DE2118593C3 - Process for the production of yarns from a drawn polymer film - Google Patents
Process for the production of yarns from a drawn polymer filmInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Garnen aus einem verstreckten Polymerfilm entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing yarns from a drawn polymer film according to the preamble of claim 1.
Dieses durch die DE-OS 19 51 571 bekannte Verfahren hat sich in der Praxis bewährt, jedoch erschien es wünschenswert, die Durchführung des Verfahrens so zu gestalten, daß man Fasern — und daraus Garne — mit besonderen, vorbestimmten Eigenschaften erhält.This method known from DE-OS 19 51 571 has proven itself in practice, but it appeared desirable to make the implementation of the method so that you fibers - and yarns from it - with receives special, predetermined properties.
Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Garnen aus einem verstreckten Polymerfilm, bei dem die Bedingungen beim Zerfasern des vorher geschlitzten Films durch Streck-Reißen so gewählt sind, daß sich die resultierenden Stapelfasern durch Eigenschaften auszeichnen, die sie zur Herstellung von einheitlichen, zugfesten Garnen besonders geeignet machen.The object of the invention is therefore a method for producing yarn from a drawn one A polymer film in which the conditions of the stretch-breaking of the previously slit film are as follows are chosen so that the resulting staple fibers are characterized by properties that they are used for production make of uniform, high tensile strength yarns particularly suitable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem durch die DE-OS 19 51 571 bekannten Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.According to the invention, this object is achieved in the method known from DE-OS 19 51 571 by the im characterizing part of the claim specified measures resolved.
Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es in vielen Fällen von Vorteil, wenn das den Reißwalzen zugeführte Netzwerk so regelmäßig wie möglich iKt. Im Idealfall, nämlich bei völliger Regelmäßigkeit, würde das Netzwerk dann eine Anzahl von in Längsreinen gleichmäßig über die ganze Breite verteilten Schlitzen aufweisen, die alle gleich lang und vom nächsten Schlitz in der Reihe durch den gleichen -Abstand getrennt wären. Ein derartiges regelmäßiges Netzwerk würde, wenn es in die Breite gezogen würde, ein regelmäßiges Netz mit quadratischen oder rhomboiden Lücken bilden, etwa in der Art von Streckmetall, wobei die noch untereinander verbundenen Stellen der nichtgeschlitzten Teile des Filmes als K-Punkte bezeichnet werden können. Beim Zerreißen würde dann ein solches Fasernetz ausschließlich an solchen »JC-Punkten« reißen, woraus ersichtlich ist, daß sich die Regelmäßigkeit des Netzwerkes günstig auf die Gleichmäßigkeit der erfindungsgemäß erhältH-chen Fasern und Garne auswirktIn the practice of the method, it is often advantageous if the the tearing rollers supplied network as regularly as possible i K t. In the ideal case, namely with complete regularity, the network would then have a number of slots evenly distributed in straight lines over the entire width, all of the same length and separated from the next slot in the row by the same distance. Such a regular network, if it were stretched out, would form a regular network with square or rhomboid gaps, for example in the manner of expanded metal, the points of the non-slit parts of the film still connected to one another being referred to as K points. When torn, such a fiber network would then only tear at such "JC points", from which it can be seen that the regularity of the network has a beneficial effect on the uniformity of the fibers and yarns obtained according to the invention
Da der Abstand din cm zwischen den Reißwalzen die größte Länge der entstehenden Fasern bestimmt, ist sein Wert von erheblichem Einfluß auf die Eigenschaften des aus diesen Fasern herzustellenden Garnes.Since the distance din cm between the tearing rollers determines the greatest length of the fibers produced its value has a considerable influence on the properties of the yarn to be produced from these fibers.
