DE2505710B2 - Verfahren zur Herstellung von Spaltfasergebilden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Spaltfasergebilden aus aneinanderhaftenden Fasern durch Fibrillieren einer in Längsrichtung verstreckten, vorwiegend aus Poylolefin bestehenden Folie mit Hilfe einer rotierenden Walze mit darauf in Reihen mit einer Dichte von mehr als 15 Stück angeordneten Nadeln.

Aus der US-PS 3500517 ist ein derartiges Verfahren bekannt, wobei die Folie über Schneidkanten gezogen wird; diese Schneidkanten können sich auf einer Zahnreihe mit dreieckigen Zähnen trapezförmigen ■Querschnitts befinden. Es sind aber auch rechteckige Körper mit dreieckigen Kanten an entsprechend geformten prismatischen Zähnen mit scharfen und abgeschrägten Kanten möglich. Das Verhältnis von Umfangsgeschwindigkeit zur Laufgeschwindigkeit kann im Bereich von 2 bis 20 liegen.

Nachteiligbei diesem bekannten Verfahren ist, daß das Verhältnis von Breite zu Dicke der erzeugten Fasern noch immer recht hoch ist, während in der Praxis ein geringes Dimensionsverhältnis (Breite: Dicke) der Einzelfasern wünschenswert wäre.

Obwohl in vielen Fällen das mechanische Fibrillieren bedeutende Vorteile gegenüber dem Schmelzspinnen aufweist und obgleich die Spaltfasern vielfach verwendungsfähig und manchmal sogar besser sind als Spinnfasern, haben sie beim Verbraucher nicht immer Anklang gefunden, da sie - besonders im niedrigen Denierbereich - Eigenschaften aufweisen, die bis zu einem gewissen Grad mit ihrem flachen Querschnitt zusammenhängen; sie sind z. B. oft glänzend und habcreine weniger haltbare Kräuselung und eine höchstens mäßige Elastizität. Diese Nachteile könnten von Spaltfasern mit einem weitgehend quadratischen Querschnitt vermieden oder beträchtlich verringert werden, jedoch ist kein Verfahren zur Herstellung derartiger Fasern bisher bekanntgeworden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spaltfascrgcbilde aus aneinanderhaftenden Spaltfaser!) herzustellen, bei denen mindestens 70% der Fasern ein Dimensionsverhältnis von § 1,5 aufweisen und keine der Einzelfasern einen Titer von >0,67 tex hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man Folien verwendet, die zu 2 bis 20 Gew.- % aus einem Homo- oder Blockpolymer von Butadien bestehen, und daß man eine Umfangsgeschwindigkeit der Fibrillierwalze einhält, die die 25- bis 4()fache

Laufgeschwindigkeit der zu fibrillierenden Folie ist.

Die Vorteile der erfindungsgemäß erhältlichen Fasergebilde zeigen sich am deutlichsten im niedrigen Titerbereich, weswegen Fasergebilde aus Einzelfasern mit im Mittel §4/9 tex bevorzugt sind. Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäß hergestellten Spaltfasergebilde mit dünnen Einzelfasern ist die Abwesenheit von geringen Anteilen an stärkeren Fasern. Es ist bekannt, daß einige Fibrillate, die nach den bekannten Verfahren hergestellt worden waren, solche dickeren Fasern enthielten, was allgemein als einer der Hauptnachteile der Spaltfasern gegenüber den Spinnfasern angesehen wurde. Der niedrige Faser-Titer in Verbindung mit dem sehr engen Titerbereich macht die aus den erfindungsgemäß hergestellten Spaltfasergebilden erhältlichen Stapelfasern besonders geeignet zur Verarbeitung auf Mischgewebe mit Baumwolle und/oder Wolle. Das Vermischen kann auf eine zur Verarbeitung von Stapelfasern bekannte Weise erfolgen, wobei sich das sog. »Open-end-Spinnverfahren« besonders bewährt hat.

