DE2848258C2 - Verfahren zum Herstellen eines textilen Flächengebildes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines textlien Flächengebildes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem aus der US-PS 31 00 926 bekannnten Verfahren dieser Art durchläuft das zu ummanteinde Multifilament-Kerngarn zentrisch die Düse eines Extruders, der dieses mit einer Kunststoffummantelung versieht, die aber nicht in das Multifilament-Kerngarn eindringt und dessen einzelne Fasern nicht einhüllt. Die Herstellung des bekannten ummantelte-. Multifilament-Kerngarns mit einem Extruder ist weiterhin deshalb nachteilig, weil sich mit einem Extruder nur wenige Garne gleichzeitg umhüllen lassen, so daß der Investitionsaufwand durch die teuren Extrusionsanlagen sehr hoch ist, und weil die erforderliche hohe Spritztemperatur dazu führen kann, daß das Treibmittel bereits bei der Garnhersiellung ganz oder teilweise aktiviert wird. Versuche mit dem bekannten ummantelten Multifilament-Kerngarn haben ergeben, daß sich mit diesem nur Gewebe bzw. textile Flächeiigebilde herstellen lassen, die relativ große Durchbrüche aufweisen, weil sich das Multifilament-Kerngarn nach einem erneuten Erhitzen der aus diesem hergestellten textlien Flächengebilde unter Druck nicht so weit verbreitern läßt, daß die Durchbrüche gescnlossen oder wesentlich verkleinert werden könnten.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein in wirtschaftlicherer Weise und mit einem geringeren maschinellen Aufwand durchführbares Verfahren zum Herstellen von textlien Flächengebilden zu schaffen, die keine oder nur kleine Durchbrüche aufweisen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Multifilament-Kerngarn vor seiner Verarbeitung zu dem textlien Flächengebilde nicht nur mit Kunststoff ummantelt, sondern mit diesem auch imprägniert. Diese Ummantelung und Imprägnierung erfolgt in sehr viel einfacherer Weise als nach dem bekannten Verfahren einfach dadurch, daß das Garn getaucht oder in sonstiger Weise mit dem Kunststoff in Verbindung gebracht und anschließend durch eine Kalibrierdüse gezogen wird, die den Auftrag vergleichmäßigt und die überschüssige Kunststoffmenge abstreift. Das aus einem derartigen Garn hergestellte textile Flächengebilde läßt sich bei seinem Strecken oder Kalandrieren sehr gut in der Weise abflachen, daß sich das Garn in der Ebene des textlien Flächengebildes stark verbreitert und dadurch dessen Durchbrüche geschlossen oder bis auf kleine

Öffnungen verringert werden. Diese Verbreiterung des Garns wird dadurch ermöglicht, daß in diesem die Filamente im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und einander nicht berühren, weil sie in dem imprägnierenden Kunststoff eingebettet sind. Nach dem erneuten Plastifizieren des Kunststoffs wirkt dieser bei dem Breitdrücken des Garns als Gleitmittel, so daß sich die Filamente in dem Kunststoff gleichsam schwimmend verbreitern können und die Verbreiterung nicht dadurch behindert wird, daß die Filamente einander überkreuzen.

Aus der Zeitschrift »Kunststoffe«, 1967, Seite 447, ist es an sich bekannt, Glasfaserstränge mit Kunststoff zu tränken und diese anschließend durch kalibrierende Düsen zu ziehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser

F i g. 1 einen Schnitt durch ein mit Kunststoff imprägniertes Multifilamenigarn in vergrößerter Darstellung,

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Garn nach F i g. 1 nach dessen Verbreiterung durch Zusammendrücken,

Fig.3 eine Draufsicht auf ein aus dem Garn nach F i g. 1 hergestelltes Faservlies,

Fig.4 eine Draufsicht auf ein aus dem Garn nach F i g. 1 hergestelltes Gewebe und

F i g. 5 eine Vorrichtung zum Schäumen und Verbreitern eines textlien Flächengebildes in schematischer Schnittdarstellung.

