DE2163958A1 - Verfahren zur kontinuierlichen verklebung von stapelfasern zu einem im wesentlichen drehungslosen garn - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen verklebung von stapelfasern zu einem im wesentlichen drehungslosen garn

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Description

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AG geändert e®m|ß E
Baeel / 4fcJj
Yerfahrea zur kontiauierlicheii Yerlclebuiag vom zu einem im vresentliclien dj>eh,-urtgslQ0ea Garn
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Yerfahren zur kontinuierlichen Verklebung von Stapelfasern zu. emem im wesentlichen drehungslosen Garn.
Es ist in der Spinnerei bereits bekannt* einen passend vorbereiteten, ungedrehten Stapelfaserverband mit in Flüssigkeit verteiltem Klebstoff zu tränken, die überschüssige Flüssigkeit unter gegenseitiger Verdichtung der Fasern in einer Druckzone abzuquetschen und die zu einem Band verdichteten Stapelfasern durch Abbinden des Klebstoffes bzw. durch eine Trocknung mittels Trockenluft in ein geklebtes Garn überzuführen.
Beim Einbringen der Flüssigkeit mit einer Flüssigkeitseinbringvorrichtung, dargelegt z. B. in der Schweizer Patentanmeldung ITr. 15070/70, werden die weitgehend parallelgelegtan Stapelfasern zwischen den Arbeitsscheiben stark verdichtet* doch läßt sich eine gewisse Expansion des Querschnittes, üi© vom
Faser inst;erial , vom Kräuselungsgrad der Fasern» von der Viskosität und Art der Flüssigkeit ,/der eingebrachten Flüssigkeitsmenge usw. abhängig ist, nicht verhindern. Zudem wird durch die Adhäsion der parallel liegenden Stapelfasern an der Peripherie der Arbeitsscheiben die Kompaktheit der noch nassen Lunte weiter gelockert und es ist durch eine Trocknung mittels Trockenluft schwierig, Garne von genügender Reißfestigkeit und genügender öberflächenglätte zu erhalten»
Ein weiterer Nachteil, der in der Fachsprache als "Sandwich-Effekt* bekannt ist, stellt sich insbesondere bei hydrophilen Stapelfasern ein, indem mit der nach dem Einbringen von Flüssigkeit beginnenden Quellung der Fasern, eine Abwanderung der Flüssigkeit aus der Deckschicht gegen den Kern der Lunte eintritt« Davon wird selbstverständlich auch der in der Flüssigkeit verteilte Klebstoff betroffen und man erhält nach erfolgter Abbindung des Klebstoffes bzw. Trocknung ein Garn mit nur ungenügend verklebter Deckschicht, d. h., von haarigem Aussehen und entsprechend reduzierter Reißfestigkeit.
Dieser Effekt wird insbesondere dann noch weiter verstärkt, wenn man sich gleichzeitig zum Ziele setzt, und was die Anlagedimensionen in erwünschter Weise verkleinert, die Zeit zwischen dem Einbringen der Flüssigkeit in die Stapelfasern und der Trocknung der Lunte möglichst kurz zu halten.
Weiter hat sich beim bekannten Verfahrensvorgehen, und hervorgerufen durch die geschilderten Effekte, gezeigt, daß sich die Klebkraft des in der Flüssigkeit verteilten Klebstoffes nur ungenügend ausnützen läßt, was von großem ökonomischen Nachteil ist.
309826/0808
Das Verfahren zur kontinuierlichen Verklebung von Stapelfasern zu einem im wesentlichen drehungslosen Garn behebt diese Mangel, indem nach dem Einbringen einer einen Klebstoff in verteilter Form enthaltenden Flüssigkeit um
Überschuß, Abpressen der überschüssigen Flüssigkeit und
Verdichten der Fasern durch Anwendung von Druck zu einer
feuchten Lunte, die Lunte zwecks Abbindens des Klebstoffes und zur Überführung in ein geklebtes Garn in eine kondensierende Dampfatmosphäre eingespeist wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, die kondensierende Dampfatmosphäre zu überhitzen und mit einer Temperatur zu arbeiten, die mindestens 20 0G über dem Siedepunkt der eingebrachten Flüssigkeit liegt.
Ferner kann die Zeit zwischen dem Einbringen der Flüssigkeit und dem Einspeisen in die kondensierende Dampf atmosphäre
weniger als 1 see. betragen.
