DE2856091C2 - Process for the production of fiber structures - Google Patents
Process for the production of fiber structuresInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faserstrukturen durch Spalten von Mehrkomponentenfasern aus mindestens zwei miteinander unverträglichen, im Fadenquerschnitt matrix- und mehrfach segmentförmig angeordneten Komponenten, wobei die Segmente einen Anteil des Gesamtquerschnittes von etwa 20 bis 80% ausmachen und mindestens drei Segmente peripher ohne völlige Umhüllung durch die Matrixkomponente angeordnet sind, durch Behandeln von schrumpffähigen, im wesentlichen unfixierten und noch nicht gespaltenen Mehrkomponentenfasern, insbesondere nach ihrer Verarbeitung zu Faserstrukturen wie Stapelfasern, Garnen oder Flächengebilden mit organischen Lösungsmitteln, in denen die die Faser aufbauenden Polymerkomponenten ein unterschiedliches Schrumpfverhaiten zeigen.The invention relates to a method of manufacture of fiber structures by splitting multi-component fibers from at least two mutually incompatible, Components arranged in a matrix and multiple segments in the thread cross-section, the segments make up a proportion of the total cross-section of about 20 to 80% and at least three peripheral segments without complete enclosure arranged by the matrix component, by treating shrinkable, im essential unfixed and not yet split multicomponent fibers, especially after their processing to fiber structures such as staple fibers, yarns or fabrics with organic solvents in which the polymer components making up the fiber show different shrinkage properties.
Aus der DE-AS 24 19 318 ist es bekannt, textile Faserstrukturen aus Mehrkomponentenfäden aus Polyamid und weiteren Polymeren (z. B. Polyester) herzustellen, wobei zum Fibrillieren eine mit Hilfe eines oberflächenaktiven Mittels hergestellte wäßrige Emulsion von 1,5-50 Gew.-% Benzylalkohol und/oder Phenyläthylalkohol verwendet wird. Von Nachteil bei diesem Verfahren ist, daß man die Zusammensetzung des Behandlungsmittels sowie die Behandlungsbedingungen genau kontrollieren muß. Darüber hinaus muß das textile Flächengebilde einer verhältnismäßig lang andauernden Einwirkung unterzogen werden, damit eine entsprechende FibrJlierung überhaupt auftritt. Auch besteht die Gefahr, daß das Polyamid dabei verändert wird. Schließlich tritt insbesondere bei Geweben und Gewirken nur eine unvollständige Fibrillierung des Fadens auf. Darüber hinaus kommt es bei dem in der genannten Auslegeschrift beschriebenen Verfahren leicht zu einem Verkleben der Fasern untereinander. Im übrigen wird durch den verwendeten Alkohol das Polyamid aufgequollen, wodurch der Griff und die übrigen textlien Eigenschaften der Faserstrukiuren in Mitleidenschaft gezogen werden.From DE-AS 24 19 318 it is known, textile fiber structures made of multi-component threads made of polyamide and to produce further polymers (for example polyester), with one for fibrillation with the aid of a surface-active Aqueous emulsion prepared by means of 1.5-50% by weight of benzyl alcohol and / or phenylethyl alcohol is used. The disadvantage of this method is that the composition of the treatment agent as well as carefully control the treatment conditions. In addition, the textile fabric must be subjected to a relatively long-lasting effect, so that a corresponding fibrillation occurs at all. There is also the risk that the polyamide will be changed in the process. Eventually occurs in particular only an incomplete fibrillation of the thread in woven and knitted fabrics. In addition, it comes at the method described in the above-mentioned Auslegeschrift easy to glue the fibers to each other. In addition, the polyamide is swollen by the alcohol used, whereby the handle and the other textile properties of the fiber structures are affected.
