstliegenden Stelle tangential berührt. Die zwischen den einzelnen Durchlaßöffnungen "befindlichen Abstände 23 bilden jeweils eine Art Steg, über welche die Staufläche 21 mit dem restlichen Teil der Spinndüsenplatte in Verbindung steht. Wie nachstehend im einzelnen noch erläutert wird, vereinigen sich die jeweils aus den Durchlaßöffnungen austretenden Polymerisatströme jeweils unmittelbar unterhalb dieser Durchlaßöffnungen und verschmelzen dabei miteinander. Gilt bei bestimmten Extrusionsbedingungen die folgende Verhältnisgleichung:

wobei A der Formschwellfaktor der Polymerisatsubstanz ist, so verschmelzen die aus den einander benachbarten Durchlaßöffnungen austretenden getrennten PolymerisatstrÖme derart miteinander, daß die gewünschten Hohlfaden entstehen.

Vorzugsweise ist dabei Dy größer als

In den Figuren 3 bis 8 ist mit D.. jeweils der größtmögliche Durchmesser einer Durchlaßöffnung in einer zum Mittelpunkt der Polymerisatstaufläche radial gesehenen Richtung bezeichnet. D₂ gibt die durchschnittliche Länge sämtlicher gerader Linien an, welche zwisohen den Innenwandungen der DurohtrittBöffnungen durch

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den Mittelpunkt der Polymerieatetaufläohe bindurohgezogen werden können·

Die Figur 9 veranschaulicht eine aus einer einzigen zusammenhängenden spiralförmig verlaufenden Öffnung gebildete Durchlaßöffnungsanordnung. Da in diesem Falle kein Symmetriemittelpunkt gegeben ist, kann zur Festlegung des Wertes D₂ für diese Ausgestaltung ein Schwerpunkt ermittelt werden und D₂ kann dann als die durchschnittliche länge derjenigen geraden Linien gelten, die zwischen den einander gegenüberliegenden Öffnungswandungen durch die Schwerpunktsmitte hindurchgelegt werden können.

Die einzelnen Durchschnittsöffnungen können im Schnitt jede beliebige Form aufweisen, d.h. sie können entweder kreisförfflig, rechteckig, halbBaondförtaig oder aber auch anderweitig gekrümmt oder vieleckig ausgebildet sein. Vorzugsweise finden hierbei jedoch langgestreckte öffnungen Verwendung, und zwar insbesondere solche Durohlaßöffnungen, bei denen der Formfaktor zwischen 1,4 und 20 liegt. Der Formfaktor ergibt sich aus dem Verhältnis der längsten innerhalb eines Querschnittes der Öffnung zu ziehenden geraden linie zu D^. Demnach finden kreisförmige öffnungen nicht gerade vorzugsweise Verwendung, da in diesem Falle der Formfaktor 1 beträgt. Die Quereohnittsfläche der einzelnen Durohlaßöffnungen liegt vorzugsweise zwischen etwa 77,5 χ 10 ^ und 1,6 ram . Bei kreisrunden Durchtrittsöffnungen würde dies einen Durchmesser zwischen etwa 0,1 und 1,4 mm entsprechen. Die Anordnung der Durohlaßöffnung,

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die jeweils aus einer, zwei, drei oder mehreren voneinander getrennten Öffnungen bestehen kann, die insgesamt nur zur Herstellung eines einzigen Hohlfadens dienen, besitzt im allgemeinen eine Symmetrieachse und hat vorzugsweise auch einen auf der Spinndüsenstirnseite liegenden Symmetriepunkt.

Eine solche Spinndüse kann nach Belieben jede gewünschte Anzahl derartiger Durchlaßöffnungen in entsprechender Anordnung enthalten. Der den erfindungsgemäß hergestellten Faden mittig ™ durchlaufende Hohlraum wird dabei dadurch erzeugt, daß innerhalb des Innenumfanges der Anordnung der DurchtrittsÖffnungen keine Polymerisatmasse extrudiert wird.

Im übrigen sind mindestens einer und vorzugsweise mehrere Verbindungen oder Stege vorgesehen, durch welche zwischen dem innerhalb der anderweitig vollständig geschlossenen Ringöffnung gebildeten Staubereioh und dem restlichen Teil der Spinndüse eine Verbindung hergestellt wird. Diese zwischen Λ den Durchlaßöffnungen befindlichen Stege bestehen dabei im wesentlichen stets aus dem gleichen Werkstoff,aus dem auch die Spinndüse als solche hergestellt ist, aber sie sind so klein, daß sie ein Verschmelzen der einzelnen Extrudatströme ohne weiteres zulassen. Andererseits sind sie jedoch auch derart breit, daß die Festigkeit der Spinndüse als solche durch sie nicht beeinträchtigt wird und daß ohne weiteres auch

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Luft oder Gas zswisahen die einzelnen Extrudatströme einströmen kann, bevor diese miteinander verschmelzen* Im allgemeinen sollte der Mind· ⁴ bstand awischen den einzelnen Durchlaßöffnungen mehr axii 0,076 mm betragen, um dadurch eine entsprechende Widerstandsfähigkeit der Spinndüse zu gewährleisten. Andererseits soll der Abstand jedoch auch wieder weniger als 0,38 mm sein, damit die einzelnen Kunststoffstränge einwandfrei miteinander verschmelzen können. Derartige Spinndüsen eignen sich ganz besonders gut zur Anwendung unter solchen Bedingungen, bei denen der Formschwellfaktor des Polymerisats größer als 2,5 ist.

Bei dem Formsohwellfaktor eines fadenbildenden Kunststoffpolyraerisats handelt es eich um einen bekannten meßbaren Wert, der aus dem Verhältnis des größten Durchmessers des Extrudatstromes zum Durchmesser der Durchlaßöffnung errechnet wird, wobei vorausgesetzt wird, daü eine kreisrunde Öffnung verwendet wird, bei der keinerlei Verschmelzungseinflüsee verschiedener Strömungen wirksam werden. Der Durchmesser des Extrudatstromes kann entweder auf fotografischem oder optischem Wege gemessen werden. Im Falle von nicht kreisförmigen Durchtrittsöffnungen wird der Formschwellfaktor unter Zuhilfenahme einer kreisförmigen Durchtrittsöffnung ermittelt, die den gleichen Flächenquerschnitt besitzt wie die nicht kreisförmige Durchtrittsöffnung, wobei alle anderen Bedingungen gleichbleibend sein müssen.

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Beim Schmelzspinnen von homogenen thermoplastischen Polymerisaten hängt der Formschwellfaktor von mehreren verschiedenen Paktoren ab. Er läßt sich jedoch anhand einfacher Versuche ermitteln und auf der Grundlage dee eo ermittelten Faktors kann man jeweils genau diejenige Spinndüse ermitteln, mit deren Hilfe die besten Hohlfäden erzielt werden können. Wahlweise kann der Fadenschwellfaktor jedoch auch verändert werden, indem eine vorgegebene Spinndüse unter Zuhilfenahme bekannter Maßnahmen ^ derart bearbeitet wird, daß sich dadurch der Formschwellfaktor entsprechend ändert. So kann bei Gleichhaltung sämtlicher anderen variablen Faktoren der Formschwellfaktor dadurch erhöht werden, daß:

a) die laufgeschwindigkeit der Aufnahmewalze verlangsamt wird;

b) die Extrusionstemperatur an der Durohtritteöffnung herabgesetzt wird; *

c) die Verweilzeit innerhalb des KapillardurchlasseB bzw. der Kapillardurchlässe vermindert wird

(d.h.daß also die Durohlaufgeschwindigkeit erhöht wird). Xn diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß selbst dann, wenn eine erhöhte Durohlaufgeschwindigkeit dadurch ausgeglichen -wird, daß auch eine höhere Aufnahmegeschwindigkeit fUr die Auf-

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nahmerolle gewählt wird, um damit die Denierzahl des auf dieser Rolle aufgewickelten Padenβ konstant zu halten, der Formsohwellfaktor durch diese Maßnahme noch immer erhöht

d) daß die Schmelzviskosität des Polymerisats erhöht wird? und

e) daß der Durchmeser der Durchtrittsöffnung verkleinert wird.