In F i g. 1 ist in vergrößerter Darstellung ein Schnitt durch ein Garn 11 dargestellt, das aus einem Multifilament-Kerngarn 12 besteht, das eine Ummantelung 9 aus Plastisol besitzt Das Kerngarn 12 ist mit dem Plastisol nicht nur ummantelt, sondern auch imprägniert. Infolge dieser Imprägnierung kann das Garn nach der Reaktivierung des Plastisols durch Zusammendrücken stärker verbreitert werden.

Das Plastisol besteht im allgemeinen aus einer weichgemachten Vinylharzmasse, die 50 bis 60% Polyvinylchloridharz und 50 bis 40% Weichmacher, Füllstoffe, Pigmente, Stabilisatoren und andere übliche Zusätze enthält. Das Plastisol enthält ferner ein Treibmittel, dessen Aktivierungstemperatur beträchtlich höher ist als die Härtetemperatur des Plastisols. Der Anteil des Treibmittels ist von dem gewünschten Expansionsgrad abhängig. Beispielsweise kann so viel Treibmittel zugesetzt werden, daß ein gehärtetes Garn mit einem Durchmesser von 0,7 mm auf einen Durchmesser von etwa 1,4 mm expandiert. Das Kerngarn besteht vorzugsweise aus Polyester.

Das mit Plastisol ummantelte und imprägnierte Garn wird durch eine kreisförmige Düse geführt, in der das Garn die in F i g. 1 gezeigte Form erhält, und wird dann bei einer Temperatur unter der Aktivierungstemperatur des Treibmittels teil- oder ausgehärtet. Diese aus dem Ummanteln, Kalibrieren in einer Düse und Härten bestehende Vorgangsfolge wird vorzugsweise einmal und gegebenenfalls mehr als einmal wiederholt, damit der Enddurchmesser des gehärteten Garns vergrößert wird. Wie vorstehend angegeben wurde, kann man das Garn teilhärten (damit es nicht mehr klebt und eine für die Weiterverarbeitung genügende, mechanische Festigkeit hat) oder aushärten.

Wichtig ist es, daß in dem Verfahren gemäß der Erfindung bis zu 80 oder noch mehr Garne gleichzeitig behandelt werden können, so daß die Kosten beträchtlich herabgesetzt werden, insbesondere für die gleichzeitige Behandlung fast jeder beliebigen Anzahl von Garnen ein einziger Ofen verwendet werden kann. Die Betriebstemperatur des Ofens muß unter der Aktivierungstemperatur des Treibmittels liegen. Wenn das Garn in dem Ofen horizontal bewegt wild, ist seine Länge durch den Durchhang des nur an den Enden des Ofens abgestützten Garn begrenzt. Eine höhere Produktionsleistung kann man erzielen, wenn man das Garn so schnell durch den Ofen führt, daß es nur teilgehärtet wird.

F i g. 3 zeigt ein aus dem gehärteten Garn hergestelltes Faservlies 12. Dieses wird nach seiner Herstellung auf eine Temperatur erhitzt, bei der das Treibmittel aktiviert wird und die Garne an ihren Kreuzungsstellen miteinander verschweißt und dabei an diesen Kreuzungsstellen verbreitert werden. Solange die Ware noch weich ist, kann man sie kalandrieren, so daß die Garne 13 und 14 an ihren Kreuzungen noch stärker verbreitert und auch zwischen den Kreuzungen verbreitert werden und die in F i g. 2 gezeigten Querschnitte erhalten. Das dort gezeigte Garn 16 besteht aus ei.iem Multifilament-Kerngarn 12, das mit dem Plastisol 9 ummantelt und imprägniert ist

Man erkennt, daß in dem beschriebenen Verfahren gemäß der Erfindung das Garn in der Ebene der Ware verbreitert wird und dadurch die öffnungen zwischen den Garnen verkleinert werden. Man kann daher eine

ίο gewünschte Schattenwirkung mit einem leichteren Garn oder mit einer kleineren Fadenzahl erzielen als bei Verwendung eines im Querschnitt kreisförmigen Garns oder eines umspritzten Garns, das nur begrenzt verbreitert ist

Wenn man erfindungsgemäß das ummantelte Garn zu. Herstellung eines Gewebes verwendet, kann man durch Erhitzen desselben die Garne erweichen und das Treibmittel aktivieren.

