DE2159142A1

DE2159142A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von synthetischen Fasern und Garnen

Info

Publication number: DE2159142A1
Application number: DE19712159142
Authority: DE
Inventors: Wladyslaw Henry Manchester Lancashire Skoroszewski (Grossbritannien)
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1970-11-30
Filing date: 1971-11-29
Publication date: 1972-05-31
Also published as: NL7116347A; FR2115473B1; AU3626871A; SE385386B; ZA717996B; BE775693A; FR2115473A1; IT942970B; IE35850L; GB1371329A; AU458504B2; IE35850B1; AT330331B; FI54333C; ATA1025671A; FI54333B; CA1005609A; CH537995A; BR7107908D0

Description

"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von synthetischen Fasern und Garnen"

Die Erfindung betrifft die Herstellung von synthetischen Fasern einschließlich Stapelfasern und Garnen und bezieht sich auch auf daraus angefertigte Textilwaren einschließlich Seilen und anderen Seilerwaren. Das erfindungsgemäße Verfahren findet insbesondere Anwendung auf Fasern und Garnen aus Polyolefinen und Olefincopolymerisaten, wie Polyäthylen und Polypropylen von hoher Dichte, kann jedoch ebenso gut auf andere molekular orientierbare organische Polymere angewendet werden.

Es ist bekannt, daß molekular orientierbare organische Polymere in Form von Folien, die durch Verstrecken in einer bestimmten Richtung orientiert worden sind, einem Auffaservorgang (im folgenden bezeichnet als "Fibrillieren") entlang

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von Spaltlinien unterworfen werden können, die in Richtung der Orientierung verlaufen, jedoch etwas willkürlich über die ganze Breite des Films verteilt sind. Das Fibrillieren kann dadurch bewirkt werden, daß man den in einer Achsenrichtung orientierten Film einer mechanischen Behandlung durch z.B. Bürsten oder Beaufschlagen mit Preßluft unterwirft; eine derartige Behandlung wird im folgenden als "Fibrillierungsbehandlung" bezeichnet. Wenn notwendig, kann der Film der Länge nach geritzt oder geschlitzt werden, bevor man ihn durch die mechanische Behandlung fibrilliert. Zwar sind die allgemeinen Grundzüge der Fibrillierung seit vielen Jahren bekannt, jedoch wurde und wird immer noch in Fachkreisen viel Arbeit aufgewendet, um gewisse Probleme zu lösen, die bei Anwendung dieser Arbeitsweise zur Herstellung von "feinen Fasern" aus organischen Polymeren auftreten. Um mit den mit Hilfe des üblichen Spinndüsenverfahrens hergestellten Fasern konkurrieren zu können, muß es gelingen, durch Fibrillieren Fasern von annehmbarer und gleichbleibender Qualität zu vergleichbaren -oder niedrigeren Kosten und mit Hilfe von zuverlässigen und praxisgerechten Methoden zu erhalten.

feine Fasern

Es wurde nun gefunden, daß man/aus molekular orientierbaren organischen Polymeren, z.B. Polyolefinen und Olefincopolymerisaten (der Ausdruck "Polymer" umfaßt auch Polymergemische) herstellen kann durch eine.gesteuerte Fibrillierung einer entsprechenden Folie, der auf die weiter unten beschriebenen Weise ein profilierter Querschnitt verliehen wurde. Der Ausdruck "gesteuerte Fibrillierung" bedeutet hier ein Auffasern entlang von vorbestimmten Spaltlinien zu scharf definierten Fasern, die wesentlich frei sind von abstehenden Fibrillen. Der Ausdruck wird hier in einem Sinn benutzt, der in Gegensatz steht zu einer willkürlichen Fibrillierung in Längsrichtung, jedoch nicht entlang von vor-

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bestimmten Spaltlinien, wobei immer leicht solche Fibrillen gebildet werden. Die Erfindung ist von besonderem Interesse für die Herstellung von feinen Polypropylenfasern in Form von Endlosfasern wie auch, von Stapelfasern, wie sie in den letzten Jahren in der Textilindustrie in beträchtlichen Mengen hergestellt wurden;sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt und es seien beispielsweise Nylon und Polyäthylen von hoher Dichte als ebenfalls verwendbare molekular orientierbare organische Polymere erwähnt, aus denen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens feine Fasern hergestellt werden können. . f