Das geklebte Garn, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, zeichnet sich durch eine höhere Heißfestigkeit und größere Bruchdehnung, verglichen mit einem bei gleicher Kleb st off menge in Trockenluft abgebundenen aus und besitzt eine glattere Oberfläche.
Die Erfindung sei nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert:
In einen passend aufbereiteten Stapelfaserverband wird in an sich bekannter Weise kontinuierlich eine Flüssigkeit im Überschuß eingebracht, die einen darin verteilten Klebstoff enthält. Durch Abpressen des Flüssigkeitsüberschusses und Verdichten entsteht eine noch feuchte, unabgebundenen Klebstoff
309826/0606
in bestimmter Menge enthaltende Lunte, die sofort einer Trocknung unterworfen und so in ein Garn übergeführt wird. Bei Durchlaufgeschwindigkeiten von 100 bis über 300 m/min und gleichzeitig kleinen Anlagedimensionen beträgt die Zeit zwischen dem Einbringen der Flüssigkeit und der beginnenden Trocknung weniger als 1 see.
Durch die nach dem Ablauf aus der Druckzone eintretende Querschnittsexpansion und die durch Adhäsion der Stapelfasern fc an den Arbeitsscheiben weiter gelockerte Kompaktheit des " feinen Bandes, müßte bei einer Abbindung des Klebstoffes in Trockenluft ein aufgelockertes haariges Garn mit geringer Reißfestigkeit und schlecht ausgenütztem Klebstoff resultieren und es würde im Falle hydrophiler Fasern die Garnqualität durch den "Sandwich-Effekt" noch weiter herabgesetzt.
Die Unterdrückung dieser Mißstände verlangt eine spezifische Trocknungsmethode, die erfindungsgemäß nun darin besteht, daß die feuchte Lunte in eine kondensierende Dampfatmosphäre eingespeist wird. Bei diesem Vorgehen tritt eine schockartige Kondensation von Flüssigkeit auf der Oberfläche der Lunte ein, die, wie die Rechnung zeigt, ca* 10 - 15 % bezogen auf das Gewicht der Lunte nach Einbringen der Flüssigkeit ausmacht. Zwecks Vergrößerung dieser Kondensationsmenge kann das Quantum der eingebrachten Flüssigkeit möglichst groß und die Temperatur der einzubringenden Flüssigkeit und des Fasermaterials möglichst tief, ζ. B. bei Raumtemperatur, gehalten werden. Ferner ist es möglich, die Lunte vor dem Einspeisen in die kondensierende Dampfatmosphäre zusätzlich mit Flüssigkeit zu besprühen, um so die aufgebrachte Flüssigkeitsmenge weiter zu vermehren.
Wie die Praxis zeigt, wird durch die Flüssigkeitskondensation auf der Luntenoberfläche und weiter begünstigt durch eine
\ Π ^ H V G / 0 6 0 6 BAD CRiGiNAL
Passende Anspannung, die früher "besehriebene Strukturauflockerung so weitgehend rückgängig gemacht und es legen sich oberflächlich abstehende Fasern durch die entstehende Kapillarität wieder vollständig an den Luntenkörper an. Gleichzeitig wird auch,die Klebkraft des mit der Flüssigkeit eingebrachten Klebstoffes bestmöglichst mobilisiert und es resultieren nach erfolgter Trocknung geklebte Garne, die sich durch eine hohe Reißfestigkeit und Bruchdehnung, wie auch durch eine außerordentlich glatte Oberfläche auszeichnen.
Am einfachsten wird die kondensierende Dampfatmosphäre durch Verdampfen und gegebenenfalls anschließendes Überhitzen der der Lunte eingebrachten Flüssigkeit erzeugt, wie auch zur Einleitung des kontinuierlichen Verfahrensablaufs, d. h., zwecks anfänglicher Erstellung der kondensierenden Dampfatmosphäre, Flüssigkeit zerstäubt, verdampft und gegebenenfalls überhitzt werden kann. Eine Überhitzung der Dampfatmosphäre hat sich zwecks Steigerung des Effektes als zweckmäßig erwiesen und es wird daher die Temperatur der kondensierenden Dampfatmosphäre bevorzugt auf einer Temperatur gehalten, die mindestens 20 0G ül
Flüssigkeit liegt.
mindestens 20 0G über dem Siedepunkt der eingebrachten
Nach erfolgter Kondensationsaufheizung der Lunte wird die primär und sekundär aufgebrachte Flüssigkeit unter gleichzeitiger Abbindung des Klebstoffes wieder verdampft und das so gebildete, geklebte Garn nach Entnahme aus der Dampfatmosphäre und Durchlaufen einer Kühlzone praktisch drehungslos auf eine Spule aufgewickelt.