Eine Maßnahme zum Aktivieren des Treibmittels und zum Verbreitern der Garne des Gewebes ist in F i g. 5 gezeigt. Hier wird ein Gewebe 25 um eine Walze 26 herumgeführt und beispielsweise mittels eines Infrarotstrahlers 31 oder Heißluft so stark erhitzt, daß die Ware auf einer Seite geschäumt und erweicht wird. Dann wird die Ware so um eine Walze 27 herumgeführt, daß diese die erweichte Fläche der Ware berührt, so daß an dieser erweichten Fläche die Garne verbreitert und an den Kreuzungen zwischen den Kett- und Schußfäden miteinander verschweißt werden. Durch Erhitzen mittels einer Wärmequelle 32 wird die Ware auf der anderen Seite geschäumt. Wenn die Garne der Ware auf beiden Seiten verbreitert werden sollen, wird die Ware im noch weichen Zustand unter Spannung um die Walze 28 herumgeführt. Wenn die Ware aus teilgehärteten Garnen besteht, werden diese beim Schäumen ausgehärtet.

Die verschiedenen Walzen müssen unter der Temperatur gehalten werden, bei der die erweichte Ware an der Oberfläche der Walze anklebt. Diese Temperatur kann vom Fachmann ohne weiteres bestimmt werden.

Erforderlichenfalls können die Walzen innengekühlt werden.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß beim Erhitzen des Gewebes dessen Garne an den Kreuzungen stärker verbreitert werden. Dies ist in F i g. 4 für ein Gewebe 2t gezeigt, das aus den Kettfaden 22 und den Schußfäden 23 besteht. Die Garne werden am stärksten an den Kreuzungen verbreitert, von denen eine mit 24 bezeichnet ist. Beim Erhitzen des Gewebes wird jeder Kettfaden mit jedem Schußfaden verschweißt. Man kann den offenen Flächenanteil der Ware ohne weiteres durch Wahl der Spannung beim Spannen bzw. von geeigneten Kalandrierbedingungen bestimmen.

Es wurde schon erwähnt, daß Polyesterfilamente bevorzugt werden. Eine aus diesen hergestellte Ware neigt bei der Schäumtemperatur zum Schrumpfen. Vor allem aus diesem Grund wird die Ware beim Schäumen, Verbreitern und Verschweißen der Garne unter Zugspannung gehalten. Das Schrumpfen der Wart in der Kett- und Schußrichtung kann durch Spannen der Ware verhindert werden, doch kann es dabei vorkommen, daß es bei einem offenen Gewebe dessen Webkante abgerissen wird. Diese Schwierigkeit wird in dem Verfahren gemäß Fig. 5 vermieden, aber bei dieser Behandlung hat die Ware eine gewisse Neigung zum Schrumpfen in der Schußrichtung. Diese Neigung kann weitgehend be-, seitigt werden, wenn die Ware fest an die verschiedenen Walzen angehalten wird. Praktisch vollständig kann man die Schrumpfung verhindern, wenn man den Rei-

bungskoeffizienten zwischen der Ware und der Walze entsprechend erhöht, beispielsweise indem man Walzen verwendet, die eine aufgerauhte Oberfläche haben oder mit einem Reibbelag 29 beispielsweise aus Silikonkautschuk, ummantelt sind.