Gemäß einem Aspekt der Erfindung besteht ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fasern darin, daß man eine Bahn aus einem molekular orientierbaren organischen Polymeren durch Einpressen einer Vielzahl von dicht nebeneinander verlaufenden, sich jedoch nicht berührenden Längsrillen in eine ihrer Oberflächen mit einem Profil versieht, die'prof ilierte Bahn zwecks Orientierung verstreckt und die verstreckte Bahn einer Fibrillierungsbehandlung unterwirft4 gekennzeichnet ist das Verfahren dadurch, daß in der Polymerbahn die längsrillen dadurch gebildet werden, daß man eine schichtartig zusammenhängende Masse aus einem molekular orientierbaren Polymeren bei einer Temperatur über dessen Kristallschmelzpunkt auf eine glatte Walze o.dgl. vergießt, die Teil einer Profilierungseinrichtung ist, bei der das Profilierungselement an der Oberfläche ehe Vielzahl eng nebeneinander angeordneter paralleler Rippen aufweist, deren einwärts gerichtete Seiten zu Kuppen mit kleinem Radius verlaufen, derart, daß die schichtartige Masse auf die glatte Walze o.dgl. an einer Stelle auftrifft, die so weit von dem Walzenspalt entfernt ist, daß die Schmelze zu einem nicht mehr flüssigen Zustand, d.h. auf eine Temperatur unterhalb ihres Kristallschmelzpunktes abgekühlt wird, bevor sie durch den Spalt hindurchtritt.

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Die erfindungsgemäß hergestellten Fasern können Endlosfasern oder Stapelfasern sein, weichletztere durch Zerreißen oder Zerschneiden der Endlosfasern in kurze Stücke gebildet wurden; auch Garne, Textilwaren und Seilerwaren aus derartigen Fasern fallen unter die Erfindung. Solche Fasern können einen Denier von "beispielsweise bis zu 160 aufweisen, sind leicht zu verarbeiten und haben ein gutes Aussehen und eine hohe Zähigkeit, die z.B. bis zu 7)5 g/Denier betragen kann.

Die Temperatur der zusammenhängenden, schichtartigen Polymermasse unmittelbar vor dem Auftreffen auf die glatte Walze o.dgl. kann zwischen dem Kristallschmelzpunkt des Polymers und 15O°C darüber liegen; für Polypropylen liegt sie z.B. zwischen 15O und 300⁰C und'für Nylon und Polyäthylen von hoher Dichte zwischen 300 und 5OO C.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus einer Einheit zum Aufprägen eines Profils auf eine fortlaufende Bahn und Mitteln zum Verstrecken der mit einem Profil versehenen Polymerbahn in einer Richtung von der Profilierungseinheit weg und zur Fibrillierungsbehandlung der verstreckten Bahn. Die Profilierungseinheit umfaßt ein Profilierungselement mit einer Vielzahl von eng aneinander parallel verlaufenden Oberflächenrippen, deren einwärts gerichtete Seiten zu einer Kuppe führen und wobei die Seiten benachbarter Rippen Rillen mit beispielsweise konkavem Boden bilden und ferner eine glatte Walze oder dergl., die eine in Bewegung befindliche und auf eine Temperatur oberhalb ihres Kristallschmelzpunktes erwärmte schichtartige Polymermasse aufnimmt, sowie Einrichtungen zum Kühlen der fortlaufenden schichtartigen Masse auf eine Temperatur unterhalb ihres Kristallschmelzpunktes vor Durchgang durch die Walzenspalte.