Dabei ist die Einhaltung des Bereichs von 0,95 bis 5 für χ (siehe Formel in Anspruch 1) für das vorliegende Verfahren ausschlaggebend. Zweckmäßig ist es, wenn χ zwischen 1 und 2 liegt, da man dann ein weitgehend quadratisches Stapelfaserdiagramm erhält Bei der Herstellung von Garnen wird allgemein ein solches Stapelfaserdiagramm als besonders wünschenswert betrachtet Würde man für χ einen Wert unter 0,95 wählen und daher nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten, so würde man finden, daß zwar die maximale Stapellänge der resultierenden Fasern auch dann gleich der Länge des Walzenabstandes ist, daß man jedoch unterhalb dieser maximalen Faserlänge mit einer ganz unregelmäßigen Faserlängenverteilung bis hinab zu sehr kurzen Fasern rechnen muß. In diesem Fall entspricht dann das Stapelfaserdiagrantm hinsichtlich der Länge demjenigen, das man durch Streck-Reißen von üblichen fortlaufenden Fasersträngen erhält.Compliance with the range from 0.95 to 5 for χ (see formula in claim 1) is crucial for the present method. It is expedient if χ is between 1 and 2, as then a largely square staple fiber diagram obtained In the manufacture of yarns such a staple diagram is generally dignity considered particularly desirable one for χ select a value of less than 0.95 and is not after If the method according to the invention work, one would find that the maximum staple length of the resulting fibers is then also equal to the length of the roller spacing, but below this maximum fiber length one has to reckon with a very irregular fiber length distribution down to very short fibers. In this case, the length of the staple fiber diagram corresponds to that which is obtained by stretch-breaking of conventional continuous fiber strands.
Wählt man in Übereinstimmung mit der Erfindung für χ einen Wert von mehr als 2, so erhält man innerhalb der Grenzen der nachfolgenden Verarbeitungsstufen ebenfalls eine recht breite Stapellängenverteilung, jedoch wird bei gewissen Anwendungszwecken dieser Nachteil durch den Vorteil einer größeren mittleren Stapellänge ausgeglichen. Sollte allerdings χ den Wert von 5 überschreiten, so geht die Tendenz zur Bildung von Einzelfasern zurück und es bleiben Teile der Netzstruktur erhalten.If, in accordance with the invention, a value of more than 2 is selected for χ , then within the limits of the subsequent processing stages a fairly broad stack length distribution is also obtained, but for certain applications this disadvantage is compensated for by the advantage of a larger average stack length. However, if χ exceeds the value of 5, the tendency towards the formation of individual fibers decreases and parts of the network structure are retained.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die durch Streck-Reißen erhaltenen Stapelfasern am Ende nicht stumpf bzw. viereckig sind, sondern an ihrem Ende in feine Spitzen auslaufen, ganz anders wie bei vielen üblichen Streck-Reiß-Verfahren, wo die Fasern abrupt abreißen. Solche federartigen Faserspitzen verbessern beim Verspinnen der Fasern zu Garnen den Zusammenhalt der Fasern, ohne daß sie aus diesen abstehen.Another advantage of the method according to the invention is that the stretch-rupturing The staple fibers obtained are not blunt or square at the end, but in fine points at their end run out, very different from many conventional stretch-tear processes, where the fibers tear off abruptly. Such feather-like fiber tips improve the cohesion when the fibers are spun into yarns of the fibers without protruding from them.
Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, kann man beim erfindungsgemäßen Verfahren das Stapeldiagramm, der erzeugten Stapelfasern auf recht genaue Weise einstellen. Durch die erfindungsgemäß angewandte besondere Art des Streck-Reißens des zerfaserten Films kann man auf einfache Weise und ohne Kardierstufe einen Kammzug für Garn erzeugen oder man kann auch unmittelbar ein Garn herstellen, indem man den zerfaserten Film während seines Durchgangs eine entsprechende Spinnmaschine unter Verstrecken zerreißt In beiden Fällen ist es besonders vorteilhaft, wenn man Einrichtungen vorsieht, welche die Fasern innerhalb der Streck-Reiß-Zone kämmen oder zerreißen. As can be seen from the above, in the method according to the invention, the stack diagram, of the staple fibers produced in a fairly precise manner. By the invention applied A special kind of stretch-tearing of the frayed film can be done in a simple manner and without Carding stage produce a top draw for yarn or you can also produce a yarn directly by the fiberized film is stretched through a suitable spinning machine during its passage tears In both cases it is particularly advantageous if one provides devices which the fibers comb or tear within the stretch-tear zone.
