DE2204119B2 - Verfahren zur Herstellung eines Fadenbündels aus thermoplastischem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Fadenbündels aus thermoplastischem Material, wobei die Fäden des Fadenbündels nebeneinander an- ao geordnet sind und unter den Fäden wenigstens ein bindender Faden aus thermoplastischem Material vorgesehen ist.

Ein bekanntes Verfahren der Herstellung solcher fadenähnlicher Strukturen besteht aus dem Beschichten der einzelnen Litzen mit einem in einem Lösungsmittel gelösten Klebstoff oder polymerem Harz, dann dem Austreiben des Lösungsmittels, wobei das die einzelnen Litzen aneinanderbindende Klebemittel oder polymere Harz zurückbelassen wird. Dieses Verfahren ist unzweckmäßig, da die einzelnen Litzen mit dem Klebstoff beschichtet werden müssen und sie feucht und ungünstig zu handhaben sind. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß das Lösungsmittel s*> gewanit weracn muß, daß es leicht ve-dampft, nicht ohne weiteres brennbar ist und dem Material der Litzen nicht schadet. Das ist insbesondere dort notwendig, wo die Litzen aus Kunststoff hergestellt werden.

Es ist auch bekannt. Fasern herzustellen, die als heterofil bekannt sind und die aus zusammengesetzten Fasern bestehen, die jede zwei verschiedene Materialien enthalten. Bei der Herstellung eines Heterofils werden zwei verschiedene Kunststoffe zusammen stranggepreßt, um eine Faser zu bilden. Die Schwierigkeit besteht hier darin, daß wegen der Strangpreßbegrenzung kein Bestandteil des Heterofils ein Mengenverhältnis von weniger als 20% zu dem anderen Bestandteil aufweisen kann. Weiterhin müssen die zwei Materialien Schmelzpunkte besitzen, welche ziemlich eng aneinanderliegen, weil sie zusammen durch dieselbe Düse stranggepreßt werden. Eine andere Begrenzung dieses Verfahrens besteht darin, daß die Bestandteile beide synthetische Materialien sein müssen, weil Heterofile nur durch Strangpressen hergestellt werden können.

Ein anderes bekanntes Herstellungsverfahren beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von elastischen Litzen, wobei ein elastischer Körper mit thermoplastischem Material bewickelt wird und auf diese Lage in entgegengesetzter Richtung eine Lage Garn spiralförmig aufgebracht wird. Bei Temperaturerhöhung wird das Garn nicht kapillarartig durchdrungen, sondern klebt lediglich an dem erweichten thermoplastischen Material.

Bei einem anderen Verfahren wird ein Wickelvorgang unternommen, um eine Bindelitze mit Garn zu umgeben. Die Bindelitze verbleibt aber in der Struktur und wird ebenfalls nur zum Verkleben des Garnes erweicht. Dies wird auch daraus deutlich, daß anschließend dieses Garn noch einer quetschenden Nachbehandlung unterzogen werden muß, um das Haften der Fasern an den lediglich klebrigen Berührstellen zu unterstützen.

Auch andere Herstellungsverfahren verweisen im wesentlichen auf eine Umspinnung bzw. Umwickelung des thermoplastischen Bindematerials mit Garn oder mit Fasern. In einem weiteren Schritt wird das Bindematerial jedoch lediglich erweicht, um eine Verklebung mit dem Garn zu erlangen.

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Herstellungsverfahren für ein Fadenbündel bzw. für fadenähnliche Strukturen zu schaffen, welche eine große Haltbarkeit und Festigkeit aufweisen und die dennoch leicht herstellbar sind.

Die Lösung der Aufgabe gelingt dadurch, daß das Fadenbündel bei erhöhter Temperatur behandelt wird, so daß der bindende Faden schmilzt und die Zwischenräume zwischen den das Fadenbündel bildenden Fäden ausfüllt

Die Temperatur wird längs der gesamten Länge der Bindelitze erhöht, so daß die strukturbildenden Litzen schmelzen und über ihre gesamte Länge aneinander gebunden werden. Die Temperatur kann aber auch an einzelnen Punkten längs der Bindelitze erhöht werden, so daß die strukturbildenden Litzen an einzelnen Punkten schme'zen und aneinander gebunden werden.

Die Litzen werden einzeln hergestellt aus wenigstens einer Fibrille oder Faden oder Fasergarn oder einem gesponnenen Garn oder einem Multifil- oder Monofilgarn.

Bei der Herstellung gebundener Garne und Zwirne werden die Litzen durch einen Spinn-, einen Spul- oder einen Zwirnvorgang zusammengebracht Die Litzen können aber auch ohne Verdrehung zusammengebracht werden. Bei der Herstellung von Gewebe werden die Litzen durch einen Webvorgang zusammengebracht, wobei ausgewählte Kett- oder Schußlitzen aus thermoplastischem Material sind.