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Die Erfindung umfaßt auch eine Einrichtung zum Profilieren einer Bahn als solche; eine derartige Einrichtung kann verwendet werden in Kombination mit einer üblichen Einrichtung zum Verstrecken in gerader Richtung, und, falls notwendig, sit irgend einer bekannten oder geeigneten Fibriliiereinrichtung.

eemäß einem weiteren und bevorzugten Aspekt der Erfindung besteht eine Einheit zur Profilierung einer Bahn aus λ

Binem Paar zusammenarbeitender rotierbarer Walzen o.dgl. ;r;it nicht nachgebenden Oberflächen, wobei mindestens eine -Lsr Walzen angetrieben werden kann und eine der Walzen eine glatte Oberfläche hat, während auf der anderen eine Vielzahl an eng nebeneinander parallel verlaufenden Oberflächenrippen angeordnet ist, von denen jede nach innen gerichtete und zu einer Kuppe führende Seiten aufweist und wobei die Seiten von benachbarten Rippen Rillen bilden, die z.B. einen' konkaven Boden haben; die Vorrichtung umfaßt ferner Mittel zur Einstellung der Walzen o.dgl. gegeneinander unter Bildung eines Walzenspaltes, wobei die Walzen derart angeordnet sind, daß die fortlaufende schichtartige Masse aus molekular orientierbarem organischem Polymer auf die glatte Walze an \ einer Stelle auftrifft, die so weit von dem Walzenspalt entfernt ist, daß das beabsichtigte Kühlen der Schmelze an der glatten Walze vor dem Durchgang durch den Walzenspalt stattfindet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise derart durchgeführt, daß man als profilgebendes Element eine mit Rippen versehene Walze o.dgl., z.B. eine Trommel oder ein endloses Band verwendet, wogegen die Bahn durch eine glatte, d.h. nicht gerippte Walze o.dgl·., z.B. eine Trommel oder ein endloses Band, gepreßt wird. Die gerippte Walze hat notwendigerweise eine harte, unnachgiebige Oberfläche aus

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"beispielsweise Stahl und die glatte Gießrolle hat ebenfalls eine unnachgiebige Oberfläche im Hinblick auf die bei dem Profilierungsvorgang zur Wirkung kommenden Drücke und die Notwendigkeit einer genauen Profilierung der Polymerbahn. Bei einer besonders geeigneten Anordnung ist die gerippte Walze, die durch entsprechende Antriebeinrichtungen, z.B. einen Elektromotor, in Rotation gehalten werden kann, längs der glatten Gießrolle angeordnet, wobei besonders darauf geachtet werden muß, daß die Walzen gegeneinander sehr genau derart angeordnet sind, daß ihre Achsen während der Durchführung des Verfahrens wirklich parallel sind. Eine derartige Anordnung kann erreicht werden mit Hilfe eines hydraulischen oder pneumatischen Mechanismus, der außerdem auf die Bahn während des Profilierens einen Eontaktdruck ausübt. Die glatte Gießwalze wird ebenfalls durch entsprechende Antriebsmittel in Rotation gehalten.

Die zu profilierende Bahn kann als erste Stufe des erfindungsgemäßen "Verfahrens beispielsweise durch Extrusion über eine Schlitzdüse gebildet werden, wobei die Extrusionsöffnung hinsichtlich der gerippten Walze beispielsweise derart angeordnet sein kann, daß die zusammenhängende heiße extrudierte Masse auf die glatte Walze herunterfließt. Um ein Abtropfen von der Walze zu verringern und eine wirksamere Kontrolle der Bahnbreite zu ermöglichen, ist die Düse vorzugsweise nahe an der glatten Walze angeordnet. Das gewählte vertiefte Profil kann in der geprägten Bahn sehr genau reproduziert werden, vorausgesetzt, daß, wie oben erwähnt, der notwendige Kontaktdruck auf die Bahn ausgeübt wird; eine genaue Profilgebung ist wichtig im Hinblick auf die angestrebte Einheitlichkeit der resultierenden Fasern. Sobald in der Bahn die notwendigen Rillen ausgeformt sind, kann das resultierende Rillenprofil gegebenenfalls noch einem weiteren Kühlen unterworfen werden. Auch wenn die Bahn schon vor Erreichen des Walzen-

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spaltes auf einen nicht mehr flüssigen Zustand abgekühlt ist, so kann sie doch, wenn nötig, rasch noch weitergekühlt werden, beispielsweise weit unter ihretfl Kristallschmelzpunkt, und das Kühlen wird vorzugsweise sobald als möglich durchgeführt nachdem die erforderlichen Rillen ausgebildet sind. Bei beiden Walzen sind Einrichtungen zur Zirkulation einer Wärmeübertragungsflüssigkeit vorgesehen, so daß ihre Oberflächen während des Verfahrens auf jeder gewünschten Temperatur gehalten werden können. Hierdurch besteht die Möglichkeit, die profilierte Bahn an verschiedenen Stellen ihrer Oberfläche "erschieden zu kühlen, was man gegebenenfalls dazu benutzen kann, den daraus hergestellten Fasern selbst-kräuselnde Eigenschaften zu verleihen.