Beispiel I;
Aus Acrylfa3ern der Harke Dralon (Bayer, Leverkusen, BHD) von 1,4 den und einer Stapellänge von 40 mm wurden in einer
ΊΠ ) -A -> Γ ■' ) f. ii \\
BAD
ersten Prozeßstufe und wie z. B. im Schweizer Patent 426 dargelegt, ein mit Deorlinlicht-Farbstoff der Firma Ciba-Geigy gefärbtes Stabilband von 1550 tex hergestellt. Im achtfacher Doublierung wurde dieses Stabilband in einer weiteren Prozeßstufe einem Einzonenstreckwerk vorgelegt, mit einem Verzug von 86 auf 180 tex verfeinert und einer Flüssigkeitseinbringvorrichtung, wie z. B. in der Schweizer Patentanmeldung 15070/70 dargelegt, zugeführt und nach Einbringen einer Klebstoff in verteilter Form enthaltenden Flüssigkeit von Bäumtemperatur als verdichtete, noch feuchte Lunte abgegeben. Als eingebrachte Flüssigkeit kam eine 50 %ige wäßrige Lösung der Schlichte PE, hergestellt von der Firma BASF, Ludwigshafen, BED, zur Verwendung. Unmittelbar nach dem Einbringen der Flüssigkeit, d. h., in weniger als 1 see. nach Verlassen der Imprägniervorrichtung, wurde die Lunte kontinuierliche einem Trocknungsprozeß unt-erworfen und nach erfolgter Trocknung und Durchlaufen einer Kühlzone bei Raumtemperatur auf eine Spule aufgewickelt. Die Trocknung erfolge mit Trockenluft bei einer Temperatur von 90 0C bzw. 140 0C. Im getrockneten Zustand wurde das aus Stapelfasern bestehende geklebte und im wesentlichen drehungslose Garn in den Tensile-Tester der Firma Instron Ltd., High Wycombe Bucks/England eingespannt und die Reißfestigkeit und dessen Bruchdehnung bestimmt. Umrechnung ergab die Haftlänge, angegeben in Reißkilometer (Rkm). Sie betrug im vorliegenden Fall 6,4 bzw. 7*5 Rkm bei einer Bruchdehnung von 4,2 bzw. 5j2 %.
Anstelle einer Trocknung in Trockenluft wurde die gleiche Lunbe in eine kondensierende Dampfatmosphäre von 140 0G und einem Dampfgehalt von ca. 90 Vol.% eingespeist, und nach erfolgter Trocknung und Durchlaufen einer Kühlzone als Garn ebenfalls bei Raumtemperatur auf eine Spule aufgewickelt. Prüfung auf dem Tensile-Tester und Umrechnung ergab nunmehr eine Ilat'fclänge von 12,8 Kkm bei einer Bruchdehnung von 12,4 "/ο,
-1 Π '» 8 ■' (i / 0 β 0 « BAD 0RI3INAL
Ein Vergleich der Resultate zeigt, daß sich durch eine spezifische Trocknungsmethode, nämlich durch das unmittelbare Einspeisen der feuchten Lunte in eine kondensierende Dampfatmosphäre, d. h., bei gleichzeitig kleinsten Anlagedimensionen, eine wesentlich höhere Reißfestigkeit und eine wesentlich höhere Bruchdehnung erzielen läßt. Insbesondere ist es in vielen Fällen nur mit diesem Verfahrensvorgehen möglich, höchste Anforderungen an die Garnwerte, wie sie beispielsweise beim Einsatz einesggeklebten Stapeifasergarnes als Kettmaterial benötigt werden, zu erfüllen. In diesem Einsatzbereich kann dann sogar oft die für gedrehte Normalgarne erforderliche KettSchlichtung umgangen werden, was die Verarbeitungskosten wesentlich verbilligt. Zudem zeichnen sich solche Garne durch eine außerordentliche, oberflächliche Glätte mit wenig abstehenden Fasern aus, womit die Verarbeitung erleichtert und das Flugproblem drastisch reduziert wird. Auch läßt sich, was ökonomisch von Bedeutung ist, bei bestimmten verlangten Anforderungen an die Garnwerte für eine Weiterverarbeitung, wesentlich an Klebstoff einsparen, wie es auch möglich ist, mit gleichem Effekt andere Klebstoffe, z. B. PV-Alkohol, geeignete Stärkederivate usw. einzusetzen.