Verwendung finden die erfindungsgemäß erhältlichen Fasergebilde auf verschiedenen Gebieten, wie als Garne, Gewebe, Maschenware oder Filzstoffe sowie als Seile, Cord, Polstermaterial und Auslegeware, darüber hinaus sind sie auch auf anderen Gebieten, z. B. für Cellulose- oder Kunststoffpapier und faserverstärkten Beton, verwendbar. Vorzugsweise fertigt man daraus jedoch Mischgarne mit Baumwolle oder Wolle und Textilstoffe aus solchen Mischgarnen an.

Die Herstellung der Fasergebilde erfolgt wie bei den bekannten Fibrillierungsverfahren dadurch, daß man die erfindungsgemäß zu verwendende Folie, die vorzugsweise eine Dicke von ^ 100 μτη hat, der Länge nach verstreckt und während man sie in Längsrichtung weitertranspor' crt, sie über die Nadeln führt, deren Spitzen sich in Laufrichtung der Folie bewegen, wobei jedoch die Umfangsgeschwindigkeit der Nadeln im vorliegenden Fall das 25- bis 40fache der Laufgeschwindigkeit der Folie beträgt. Die Rotationsachse verläuft quer zur Folie.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Spaltfasergebildet kann zweckmäßigerweisc gleich anschließend einer Streck-Reiß-Behandlung unterworfen werden, um die Länge der Fasern auf die gewünschte Stapelfaserlänge zu verringern. Man kann zwar auch andere Methoden anwenden, um die Fasern zu verkürzen, z. B. kann man sie zerschneiden, jedoch hat die sofortige Streck- !.nd Rcißbehandlung den Vorteil, daß sie durchgeführt werden kann, ohne i'aß der Zusammenhang zwischen den Einzelfasern zerstört wiM.

Als Folie, die erfindungsgemäß fibrilliert werden soll, kann man eine Einzelfolie verwenden (wobei unter Folien auch Bänder u. dgl. zu verstehen sind), oder man verwendet eine Mehrfachfolie aus zwei oder mehreren übereinander liegenden, an gewissen Stellen untereinander verbundenen Schichten. In beiden Fällen können mehrere Einzel- bzw. Mehrfachfolien gleichzeitig neben- oder übereinander verarbeitet werden. Es hat sich insbesondere bei der Durchführung des Verfahrens im industriellen Maßstab zur Herstellung von Gebilden aus sehr dünnen Fasern als vorteilhaft erwiesen, gleichzeitig 2 bis 6, vorzugsweise 4, Folien übereinander der Einwirkung der Nadeln auszusetzen. Neben einfachen Nadeln können auch Stifte oder Zähne von zugespitzten oder geschärften Streifen, Drähten oder Drahtborsten zur Spaltung

verwendet werden. In den meisten Fällen sind die Spaltelemente derart angeordnet, daß sie sich in bezug auf die Rotationsrichtung nach rückwärts neigen, da eine solche Neigung das Loslösen der Nadel vom Folienmaterial nach dem Kontakt erleichtert. Geeignete Neigungswinkel sind 10 bis 40°, wobei ein Neigungswinkel von 30° im allgemeinen ausreicht.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens leitet man die verstreckte Folie unter Zug über die drehbare Walze, die mit den in Reihen angeordneten Nadeln besetzt ist. Die Nadelreihen können gerade oder gebogen sein und können sich über die ganze Breite der Folie erstrecken; sie können aber auch wesentlich kürzer sein, wobei sich in diesem Fall mehrere Nadelreihen überschneiden müssen, so daß die Folie über ihre ganze Breite durchstochen wird. In gewissen Fällen ist es zweckmäßig, wenn sich die Nadelreihen spiralig oder schneckenförmig über die Zylinderoberfläche erstrecken oder wenn sie axial verlaufende Bander von kurzen, nicht axialen Reihen darstellen. Besonders bevorzugt ist die Verwendung eines Zylinders mit axialen oder im wesentlichen axialen Nadelreihen, wobei man Fasergebilde von attraktivem Aussehen erhält; diese setzen sich aus Fasern zusammen, die nur an wenigen, sehr unregelmäßigen Stellen untereinander verbunden sind und den bereits erwähnten Dimensionsanforderungen genügen.