Ferner wird in der DE-OS 25 05 272 angegeben, Flächengebilde aus trennbaren Verbundfaden einer Wärme- und/oder Quellungsbehandlung zu unterwerfen. Als Behandlungsmittel werden wäßrige Lösungen oder Emulsionen von Benzylalkohol, Phenol, Dimethylformamid, Nitrobenzol, o-ChlorphenoI, Xylol, Toluol und Benzol erwähnt. Bei der in der DE-OS beschriebenen Arbeitsweise treter eiae ganze Reihe von Nachteilen auf. So muß das textile Flächengebilde ebenfalls verhältnismäßig lange Zeit behandelt werden, wobei sich die Eigenschaften des Flächengebildes verschlechtern. Die Aufarbeitung und Rückgewinnung des Behandlungsmittels stellt erhebliche Probleme. Schließlich lassen sich mit dem dort beschriebenen Verfahren Mehrkomponentenfäden zum Teil nur unvollständig fibrillieren.It is also specified in DE-OS 25 05 272, a sheet of separable composite thread To subject to heat and / or swelling treatment. As a treatment agent, aqueous solutions or Emulsions of benzyl alcohol, phenol, dimethylformamide, nitrobenzene, o-chlorophenol, xylene, toluene and Benzene mentioned. In the procedure described in the DE-OS there are a number of disadvantages. So the textile fabric must also be treated for a relatively long time, whereby the properties of the fabric deteriorate. The work-up and recovery of the treatment agent provides significant problems. Finally, with the method described there, multi-component threads can be used Fibrillate part only incompletely.
Obwohl nun bereits Verfahren zum Spalten von Mehrkomponentenfasern und zur Herstellung entsprechender Faserstrukturen bekannt sind, besteht noch ein Bedürfnis nach verbesserten Verfahren, die Faserstrukturen mit vorteilhafteren Eigenschaften 2'geben.Although there are already processes for splitting multicomponent fibers and for producing corresponding ones Fiber structures are known, there is still a need for improved methods, the fiber structures with more advantageous properties 2 '.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Verfugung zu stellen, das die Herstellung von Faserstrukturen durch Spalten von Mehrkomponentenfasern auf einfache, wirtschaftliche und reproduzierbare Weise erlaubt. The object of the invention is therefore to provide a method that involves the production of fiber structures by splitting multi-component fibers in a simple, economical and reproducible manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren entsprechend der Lehre von Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausfuhrungsformen werden in den Ansprüchen 2 bis 8 beschrieben.According to the invention, this object is achieved by a method in accordance with the teaching of claim 1. Further advantageous embodiments are described in claims 2 to 8.
Das erfindungügemäße Verfahren führt zu Faserstrukturen, die sich insbesondere durch Titerfeinheit, weichen seidenartigen Griff, hohe Deckkraft und Regelmäßigkeit sowie vielseitige Anwendbarkeit sowohl auf textilem als auch auf technischem Gebiet auszeichnen.The inventive method leads to fiber structures, which are characterized in particular by the titer fineness, soft, silky handle, high coverage and regularity as well as versatile applicability both in the textile and in the technical field.
Unter Faserstrukturen im Rahmen der Erfindung sind zu verstehen lineare Gebilde wie Stapelfasern von kurzer' als auch größerer Schnittlänge, endlose lineare Gebilde wie Fäden oder Garne aus endlosen Fasern oder Stapelfasern sowie Flächengebilde wie Gewebe, Gewirke, Gelege, Vliese, beflockte Unterlagen wie auch Flächengebilde, die auf einer oder auf beiden Seiten einen Flor aufweisen und dergleichen, und schließlich dreidimensionale Gebilde wie Watte, lockere oder gepreßte, geformte oder ungeformte Fasermassen.Under fiber structures in the context of the invention are to be understood linear structures such as staple fibers of short ' as well as greater cutting length, endless linear structures such as threads or yarns made from endless fibers or staple fibers as well as flat structures such as woven, knitted fabrics, scrims, fleeces, flocked substrates as well as flat structures that have a pile on one or both sides and the like, and finally three-dimensional structures such as Wadding, loose or pressed, shaped or unshaped fiber masses.
Schrumpffähig im Rahmen der Erfindung bedeutet, daß der im Fadenquerschnitt matrixförmig angeordnete Polyester durch die erfindungsgemäße Behandlung mit dem Lösungsmittel schrumpft, das heißt, daß sich der Matrixfaseranteil verkürzt.Shrinkable in the context of the invention means that the polyester arranged in the form of a matrix in the thread cross-section as a result of the treatment according to the invention with the solvent shrinks, that is to say that the matrix fiber content shortened.
Das Schnimpfvermögen der Faser hängt von ihrer Vorgeschichte und den Schrumpfbedingungen wie Temperatur, Behandlungsdauer usw. ab. Insbesondere sind von Einfluß auf die Schrumpffähigkeit der Faser die Bedingungen, die beim Spinnen und/oder Vertrecken der Fasern herrschten.The snapping capacity of the fiber depends on it History and the shrinkage conditions such as temperature, treatment time, etc. In particular, are of Influence on the shrinkability of the fiber, the conditions that occur during the spinning and / or stretching of the fibers ruled.
