DE2152435A1 - Oberflaechenbehandelte faser - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Jürgen Hüter, Ing.(grad), 5 Köln 1, Quirinstr. 18

Oberflächenbehandelte Faser.

Die Erfindung bezieht sich auf eine oberflächenbehandelte Faser mit stark von der Richtung der Faserachse abhängigen Reib- und Gleiteigenschaften und das Verfahren zur Erzielung derselben.

Bekanntlich haben, mit Ausnahme einiger natürlicher Fasern, z.B. der mit einer Schuppenschicht bedeckten tierischen Wollen und Haare, Fasern, insbesondere die zu textlien Zwecken genutzten halb- und vollsynthetischen Fasern, Reib- und Gleiteigenschaften, die in beiden Faserrichtungen praktisch gleich sind. Bekanntlich ist dies der wesentlichste Grund dafür, daß daraus hergestellte Textilien nicht filzen, denn diese Fasern mit richtungsunabhängigem Reib- und Gleitverhalten können nicht ähnlich einer Schlange oder einer in den Hemdärmel gesteckten Gerstenähre "kriechen". Bekanntlich wird das Filzen oder Verfilzen von textlien Gebilden durch diesen Kriecheffekt bewirkt, und er wird begünstigt, wenn den Fasern ein zweites Merkmal anhaftet: die Kräuselung. Druck- und Stauchbelastungen auf die Faser werden von den Kräuselbögen ähnlich einer Feder elastisch gespeichert, und bei Entlastung kann sich die mit ihren Schuppen bei den Nachbarn verhakte Faser nur in einer Richtung entspannen: sie "kriecht".

In vielen Fällen ist das richtungsunabhängige Reib- und Gleitverhalten vorteilhaft, z.B. bei aus synthetischen Fasern gefertigten Strickwaren, doch gibt es eine Reihe von textlien Anwendungsgebieten, bei denen dies Verhalten nachteilig ist:

Bei Wollstoffen und -tuchen, speziell der unteren Qualitätsklassen, die mit synthetischen Fasern verstärkt wurden, tritt im Verlauf des Fabrikationsganges eine Entmischung des ursprünglich im Garn vorgelegten Fasergemisches ein derart, daß Wollanteile, deren minderer Qualität wegen die Verstärkung vorgenommen werden mußte, aufgrund ihres Filzvermögens weitgehend allein aus dem Faserverband wandern und verfilzen und damit die Trageeigenschaften (Oberflächenabrieb, Beuligwerden an Ellenbogen, Knieen und Gesäß, u.a.m.) fast ausschließlich bestimmen. Ein weiterer Nachteil ist z.B. die Tatsache,

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daß man aus solchen Fasern mit richtungsunabhängigem Reib- und Gleitverhalten keine echten Filze herstellen kann. Man behilft sich mit Verkleben von Faservließen nach den verschiedensten Verfahren, oder durch die Herstellung von Nadelfilzen. Für beide Verfahren haben sich spezielle Anwendungsgebiete gefunden, doch keines kann alle Vorteile des echten Filzes mit denen der jeweils verwendeten Faser verbinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fasern nachträglich oder während ihrer Herstellung ein richtungsabhängiges Reib- und Gleitverhalten zu verleihen, was zweckmäßig im Anschluß an einen Kräuselvorgang geschieht.

Erfindungsgemäß wird daher die Faser an Kanten oder an energiereichen Strahlen so vorbeigeführt, daß die Faseroberfläche strukturiert wird.

Zweckmäßigerweise erzeugt man dafür zwischen einer oder mehrerer Schneid- oder Schabekanten und der Faser eine wechselnd positive und negative Relativgeschwindigkeit. Je nach Wahl des Schnittwinkels, der Faserspannung, der Frequenz und Amplitude der Relativgeschwindigkeit, den Temperaturen von Kante und Faser sowie dem physikalischen und chemischen Zustand der Faser (z.B. Quellungsgrad, Verstreckungsgrad, Vernetzungsgrad, u.a.m.) können auf der Faseroberfläche Ritzungen, Kerben oder Wulste erzeugt werden, die unter dem Einfluß solcher Parameter die Faseroberfläche beliebig tief strukturieren können und entweder sofort zur Faserachse so orientiert sind, daß, bezogen auf die Faserrichtung, ein richtungsabhängiges Reib- und Gleitverhalten entsteht, oder aber durch eine nachträgliche Behandlung der strukturierten Faser diese Richtungsorientierung erhalten. Verwendet man energiereiche Strahlenbündel oder -fächer, so können neben oder anstelle der sich ändernden Relativgeschwindigkeit diese pulsieren, um Krater oder Wulste zu erzeugen. Man kann die Faser auch zusätzlich um ihre Längsachse drehen z.B. durch Erteilen eines Falschdralles, um eine gleichmäßigere Verteilung der Strukturmerkmale über den Faserumfang zu erreichen, oder um die Zahl der erfindungsgemäß strukturierenden Einheiten zu verringern, oder um beides zu erreichen.