Diejenige Stelle, an welcher der Durchmesser der einzelnen extrudierten Stränge jeweils am meisten anschwillt, liegt im allgemeinen innerhalb eines Bereiches von 2,54 cm nach Austritt aus der Düsenöffnung. In der Praxis besteht jedoch die Neigung, daß sich dieser Abstandswert mit höher werdender Durohlaufgeschwindigkeit tbtnfalle erhöht.

Bei der herkömmlichen Herstellung von Kunststoffeserη im Wege eines Schnellspinnverfahrens aus Polymerisaten, beispielsweise aus Polyamiden, Polyestern und Polyolefinen, liegt der Formsohwellfaktor nur selten über 1,5. Ein Auftreten von Formechwellfaktoren von mehr als 1,5 galt im allgemeinen als unerwünscht, da dies normalerweise damit verbunden let, daß. die so hergestellten fäden über ihre Länge jeweils unterschiedliche und ungleichmäßige Durch-

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messer besaßen. Die Erscheinung, daß sich ein frisch extjpucUtrrter PölymariffttitisrOin *iuft#hnt Oder fttif ehwillt, ist auf die elastischen Eigenschaften des Polymerisats und darauf zurückzuführen, daß die miteinander ausgerichteten Polymerisatmoleküle das Bestreben haben, beim Austritt aus dem Kapillardurchlaß wieder eine ungeordnete Lage oder Orientierung einzunehmen.

Werden synthetische Polymerisate unter Bedingungen versponnen, die derart sind, daß der Formschwellfaktor größer als 2,5 ist, so tritt in dem noch geschmolzenen Extrudat eine hinreichend große Anschwellung oder Auswölbung ein, daß die einzelnen Durchtrittsöffnungen ohne weiteres in einem derartigen Abstand voneinander angeordnet werden können, daß „die Umgebungsluft oder Gas ohne weiteres in den zwischen den einzelnen Extrudatenetrömen befindlichen Raum eindringen kann, bevor die einzelnen Ströme miteinander verschmelzen. Auf diese Weise wird verhindert, daß die einzelnen extrudierten Stränge nach der Mitte zu derart

zusammengezogen werden und damit so verschmelzen, daß ein einziger Vollfaden entsteht. Wenn die einzelnen Durchtrittsöffnungen in größeren Abständen voneinander angeordnet werden, so hat dies den weiteren Vorteil, daß dadurch der Spinndüse als solcher eine größere Widerstandsfähigkeit verliehen wird. Bei den bisher bekannten Verfahren war es nämlich häufig so, daß sich eine mangelnde Widerstandsfähigkeit

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und Festigkeit bei den Spinndüsen in der Weise bemerkbar machte, daß die Spinndüsen sich entweder durchbogen oder aber, daß es innerhalb des mittleren Polymerisatstaubereiches sogar zu Rissen und Brüchen kam.

Werden Polymerisate unter Bedingungen versponnen, die derart sind, datf der Formschwellfaktor merklich unterhalb 2,5 oder oberhalb 10 liegt, so verändert sich das Verhalten des ge-™ schmolzenen Extrudats derart, daß die hier beschriebenen Spinndüsen nicht mehr zur Herstellung von Hohlfaden verwendet werden können. Trotzdem besteht auch dann noch eine Möglichkeit zum Verspinnen eines solchen Polymerisats, indem die Spinnbedingungen derart verändert werden, daß dadurch der Formschwellfaktor wieder in den gewünschten Wertbereich gebracht wird.

Für die Verwirklichung der Erfindung kommen als thermofc plastische Polymerisate unter anderem:

(a) Polyester, beispielsweise Polyethylenterephthalat und Polyhexahydro-p-xylylenterephthalat;

(b) Polyamide, beispielsweise Polyhexamethylenadipamid (Nylon 66) und Polycaproamid (Nylon 6);

(c) Polyolefine;

(d) Polyurethane;

(e) Polyesteramide;

(f) Polyäther und andere synthetische Polymerisate ""

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deren Gemische in Frage, die unter solohen Bedingungen versponnen werden können, bei denen jeweils zuverlässig ein Formschwellfaktor innerhalb des gewünschten vorzugsweisen Wertbereiches gegeben ist. Wird lediglich eine Polymerisatmasse verwendet, so muß darauf geachtet werden, daß sie auch faserbildend ist. Bei Verwendung eines Polyraerisatgemisches, bei dem ein Polymerisat in Form einer in einer zusammenhängenden Phase des anderen Polymerisats dispergierten Phase vorliegt, braucht die dispergierte Phase nicht unbedingt faserbildend zu sein.

Geeignete Nylonpolymerisate mit zufriedenstellenden faserbildenden Eigenschaften haben im allgemeinen Molekulargewichte, die vorzugsweise zwischen etwa 15 000 und 40 000 liegen. Diese Polymerisate besitzen in bezug auf Ameisensäure eine relative Viskosität zwischen 30 und 150, vorzugsweise zwischen 30 und 100; die Bestimmung der Viskosität erfolgt hierbei bei einer Konzentration von 11g Polymerisat in 100 cm³ 90 %iger Ameisensäure bei 25° G (ASTM D-789-62T).

Geeignete Polyesterpolymerisate mit zufriedenstellenden faserbildenden Eigenschaften besitzen im allgemeinen eine verringerte Viskosität von mehr als 0,50. Die geringere Viskosität der Polymerisate, wie sie für die Verwendung entsprechender Zusammensetzungen nach der Erfindung zweckmäßig ist,

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wird durch ViakoaitätBmeasungen ermittelt,.die bei 25° C mit einer Lösung vorgenommen werden, die 0,5 Gew?6 Polymerisat in gereinigtem Orthochlorphenol mit einem Waseergehalt von 0,1Ji enthält. Bei Verwendung einee Standardbohrungaviskoaitätameeaer nach Cannon-Fenske mit 150-er Bohrung wird die Fließzeit der Polymerisatlöeung (t ) relativ zur Fließzeit dea Lösemittels (t_) gemeeaen und die verringerte Yiskoaität wird dann anhand der folgenden Gleichung errechnet:

N red = (n_r - 1)/C,
wobei W red = die verringerte Viakoaität,

0 = die Konzentration dea gelösten Polymeriaats in g/100 cm⁵,

«_r = relative Viskosität = tp/ts

Es hat aich gezeigt, daß als besonders gut geeignete thermoplastische Subatanzen zum Spinnen von Hohlfaser^ heterogene Zusammensetzungen in Frage kommen, welche aus einer Dispersion einzelner getrennter Teilchen eines Polymerisates in einer zusammenhängenden Phase eines zweiten Polymerisates bestehen. Bei derartigen heterogenen Zusammensetzungen werden unerwartet

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hohe Formschwellfaktoren unter Bedingungen erzielt, die den allgemeinen Voraussetzungen einer guten Spinntechnik nicht entgegenstehen. So muß beispielsweise bei vielen aus einem einzigen Bestandteil bestehenden Polymerisat-Systemen darauf geachtet werden, daü zur Erzielung eines angemessenen Formschwellfaktore eine Extrusionstemperatur gegeben sein muß, welche niedriger' als die normale Extrusionstemperatur ist, während demgegenüber bei den vorstehend genannten heterogenen Zusammensetzungen angemessene Formschwellfaktoren auch bei höheren Temperaturen erzielt werden können, ein Umstand, durch den auch das Verschmelzen der einzelnen Ströme und die einwandfreie Faserbildung zusätzlich begünstigt wird , Zwar soll die Erfindung nicht durch irgendwelche theoretischen Erwägungen eingeschränkt werden, jedoch wird von der Annahme ausgegangen, da£ die bei derartigen heterogenen Systemen erzielten hohen Formschwellfaktorwerte möglicherweise darauf zurückzuführen sind, daß die winzigen Kügelchen oder Teilchen des in der dispergierten Phase vorliegenden Polymerisats, die in einem langgestreckten Schraelzzustand aus der Durchtrittsöffnung austreten, bestrebt sind,

wieder eine mehr oder weniger kugelförmige Gestalt anzunehmen, damit so ihr freier Energiegehalt kleiner wird. Bei dem Bestreben, wieder die Kugelform zu erlangen, haben die PoIymerisatkügelchen der dispergierten Phase die Neigung, den Fluß des Polymerisatstromee zu verlangsamen oder aber diesen zu

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verkürzen, wodurch es unmittelbar unterhalb der Spinndüse zur Bildung einer Wölbung oder einer Schwellung kommt. Ganz besonders gut eignen sich für die erfindungsgemäßen Zwecke solche heterogenen Polymerieatzusammensetzungen, welche aus in Polyamiden dispergierten Polyesterteilchen bestehen.