Für das erfindungsgemäße Verfahren können viele polymeren Stoffe mit Erfolg verwendet werden, z. B. Homo- und Copolymerisate von Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Acrylnitril sowie Polyester und Polyamide. Bevorzugte Ausgangsstoffe sind Homo- oder Copolymerisate von Lactonen, insbesondere Polypivalolacton, und von Monoolefinen, wie Äthylen und Propylen. Besonders geeignete Ausgangsstoffe sindMany polymeric materials can be used with success in the process of the present invention, e.g. B. Homo- and copolymers of vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, acrylonitrile and polyester and Polyamides. Preferred starting materials are homo- or copolymers of lactones, in particular Polypivalolactone, and monoolefins such as ethylene and propylene. Particularly suitable starting materials are
Polyäthylen oder Polypropylen von hoher Dichte in allen bekannten Variationen.High density polyethylene or polypropylene in all known variations.
Die Erfindung sei anhand der Beispiele und der Zeichnung näher erläutert:The invention will be explained in more detail using the examples and the drawing:
Vier Filmbänder 7*(je 7,5 cm breit) aus verstreckiem, 40 μπι dickem Polypropylen wurden von dem Spulengatter 10 üLer eine Zugeinrichtung 12 dem Einführ-Walzensystem 14 des Fibrillators 16 zugeführt Das Spannen der Bänder Γ wurde durch eine Spanneinrichtung 18 am Spulengatter 10 und durch die Zugeinrichtung 12 bewirkt Die einzelnen Bänder Twurden dem Fibrillator 16 mit gleicher Spannung zugeführt Das Einführ-Walzensystem 14 bestand aus drei Einzelwalzen, zwischen denen das Band auf beliebige Weise, beispielsweise gemäß der Zeichnung, durchgeführt werden kann.Four film tapes 7 * (each 7.5 cm wide) made of stretched, 40 μπι thick polypropylene were from the creel 10 üLer a pulling device 12 the infeed roller system 14 of the fibrillator 16 supplied. The tensioning of the ligaments Γ was carried out by a tensioning device 18 on Spool creel 10 and caused by the pulling device 12 The individual bands Twurden the fibrillator 16 fed with the same voltage. The infeed roller system 14 consisted of three single rollers, between which the belt in any way, for example according to the drawing, can be carried out.
Das Einführwalzensystem 14 steuerte die Eintrittsgeschwindigkeit der Bänder Γ und leitete sie mit einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit einer mit Nadeln besteckten Fibrillierwalze — 20 bis 21 cm Durchmesser — zu; die Walze war so mit Nadeln besteckt daß auf 10 cm 16 Nadelreihen treffen und in jeder Reihe 16 Nadeln je cm vorhanden waren, und rotierte in der angegebenen Richtung mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die 2,5mal größer war als die Laufgeschwindigkeit der Filmbänder T. The infeed roller system 14 controlled the entry speed of the strips Γ and fed them at a certain constant speed to a fibrillation roller equipped with needles - 20 to 21 cm in diameter; The roller was equipped with needles in such a way that 16 rows of needles meet at 10 cm and there were 16 needles per cm in each row, and rotated in the specified direction at a peripheral speed that was 2.5 times greater than the running speed of the film tapes T.