Aus der gemäß der Erfindung hergestelltem Gewebe gefertigten Kleidung wird, wo gewünscht, mit permanenten Falten versehen durch Falten des Gewebes an den durch die Falten eingenommenen Stellen, durch Erhitzen des Gewebes, um das thermoplastische Material zu erweichen, und dann durch Abkühlenlassen des Gewebes, während es gefaltet ist Der Heizvorgang kann der anfängliche Heizvorgang sein oder kann ein zusätzlicher und anschließender Vorgang des Erhitzens sein.

Bei der Herstellung kaschierten Gewebes werden mehrere Schichten des einfachen Gewebes zusammengebracht, dann wird die Temperatur erhöht, um das thermoplastische Material zu schmelzen und die verschiedenen Schichten zu veranlassen, an den Stellen aneinander angebracht zu werden, wo die Bindelitzen einer Schicht die benachbarte Schicht oder Schichten berühren.

Die Litzen des strukturbildenden Materials können aus synthetischem oder natürlichem Material sein, oder einige der Litzen können aus synthetischem Material und einige aus natürlichem Material sein. Die strukturbildenden Litzen können auch Kohlenstoff- oder Borfasern sein oder optische Fasern oder andere Fasern, die für spezielle Zwecke gewählt sind.

Für die meisten Zwecke weist das Material der Bindelitze vorzugsweise eine Fließtemperatur auf, die zwischen 140 und 230° C liegt

Bei der Herstellung eines Garnes oder eines Zwirnes

durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung können sowenig wie zwei und soviel wie 12 oder mehr fadenähnliche Litzen aus strukturbildendem Material zusammengebunden werden.

Die Materialmenge in der Bindelitze kann ein so niedriges Verhältnis wie 1% der Gesamtmenge des Materials der Struktur aufweisen oder kann ein Verhältnis so hoch wie gewünscht aufweisen. Es gibt keine betriebliche Grenze bezüglich des Anteils von thermoplastischem Material. Außerdem können fadenähnliche Litzen aus strukturbildendem Material mit sehr unterschiedlichen Schmelzpunkten verwendet werden, vorausgesetzt, ihre Schmelzpunkte liegen oberhalb des Schmelzpunktes der bindenden Litze oder Litzen.

Die Frfindung wird an Hand bevorzugter Ausführungsformen, L^-** Zusammenhang mit den Zeichnungen ausführlich besch^r'«»ben. Es zeigen

F i g. 1 und 2 einen Faden oder ein Seil im Querschnitt, enthaltend eine einzige Bindelitze aus thermoplastischem Material in dem Kern vor bzw. nach dem Erhitzen,

F i g. 3 und 4 gleichermaßen einen Faden oder ein Seil, enthaltend ein Bündel von Bindelitzen aus thermoplastischem Material an dem Kern vor bzw. nach dem Erhitzen,

F i g. 5 im Querschnitt gesehen in der Richtung der Kette ein Stück Gewebe, das gewählte Kettenlitzen aus thermoplastischem Material aufweist, und

F i g. 6 ebenfalls im Querschnitt eine Bahn aus kaschiertem Gewebe, welche hergestellt worden ist durch Zusammenbringen verschiedener Stücke aus gewebtem Stoff und Erhitzen derselben, um die Kettlitzen aus thermoplastischem Material zu schmelzen und die Stücke zu veranlassen, aneinander zu haften.

In F i g. 1 der Zeichnungen bezeichnet 1 strukturbildende Litzen, die jede aus einer Anzahl von Fäden 2 bestehen, und 3 bezeichnet eine Bindelitze aus thermoplastischem Material. F i g. 2 stellt dar, wie nach dem Erhitzen die Struktur der Bindelitze 3 ihre Identität verloren hat und das die Bindelitze 3 bindende Material in die Zwischenräume zwischen den benachbarten Fäden 2 der Litzen 1 eingedrungen ist, um somit alle die strukturbildenden Litzen 1 aneinander zu binden.

In F i g. 3 sind mehrere Bindelitzen 3 aus thermoplastischem Material mit den strukturbildenden Litzen 1 zusammengelegt Wenn die Struktur, wio in F i g. 4 veranschaulicht, erhitzt wird, verlieren alle Litzen aus thermoplastischem Material ihre Identität und dringen in die Zwischenräume zwischen den benachbarten Fäden 2 der angrenzenden strukturbildenden Litzen 1 ein, genau wie in der Ausführungsform von F i g. 2. Eine Verwendung einer Anzahl von kleinen Kaüberlitzen aus thermoplastischem Material ist in manchen Fällen vorteilhaft, weil die Erhitzungszeit vermindert wird.

In F i g. 5 bezeichnet 4 ein Gewebe, bevor die Temperatur der Struktur erhöht worden ist, um die Identität der Bindelitzen zu zerstören. Das Gewebe enthält Kettlitzen 5 aus strukturbildendem Material und Schußlitzen 7. Der Abstand der Kettlitzen ist für eine deutliche Veranschaulichung natürlich stark übertrieben.

In Fig.6, welche mehrere Schichten aus in Fi g.5 veranschaulichtem Gewebe 4 darstellt, nachdem sie zusammengebracht und erhitzt worden sind, haben die bindenden Kettlitzen 6 aus thermoplastischem Material ihre Identität verloren, und das Material hat sich ausgebreitet, um die benachbarten Schichten miteinander zu verbinden.