Die Laufgeschwindigkeit der Folie liegt normalerweise bei 3 bis 20 m/min, vorzugsweise bei 5 bis 15 m/min. Es wurde festgestellt, daß Nadelreihen mit 20 bis 40, vorzugsweise 25 bis 35 Nadeln je cm und einem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Nadel zu der Laufgeschwindigkeit der Folie von 30 bis 35 für die Durchführung des Verfahrens günstig sind. Besonders vorteilhaft sind Keihen von ovalen flachen Nadeln, die so angeordnet sind, daß ihre längste Querschnittsdimension in Längsrichtung, d. h. praktisch in der Laufrichtung der Folie, liegt. Gegebenenfalls können zwei zusammenwirkende gegenläufige Walzen verwendet werden, die mit der gleichen Rotationsgeschwindigkeit laufen und bei denen die axialen Reihen von Nadeln ineinandergreifen,
ί Die dem Fibrillieren zu unterwerfende Folie enthält erfindungsgemäß neben einem Polyolefin, z, B, mindestens 80 Gew.-% Polypropylen und/oder Niederdruck-Polyäthylen, als Grundmasse zusätzlich 2 bis 20 Gew.-% eines Homo-oder Blockcopolymeren von in Butadien und gegebenenfalls 0,1 bis 4 Gew.-% Gleitmittel (die %-Angabe bezieht sich auf das Gesamtgewicht der Folie).

Beispiel

π Im Taumelmischer wurde folgendes Gemisch bereitet:

87 Gew.-% Polypropylen, Schmelzindex 1,5 (g/10 min), nach ASTM D 1238-70/E; 10 Gew.-% granuliertes Styrol-Butadien-Blockcopolymer und 2» 3 Gew.-% Gleitmittel.

Das Gemisch wurde durch Blasen eines Schlauchs

mit einer Dicke von 50 μπι zu einer Folie extrudiert, welche in Bänder von 10 cm Breite zerschnitten und diese bei 135° C mit einem Streckverhältnis von 1,8

.»> verstreckt wurden.

Die verstreckten Bänder wurden dann mit einer Laufgeschwindigkeit von 5 m/min über eine Walze geführt, auf der in gleichem Abstand sechs axiale Reihen von je 32 Nadeln angeordnet waren, und die mit in einer Umfangsgeschwindigkeit von 150 m/min rotierte.

Man erhielt ein Produkt aus Fasern mit sehr weichem Griff, deren Titer zwischen 0,35 und 0,54 tex lag, wobei 82% der Fasern ein Dimensionsverhältnis η zwischen 1 und 1,5 aufwiesen.

Dimensionsverhältnis ist das Verhältnis der größeren zu der kleineren Dimension des rechteckigen Faserquerschnittes, d. h. Breite:Dicke der Einzelfaser.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Spaltfasergebilden aus aneinanderhaftenden Fasern durch Fibrillieren einer in Längsrichtung verstreckten, vorwiegend aus Polyolefin bestehenden Folie mit Hilfe einer rotierenden Walze mit darauf in Reihen mit einer Dichte von mehr als 15 Stück je cm angeordneten Nadeln, dadurch gekennzeichnet, daß man Folien verwendet, die zu 2 bis 20 Gew.-% aus einem Homo- oder Blockcopolymer von Butadien bestehen, und daß man eine Umfangsgeschwindigkeit der Fibrillierwalze einhält, die die 25- bis 40fache Laufgeschwindigkeit der zu fibrillierenden Folie ist.