Die Filmbänder Tliefen zunächst um eine mit Gummi belegte Führungsrolle 22 (6,5 cm Durchmesser), die so nahe wie möglich an der Fibrillierwalze 20 angeordnet war, und kamen dann mit den auf der Fibrillierwalze 20 angeordneten Nadeln in Eingriff. Die Länge des Bogens, auf dem die Bänder auf der Fibrillierwalze 20 anlagen, konnte durch die Lage der Führungsrolle 22 relativ zu dem Punkt, an welchem die zerfaserten Filmbänder T von der Fibrillierwalze 20 abgenommen wurden, eingestellt werden. Als zweckmäßig erwies sich eine Bogenlänge von 15 cm.The film tapes T looped around a rubberized guide roller 22 (6.5 cm diameter) positioned as close to the fibrillation roller 20 as possible, and then came into engagement with the needles positioned on the fibrillation roller 20. The length of the sheet on which the tapes rested on the fibrillation roller 20 could be adjusted by the position of the guide roller 22 relative to the point at which the fiberized film tapes T were removed from the fibrillation roller 20. An arc length of 15 cm proved to be useful.
Beim Durchgang über die Fibrillierwalze 20 wurden die Filmbänder Tdurch die Nadeln derart geschlitzt, daß sie ein Netzwerk aus untereinander verbundenen Einzelfasern bildeten. Die auf diese Weise aufgefaserten Filmbänder Γ wurden durch ein System von Platten 24, die in nächster Nähe der Fibrillierwalze 20 derart angeordnet waren, daß ihre Stellung gegeneinander und gegenüber der Fibrillierwalze 20 leicht zu verändern war, von der Fibrillierwalze abgenommen. Die Aufgabe der Platten 24 bestand neben dem Abstreifen der aufgefaserten Filmbänder von der Fibrillierwalze 20 darin, dessen Spannung zu ändern und die freien Enden von gerissenen Fasern zu kontrollieren. Da ein Verzerren des Fasernetzes nicht wünschenswert ist, waren die Nadeln der Fibrillierwalze 20 so aus der radialen Richtung geneigt, daß sie sich senkrecht zur Ebene des Netzes nach hinten neigten. Der Neigungswinkel war größer als der Winkel der Grenzreibung, so daß das Material leicht von den Nadeln abgleiten konnte. Die Nadeln oder Stift» tonnten auf der Walze so angeordnet sein, da3 ·>·αι Jer Neigungswinkel einstellen ließ. Die vier Filmbänder wurden über das Abzugswalzensystem 26, das in seinem Aufbau dem Einführwalzensystem 14 entsprach, aus dem Fibrillator abgezogen.When passing over the fibrillation roller 20, the film tapes T were slit by the needles so that they formed a network of interconnected individual fibers. The frayed in this way Film tapes Γ were made by a system of plates 24, which in close proximity to the fibrillation roller 20 were arranged so that their position relative to one another and relative to the fibrillation roller 20 can be easily changed was removed from the fibrillation roller. The task of the plates 24 was in addition to stripping the frayed film strips from the fibrillation roller 20 in changing its tension and the free ends to control of torn fibers. Since distortion of the fiber network is not desirable, the needles of the fibrillation roller 20 were inclined from the radial direction so that they are perpendicular to the Level of the mesh tilted backwards. The angle of inclination was greater than the angle of the boundary friction, so that the material could easily slide off the needles. The needles or pencils thumped on the platen be arranged so that ·> · αι Jer angle of inclination set. The four film tapes were fed over the take-off roller system 26, which in its construction was the Infeed roller system 14 was withdrawn from the fibrillator.
Die Oberflächengeschwindigkeit der Abzugswalzen war etwas (etwa 1%) größer als diejenige der Einführungswalzen, wobei der Geschwindigkeitsunterschied einstellbar war.The surface speed of the nip rolls was slightly (about 1%) greater than that of the Feed rollers, the speed difference being adjustable.