Bei dem oben erläuterten Verfahren hat die profilierte Bahn als Vorläufer für die herzustellenden Kunstfasern sich der Länge nach erstreckende dickere Teile, die getrennt sind durch ebenfalls längsverlaufende dünnere Teile, die als Vorgänger von regelmäßigen Spaltlinien angesehen werden können, entlang denen die gesteuerte Fibrillierung stattfinden wird. Das Verstrecken bewirkt eine Molekularorientierung und eine Verringerung des Querschnittes der Bahn und die Fibrillierungsbehandlung bewirkt ein kontrolliertes Auffasern aufgrund des Profiles der verstreckten Bahn.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die zähflüssige, schichtartige Masse während ihres Kontaktes mit der glatten Gießwalze o.dgl. auf eine Temperatur unter dem Kristallschmelzpunkt abgekühlt, bevor sie den Spalt passiert, der durch die glatte und die gerippte Walze gebildet wird. Das Kühlen erfolgt auf beliebige Weise; so kann z.B. die glatte Gieß^- walze o.dgl. mit Einrichtungen zur Zirkulation einer Wärmeübertragungsflüssigkeit in ihrem Inneren versehen sein oder, es kann auf die schichtartige Masse kurz bevor und bzw. oder

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während ihrem Kontakt mit der glatten Walze o.dgl. ein Luftstrom gerichtet werden.

In einem früheren eigenen Vorschlag ist ein Verfahren "beschrieben, bei dem die Prägung in der Kälte oder aber auch an einer heißen Schmelze erfolgt. Das Verfahren, bei dem die Prägung in der Hitze erfolgt, hat den Nachteil, daß es unter gewissen Bedingungen schwierig sein kann, ein breites und tiefes Profil einzuprägen. Dagegen läßt sich beim vorliegenden Verfahren ohne Weiteres ein breites und tiefes Profil einprägen, so daß man z.B. Fäden von 14-0 Denier erhält. Da außerdem ein weiterer Kühlbereich vorhanden ist, ist eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit möglich. Da das erfindungsgemäße Verfahren eine einfache Gießmethode umfaßt, kann die Dicke der Folie besser gesteuert v/erden.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist die Verwendung von zwei Walzen o.dgl. mit harter Oberfläche, z.B. aus Stahl, da bei der Ausformung der notwendigen Rillen in einer Bahn aus einem organischen Polymer, wie einem KyIon oder einem Polyolefin, z.B. Polypropylen, bei Temperaturen unterhalb des Kristallschmelzpunktes ein beträchtlicher Druck angewendet v/erden muß. Zur Bildung der notwendigen Rillen muß man höhere Drucke anwenden, wobei der jeweils notwendige Druck von äem betreffenden Polymer und von der angewandten Verformuugstemperatur abhängt. Es sei darauf hingewiesen, daß man bei Verwendung von Walzen mit unnachgiebiger Oberfläche, z.B. von Stahlwalzen, die Bahn lediglich mit Rillen versehen und sie nicht durchschneiden darf, da beim Durchschneiden die Gefahr bestünde, daß die Walzen durch Berührung der Rippen der einen Walze mit der Oberfläche der anderen abgenützt oder schwer beschädigt werden würden.

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Das erfindungsgemäße Verfahren verläuft in der Hauptsache kontinuierlich, kann jedoch auch zur Herstellung von Stapelfasern verwendet werden, indem man beispielsweise die durch das kontrollierte Fibrillieren gebildeten fortlaufenden Fasern zu kurzen Stücken verkleinert, die dann auf die in der Textiltechnik übliche V/eise verarbeitet werden.