Beispiel II:
Eine kardierte Rohbaumwolle amerikanischer !Provenienz mit einem Handelsstapel von 1 1/16 " wurde analog Beispiel I in einer ersten Prozeßstufe gleichzeitig mit Reaktivfarbstoff (Oibacron der Firma Ciba-Geigy/Schweiz) gefärbt und zu einem Stabilband von 2380 tex (Ne 0.25) verklebt. In achtfacher Doublierung wurde dieses Stabilband in einer zweiten Prozeßstufe einem Einzonenstreckwerk vorgelegt, mit einem 95-fachen Verzug auf 200 tex verfeinert, wieder einer Flüssigkeitseinbringvorrichtung zugeführt und nach Einbringen einer Klebstoff in verteilter Form enthaltenden
309826/0606'
Flüssigkeit von Raumtemperatur als verdichtete Lunte abgegeben. Als eingebrachte Flüssigkeit kam eine 5 %ige wäßrige Lösung eines Natriumalgenates "Manutex F" zum Einsatz, das von der Firma Chem. Fabrik Schweizerhall, Basel/ SchwäLz, in den Handel gebracht wird. Um die Anlagedimensionen klein zu halten, d. h., in weniger als 1 see. nach dem Verlassen der Imprägniervorrichtung, wurde die Lunte kontinuierlich einem Trocknungsprozeß unterworfen und nach erfolgter Trocknung und Durchlaufen einer Kühlzone als geklebtes Baumwollgarn auf eine Spule aufgewickelt. Die k Trocknung erfolgte mit Trockenluft bei einer Temperatur von 95 °C· Prüfung auf dem Tensile-Tester und Umrechnung ergab eine Haftlänge von 6,3 Rkm bei einer Bruchdehnung von 2,4 %; Garnwerte, die in vielen Fällen eine Weiterverarbeitung verunmöglichen.
Anstelle einer Trocknung in Trockenluft wurde die gleiche Lunte in eine aus der Flüssigkeit gebildeten kondensierenden Dampfatmosphäre von 145 0C und einem Dampfgehalt von über 85 Vol.% eingespeist und nach Trocknung und anschließender Kühlung als geklebtes Garn ebenfalls auf eine Spule aufgewickelt. Die Garnprüfung ergab nunmehr eine Haftlänge von 10,1 Rkm und eine Bruchdehnung von 4,7 %·
Auch in diesem Beispiel geht der überragende Einfluß der erfindungsgamäßen Trocknungsmethode deutlich hervor und macht den Einsatz eines geklebten Stapelfasergarnes oft überhaupt erst möglich. Zudem wird, wie aus den Resultaten hervorgeht, der bei hydrophilen Fasermaterial gefürchtete "Sandwich-Effekt" und die damit verbundene Klebstoffabwanderung offensichtlich verbessert, d. h., die besseren Resultate gründen bei gleicher Klebstoffmenge auf einer homogeneren Verteilung über den Querschnitt und einer besseren Mobilisierung der Klebkraft des Klebstoffes.
30987B/0606
Selbstverständlich kann der in diesem Beispiel verwendete Klebstoff ohne den Wirkungsmechanismus des erfindungsgemäßen Verfahrensvorgehens zu verändern, durch geeignete Stärkederivate, Polyacrylate, Mischungen aus verschiedenen Klebstoff en usw. ersetzt werden, wie es auch möglich ist, im Doublierungsprozeß der zweiten Prozeßstufe zur Baumwolle als hydrophiler Faser eine ausgesprochen hydrophobe Faser, z. B. Polyester, zuzumischen.
Beispiel III:
Im Gegensatz zu den Beispielen I und II erfolgt hier die Herstellung des geklebten und im wesentlichen drehungslosen Stapelfasergarnes in einem einstufigen Prozeß.