Ausreichendes Schrumpfvermögen im Rahmen der Erfindung läßt sich der Faser im allgemeinen durch ein Verstrecken verleihen, wie es bei der Hersteilung von Polyesterfäden üblich ist, zum Beispiel durch eine Ver-Streckung, die das Dreifache und mehr beträgt. Man kann ein ausreichendes Schruaipfvermögen auch dadurch erreichen, daß man die Fäden beim Spinnen mit erhöhter Geschwindigkeit abzieht und einer geringen Verstreckung unterwirft. Auch eine Luftverstreckung, wie sie beim Herstellen von Spinnvliesen üblich ist, kann zu dem erforderlichen Schrumpfvermögen führen.Sufficient shrinkage within the scope of the invention can generally be achieved by the fiber Give stretching, as is customary in the production of polyester threads, for example by stretching, which is three times and more. You can also achieve sufficient scrubbing capacity by that one pulls the threads during spinning with increased speed and a low drawing subject. Air stretching, as is customary in the production of spunbonded nonwovens, can also contribute to this lead required shrinkage capacity.
Von Bedeutung ist, daß die Matrixkomponente in dem Lösungsmittel noch einen merklichen Schrumpf aufweist. Zweckmäßigerweise sollte dieser Schrumpf mindestens 10% betragen, wobei ein Schrumpf von mindestens 15% bevorzugt wird.It is important that the matrix component still shows noticeable shrinkage in the solvent. Appropriately, this shrinkage should be at least 10%, with a shrinkage of at least 15% is preferred.
Ob durch die Herstellungsbedingungen ein genügender Schrumpf gegeben ist, braucht nicht unbedingt an der Mehrkomponentenfaser selbst geprüft zu werden, sondern kann auch an unter sonst gleichen Bedingungen, jedoch unter der ausschließlichen Verwendung des Matrixpolymeren hergestellten Monokomponentenfaden untersucht werden, das heißt, man stellt unter sonst gleichen Bedingungen wie bei der Herstellung der Mehrkomponentenfaser, das heißt unter gleichem Abzug beim Spinnen und gleicher Verstreckung Fasern her, die lediglich aus Polyester bestehen, und bestimmt deren Schrumpf in dem Lösungsmittel. Whether there is sufficient shrinkage due to the manufacturing conditions does not necessarily depend on the Multi-component fiber itself to be tested, but can also be tested under otherwise identical conditions, however monocomponent filaments produced using the exclusive matrix polymer are investigated, that is, under otherwise the same conditions as for the production of the multi-component fiber, the means, with the same deduction during spinning and the same stretching, fibers that are only made of polyester exist, and determines their shrinkage in the solvent.
Zur Bestimmung des Schrumpf werden zum Beispiel die Fasern weitgehend entsprechend den beabsichtigten Spaltbedingungen behandelt, zum Beispiel wird ein Faserstrang von 50 cm Länge, der etwa am Anfang und Ende zwei Abstandsmarkierungen trägt, 5 Minuten lang bei 35° C in Methylench'.Drid eingetaucht. Der Schrumpf ergibt sich aus der Differenz der Abstände der Markierungen vor bzw. nach der Behandlung mit dem Lösungsmittel.To determine the shrinkage, for example, the fibers are largely according to the intended splitting conditions treated, for example, a fiber strand of 50 cm length, which is about the beginning and end of two Wears distance markings, immersed in methylene chloride for 5 minutes at 35 ° C. The shrinkage results from the difference in the distances between the markings before and after treatment with the solvent.
Wichtig ist ferner, daß die Matrix- und die Segmentkomponenten in dem Lösungsmittel ein unterschiedliches Schrumpfverhalten zeigen. Das kann z. B. in der Weise gegeben sein, daß nur die Matrix schumpft, die Segmente hingegen nicht. Der Unterschied kann auch darin liegen, daß der Schrumpf unterschiedlich groß ist. Wesentlich ist jedoch, daß die Induktionszeit, d. h. die Zeit, bis zu der der Schrumpf im Behandiungsmedium merkbare Ausmaße gewinnt, unterschiedlich ist. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es von Bedeutung, daß die Induktionszeit für den Schrumpf bei der Matrixkomponente möglichst klein ist und vorzugsweise nur die Größenordnung von Sekunden beträgt. Der Unterschied im Schrumpfverhalten kann sich auch darin äußern, daß die Matrix eine größere Schrumpfgeschwindigkeit als die Segmente besitzen.It is also important that the matrix and segment components in the solvent are different Show shrinkage behavior. This can e.g. B. be given in such a way that only the matrix shrinks, the segments however not. The difference can also be that the shrinkage is different. Is essential however, that the induction time, i.e. H. the time up to which the shrinkage in the treatment medium is noticeable wins, is different. For the inventive method it is important that the induction time for the shrinkage in the matrix component is as small as possible and preferably only on the order of seconds amounts to. The difference in the shrinkage behavior can also be expressed in the fact that the matrix is larger Possess shrinkage speed than the segments.