Die Figur 10 veranschaulicht ein Schmelzspinnverfahren unter Verwendung einer heterogenen Polymerisatzusammensetzung. Entsprechend der Darstellung der Zeichnung wird eine Schmelze bestehend aus einem in zusammenhängender Phase vorliegenden Polymerisat 25 und einem darin dispergierten nicht zusammenhängenden Polymerisat 27 durch unmittelbar nebeneinander befindliche Durchtrittsöffnungen 29 und 31 einer Spinndüse 33 extrudiert. Unter der Einwirkung der innerhalb der Kapillardurchlässe auftretenden Scherkräfte nimmt ein dispergiertes Polymerisatkügelchen eine langgestreckte Form 35 an. Sobald es jedoch wieder aus den Kapillardurchlässen austritt,bildet sich das langgestreckte dispergierte Polymerisatkügelchen wieder zurück und nimmt wieder seine mehr kugelförmige Form an. Gleichzeitig damit dehnt sich der Durchmesser der extrudierten Substanz an einer Stelle 39 auf einen Maximalwert aus, was zur Folge hat, daß die beiden aus den Spinndüsenöffnungen 2j und 31 austretenden Polyraerisatetrönie ineinander verfließen und miteinander verschmelzen. Von diesem Punkt aus

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werden die im allgemeinen kugelförmigen Kügelchen in Fließrichtung wieder langgestreckt, wie dies beispielsweise durch die Kugelkörper 37a, 37b und 37c angedeutet ist. Zur gleichen Zeit verringert sich der Durchmesser des (jetzt in Form eines Hohlfadens vorliegenden) Extrudats in dem Maße, in dem das Extrudat unter den Einfluß der Zieh- und Streckkräfte gelangt, welche von der Aufwickelrolle her auf den Faden ausgeübt werden.

Bei den vorzugsweise verwendeten heterogenen Zusammensetzungen sollten beide Polymerisate bei oberhalb ihres Schmelzpunktes liegenden Temperaturen streckfähig sein und vorzugsweise sollten sie sogar bei Temperaturen unterhalb ihres eigentlichen Schmelzpunktes im Kaltziehverfahren gestreckt werden können. Das dispergierte Polymerisat braucht nicht faserbildend zu sein, d.h. es braucht nicht in der Lage zu sein, bei Anwendung eines normalen Schmelzspinnverfahrens einen zusammenhängenden Faden ausreichender Festigkeit zu bilden. Im übrigen sollte das dispergierte Polymerisat mit dem in zusammenhängender Phase vorliegenden Polymerisat so weit unverträglich sein, daß es nicht in diesem aufgeht, sondern vielmehr eine gesonderte unzusammenhängende Phase bildet, die während dee Schmelzspinnvorganges in der kontinuierlichen Phase dispergiert wird. Vorzugsweise liegt der Schmelzpunkt des in der diepergierten Phase vorliegenden Polymerisate zwischen etwa 50° unterhalb und' etwa 90° oberhalb des

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Schmelzpunktes dea in zusammenhängender Phase vorliegenden Polymerisats. Im Zusammenhang mit den vorstehend erwähnten ■ Polyester-Polyamidgemieehen liegt der Sohmelspunkt dee Polyesters vorzugsweise zwischen etwa 10° C und 90° C höher als der Schmelzpunkt des Polyamids. Sie Schmelzpunkte der Polymerisate lassen sich unter Verwendung eines beheizbaren Mikroskops ermitteln. Bei Polymerisaten mit nicht genau bestimmbaren Schmelzpunkten wird davon ausgegangen, daß der Schmelzpunkt diejenige Temperatur ist, bei welcher das Polymerisat bei atmosphärischen Luftdruck fließfähig wird.

Es hat sich gezeigt, daß aus den vorzugsweise verwendeten heterogenen Polymerisatgemischen hergestellte Hohlfaden in ihrem Aussehen besonders dadurch gekennzeichnet sind, daii sie einen ganz besonders ansprechenden Schimmer besitzen. Desweiteren wurde festgestellt, daü die neuartigen Fäden auch eine höhere Festigkeit und Steifigkeit besitzen, die durch die verstärkende Wirkung des in der dispergierten Phase vorliegenden Polymerisats erzielt wird, das in der gezogenen Phase in Form von Kurzfaserverstärkungselementen in der zusammenhängenden Polymerisatphase verteilt ist, wobei seine Richtung im allgemeinen parallel zur Fadenachse verläuft.

Desweiteren können bei derartigen Polymerisaten auch Schwell-

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faktoren von mehr als 2,5 dadurch erzielt werden, daß vor der Extrusion in die Polymerisatschmelze ein Gas oder eine gasbildende Substanz raiteingearbeitet wird. Bei der gasbildenden Substanz kann es sich beispielsweise um eine gashaltige oder um eine leicht flüchtige Flüssigkeit handeln, die bei der Extrusion und dem darauffolgenden plötzlichen Drucknachlaß das Bestreben hat, ihr Gasvolumen zu vergrößern. Derartige gashaltige oder gasfreisetzende Substanzen können zweckmäßigerweise anteilig in Mengen zwischen Λ

etwa 0,1 und 2 Gew$, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymerisatzusamraensetzung vor der Extrusion beigemischt werden. Außerdem können in die Polyraerisatzusammensetzung auch noch fein verteilte und dispergierte Teilchen miteingearbeitet werden, die dann als Kern- oder Sammelpunkte für Gasblasen wirken, so daß auf diese Weise bei der Extrusion für eine gewisse Gleichmäßigkeit hinsichtlich der BlaseriiTrüwe und der Blasenverteilung Sorge getragen werden knnn. In dem unter Verwendung von gasbildenden Substanzen enthaltenden Polymerisatgemischen erhaltenen Hohlfaden können " dann die so verursachten Blasen beibehalten werden oder auch nicht, je nachdem, in welcher Geschwindigkeit und Dichte sich die Blasen bei der Extrusion bilden und wie das Extrudat bei der Bildung und Verfestigung des Hohlfadens dann wieder abgeschreckt wird. Als geeignete gasbildende Substanzen kommen beispielsweise Methanol, Methylenchlorid, Hexan, Benzol, Fluorkohlenstoffe und Wasser in Frage.

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Für den ExtrusionsVorgang wird die Polymerieatechmelze der Spinndüse jeweils in entsprechenden Mengen bei Druckwerten zugeleitet, die je nach der jeweils gegebenen Zusammensetzung etwas unterschiedlich sind, die aber im allgemeinen zwischen etwa 70 und 700 kg/cm betragen. Vor dem Eintritt in die Kapillardurchlässe wird die Zusammensetzung vorzugsweise durch eine Filtervorrichtung, beispielsweise einen Sandpack geleitet. i)ie Temperatur des Polymerisatgemisches wird an der Spinndüse im allgemeinen zwischen etwa 5 C und 50° C oberhalb des Schmelzpunktes des jeweils höchstschmelzenden Polymerisatbestandteiles des Gemisches gehalten. Bei Verwendung von heterogenen Polymerisatgemischen wird der Schmelzspinnvorgang vorzugsweise unter solchen Bedingungen durchgeführt, welche derart aufeinander abgestimmt sind, daß der Wert des diBensionslosen Verhältnisses R/Pu innerhalb eines Bereiches zwischen 0,0001 und 0,002 liegt. Dabei ist R die Durchlaufgeschwindigkeit bzw. die Durchlaufmenge pro Durchlaßöffnung T,P der Durchlaßdurchmesser bzw. der mittlere Durchlaßdurchmeseer im Falle der Verwendung von nicht kreisförmigen Durchlaßöffnungen (welcher annähernd errechnet werden kann anhand dee mittleren Durchmessers einer Reihe von Kreisen, die in der Ebene der Spinndüse in die Durchlaßöffnungen gelegt sind), und u die Viskosität des geschmolzenen Polymerisatgemiscbee bei Extrusionstemperatur, wobei sämtliche Faktoren in voneinander unabhängigen Ein-

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heiten angegeben sind. Auf dieee Weise werden zuverlässig laufend gleichmäßige Hohlfaden hergestellt. Wenn der Wert von R/Pu größer als 0,002 ist, so kann es während des Spinnvorganges zu Unterbrechungen oder Tropfenbildungen kommen. Ist andererseits der Wert von R/Pu kleiner als 0,0001, so kann eine Art "Pulsiereffekt" eintreten, was zur Folge hat, daß ein faden mit ungleichmäßigem Denier erhalten wird.