Gegebenenfalls können zwei (oder mehr) Einzelbahnen vor Auftreffen auf die glatte Walze zu einer heißen*. Doppel- oder Mehrfachbahn vereinigt werden; man verwendet hierzu entweder f eine Düse mit mehreren Öffnungen oder man bringt getrennte Anteile der beiden oder mehreren Polymere zusammen kurz vor der Ausstoßöffnung in den Düsenkopf ein.

Vorzugsweise wird die Bahn'über ihre ganze Breite mit einem Profil versehen, so daß sie ganz zu Fasern aufgespalten werden kann. Man kann die Bahn allerdings auch nur teilweise profilieren und dann, entweder vor oder nach dem Verstrecken, die nicht profilierten Teile abtrennen, obgleich eine derartige Arbeitsweise das Verfahren nur komplizieren und normalerweise zu einem Material verschleiß führen vriirde.

Je nach der Art des Polymers, aus dem die Bahn gebildet ist und nach der Durchsatzgeschwindigkeit, mit der das Verfahren betrieben wird, kann es vorteilhaft sein, wenn die Rippenwalze beheizt wird. Genau so gut kann es jedoch auch von Vorteil sein, wenn man dieser Walze Wärme entzieht und vorzugsweise sorgt man für die Zirkulation einer Wärmeübertragungsflüssigkeit durch die Walze. Wichtig ist ε-uch eine genaue Anordnung der Achsen der beiden Walzen gegeneinander, damit im Walzenspalt über die gesamte wirksame Länge der Walzen ein gleichmäßiger Druck auf die Bahn ausgeübt wird, so daß die Prägung überall gleichmäßig v/ird. Es sollten daher Regeleinrichtungen vorgesehen sein, die eine Änderung

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der Einstellung der einen Walze gegenüber der anderen in einer zu den Achsen senkrechten Richtung ermöglichen, so daß der notwendige gleichmäßige Druck auf die Bahn ausgeübt werden kann.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die profilierte Bahn nach Verlassen des Walzenspaltes verstreckt, z.B. auf das 1Ofache, was dazu führt, daß das darin enthaltene Polymer orientiert wird und daß der Querschnitt der Bahn entsprechend verringert wird. Die Folge davon ist, daß die Bahn beim Strecken sich in eine große Anzahl feiner Fasern aufspaltet, wobei die einzelnen Fasern von den "Wülsten" in der verstreckten profilierten Bahn gebildet werden. Das Verstrecken kann mit einer üblichen Vorrichtung durchgeführt werden, beispielsweise mit Hilfe eines Paares von Godet-V/alzensätzen, zwischen denen ein Heißluftofen angeordnet ist, den die Bahn unter Zug durchläuft. Der zweite Godet-Walzensatz läuft schneller um als der erste, wobei die Differenz dann den gewünschten Verstreckungsgrad, d.h. das Streckverhältnis, bestimmt. Für Polypropylen typische Verstreckverhältnisse liegen z.B. zwischen 5-1 und 12:1 oder mehr; der Heißluftofen kann bei einer Temperatur in der Größenordnung von 150⁰C betrieben werden.

Eine kontrollierte Fibrillierung oder Auffaserung der verstreckten profilierten Folie kann dadurch bewirkt werden, daß man sie einer Fibrillierungsbehandlung auf beliebige bekannte oder zweckmäßige Weise unterwirft, die beispielsweise im Verzwirnen bestehen kann, wozu man eine übliche schnelllaufende Zwirnvorrichtung, z.B. eine Sisalzwirnmaschine vom Typ "Trawlmack", verwenden kann. Vorzugsweise erfolgt das Fibrillieren jedoch mit Hilfe eines Preßluftstromes, was vorzugsxireise so vor sich geht, daß man die verstreckte Bahn durch einen längeren engen Tunnel führt, durch den ein Luft-