Das Beispiel sei anhand einer gekräuselten und zuvor durch eine Wärmebehandlung ausgeschrumpften Polyacrylnitrilfaser von 3 den und einer Stapellänge von 60 mm erläutert:
Einem gebräuchlichen 3-Zylinderstreckwerk wurde ein Kardenband von 5000 tex vorgelegt, durch einen 7»6-fachen Verzug auf 660 tex verfeinert, einer Flüssigkeitseinbringvorrichtung, dargelegt z. B. in der Schweizer Patentanmeldung 15070/70, zugeführt und nach Einbringen einer Klebstoff in verteilter Form enthaltenden Flüssigkeit von Raumtemperatur als verdichtete Lunte abgegeben. Als eingebrachte Flüssigkeit kam eine 8 %ige wäßrige Lösung eines Stärkederivates "Meyprogum NP 25" zum Einsatz, das von der Firma Meyhall-Chemical, Kreuzungen/ Schweiz, vertrieben wird. Sofort nach Verlassen der Imprägniervorrichtung wurde die Lunte kontinuierlich einer Trocknung und nach Passieren einer anschließenden Kühlzone als geklebtes Garn auf eine Spule aufgewickelt. Zuerst erfolgte die Trocknung mit Trockenluft bei einer Temperatur von 110 0C,
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welches Vorgehen eine Haftlänge von 1,7 Rkm und eine Bruchdehnung von 3»4· % ergab. Hingegen brachte eine Behandlung
in überhitzter Dampf atmosphäre von 160 0C und einem Dampfgehalt von über 90 Vol.% eine Steigerung der Haftlänge
auf 3»2 Ekm und eine erhöhte Bruchdehnung von 6 %.
Je nach Art des Einsatzes eines solchen Garnes in der Weiterverarbeitung werden bezüglich Haftlänge und Bruchdehnung
zum !Teil sehr unterschiedliche Anforderungen gestellt, die sich mit dem Verfahrem gemäß der Erfindung jedoch in allen Fällen und im Gegensatz zu einer Trocknung mit Trockenluft mit einer Minimalmenge an Klebstoff erreichen lassen.
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Claims (10)

eingegangen Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen Verklebung von Stapelfasern zu einem im wesentlichen drehungslosen Garn durch Einbringen einer einen Klebstoff in verteilter Form enthaltenden Flüssigkeit im Überschuß, Abpressen der überschüssigen Flüssigkeit und Verdichten der Fasern durch Anwendung von Druck zu einer feuchten Lunte, sowie Abbinden des Klebstoffes in der Lunte, dadurch gekennzeichnet, daß die Lunte zwecks Abbindens des Klebstoffes und zur Überführung in geklebtes Garn in eine kondensierende Dampfatmosphäre eingespeist wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit bei Raumtemperatur eingebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die kondensierende Dampfatmosphäre in überhitztem Zustand befindet und deren Temperatur mindestens 20 0C über dem Siedepunkt der eingebrachten Flüssigkeit liegt.
4-, Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kondensierende Dampfatmosphäre durch Verdampfen und anschließendes Überhitzen der in der Lunte eingebrachten Flüssigkeit erzeugt wird.
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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i c h n e t, daß die Lunte vor dem Einspeisen in die kondensierende Dampf atmosphäre zusätzlich mit Flüssigkeit "besprüht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichn e t, daß zwecks anfänglicher Erstellung der kondensierenden Dampfatmosphäre Flüssigkeit zerstäubt, verdampft und überhitzt wird.
7· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit zwischen dem Einbringen der Flüssigkeit und dem Einspeisen in die kondensierende Dampfatmosphäre weniger als 1 see. beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn nach Abbinden des Klebstoffes einer Kühlung unterworfen wird.
9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stapelfasern hydrophiler und/oder hydrophober Art sind.
10. Geklebtes Garn, hergestellt nach den Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz e i c hn e t, daß das Garn, verglichen mit einem bei gleicher Klebstoffmenge in Trockenluft abgebundenen, eine höhere Haftlänge und Bruchdehnung und eine glattere Oberfläche besitzt.
"11. Geklebtes Garn nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn ohne eine Schiiclitebehandlung als Kettmaterial verwendet wird.
BAD ORIGINAL
DE2163958A 1971-12-22 1971-12-22 Verfahren zur kontinuierlichen verklebung von stapelfasern zu einem im wesentlichen drehungslosen garn Pending DE2163958A1 (de)

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