Entsprechend dem beim Schmelzspinnen üblichen Verfahren werden die erfindungsgemäß erzielten Kunststoffextrudate zum Zwecke der Verfestigung abgekühlt, indem sie mit einem gasförmigen Medium mit bestimmten Wärmeeigenschaften zum Kontakt gebracht werden. Zur Durchführung derartiger Verfahren bildet die Spinndüse selbst für gewöhnlich das obere Ende eines geschlossenen Zylinders, der als sog. Abschreckbereich bekannt ist, innerhalb dessen die zu einer Verfestigung des extrudierten Polymerisats führende Abkühlung in genau kontrollierter Weise durchgeführt wird. Die Kühlung erfolgt dabei für gewöhnlich dadurch, daß das Extrudat mit luft oder einera anderen in bezug auf das Polymerisat chemisch inerten Gas zum Kontakt gebracht wird, wobei darauf geachtet wird, daß jeweils ganz genau bestimmte Temperatur-, Fließgeschwindigkeitsund Fließdiagrammbedingungen eingehalten werden* Das Fließdiagramm

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des Kühlgases kann dabei zu den Fäden gleichsinnig, gegenginn ig oder aber quer zu diesen verlaufen. Die Graetemperaturen können bis zu 50° C oder mehr oberhalb der Temperatur des an der Austrittsseite der Spinndüse austretenden Polymerisats liegen und können innerhalb des Kühlbereicbee nach unten zu jeweils nach einer vorbestimmten Maßgabe abnehmen, wodurch ganz genau festgelegt werden kann, innerhalb welchen Zeitraumes oder in welchem Abstand das Extrudat in seiner fließfähigen Form verbleibt· Die Gasdurchsätze liegen hierbei im allgemeinen zwischen etwa 280 und 28 000 l/min.

Die so verfestigten Fäden werden aus dem Kühl~ bzw. Abschreckbereich unter Zuhilfenahme einer entsprechend angetriebenen Aufnahme- oder Aufwickelrolle herausgeführt, die im allgemeinen unterhalb dieses Kühl- und Verfestigungebereiches angeordnet ist. Durch entsprechende Einstellung der Umfangsgeschwindigkeit dieser A_ufnahmerolle kann vor der endgültigst) Verfestigung noch eine gana hggtieüüte Streckung ü§e geschmolzenen Extrudatstromes erreicht werden, wobei das Maß dieser Streckung als sog. "Kühlstreckung" (stack draw-down) bekannt ist. Durch die Laufgeschwindigkeit der Aufnahmerolle kann außerdem auch das Formschwellverhältnis entsprechend beeinflußt werden. Zur Erzielung einer einwandfreien Verschmelzung und zur Herstellung zufriedenstellender Hohlfasern wird dabei vorzugsweise derart vorgegangen, dat» das Polymerisat noch mindestens

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in einem Abstand von 5 hhb nach dem Austritt aue den Spinndüsenöffnungen fließfähig bleibt und daß die Kühlstreckung zwischen etwa 10 und 1000 liegt.

Solange sich das Extrudat noch in seinem Scbmeizzus tarsi befindet, kann es außerdem der Einwirkung von Ultraschall; elektrostatischer Bestrahlung: oder anderen physikalischen Behandlungen ausgesetzt werden, damit auf diese Weise ganz ™ bestimmte Wirkungen, beispielsweise ein periodisches Verschließen des inneren Hohlraumes des Fadens zur Bildung von Zellen erzielt werden oder a'oer da£ den Fäden dadurch eine entsprechende Kräuselfähigkeit verliehen v-ird,

liach der unterhalb des Kühib-ereic'-s** vor sich gehenden Aufnahme können die Fäden bei unterhalb ihre., Schmelzpunktes lieger.-.{·:. ^ Temperaturen nochmals einer bestimmten Ziehwirkung ausgesetzt werden, damit auf diese Weise eine entsprechende Molekular- μ orientierung entlang der Fadenachse und damit eine entsprechende Erhöhung der Fadenfestigkeit erreicht wird. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, daß Streckverhältnisse zwischen etwa und etwa 12 den Garnen eine maximale Festigkeit verleihen. Das optimale Ziehverhältnis ändert sich jedoch, je nachdem welches Polymerisat oder welches Polymeriaatgemisch jeweils für die Bildung der erfindungegemäßen Fäden verwendet wird. Der

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Ziehvorgang wird vorzugsweise unter Zuhilfenahme von an sich bekannten Verfahren durchgeführt, wobei beispielsweise ein Ziehetift Verwendung finden kann, um damit den Ziehbereich genau festzulegen. Das Garn kann dabei entweder in einer einzigen oder aber in mehreren aufeinanderfolgenden Phasen gezogen werden und es kann mindestens eine dieser Ziehphasen unter gleichzeitiger Erhitzung des Garnes, beispielsweise bei aus Nylon 6 bestehenden Garnen bei Erhitzung auf eine zwischen 135 und etwa 195° C liegende Temperatur durchgeführt werden. Auch hier richtet sich naturgemäß die Optimaltemperatur wiederum nach der jeweils verwendeten Polymerisatart. Die Wärme kann unter Anwendung bekannter Mittel, beispielsweise von feststehenden oder sich drehenden Kontakterhitzern, Dampfkammern, beheizten Sprühvorrichtungen oder Bädern, Infrarotbestrahlung, Hochfrequenzerhitzung und anderen Vorkehrungen Kur Wirkung gebracht werdent

Außerdem können auf das Garn vor dem Ziehen auch noch entsprechende Ausrüstungssubstanzen, beiepieleweiee Schmiermittel und/oder Wachs aufgebracht werden, um auf diese V/eise den Ziehvorgang zu erleichtern. Vor dem Verpacken kann das gezogene Garn durch entsprechende Maßnahmen auch noch so behandelt werden, daß es bei gleichbleibender länge spannungsfrei gemacht wird oder aber daß es sich unter kontrollierter Schrumpfung erholt bzw. nachgibt, damit auf diese Weise ein

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•päteres Einlaufen und/oder «ine spätere Dehnung dee weitgehend ausgeschaltet_f wenn nicht ganz verhindert wird. Außerdem kann das gezogene Garn wahlweise auch noch einer Behandlung mit ionisierender Bestrahlung, Ultraschall und Vernetzungsmitteln, beispielsweise Formaldehyd und Isocyanaten und anderen Ausrüstungsbehandlungen ausgesetzt werden,- damit ihm dadurch die verschiedenen gewünschten Eigenschaften verliehen werden. g

Bei dem so erhaltenen Produkt handelt es sich um eine synthetische Faser, die im wesentlichen aus einer Umhüllung, und einem innerhalb dieser Umhüllung verlaufenden langgestreckten Innenhohlraum besteht. Dieser Hohlraum kann dabei zwischen etwa 10 und 80 56 der gesamten Querschnittsfläche des Fadens ausmachen. Die Form der Umhüllung oder Ummantelung kann kreisförmig oder auch nicht kreisförmig sein« Der Innenhohlraum kann dabei in bezug auf die Fadenachse zentrisch oder exzentrisch angeordnet sein und die Umfangslinie des Innen- ™ hohlrauraes kann im Schnitt entweder die gleiche oder eine andere Form aufweisen, wie sie die Umhüllung oder Ummantelung im Schnitt besitzt. Hohlraum und Umhüllung sind jedoch in ihrer Form über die gesamte Länge des Fadens im wesentlichen gleichbleibend. Bei Verwendung von heterogenen Polymerisatgeraischen enthält die aus dem extrudierten Polymerisatgemisch bestehende Umhüllung das diepergierte Polymerisat in Form von