Eine als Sonnenschutz verwendete Ware soll eine relativ kleine Lichtdurchlässigkeit besitzen. Aber auch in diesem Fall soll die Ware die kühlende Wirkung einer Brise nicht verhindern. Aus diesem Grunde muß die Ware noch einen offenen Flächenanteil haben. Diese Forderung wird durch die erfindungsgemäß hergestellte Ware erfüllt, die sich als für Markisen, für den Blendschutz zwischen in entgegengesetzten Richtungen befahrenen Fahrbahnen, als Trennelemente zwischen Tennisplätzen sowie als Lastwagenplanen, Möbelstoffe und als fluoreszierende Stoffe für leichte Sicherheitsbekleidung geeignet erwiesen hat. Ware für Trennelemente kann Öffnungen bis zu 5 χ 5 cm haben. Der offene Flächenanteil kann daher zwischen praktisch Null und etwa 99% liegen.

Die zu ummantelnden Filamentgarne haben im allgemeinen eine Feinheit von etwa bis 240 tex. Das zur Ummantelung und Imprägnierung verwendete Vinylharzplastisol macht normalerweise 50 bis 90% des Gesamtgewichts des fertigen Garns aus. Ein Garn mit einem Kerngarn von 0,3 mm Durchmesser und einer einzigen Ummantelungsschicht kann einen Durchmesser von 0,5 mm haben, und jede weitere Ummantelungsschicht kann den Garndurchmesser um 0,2 mm vergrößern. Nach jedem weiteren Ummantelungsvorgang muß das Garn durch eine Düse gezogen werden, die im Durchmesser größer ist als die vorhergehende Düse. Ferner muß jede Ummantelungsschicht nach dem Kalibrieren in dem gewünschten Grade gehärtet werden, und zwar bei einer Temperatur unter der Aktivierungstemperatur des Treibmittels.

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung wurde ein Polyester-Filamentgarn von 110 tex mit zwei Schichten aus schäumfähigen Vinylharz auf einen Durchmesser von 0,7 mm ummantelt. Dieses Garn wog etwa 550 g pro 1000 m und war im Querschnitt allgemein kreisförmig. Das Kerngarn war durch die Ummantelung gut geschützt. Das gehärtete Garn wurde zu einem Gewebe mit je 2,36 Kett- und Schußfäden pro cm verarbeitet, das dann im Rahmen in der Kett- und Schußrichtung straff gespannt wurde. Dabei wurde Luft von 150° C durch die Ware geblasen, so daß das Vinylharz erweicht und das Treibmittel aktiviert wurde. Unter diesen Bedingungen expandiert das Garn von einem Durchmesser von 0,7 mm auf etwa 1,4 mm. Gleichzeitig bewirkt die Zugspannung der Ware, daß die Garne an den Kreuzungen zwischen den Kett- und Schußfäden verbreitert und dort miteinander verschweißt werden. Man erhält auf diese Weise ein sehr stabiles Gewebe, das in der Kette und im Schutz aus flachen, mit Vinylharz umschäumten Garnen besteht. Am stärksten sind die Garne an den Kreuzungen verbreitert, was zum Teil auf den dort auf die Garne ausgeübten Druck zurückzuführen ist. Das Garn wird auf etwa 1,7 mm verbreitert und wird gleichzeitig dünner. Man kann die Garne noch stärker verbreitern, wenn man die noch weiche Ware kalandriert Ein im Querschnitt kreisförmiges Garn von 0,7 mm Durchmesser in einem Gewebe kann auf eine Breite von 23 mm verbreitert werden, ohne daß der Schutz des Kerngarns beeinträchtigt wird. Dabei bleibt die geschäumte Ummantelung in einer Dicke von 30% ihrer ursprünglichen Dicke erhalten. Vorstehend wurde schon darauf hingewiesen, daß die Garne beim Schäumen am stärksten verbreitert werden, wenn dabei die Filamente des Multifilamentgarns im wesentlichen drehungsfrei gehalten werden.

Zweckmäßig ist es, wenn man das Gewebe gemäß Fig. 5 mit Hilfe von drei Walzen bearbeitet, um die Verbreiterung der Garne zu erzielen.