Auf diese Art und Weise hergestellte kaschierte Gewebe besitzen gegenüber den mit bestehenden Verfahren hergestellten den Vorteil, daß es nicht nur nicht nötig ist, wenigstens eine Oberfläche jeder Schicht von S Gewebe mit Klebstoff zu beschichten, bevor die Schichten zusammengebracht werden, sondern weil die Schichten an einzelnen Punkten aneinander befestigt sind, ist das fertiggestellte, kaschierte Material viel flexibler als kaschiertes Material, in welchem die Schichten durch einen aufgetragenen Klebstoff miteinander verbunden worden sind.

Optische Lichtleiter für die Übertragung von nicht kohärentem Licht können auf dieselbe Weise hergestellt werden wie die in F i g. 1 bis 4 veranschaulichten Strukturen, obwohl bevorzugt wird, den Anteil vor. Bindelitze zu der strukturbildenden Litze zu erhöhen und es ebenfalls bevorzugt ist, die Bindelitzen über das Bündel von strukturbildenden Litzen zu verteilen. Tatsächlich können bis zur selben Anzahl von Bindelitzen

ao vorhanden sein wie die strukturbildenden Litzen, obwohl der Durchmesser der Bindelitzen geringer ist als der Durchmesser der strukturbildenden Litzen. Bei der Ausbildung von belastungsaufnehmenden Strukturen, die Kohlenstoff-, Bor- und andere Litzen als struktur-

S5 bildende Litzen enthalten, und bei der Ausbildung von optischen Lichtleitern, die nicht überzogene Strukturbildende Litzen verwenden, ist es wesentlich, daß die Bindelitzen in ausreichender Menge vorhanden sein sollten, um sicherzustellen, daß die strukturbildenden Litzen vollständig von dem thermoplastischen Material der Bindelitzen umgeben sind, nachdem die Temperatur erhöht worden ist, um die !dentität der Bindelitzen zu zerstören.

Bei der Ausbildung optischer Lichtleiter zum Übertragen kohärenten Lichtes müssen alle Litzen parallel zueinander gelegt sein.

Eine Struktur, in welcher die Litzen aus strukturbildendem Material in Zwischenräumen aneinander gebunden sind, ist flexibler als eine sonst ähnliche Struktür, in welcher die Litzen aus strukturbildendem Material über ihre gesamte Länge aneinander gebunden sind. Daraus ist zu verstehen, daß die Flexibilität der Struktur bestimmt werden kann durch Verändern des Abstandes zwischen Teilen der Bindelitze oder Bindelitzen, wo die Temperatur erhöht ist, und in dem Fall von Gewebe durch Verändern des Abstandes der Bindelitzen selbst. Dieses Merkmal ist insbesondere bei der Ausbildung von kaschiertem Gewebe nützlich.
Das Verfahren sieht eine leichte Herstellung von Kohlenstoffaser- und Borfaserstrukturen vor und Strukturen, die andere Fasern enthalten, in solchen Formen, wie beispielsweise Band, Streifen und Bahn, wobei die Bindelitzen nach dem Erwärmen die Matrize für die Kohlenstoff- oder Bor- oder andere Fasern werden.

Das Verfahren sieht auch eine leichte Ausbildung von Lichtleitern aus optischen Fasern vor, insbesondere von Lichtleitern für Anwendungen, wo das übertragene Licht nicht kohärent zu sein braucht. Die strukturbildenden Litzen sind aus durchscheinendem Material und werden in optisches Material gehüllt, das einen Brechungsindex aufweist, der von jenem der optischen Fasern verschieden ist, bevor sie mit den Bindelitzen zusammengebracht worden sind, oder die optischen Fasern sind nicht ummantelt, in welchem Fall das thermoplastische Material der Bindelitzen so gewählt ist, um einen Brechungsindex aufzuweisen, der von dem der strukturbildenden Litzen verschieden ist, die die

Dptischen Fasern bilden.

Es sollte betont werden, daß dies nicht gerade ein anderes Verfahren der Herstellung einer Faser oder eines Garnes oder eines Fadens aus zwei Bestandteilen ist, sondern ein Herstellungsverfahren einer gebundenen, fadenähnlichen Struktur ist, in welcher die Litzen fest und dauerhaft aneinander gebunden sind. Das Verfahren ist wegen dem dadurch vorgesehenen Widerstand, gegen das Aufdrehen beim öffnen, insbesondere auf die Ausbildung von Seilen anwendbar.

Als ein Beispiel von Material, das zur Herstellung von Faden, Garnen und Geweben geeignet ist, sind die strukturbildenden Litzen aus Nylon 66, und die Bindelitzen sind aus Nylon 6.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahj-en zur Herstellung eines Fadenbündels aus thermoplastischem Material, wobei die Fäden des Fadenbündels nebeneinander angeordnet sind und unter den Fäden wenigstens ein bindender Faden aus thermoplastischem Material vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenbündel bei erhöhter Temperatur behandelt wird, so to daß der bindende Faden schmilzt und die Zwischenräume zwischen den das Fadenbündel bildenden Fäden ausfüllt