DE19627093A1 - Verfahren zum Fibrillieren von lösungsmittelgesponnenen Cellulosefilamentgarnen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Fibrillieren von Cellulose­ filamentgarnen, vorzugsweise lösungsmittelgesponnenen Filamentgarnen, im feuchten oder nassen Zustand zum Erzielen eines Texturier- oder Mikrofa­ sereffektes am laufenden Faden.

Bekleidungstextilien haben heute eine Fülle von Anforderungen zu erfüllen. Das Spektrum reicht dabei von den reinen Anforderungen an das Gebrauchs- und Pflegeverhalten über das Trageverhalten bis zu Spezialfunktionen. Dazu kommt als ebenso wichtiger Faktor die Mode. Optik, Griff und Fall modisch aktueller Stoffe sollen die qualitativ hochgesteckten und breitgefächerten Erwartungen des Modemarktes erfüllen.

Textilien verlangen deshalb heute immer mehr nach maßgeschneiderten Gar­ nen, Konstruktionen und Ausrüstungen. Als neuer Chemiefaserstoff mit hohem Innovationspotential für die Textilindustrie werden zunehmend umwelt­ freundlich hergestellte, lösungsmittelgesponnene Cellulosefaserstoffe angeboten. Lösungsmittelgesponnene Stapelfasern sind heute bereits auf den Markt eingeführt und etablieren sich mit Erfolg in verschiedenen Produk­ ten.

Cellulosische Filamentgarne aus dem NMMO-Prozeß werden heute noch nicht großtechnisch angeboten. Bekannt ist, daß auf Pilotanlagen derzeit erste Mengen hergestellt werden, um einerseits den Markt zu testen und anderer­ seits produktionsrelevante Verfahrensparameter zu überprüfen. In der Tex­ tilindustrie gibt es bisher noch keine allgemeinen Erfahrungen zur Verar­ beitung derartiger Filamentgarne. Insbesondere Fragen zum Texturieren bzw. zur Aufbringung von Fadeneffekten als Voraussetzung einer textilen Anwen­ dung sind noch ungeklärt.

Cellulosefilamentgarne, insbesondere nach alternativen Technologien herge­ stellten Cellulosefaserstoffe, besitzen die Eigenschaft einer bevorzugten Fibrillierbarkeit längs der Faserachse bei Naßbehandlungsprozessen. Dies wird heute bereits ausgenutzt, um bei der Wasserstrahlverfestigung von Vliesstoffen aus Stapelfasern durch ein zusätzlich ausgelöstes Verfilzen fibrillierter Anteile Festigkeitsvorteile zu gewinnen.

Eine weitere Möglichkeit zur Nutzung dieses Effektes ist bei Filamentgar­ nen gegeben, wo allgemein stets Probleme des Fadenschlusses und der Volu­ minösität (Texturiereffekt, fasergarnähnlicher Charakter) zur Gewährlei­ stung textil vorteilhafter Eigenschaften des Endproduktes im Vordergrund stehen.

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Fibrillieren von lösungsmittelgesponnenen Cellulosefilamentgarnen im feuchten bzw. nassen Zustand zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird die Auf­ gabe prinzipiell dadurch gelöst, daß folgende Verfahrensschritte durchge­ führt werden:

• a) Führen eines Filamentgarnes mittels entsprechender Fadenleitorgane, beispielsweise von einer Spule ablaufend, unter Spannung durch eine Befeuchtungseinrichtung.
• b) Fibrillieren des Filamentgarnes durch Einwirkung mechanischer Reibkräf­ te, bevorzugt im rechten Winkel zur Filamentgarnlängsachse mittels be­ kannter Friktionstexturieraggregate, die bisher für thermoplastische Faserstoffe im Zusammenhang mit höheren Temperaturen angewendet werden.
• c) Entfernen der Restfeuchte vom Filamentgarn durch eine geeignete Trock­ nung (Rohrheizer, Walzenheizer).
• d) Bei Erfordernis Aufbringen eines Fadenschlusses sowie Spulöls zur Gewährleistung der textilen Weiterverarbeitbarkeit.
• e) Aufwinden des behandelten Filamentgarnes auf eine Spule.