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Mikrofasern. Bei bevorzugten Ausführungaformen von gezogenen Fäden besitzen diese Mikrofasern einen mittleren Durchmesser, der im allgemeinen nicht größer als 1/u ist, und ihre durchschnittliche Länge beträgt mindestens das Fünffache ihres Durchmessers. Die Mikrofasern liegcu Uului hauptsächlich in Richtung der Fadenachse und es können

ρ
pro 1000/U der Querschnittsfläche des gezogenen Fadens von 500 bis mehr als 150 000 Mikrofasern vorliegen. Dadurch, daß in den erfindungsgemäß ausgebildeten Hohlfasern derartige ^ Mikrofasern vorhanden sind, wird diesen Fäden ein besserer Biegemodul bzw. bessere Steifigkeitseigensohaften verliehen, die insbesondere bei textlien Kleidungsstücken und bei der Teppichherstellung vorteilhaft zur Geltung kommen, wo eine erhöhte Elastizität im allgemeinen als eine wünschenswerte Eigenschaft gilt.

Die Figur 11 zeigt einen Querschnitt durch einen Faden 41, welcher aus der ringförmigen Umhüllung 43 gleichmäßiger Dicke und einem kreisförmigen Hohlraum 45 besteht, der seinerseits b in bezug auf die Umhüllung 43 im wesentlichen mittig verläuft.

Figur 12 zeigt einen Querschnitt durch einen Faden 47 mit innerhalb der kontinuierlichen Polymerphase 51 der von der Kreisform abweichenden Hülle 53 verteilten Mikrofasern 49. Der Hohlraum 55 weicht ebenfalls von der Kreisform ab, er besitzt jedoch eine andere Form als der Umfang der Hülle

Den erfindungsgemäßen Hohlfasern können außerdem noch die verschiedensten Zuschläge zugegeben werden, durch welche den

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Fasern jeweils besondere Eigenschaften verliehen werden, Derartige Behandlungen können dabei beispielsweise in der Weise vorgenommen werden, daß die entsprechenden Zuschläge denselben entweder noch vor dem Verspinnen durch Vermischen mit dem Polymerisat zugegeben werden oder aber daß der Zuschlag bzw, die Beimischung durch Nachbehandlung des Garnes oder des daraus hergestellten Gewebes erfclgt, Co können beispielsweise ins Wege derartiger Sonderber; and langen Substanzen zugegeben werden, welche eine Verzögerung der Flammfähigkeit derartiger Fäden bewirken; hierfür kommen beispielsweise die Verbindungen des Antimons, von Phosphor und Kalogenen in Frage. Als Mattiersubstanzen können Titandioxyd, Kalziumazetat und andere opake Metallverbindungen verwendet werden. Besonders vorteilhaft kann gegebenenfalls .-· *a eine Behandlung mit antistatischen Mitteln sein. Es ist aber durchaus möglich, eine Behandlung mit die Adhäsion fördernden Substanzen, beispielsweise Isocyanaten und Epoxyden vorzunehmen. Außerdem können auch Wärme- und lichtstabilisatoren, beispielsweise anorganische Reduktions ionen, Metallionen, beispielsweise von Mangan, Kupfer und Zinn, Phosphite und organische Amine, beispielsweise alkylierte aromatische Amine und ketoaromatische Aminkondensate verwendet werden. Desweiteren können die Fäden mit thermisch stabilen organischen und anorganischen rigmentstoffen, fluoreszierenden Substanzen und Aufhellern, Hetzmitteln, Bakteriostaten wie Phenolen und quaternären Aminen, kolloidalen Verstärkungsteilchen, schmutzabweisenden Mitteln, beispielsweise kolloidalem Siliziumdioxyd und

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Boehuiit, sowie mit Färbtönungsraittein, Schmiermitteln wie Molybdändisulfide und Silikonen, Weichmachern, Dispersionsmitteln zur Erleichterung und Aufrechterhaltung der heterogenen Dispersion eines Polymerisats innerhalb eines anderen und mit zahlreichen anderen weiteren Zusätzen behandelt und entsprechenden anderen Behandlungsvorgängen unterzogen werden. Außerdem besteht auch die Möglichkeit, den Innenhohlraum der Fasern mit Gas zu füllen. Derartige Zusätze oder Zuschläge können dabei in der Weise mit in die Fäden eingearbeitet werden, daß sie gleichzeitig als Kühl- oder Löschmittel fur die' Pasern dienen. In diesem Zusammenhang können die Hohlfaden auch gleichzeitig als zweckmäßige Behältnisse für eine genau abgestimmte Verwendung derartiger Gase gelten.

Außerdem können in das Polymerisat vor seiner Extrusion auch noch thermisch stabile Fließmittel oder oberflächenaktive Substanzen eingearbeitet werden, durch welche die oberflächlich frei werdende Energie vermindert und damit ein besseres Zusammenfließen und Verschmelzen der einzelnen Extrudatstränge erreicht wird. Auf diese Weise kann die kreisförmige Struktur der Umhüllung in all denjenigen Fällen noch weiter verbessert werden, in denen dies als wünschenswert erscheint. Als derartige Mittel kommen beispielsweise die Metallsalze von langkettigen aliphatischen CarboxyIsäuren, langkettige aliphatische Alkohole, langkettige aliphatieche Amide und andere oberflächenwirksame Substanzen in Frage.

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Die erfindungsgemäß hergestellten Fäden lassen sich vorteilhafterweiee zu den vereohiedeneteB Textilien verarbeiten« Sie eignen eich dabei ohne weiteres zur Bildung und Herstellung von einfädigem und mehrfädigem Garn und Strängen, von Schnüren oder Fäden und auch zur Herstellung von Stapelgarnen. Die Fäden selbst können wiederum mit anderen Faserstoffen gemischt und in gekräuseltem oder ungekräuseltem Zustand verarbeitet werden. Als typische Verwendungszwecke sind in diesem Zusammenhang Kleidungsstücke, beispielsweise Webkleidung, Hemden, Trikotagen, Körper- und Haushaltswäsche, rundgestrickte Gewirke, tuchartige Gewebe und Gewebe in Satinbindung zu nennen.Wegen ihrer vergleichsweise hohen Formsteifigkeit, ihrer Festigkeit und ihres geringen Gewichtes eignen sich die aus Nischpolymerisat bestehenden Hohlfaden außerdem auch außerordentlich gut zur Herstellung von Nähfaden, Autoreifenkord, faserverstärkten Schichtstoffen, Polstermaterial, Teppichwaren, Gardinen und Übervorhängen, Bespannungsmaterial, Fallschirmen, versteiften Riemen und Schläuchen, Unterwasserstricken, Seilen und Netzen sowie für zahlreiche andere Verwendungszwecke. Die erfindungsgemäßen Fäden können außerdem in Verbindung mit Vollfäden unterschiedlichen Querschnitts mit gleichem oder anderem Denier und auch mit der gleichen oder einer anderen chemischen Zusammensetzung eingesetzt werden, wodurch jeweils unterschiedliche SpezialWirkungen erzielt werden können.

Sofern nichts anderes angegeben ist,sind in den nachfolgend beschriebenen Beispielen alle Teil- und Prozentangaben stets unter Bezugnahme auf das Gewicht angegeben.