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In weiterer Ausbildung der Erfindung kann man z.B. durch geeignete Faserführungsorgane ein Faserbündel so ausbreiten, daß die Einzelfasern parallel nebeneinander laufen. Die durch z.B. Rietkämme separierten Fasern erhalten z.B. durch Berührung mit quer zur Faserlaufrichtung umlaufenden Reiborganen einen Falschdrall. Oberhalb und unterhalb des Faserbandes kann man z.B. schräg in Faserrichtung gerichtete Schneiden in gleichmäßigen oder nach Wahrscheinlichkeitszahlen oder anders verteilten Abständen z.B. in Gruppen anbringen. Bewegt man diese Schneidengruppen auf das Faserband zu und mindestens eine über die Faserbandebene hinaus, so umschlingen die Fasern die Schneiden in Abhängigkeit vom Schneidenabstand und der Eintauchtiefe der Schneidengruppen in die Zwischenräume der jeweils gegenüberliegenden Gruppe. Versetzt man die Schneidengruppen z.B. im Gegentakt in Vibration in Faserrichtung, sodaß jeweils positive und negative Relativgeschwindigkeiten zwischen Schneide und Faser entstehen, so wirkt jede sich rückwärts bewegende Schneide als Umschlingungsbremse, während jede sich vorwärts bewegende Schneide bei geeignetem Schnittwinkel und geeigneten anderen, schon erwähnten Parametern die Faser kerbt. Bei hinreichend großer Frequenz und Schneidenzahl kann, obwohl der Abstand der Kerbungen nur wenige Mikrometer betragen sollte, eine wirtschaftliche Transportgeschwindigkeit der Fasern erzielt werden.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Zusammenwirken mit der Eigenart der verwendeten Faser und der Wahl der für die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlung der Faser maßgeblichen Einflußgrößen filzfähige Fasern beliebigen Filzvermögens mit einer weiten Palette technologischer Eigenschaften hergestellt werden können, wobei die durch das Einkerben der Oberfläche auftretenden Verluste an mechanischer Festigkeit der Einzelfaser bei geeigneter Wahl des Faserstoffes wegen der erzielbaren echten Verfilzung nicht nachteilig zu sein braucht im Hinblick auf den Verwendungszweck und im Vergleich mit den heute aus Fasern mit richtungsunabhängigem Reib- und Gleitverhalten herstellbaren filzähnlichen textilen Flächengebilden. Gegenüber einem Verfahren, daß z.B. auf der Beflockung von Fasern mit Plättchen- oder Stäbchen-förmigen Materialien beruhen könnte, wird bei der erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlung der Ti er der Einzelfaser vorteilhafterweise nicht erhöht. .

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Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher beschrieben: Auf einem unteren Träger (1) und einem oberen Träger (2) werden mittels einer Befestigung (3) Schneiden (k) angebracht. Zwischen den oberen und unteren Schneiden befindet sich ein unter Vorspannung stehendes Faserband (5)> dessen Einzelfasern um ihre Achse rotieren können, z.B. infolge eines Falschdralles, und sich in Richtung (6) fortbewegen. Während die sich in der Zeichnung momentan mit negativer Relativgeschwindigkeit bewegende untere Schneidengruppe als zusätzliche Umschlingungsbremse auswirkt, kerbt die sich in der Zeichnung mit positiver Relativgeschwindigkeit bewegende obere Schneidengruppe die Faser ein (7). Wenn sich diese Bewegungen im Gegentakt laufend wiederholen, erhält die Faser auf dem Umfang verteilt an stets anderer Stelle schuppenartig abgespänte Kerben (8).

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Claims (1)

1. r.

   Patentansprüche;

   M) Oberflächenbehandelte Faser dadurch gekennzeichnet, daß ihre Reib- und Gleiteigenschaften von der Richtung der Faserachse abhängen.

   Z) Oberflächenbehandelte Faser nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß Reib- und Gleiteigenschaften durch Ritzungen, Kerben, Wulste oder Krater hervorgerufen werden.

   3) Oberflächenbehandelte Faser nach Anspruch 1) und 2) dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstrukturen mittels energiereicher Strahlen hervorgerufen werden.

   If) Oberflächenbehandelte Faser nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, daß die bei Reiben und Gleiten längs der Faserachse wirksam werdenden Flanken der Strukturen nach Anspruch 2) · <-<\ und 3) einen spitzen Winkel in einer Richtung zur Faserachse bilden.

   5) Oberflächenbehandelte Faser nach Anspruch 1), 2) und l\.) dadurch gekennzeichnet, daß die spitzen Winkel der wirksamen Flanken durch sich relativ zur Faseroberfläche in Richtung der Faserachse mit positiver und negativer Geschwindigkeitskomponente bewegende Schneiden erzeugt werden.

   6) Oberflächenbehandelte Faser nach Anspruch 1) bis 5) dadurch gekennzeichnet, daß die spitzen Winkel durch eine Nachbehandlung der Faser hervorgerufen oder verbessert werden.

   7) Oberflächenbehandelte Faser nach Anspruch 1) bis 6) dadurch gekennzeichnet, daß die Faser bei feststehenden, bewegten oder pulsierenden, die Struktur erzeugenden Elementen ebenfalls eine ihrer Transportbewegung Überlagerte alternierende Bewegung ausführt.

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