Eine gezielte Fibrillierung von Fäden aus lösungsmittelgesponnener Cellu­ lose kann auch während der Erspinnung der Cellulosefäden bereits beim Fa­ serstoffhersteller durchgeführt werden. Nach der Erspinnung sind die lösungsmittelgesponnenen Cellulosefasern technologiebedingt naß. In diesem Zustand kann technologisch zwischen Spinndüse und ohnehin erforderlicher Trocknung eine Art Spinntexturierung in Form einer mechanischen Fibril­ lierung durchgeführt werden. Neben der Einsparung zusätzlicher Aggregate, Befeuchtung und Trocknung wäre es möglich, bei geringen Durchlaufgeschwin­ digkeiten - der Spinnprozeß erfolgt bei Geschwindigkeiten, die wesentlich niedriger sind als konventionelle Texturiergeschwindigkeiten - mit hoher Intensität pro laufenden Meter Faden das Fibrillieren durchzuführen.

Bei Verwendung eines Scheibenfriktionsaggregates kann der sich ausbildende Fibrilliergrad durch:

• - Anzahl und Anordnung der Friktionsscheiben,
• - deren Oberflächenstruktur,
• - die Durchlaufgeschwindigkeit,
• - die Fadenspannung sowie
• - die Friktionsscheibendrehzahl

beeinflußt werden. Die durch die Reibung abgespleißten Filamentgarnanteile besitzen einen wesentlich geringeren Durchmesser als das ursprüngliche Einzelfilament und werden meist als abstehende Faserenden im Mikrofaserbe­ reich ausgebildet. Der sich dadurch um ein Filamentgarn bildende, je nach Behandlungsintensität und -gleichmäßigkeit regelmäßige oder unregelmäßige Fibrillenflor kann als fadenschließendes, volumenerhöhendes (texturieren­ des) oder mikrofasercharaktergebendes Element textil ausgenutzt werden.

Das Abspleißen von Fibrillen führt dazu, daß das ursprünglich unbehandelte Filamentgarn in seinen mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt wird. Festigkeitsverluste treten in Abhängigkeit zur Intensität der erreichten Fibrillierbarkeit auf. Um je nach Anforderung bestehende Untergrenzen nicht zu unterschreiten, kann zum einen der Fibrilliereffekt verringert oder ein in der Festigkeit überdimensioniertes Filamentgarn eingesetzt werden.

Mittels konkreter Behandlungs- und Verarbeitungsversuche ist der jeweils zu erreichende Fibrilliereffekt mit erforderlichen Verarbeitungs- und Fertigprodukteigenschaften in Einklang zu bringen.

Die Zeichnung veranschaulicht das Prinzip einer Vorrichtung zur Anwendung eines Scheibentexturieraggregates. Das Filamentgarn wird mittels der Ab­ zugseinrichtung 3 durch ein Wasserbad 2 von der Vorlagespule 1 abgezogen. Zwischen dem Abzug 3 und Abzug 6 ist das Friktionsscheibenaggregat 4 und der Trockner in Form eines Rohrheizers 5 angeordnet. Nach der Filament­ garntrocknung erfolgt der Auftrag eines Spulöls (6) zur Gewährleistung der textilen Weiterverarbeitbarkeit. Das fibrillierte Filamentgarn wird im trockenen Zustand auf die Spule 8 aufgewunden.

Ausführungbeispiel 1

Ein lösungsmittelgesponnenes Cellulosefilamentgarn 640 dtex F110 wurde im Wasserbad intensiv befeuchtet und anschließend mittels eines Scheibenfrik­ tionsaggregates in der Anordnung 1/4/1 unter Verwendung diamantbeschichte­ ter Friktionsscheiben behandelt. Bei einer Fadenspannung von 1 cN/tex und einer Friktionsintensität von 1 Umdrehung der Friktionsscheiben pro 0,141 m Filamentgarn wurde das Filamentgarn behandelt. Bezogen auf 1 mm Filament waren 2-5 abgespleißte Fibrillen im Abmessungsbereich von 40-210 µm Länge und 3-8 µm Durchmesser auf der Filamentgarnoberfläche zu verzeich­ nen. Sie bewirken im mikroskopischen Bild ein faseriges Aussehen des vor­ mals glatten Filamentgarnes.

Claims (5)

1. Verfahren zum Fibrillieren von Cellulosefilamentgarnen im feuchten Zu­ stand, dadurch gekennzeichnet, daß am laufenden Faden durch Festkörper­ reibung ein Abspleißen faserähnlicher Fibrillen mit geringerem Durch­ messer als das Einzelfilament bewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkompo­ nente vorrangig in Querrichtung zur Filamentgarnlängsachse wirkt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkompo­ nente vorrangig in Richtung der Filamentgarnlängsachse wirkt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkompo­ nente in Filamentgarnlängs- und -querrichtung wirkt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fest­ körperreibung durch ein Friktionstexturieraggregat bewirkt wird.