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strom mit hoher Geschwindigkeit in gleicher Richtung mit der Bahnbewegung strömt. Eine hierfür geeignete Einrichtung ist ein Aspirator, z.B. ein Abgassammler, der mit etwa 56,3 atü Druck betrieben wird. Auf diese Weise wird ein Aufwinden zwischen dem Verstreck- und dem Fibrillierungsvorgang vermieden, da der mit Preßluft betriebene Fibrillator seine Wirkung bei einer Durchgangsgesehv/indigkeit entfaltet, die derjenigen entspricht, mit der die verstreckte Folie den zweiten Godet-Walzensatz verläßt; diese Geschwindigkeit kann

beispielsweise 1 220 m oder mehr je Minute betragen. ™

Bei der Rippenrolle o.dgl. haben die Rippen das oben erläuterte Profil, bei dem die Kuppe, d.h. der obere Teil jeder Rippe, abgerundet und der Boden der Rillen zwischen den Rippen vorzugsweise konkav ist. Ein bevorzugtes Profil für die Rippen ist dasjenige, das gebildet wird durch den Gewindegaiig bei der Standard-Whitworth-Schraube bei z.B. 40 Windungen je Zoll; es können jedoch auch andere Schraubenprofile verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie die oben definierten Profilbedingungen erfüllen.

Die Rippen an der Peripherie der Rippenwalze o.dgl. können ä einen Abstand von 0,075 "bis 2,5 mm haben und die Tiefe der Rillen zwischen benachbarten Rippen lann bei 0,05 bis 1,25, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 mm liegen. Die Rippen verlaufen normalerweise ohne Unterbrechung um die Walze herum, es kann aber auch jede Rippe durch kurze, glatte, d.h. nicht mit Rippen versehene Teile der V/alzenflache der Länge nach in einen oder mehrere Abschnitte unterteilt sein, v/ob ei die glatten Abschnitte über die Breite der Oberfläche versetzt angeordnet sein können. Diese Anordnung ist von Vorteil, wenn z.B. ein G?irn gebildob worden noil, dan piffiei» verzv.-irr.it und al« solchen odor zur Uc-rfjtellung

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von Bindfäden oder anderen Seilerwaren verwendet werden soll, da in diesem Fall die einzelnen Fasern im Garn nicht vollständig voneinander getrennt sind, so daß die Festigkeit des Endproduktes erhöht wird.

Die Erfindung sei nun anhand der Zeichnung weiter erläutert, in der schematisch die allgemeine Anordnung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung dargestellt ist. Gemäß der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren in drei aufeinanderfolgenden Stufen durchgeführt, von denen die erste (A) die Profilgebung· der Bahn, die zweite (B) das Verstrecken und die dritte (C) das Auffasern oder Fibrillieren ist. In der ersten Stufe (A) tritt aus der Strangpresse mit schlitzförmiger Öffnung

1 eine fortlaufende Bahn 2 aus molekular orientierbarem organischem Polymer bei einer Temperatur oberhalb des Kristallschmelzpunktes aus, die einer glatten Walze 3 zugeführt wird. Dort wird sie unter den Kristallschmelzpunkt abgekühltjmit Hilfe geeigneter Einrichtungen, z.B. durch einen Luftstrom, der bei 3 auftrifft oder durch eine Wärmeübertragungsflüssigkeit, welche die Walze durchläuft. Die gekühlte Masse wird dann durch den Walzenspalt hindurchgeleitet, der zwischen der glatten Walze 3 und der dicht daneben mit paralleler Oberfläche angeordneten Rippenwalze 4 gebildet wird. Beide V/alzen 3 und 4 bestehen aus Stahl und haben unnachgiebige Oberflächen, so daß in die Bahn 2 die gewünschten Rillen eingeprägt werden, ohne daß die Bahn durchschnitten wird, was dadurch vermieden wird, daß die Kanten der Prägeflächen entsprechend ausgestaltet sind. Die resultierende profilierte Bahn 2 läuft über eine Leerlaufrolle 5 zur ersten Walze einer üblichen Godet-Einheit 6, die beim Betrieb in der Bahn 2 die notwendige Spannung erzeugt, um sie durch den Spalt zwischen den V/alzen 3 und 4- hindurchzuziehen. Die Bahn

2 wird von der ersten Godet-Einheit 6 mittels einer zweiten Godet-Einheit 8, die mit größerer Geschwindigkeit als