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Beispiel 1

Eine thermoplastische Polymerisatzusammensetzung bestehend aus einem einheitlich heterogenen geschmolzenen Gemisch aus 30 $ Polyäthylenterephthalat mit einer reduzierten OrthochlorphenolYiekoeitat von 0,76, and 70 % Polycaproaaid mit einer relativen Viskosität von 50 in bezog auf Ameisensäure wird in Anwesenheit von in Sparen vorhandenen Mengen von Sebacinsäure hergestellt, wobei diese letztere dazu beiträgt, daß Ketten entsprechender Länge entstehen. Hierbei bestehen weniger als 40 1> der Radgruppen aus Amingruppen. Bas Gemisch wird in der Weise erhalten, daß die beiden Polymerisatbestandteile unter Einwirkung hoher Scherkräfte im geschmolzenen Zustand miteinander vermischt werden, so daß der in dem Gemisch dispergierte Polyester eine durchschnittliche Teilchengröße vonOjB/u bat. Anschließend wird die so erhaltene Subetana bei 280° C mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 2,1 kg/std extrudiert, wobei die Verweilzeit innerhalb der Kapillardurchlässe 3,8 χ 10~"^ see beträgt. Als Spinndüse findet in diesem Falle eine Düse Verwendung, welche 16 Gruppen von rechteckig ausgebildeten Durchtrittsöffnungen aufweist, die im wesentlichen entsprechend der Darstellung nach Figur 4 angeordnet eind, wobei die einzelnen Durohtrittsöffnungen jeweils eine Breite (mittlerer Durchmesser) von 0,1 mm und eine Länge von 0,8 mm besitzen. Die Tiefe der Kapillardurchlässe beträgt 0,5 mm. Die drei jeweils rechteckig auegebildeten Durohtrittsöffnungen

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haben einen Formfaktor von 8,0 und sind um den Mittelpunkt eines Kreises mit einem R^diue von 0,5 nun herum angeordnet. Der Effektivwert von D₂ liegt bei etwa 1,27 mm. Der kleinste Abstand zwischen den einzelnen Durchtritteoffnungen beträgt C,1 ram. Unter diesen Bedingungen besitzt das Polymerisat einen Forraschwelifaktor von 3.5 » gemessen unter Zuhilfenahme einer kreisförmigen Durchtrittsöffnung mit einem Durchmesser von 0,33 mm (bei dem die Durchtrittsöffnung die gleiche Flächenausdehnung besitzt, wie bei einer der rechteckig ausgebildeten Durchtrittsöffnungen), In Flie^richtung gesehen, ist vor der Spinn iiisenflache noch eine aus Sand und einer Siebanordnung bestehende Filiervorrichtung vorgesehen. An der strönmngeaufseitigen Stirnflache der Spinndüse wird ein Druck von etwa 133 kg/cm*· wirksam» Der Wert von R/Pu betrugt 0,00137; der Wert von AD₁ liegt bei 0,36 mm.

Die Fäden werden bei einer Temperatur von 72° C in Luft derart extrudiert, daß das Extrudat mit einer Flieügeschwindigkeit von 566 l/min austritt. Das verfestigte Garn wird mit einer Laufgeschwindigkeit von 357 m/rain aufgewickelt. Das so erhaltene Garn wird dann unter Anwendung eines Ziehverhältnisses von 3,83 zwischen den Aufwickelrollen und Zugrollen im kalten Zustand gezogen, wobei zu diesem Zweck ein Spannstift mit einem Durchmesser von 1,27 cm zu Hilfe genommen wird, an den der Ziehbereich bei Umgebungstemperatur genau festgelegt wird.

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Das eo erhaltene Gam hat eine Denierzahl von 210. Die eineeinen Fäden besitzen dabei eine Querfohnitteform, welche derjenigen nach Figur 12 in etwa ähnlich ist, wobei der Hohlkern etwa 12 # der gesamten Querschnittsfläche des Fadens ausmacht. Die Fäden haben einen schimmernden Glanz, der sich insbesondere auch noch nach ihrer Verarbeitung zu einer Teppichprobe bemerkbar machte, und sie besitzen außerdem eine ausgezeichnete Elastizität. Bei einer mikroskopischen Untersuchung der Fasern zeigt sich, daß in der Polyesterzusammensetzung ein Anteil von Mikrofasern vorhanden ist, deren durchschnittliche Durchmesser etwa 0,18/U und deren durchschnittliche Länge 165/U beträgt, wobei in ein und derselben Querschnittsfläche etwa 9500 derartige Mikrofasern festgestellt werden.

Beispiel 2

Zu Vergleichszwecken wurde die gleiche Spinndüse wie bei der Durchführung des Beispiele 1 auch zum Verspinnen einer Zusammensetzung angewandt, die ausschließlich aus dem in Beispiel 1 mitverwendeten Polycaproamid besteht. PoIymerisatteraperatur, Extrusionsgeschwindigkeit und sämtliche anderen Verfahrensbedingungen waren die gleichen, wie beim vorstehend beschriebenen Beispiel. Unter diesen Bedingungen konnte jedoch nur ein Formsohwellfaktor von 1,5 erreicht werden und die einzelnen Extrudatströme fließen nicht zusammen,um unter einheitlicher Verschmelzung miteinander entsprechende Hohlfäden zu bilden.

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Beispiel 3

Um weitere Vergleiche anstellen zu können, wurde der vorstehend als Beispiel 1 beschriebene Versuch unter Verwendung des dort beschriebenen Polymerisatgemisches nochmals wiederholt, wobei jedoch eine Spinndüse verwendet wurde, die zwar im wesentlichen die gleiche Ausgestaltung besaß, bei der jedoch der Mindestabstand zwischen den einzelnen Durchtrittsöffnungen 0,05 mm betrug. Die damit erzielten λ

Fäden hatten keinen Hohlkern. Außerdem wurde bereits nach einigen Betriebsstunden festgestellt, daß sich die zwischen den einzelnen Durchtrittsöffnungegruppen befindlichen Stauflächen bzw. Staustege der Spinndüse schon verzogen hatten bzw. nach außen durchgewölbt waren. Dies hatte Unregelmäßigkeiten und Ungleicbmäßigkeiten im Spinnvorgang zur Folge, und es war außerdem unmöglich, die Spinnfläche der 3pinndü§§ abzuwisohin, dih, sie durob entsprechende Abkratzen derart zu reinigen, daß wieder eine einwandfreie Extrusion in Gang gesetzt werden konnte. ™

Beispiel 4

Es wird eine aus linearem Polyäthylen bestehende Probesubstanz mit einer Dichte von 0,960 und einem Schmelzindex von 2,0 (gemäß ASTM Norm D1238-52T) bei einer Temperatur von 190°

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durch eine Spinndüse extrudiert, die 27 Gruppen von jewell· eeah· icreliförinlg euelnander angeordneten Durohtrittsöffnungen besitzt. Die Mittelpunkte dieser Kreisöffnungen liegen dabei jeweils im gleichen Abstand auf einem Kreis mit einem Durchmesser von 1,86 mm, wie dies im allgemeinen auch in Figur 2 veranschaulicht ist. Die einzelnen Durchtrittsöffnungen besitzen jeweils einen Durchmesser von 0,58 mm und eine Kapillarlänge von 1,17 mm. Der Durchmesser D der Staufläche beträgt somit 1,24 mm. Der zwischen Gegenbohrung und Kapillardurchlässen gegebene Eintrittswinkel beträgt 180°, d.h. die Gegenbohrung besitzt einen flachen ebenen Boden. Das Polymerisat wird mit einer Durchtrittsgeschwindigkeit extrudiert, welche derart errechnet wird, daß sich eine Kapillarscherkraft von 800 see" ergibt, die nach folgender Formel errechnet wird:

(n + 5)Q

Dabei ist Q die Fließgeschwindigkeit in m/sec, R der Radius der Durchtrittsöffnung in cm und η eine Konstante, welche angibt, in welchem Maße der Materialfluß von den Newton'sehen Bedingungen abweicht. Bei dem hier durchgeführten Versuch wird η mit 1,0 angenommen. Der Formschwellfaktor - gemessen an einer von den sonstigen normalen Gruppen getrennten öffnung

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beträgt 3,0. AD₁ hat einen Wert von 1,75 mm.