Das so erhaltene Produkt ist bei der Verwendung im Freien sehr wetterbeständig und kann in zahlreichen Farben hergestellt werden. Es besitzt eine hohe Abriebfestigkeit, und das Kerngarn ist von einer Schädigung durch Sonnenstrahlung geschützt. Das Produkt kann zum Abtrennen von Gärten, Innenhöfen, anderen Flächen und insbesondere als Blendschutz zwischen für entgegengesetzte Fahrtrichtungen bestimmten Fahrbahnen bestimmt werden. Ferner kann man die Ware zum Abgrenzen von Skipisten, als Sonnen- und als Windschutz verwenden. Durch Wahl des offenen Flächenanteils kann man die gewünschte Durchsichtigkeit und Luftdurchlässigkeit erzielen.

Die verwendeten Ausgangsmaterialien sind von üblicher Art und ohne weiteres erhältlich. Ein geeignetes Treibmittel ist das von der Fairmount Chemical Company, Inc., in Newark, New Jersey (V. St. A.) erzeugte und unter der Bezeichnung Azocel erhältliche Azodicarbonamid, das sich bei einer Temperatur zwischen 149 und 200°C zersetzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines textlien Flächengebildes, bei dem ein Multifilament-Kerngarn mit einem Kunststoff, der zum Schäumen ein Treibmittel, dessen Aktivierungstemperatur höher ist als dessen Erweichungstemperatur, enthält, ummantelt und anschließend bei einer Temperatur unterhalb der Aktivierungstemperatur des Treibmittels, bei der die Ummantelung in einer eine Verarbeitung erlaubenden Weise erhärtet ist, zu einem textlien Flächengebilde verarbeitet wird und bei dem sodann das textile Flächengebilde auf eine Temperatur, bei der das Treibmittel aktiviert wird und die Ummantelung erweicht, erhitzt und mindestens auf dessen Kreuzungsstellen ein Druck ausgeübt wird, so daß die Garne expandieren und dch verbreitern und gleichzeitig an ihren Kreuzungsstellen miteinander verschweißen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ummanteln das Multifilament-Kerngarn mit dem Kunststoff imprägniert und anschließend durch eine dessen Ummantelung kalibrierende Düse gezogen wird, daß zum Aktivieren des Treibmittels das Gewebe um eine erste Walze herumgeführt und dabei auf der von der ersten Walze abgewandten ersten Fläche auf eine Temperatur erhitzt wird, die genügend hoch ist, um bei nur teilgehärtetem Garn dieses auszuhärten und um das Garn zu schäumen und zu erweichen, und das Gewebe dann derart um eine zweite Walze herumgeführt wird, daß das Gewebe die zweite Walze mit der ersten Fläche berührt, und dabei das Gewebe in der Kettrichtung gespannt wird, so daß die Garne auf der ersten Fläche des Gewebes verbreitert und die Garne des Gewebes an den Kreuzungsstellen der Kett- und Schußfäden miteinander verschweißt werden, daß das Gewebe auf der entgegengesetzten, zweiten Fläche auf eine Temperatur erhitzt wird, die genügend hoch ist, um bei auf der zweiten Fläche vorhandenen, nur teilgehärteten Garnen diese auszuhärten und um die Garne auf der zweiten Fläche zu schäumen und zu erweichen, und daß das Gewebe danach derart um eine dritte Walze herumgeführt wird, daß es diese mit der noch weichen, zweiten Fläche berührt, und das Gewebe dabei in der Kettrichtung unter Spannung gehalten wird, so daß die Garne auf der zweiten Fläche verbreitert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe aus einem Garn hergestellt wird, dessen Multifilament-Kerngarn eine Feinheit von etwa HOtex hat und das nach dem Ummanteln und Härten einen Durchmesser von etwa 0,7 mm hat und daß so viel Treibmittel enthält, daß das Garn beim Aktivieren des Treibmittels auf einen Durchmesser von etwa 1,5 mm expandiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum weitgehenden Herabsetzen oder Verhindern einer Schrumpfung des Gewebes in der Schußrichtung das Gewebe in Berührung mit einer Fläche geführt wird, die mit dem Gewebe einen hohen Reibungskoeffizienten hat.