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die Einheit 6 umläuft, (so daß die Bahn 2 verstreckt wird) durch einen üblichen Heizofen 7 hindurchgezogen. Die so erzeugte Verstreckung bewirkt eine molekulare Orientierung der Bahn 2 , deren Querschnitt sich dabei gleichzeitig so weit verringert, wie dies "dem betreffenden Streckverhältnis entspricht. Überraschenderweise tritt in den missten Fällen bereits die gewünschte kontrollierte Fibrillierung der abgezogenen Bahn 2 durch die mechanische Beanspruchung ein, die bei ihrem Durchlauf durch die z\tfeite Godet-Einheit 8 stattfindet; praktisch kann diese Fibrillierung sogar innerhalb des Ofens 7 erfolgen, in dem das Verstrecken stattfindet. Auf diese V/eise erfolgt eine spontane und vollständige Aufteilung der Bahn in Einzelfasern, deren Verstreckquerschnitt jsweils demjenigen der Wulste in der geprägten Bahn entspricht. Wird jedoch auf diese V/eise keine völlige Auffaserung erreicht, so wird die verstreckte Bahn 2 durch einen Aspirator geführt, der die für einen Abgassammler übliche Standardform aufweisen kann und in der Zeichnung mit der gestrichelten Linie 9 angedeutet ist; hierin wird die

111 Fibrillierung vervollständigt. Das erhaltene Garn 2 aus Einzelfasern wird in jedem Fall auf eine Spule 10 aufgewunden. Der Grad der "Aufspaltbarkeit" einer bestimmten profilierten Bahn kann dadurch ermittelt werden, daß man die Bahn zwischen den Fingern reibt.

Das Beispiel dient zur näheren Erläuterung der Erfindung. Beispiel

Aus einem handelsüblichen Polypropylen mit einem Schmelzindex von 3,5 wurden unter Benutzung der oben beschriebenen Vorrichtung Polypropylenfasern hergestellt.

Zu diesem Zweck wurde eine fortlaufende zusammenhängende Schicht

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aus heißem Polypropylen (Temperatur rund 240 G) als 100 mm dicke Bahn extrudiert, die auf eine glatte Walze, die Teil eines Paares aus einer glatten und einer geprägten Walze war, auftraf j die glatte Walze wurde dabei auf einer Temperatur von 100⁰C, die gerippte Walze bei 20°C gehalten. Beide Walzen waren mechanisch angetrieben. Nachdem der Folie ein Profil verliehen worden war, wurde sie in einem Heißluftofen, der auf einer Temperatur von. 145°G gehalten war, in einem Streckverhältnis von 8:1 verstreckt. Beim Verstrecken wurde die Bahn fast vollständig zu Einzelfasern aufgespalten. Der Denier der Einzelfasern lag in der Größenordnung von 20.

PATENTANSPRÜCHE:

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Claims

P A T E IT A S S P E U C H E

1) j Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fasern, wobei man eine Bahn aus einem molekular orientierbaren organischen Polymeren durch Einpressen einer Vielzahl von dicht nebeneinander verlaufenden, sich jedoch nicht berührenden Längsrillen in eine ihrer Oberflächen mit einem Profil versieht, die profilierte Bahn zwecks Orientierung verstreckt und die verstreckte Bahn einer Fibrillierungsbehandlung unterwirft, dadurch gekennzeichnet , daß in der Polymerbahn d-ie Längsrillen dadurch gebildet v/erden, daß man eine schichtartig zusammenhängende Masse aus einem molekular orientierbaren Polymeren bei einer Temperatur über dessen Kristal!schmelzpunkt auf eine glatte V/alze o-dgl. vergießt, die Teil einer Profilierungseinrichtung ist, "bei der das Profilierungselement an der Oberfläche eine Vielzahl eng nebeneinander angeordneter paralleler Rippen aufweist,· deren einwärts gerichtete Seiten zu Kuppen mit kleinem Radius verlaufen, derart, daß die schichtartige Hasse auf die glatte Walze o.dgl. an einer Stelle auftrifft, die so weit von dem Walzenspalt entfernt ist, daß die ä

Schmelze zu einem nicht mehr flüssigen Zustand,d.h. auf einer Temperatur unterhalb ihres Kristallschiaelzpunktes abgekühlt wird, bevor sie durch den Spalt hindurchtritt.