Die Verfestigung des Extrudats erfolgt durch Kontakt desselben mit einem nach dem Gegenstromprinzip in einer entsprechenden Leitsäule geführten erhitzten Stickstoffstrom. Die Abkiihl- oder Löschgeechwindigkeit wird dabei derart gewählt, daß das Polymerisat noch in einem Abstand von mindestens 12 mm nach seinem Austritt aus der Spinndüse noch im Schmelzzuetand oder in plastischer Form vorliegt. Die verfestigten Hohlkern- M fäden werden dann von einer unterhalb der Kühlsäule befindlichen Aufwickelvorrichtung aufgenommen.

Die aus den einzelnen Durchtrittsöffnungen jeder Gruppe austretenden Extrudate flössen und schmolzen einwandfrei zusammen und bildeten dabei eine einheitliche zusammenhängende Schmelzstruktur, aus der nach der Abkühlung entsprechende Hohlfaden erhalten wurden. Das Garn wird bei Umgebungetemperatur zwischen den üblichen Aufwickelrollen und entsprechenden Ziehrollen mit einem Ziehverhältnis von 6 nochmals gezogen. ™ Die so erhaltenen gezogenen Fäden behalten dabei ihre Hohlform bei und besitzen eine solche Auebildung, daß der hohle Innenraum in der Gesamtquerschnittsfläche der Fäden etwa 40 % ausmacht.

Die Formplatte zeigt auch nach längerem Betrieb keinerlei Zeichen einer Auswölbung oder Brüche im Bereich der zwischen den einzelnen Durchtrittsöffnungsgruppen befindlichen Stauflächen.

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Beispiel 5

Es wurde eine Probe von Hoechst Hostalen GF-52OO Polyäthylen mit einem (wie in Beispiel 2 ermittelten) Schmelzindex von 0,4 und einer Dichte von 0,947 bei 220° C durch eine Spinndüse mit 16 Gruppen von jeweils drei Durchtrittsöffnungen entsprechend der Darstellung nach Figur 5 extrudiert.

Hierbei hatte jede Durchtrittsöffnung eine Breite von

2 0,1 mm und eine Querschnittsfläche von 0,0825 mm . Der Abstand zwischen den einzelnen Durchtrittsöffnungen betrug 0,1 mm, Der Durchmesser D₂ der Polymerisatstaufläche ist 0,77 mm und der Formfaktor der Durchtrittsöffnungen beträgt 5_f6. Die Kapillardurchlässe verlaufen senkrecht zur Extrusionsfläche der Spinndüse und besitzen eine Länge von 0,76 mm. Das Polymerisat wird mit einer derartigen Geschwindigkeit extrudiert, daß die zur Wirkung gelangende Kapillarsoherkraft bei 350 sec~ liegt, wobei sich die Scherkraft entsprechend der Gleichung aus Figur 4 errechnet. In diesem Falle ist mit R der Radius einer kreisförmigen Durchtrittsöffnung vergleichbaren Flächenquerschnitts bezeichnet und η = 2,4. Unter diesen Bedingungen ist ein Formschwellfaktor von 3,3 festzustellen. Der Wert von AD₁ beträgt 0,33 mm. Dieser Schwellfaktor reicht aus, um die aus den einzelnen Durchtritteöffnungen austretenden Polymerisatströme dazu zu veranlassen, ineinander zu verfließen und dabei derart miteinander zu verschmelzen, daß eine einheitliche zusammenhängende Struktur und damit nach entsprechender Abkühlung ein entsprechender Hohlfaden erhalten wird.

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Beispiel 6

Eine Polycaproamidsubstanz mit einem Schmelzpunkt von 215° C und einer relativen Viskosität von 50 gegenüber Ameisensäure wird bei 250° C durch eine Spinndüse der gleichen Art wie nach Beispiel 3 extrudiert. Die einzige Ausnahme besteht hierbei darin, daß die Spinndüse in diesem Falle 12 Gruppen von je drei entsprechend zueinander angeordneten Durch- %

trittsöffnungen aufweist, wobei jede einzelne Durchtrittsöffnung jeweils eine Breite von 0,13 mm, eine Querschnittsfläche von 0,196 mm und eine Kapillarlänge von 0,46 mm hat. Der Abstand zwischen den einzelnen Durchtrittsöffnungen beträgt 0,16 mm. Der Durchmesser D^ ^der Polymerisatstaufläche ist 1,6 mm und der Formfaktor der Durchtrittsöffnungen ist 8,0. Bei einem Extrusionsdruck von 350 kg/cm wird ein Formschwellfaktöf von 3,4 erhalten. Der Wert von AD₁ ist 0,44 nnn. Unter diesen Bedingungen bilden sich unter entsprechender Ver-Schmelzung der einander benachbarten Extrudatströme einwandfreie Hohlfaden. Diese Fäden werden zum Zwecke der Verfestigung abgekühlt, indem sie nach dem Gegenstromprinzip mit erwärmter Luft zum Kontakt gebracht werden. Anschließend werden sie mit einer Geschwindigkeit von 485 m/min aufgewickelt. Zwischen der Aufwickelrolle und einer Ziehrolle wird das Garn unter Verwendung eines Zugstiftes zur Festlegung der Zugetelle mit einem Ziehverhältnis von 4 nochmals gezogen.

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In dem gezogenen Garn blieb ein durchlaufender Hohlraum erhalten, der etwa 40 i* der gesamten Quersohnittefläohe des Fadens ausmachte· Gewebe, die anschließend aus dem nach diesem Beispiel erhaltenen gezogenen Garn hergestellt wurden, zeichnen sich insbesondere durch geringes Gewicht und durch eine hohe Deckfähigkeit aus und besitzen zudem die üblichen wünschenswerten Eigenschaften von Nylongeweben.

Beispiel 7

Ein Polyäthylenterephthalat mit einer verringerten Orthochlorphenolviskosität von 0,83 wird bei 270° C durch die bereits in Verbindung mit Beispiel 4 beschriebene Spinndüse extrudiert. Bei entsprechender Einstellung der Fließgeaohwindigkeit wird eine SOrmsobwellfaktor von 3,6 erzielt und unter diesen Bedingungen kann ein einwandfreies Zusammenfließen und Verschmelzen der einzelnen Extrudatstränge erzielt und damit die Bildung entsprechender Hohlfaden gewährleistet werden. Der Wert AD₁ beträgt 0,46 arm.

Beispiel 8

Eine Polycaproamidsubstanz mit Eaaigsäureendgruppen und

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einer Relativviskosität von 52 gegenüber Ameisensäure, die pro kg Polymerisat etwa 23 Milliäquivalente an Aminendgruppen besaß , wurde bei 260° C mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 436 g/etd durch eine Spinndüse mit vier Gruppen von Dreiecksschlitzen entsprechend der Darstellung nach Figur 8 extrudiert. Die einzelnen Durchtrittsöffnungen haben dabei jeweils eine Breite von 0,076 mm. Der kleinste Abstand zwischen den Durchtrittsöffnungen war 0,089 mm. Die Durchtritteöffnungen waren dabei um einen Kreis mit einem Durchmesser D~ von 0,66 mm angeordnet. In Fließrichtung gesehen, war außerdem vor der Spinndüse eine Sand enthaltende Filtervorrichtung angeordnet, bei der die durchschnittliche Teilchengröße des Sandes etwa einer lichten Maschenweite von 400 Maschen je laufendem Zoll (37 /u) entspricht.

Die Fäden werden mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von

488 - 495 m/min in Luft extrudiert und es schließt sich hieran

ein Ziehvorgang mit einem Ziehverhältnis von 3,4 : 1 bei 3U5 m/min an.

Jer eo erhaltene gezogene Hohlfaden hat einen Denier von 41 und seine Zugfestigkeit beträgt 4,8 g/den. Der Hohlbereich des uarns macht zwischen 9 und 11 # der Gesamtquerschnittafläche des fertigen Fadens aus.