Nach Durchgang durch das Abzugswalzensystem 26 passierten die Filmbänder eine Präpariereinrichtung 28, mit deren Hilfe darauf aus einem Flüssigkeitsbad eine (z.B. eine antistatische) aufgebracht wurde. Dann wurden die Filmbänder in die Streck-Reiß-Zone geleitet die aus zwei Reiß-Walzenpaaren 32 und 34 bestand, wobei das Paar 34 etwas schneller umlief als das Paar 32. Es handelte sich um Stahlwaizen mit Gummibelägen (Shore-Härte 78°, Durchmesser 10 cm). Der Abstand d zwischen 'den Reißwalzenpaaren war dadurch zwischen 5 cm und 40 cm veränderbar, daß das erste Walzenpaar 32 auf einem beweglichen Gestell angeordnet war. Im vorliegenden Fall wurde ein Abstand c/von 12 cm zwischen den beiden Walzenpaaren eingehalten. Die so erhaltenen Stapelfasern wurden einer Vorratseinrichtung 36,38 zugeführtAfter passing through the take-off roller system 26, the film strips passed a preparation device 28, with the aid of which a liquid bath (for example an antistatic) was applied to it from a liquid bath. Then the film strips were passed into the stretch-tear zone, which consisted of two pairs of tear rollers 32 and 34, the pair 34 rotating a little faster than the pair 32. It was steel rollers with rubber coverings (Shore hardness 78 °, diameter 10 centimeters). The distance d between the pairs of tearing rollers could be varied between 5 cm and 40 cm in that the first pair of rollers 32 was arranged on a movable frame. In the present case, a distance c / of 12 cm was maintained between the two pairs of rollers. The staple fibers thus obtained were fed to a storage device 36, 38
Beim Arbeiten gemäß Beispiel 1 auf der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung, wobei jedoch die Länge der die Fibrillierwalze 20 berührenden Filmbandabschnitte (a)'m diesem Fall 10 cm betrug, wurden durch entsprechende Wahl des Faktors χ folgende Werte für den Abstand d erhalten (das Verhältnis R war, wie in Beispiel 1,1 :2,5 = 0,4):When working according to Example 1 on the device shown in the drawing, but the length of the film tape sections (a) in contact with the fibrillation roller 20 was in this case 10 cm, the following values for the distance d were obtained by appropriate selection of the factor χ (the Ratio R was, as in example 1.1: 2.5 = 0.4):
Bei den Versuchen A 1 bis A 3 war der Faktor χ im erfindungsgemäß einzuhaltenden Bereich während bei den Vergleichsversuchen B 1 und B 2 der Faktor χ unter diesem Bereich blieb.In experiments A 1 to A 3, the factor χ was in the range to be complied with according to the invention, while in the comparative experiments B 1 and B 2 the factor χ remained below this range.
Wie aus dem Energieaufwand für das Zerreißen des Fasernetzes hervorgeht, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber der bekannten Arbeitsweise, bei welcher sich in den Vergleichsbeispielen aufgrund eines zu niedrigen Faktors χ ein zu geringer Abstand der Reißwalzen (d) ergab, durch eine erhebliche Energieeinsparung beim Reißvorgang aus. Die erfindungsgemäße Abstimmung des Wertes d auf die Werte a und R durch Wahl des Faktors χ innerhalb des angegebenen Bereiches hat zudem, wie erwähnt, den Vorteil, daß man — insbesondere bei Verwendung eines möglichst regelmäßigen Fasernetzes — Stapelfasern von weitgehend einheitlicher, auf die Eigenschaften des zu erstellenden Garnes einstellbarer Länge erhält, was bei dem aus der DE-OS 19 51571 bekannten Verfahren, bei dem eine solche Abstimmung nicht vorgesehen ist, nicht der Fall ist.As can be seen from the energy expenditure for tearing the fiber network, the method according to the invention is distinguished by considerable energy savings during the tearing process compared to the known procedure, in which in the comparative examples, due to the fact that the factor χ is too low, the distance between the tearing rollers (d) is too small the end. The inventive coordination of the value d to the values a and R by choosing the factor χ within the specified range also has the advantage, as mentioned, that - especially when using a fiber network that is as regular as possible - staple fibers of largely more uniformity are based on the properties of the to be created yarn of adjustable length, which is not the case with the method known from DE-OS 19 51571, in which such coordination is not provided.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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