2) Verfahren -nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur der schichtartig zusammenhängenden Polymenaasse unmittelbar vor ihrer Berührung mit der glatten V/alze o.dgl. zwischen dem Kristallschmelzpunkt des Polymers und 150⁰C oberhalb dieses Kristallschmelzpunktes liegt.

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3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die schichtartige Masse aus Polypropylen besteht und eine Temperatur zwischen 150 und 300⁰G aufweist.

4) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die schichtartige Masse aus Polyäthylen besteht und eine Temperatur zwischen 300 und 500⁰C aufweist. .

5) Verfahren nach einem der Torangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das profilgebende Element eine gerippte Walze ist.

6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das profilgebende

Element ein endloses Band ist.

7) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die gerippte und/oder glatte Walze eine harte, nicht nachgebende Oberfläche hat.

8) Verfahren nach Anspruch 7 5 dadurch g e k e η η zeichnet , daß die nicht nachgebende Oberfläche aus Stahl ist.

9) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die glatte Gießrolle und/oder die gerippte Rolle mit Einrichtungen zur Zirkulation einer Wärmeübertragungsflüssigkeit durch sie hindurch versehen ist.

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10) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die gerippte Rolle mit entsprechenden Antriebseinrichtungen versehen ist.

11) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e" k e η η ζ eic h η et , daß die Polymerbahn durch Extrusion aus einer Schlitzdüse gebildet ist.

12) Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausstoßdüse nahe an der glatten Gießwalze angeordnet ist.

13) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e nn ζ ei c hue t , daß die schichtartig zusammenhängende Polymermasse vor oder während des "Kontaktes mit der glatten Walze mit Hilfe eines Luftstromes gekühlt wird.

14) Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch" gekennzeichnet , daß zwei oder mehr einzelne Polymerbahnen derart zusammengebracht wer- f den, daß sie vor dem Auftreffen auf die glatte Walze eine heiße Zwei- oder Mehrfachbahn bilden.

15) Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwei- oder Mehrfachbahn durch Verwendung einer Düse mit mehreren Austrittsöffnungen gebildet wird.

16) Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwei- oder Mehrfachkomponenten bahn aus zwei bzw. mehrex^en Polymeren gebildet wird, die in dem Düsenkopf zusammengebracht werden.

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17) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche aus einer Einheit zur Profilierung einer Polymerbahn, Einrichtungen zum einachsigen Verstrecken der profilierten Polymerbahn und zum Weiterleiten der verstreckten Bahn zu einer Fibrillierungsbehandlung, wobei die Profilierungseinheit neben einer glatten Walze o.dgl. zur Aufnahme der Polymermasse ein Profilierungselement umfaßt, das an seiner Oberfläche eine Vielzahl von eng und parallel angeordneten Bippen aufweist, deren einwärts gerichtete Seiten zu. einer Kuppe führen und bei denen die Seiten benachbarter Kippen Rillen bilden, dadurch gekennzeichnet , daß die glatte Walze o.dgl. zur Aufnahme einer fortlaufenden sohichtartigen Polymermasse bei einer Temperatur oberhalb ihres KristallSchmelzpunktes ausgestaltet ist und daß Einrichtungen zur Kühlung der schichtartigen Masse auf eine Temperatur unterhalb ihres Kristall— Schmelzpunktes vor Durchgang durch den Walzenspalt vorgesehen sind.

18) Vorrichtung nach Anspruch17» dadurch gekennzeichnet , daß die Oberflächen der Walzen hart

und unnachgiebig sind und daß Einrichtungen zum Antrieb der Walzen unter Bildung eines Spaltes vorgesehen sind, wobei die Walzen derart angeordnet sind, daß die heiße schichtartige Hasse aus molekular orientierbarem organischem Polymer die glatte Walze an einer Stelle berührt, die so weit von dem Spalt entfernt ist, daß die Schmelze an der glatten Rolle gekühlt wird, bevor sie durch den Spalt hindurchtritt.

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