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Die Figur 13 veranschaulicht eine aus drei Schlitzen 110 bestehende Dreiecksanordnung, wobei die einzelnen Schlitze jeweils einen abgeknickten Bereich 112 besitzen, der nach innen zu den senkrechten Enden 114 der jeweils benachbarLeu Schlitze hin abgeknickt ist. Die Innenwandung 116 der abgeknickten Schlitzabschnitte 112 und die Endwandungen 114 der senkrechten Schlitzenden verlaufen dabei parallel zueinander, so daß zwischen den einzelnen Schlitzöffnungen eine rechteckige Verbindungsfläche 118 verbleibt, welche die einzelnen Schlitzöffnungen voneinander trennt und an der jeweils die durch die Schlitzöffnungen austretenden Extrudatströme ineinander zusammenfließen und miteinander verschmelzen. Diese rechteckige Fläche muß dabei groß genug sein, um zu verhindern, daß die im wesentlichen dreieckige Polymerisatstaufläche 120 daran gehindert wird, sich unter der Einwirkung des Extrueionedruckes nach außen durchzuwölben, während sie andererseits aber auch wieder so bemessen sein muß, da^ gewährleistet ist, daß vor dem Zusammenfließen und Verschmelzen der drei Ströme eine ausreichende Luftmenge in den Fadenhohlraum gelangen kann. Vorzugsweise liegt hierbei die Größenordnung für eine derartige rechtwinkelige Fläche wie sie bei 118 gezeigt ist, bei einer Breite von annähernd 0,076 mm und einer Länge von etwa 0,153 mm. Bei einer derartigen Rechteckfläche ist nämlich sowohl eine ausreichende Spinndüsenfeetigkeit gegeben und gleichzeitig auch gewährleistet, daß Luft in ausreichender Menge in den im extrudierten Faden gebildeten Hohlraum gelangen kann. Außerdem wird mit

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dieser Anordnung erreicht, daß zwischen den einzelnen Polymerisatströmen eine größere gemeinsame Schnittfläche gegeben ist, wodurch die einzelnen Polymerisatströme besser zusammenfließen und miteinander verschmelzen können, als dies bei Verwendung von anders gestalteten Durchtrittsöffnungen der Fall ist. Der Winkel Θ 'sollte bei den drei Abknickungen 112 jeweils annähernd 150° betragen.

Eine von der vorzugsweisen AusfUhrungsform nach Figur 13 etwas abweichende Ausführung ist in Figur 14 dargestellt, . bei der die Enden der Schlitze 110 jeweils in einer Krümmung enden. Der Radius dieser Krümmung sollte dabei jedoch um einiges größer sein als die Schlitzbreite, damit die Schlitzendwandung 122 nur eine geringfügige Krümmung besitzt. Es ist bei dieser Aueführungsform von wesentlicher Bedeutung, daß die an der Zusammenfließstelle zwischen den Schlitzen befindliche Gesamtfläche etwa die gleiche Größe besitzt wie die in Figur 13 gezeigte Gesamtfläche 118.

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Claims

1785U5 Patent- (Schutz-) Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Hohlfaden, bei dem ein mindestens ein fadenbildendes Polymerisat enthaltendes geschmolzenes Polymerisatgemisch durch eine Spinndüse extrudiert und anschließend das extrudierte Polymerisatgemisch zur Verfestigung abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Formschwellfaktor des Polymerisatgemisches zwischen 2,5 und 10 beträgt, die Spinndüse mindestens eine eine Staufläche umschließende Austrittsöffnungsanordnung aufweist, die mindestens eine nicht abgedeckte Öffnung enthält und die, ohne sie vollständig zu umschließen, eine nicht mit Austrittsöffnungen versehene Polymerisatstaufläche umgrenzt, wobei diese Anordnung mindestens ein Verbindungestück aufweiet, welches mit der übrigen Spinndüsenfläche in Verbindung steht und dieses Verbindungsstück an derjenigen Stelle, an der sich die Durchtrittsöffnungen jeweils am nächsten aneinander befinden zwischen 0,076 und 0,38 mm mißt, und der durchschnittliche Durchmesser D₂ der Staufläche größer als AD₁ ist, wobei A der Formsohwellfaktor des Polymerisatgemisches und D₁ die maximale Durchtrittsöffnungsbreite in einer zur Mitte der Staufläche radialen Richtung gesehen ist.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungsanordnung aus mindestens zwei voneinander getrennten Durchtritteöffnungen beeteht, deren Formfaktor jeweils größer ale 1,4 iet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß I)₂ größer als 2AD₁ ist.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Polymerieatgemisch aus einer Dispersion eines ersten in unzusaramenhängender Phase vorliegenden Polymerisate in einer zusammenhängenden Phase eines zweiten Polymerisats besteht,

5. Verführen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem ersten Polymerisat um einen Polyester unä bei den zweiten Polymerisat um ein iaeerbildendes Polyamid handelt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dau es sich bei dem ersten Polymerisat um ein Polyäthylenterephthalat und bei dem zweiten Polymerisat um ein faserbildendes Polycaproamid handelt.

7. Faden, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem oder mehreren dor vorhergehenden Ansprüohe, gekennzeichnet durch eine

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einen langgestreckten fortlaufenden Innenhohlraum umeohlieflende Umhüllung, die ihreraeito aus einem in zusammenhängender Phase vorliegenden Polymerisat besteht, in dem eine zweite Polymerisatphase in Form von Mikrofasern dispergiert ist, welche hauptsächlich in Richtung der Fadenachse angeordnet sind.

8. Faden nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß bei

™ den Mikrofasern das Verhältnis von Länge zu Durchmesser größer als 5 ist.

9. Faden nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der die Umhüllung bildenden Polymerisate aus einem faserbildenden Polyamid oder Polyester besteht.

10. Faden nach den Ansprüchen 7» 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß die dispergierte Phase aus einem Polyethylenterephthalat

* und die zusammenhängende Phase aus einem faserbildenden Polycaproamid besteht.

11. Spinndüse zum Extrudieren eines linearen geschmolzenen synthetischen Polymerisats im Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprache 1 bis 6 zur Bildung von Hohlfaden, wobei die Spinndüse aus einer Platte besteht, die mindestens eine nicht verdeckte Durobtrittsöffnungsanordnung

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aufweist, welche ohne diese vollständig zu umschließen eine nicht mit Auetrittsöffnungen versehene Polymerisatstaufläche umgrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß in diese Anordnung mindestens ein Verbindungsstück oder ein Steg vorgesehen ist, durch welche diese Anordnung mit der übrigen Spinndüsenfläche in Verbindung steht und dieser Verbindungssteg an derjenigen Stelle, an welcher die Durchtrittsöffnungen einander zunächst liegen, zwischen 0,076 und 0,38 mm mißt.

12. Spinndüse zum Extrudieren eines geschmolzenen synthetischen linearen Polymerisats im Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis zur Bildung von im Schnitt dreieckig ausgebildeten Hohlfäden, mit einer Spinndüsenplatte, gekennzeichnet durch mindestens eine aus drei Schlitzen bestehende Schlitzgruppe, wobei die Sohlitze jeweils mit ihren Enden derart einander benachbart angeordnet sind, daLs eine im wesentlichen gleichseitige Dreieckeanordnung erzielt wird, und die Schlitze jeweils aus einem längeren rechteckigen Abschnitt (110) und einem kürzeren Abschnitt (112) bestehen, welcher in Richtung auf das ihm zunächst liegende Ende des nächstliegenden Schlitzes nach innen abgebogen ist, wobei der Abstand zwieohen der Abknickung (112) und dem benachbarten Schlitz jeweils derart gewählt ist, daß die aus den die Gruppe bildenden einzelnen Schlitzen auetretenden Polymerieatströme ineinander verfließen und miteinander verschmelzen.

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13. Spinndüse nach Ansprach 12, daduroh gekennzeichnet, daß die Schlitzbreite im wesentlichen gleichbleibend iat.

14· Spinndüse nach Anspruch 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Ende des längeren Absohnittes (110) jedes Schlitzes und der Innenwandung des diesem zunächst liegenden kürzeren Schlitzabschnittes (112) liegende Fläche (118) reohteokig ist.

15· Spinndüse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsseiten aer Rechtecksfläche (118) zwischen 0,1 und 0,2 mm, und die kürzeren Seiten zwischen 0,05 und 0,15 mm lang sind.

16. Spinndüse nach Anspruch 12, 13« 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen der Schlitze jeweile leicht gekrümmt ausgebildet sind.

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