Nähere Einzelheiten über die Bestimmungen der Induktionszeit sind den beiden Veröffentlichungen von N. L. Lindner in der Zeitschrift Colloid und Polymer Sei. 255, 213 ff. und 433 ff. (1977) zu entnehmen.Further details on the determination of the induction time can be found in the two publications by N. L. Lindner in the journal Colloid and Polymer Sei. 255, 213 ff. And 433 ff. (1977) can be found.
Im Rahmen der Erfindung bedeutet im wesentlichen unfixiert, daß die Mehrkomponentenfasern vor der Behandlung mit dem Lösungsmittel noch nicht, insbesondere noch nicht auf thermische Weise in der Weise fixiert worden sind, daß ihr ursprüngliches, durch die Spinn- und/ oder Streckbedingunge.i verliehenes Schrumpfvermögen ganz oder teilweise beseitigt worden wäre. Auch eine Fixierung beispielsweise mit chemischen Mitteln sollte vor der eigentlichen Spaltungsbehandlung vermieden werden.In the context of the invention essentially means unfixed that the multicomponent fibers before Treatment with the solvent not yet, in particular not yet thermally fixed in this way that their original shrinkage capacity conferred by the spinning and / or stretching conditions would have been wholly or partially eliminated. Fixation with chemical agents, for example, should also be considered the actual cleavage treatment can be avoided.
Das Wort Faser im Rahmen der Erfindung bedeutet sowohl Fasern mit endlicher Länge wie Kurzschnitt oder übliche Stapelfasern als auch praktisch endlose Gebilde wie Filamente.The word fiber in the context of the invention means both fibers of finite length as short cut or common staple fibers as well as practically endless structures such as filaments.
Unter Mehrkomponentenfaser mit Matrix und mehrfach segmentfönnig angeordneten Komponenten sind Fasern zu verstehen, bei welchen die einzelnen Segmente und die Matrix kontinuierlich durchgehend entlang der Faserachse angeordnet sind, so daß der Faserquerschnitt im wesentlichen über die Faserlänge gleich ist. Dabei ist unter der Matrix die Komponente zu verstehen, in welcher die anderen Komponenten eingelagert bzw. eingebettet sind. Beispiele für Faserquerschnitte, die im Rahmen der Erfindung besonders geeignet sind, sind in der Fig. 1 bis 4 dargestellt, wobei (a) die Matrix und (b) die Segmente bedeuten.Fibers are closed under multicomponent fibers with a matrix and components arranged in multiple segments understand in which the individual segments and the matrix are continuous continuously along the fiber axis are arranged so that the fiber cross-section is substantially the same over the fiber length. It is under the Matrix to understand the component in which the other components are stored or embedded. Examples of fiber cross-sections which are particularly suitable within the scope of the invention are shown in FIGS. 1 to 4 shown, where (a) the matrix and (b) the segments.
Miteinander unverträgliche Polymere bedeutet, daß die Polymere nicht miteinander roischb'T sind und keine chemische Reaktion miteinander eingehen und daß sie insbesondere, wenn sie z. B. in der Schmelze miteinander vermengt oder als Komponenten nebeneinander gemeinsam zu einer Mehrkomponentenfaser versponnen werden, unter den gegebenen Bedingungen eine deutliche Phasengrenze aufweisen. Zu derartigen unverträglichen Polymeren gehören insbesondere Polyamide und Polyester, wobei Polyester auf der Basis von Terephthalsäure im Rahmen der Erfindung bevorzugt werden. Diese beiden Polymeren zeigen in der Schmelze, zumindest innerhalb bestimmter Zeiten auch keine merkliche chemische Reaktionen miteinander, so daß praktisch keine oder kaum Mischpolymere gebildet werden, die die beiden Phasen fester miteinander verkleben würden. Es versteht sich von selbst, daß Austauschreaktionen, die zwischen Polyester und Polyamiden .in der Schmelze innerhalb längerer Zeit auftreten können, außer Betracht bleiben.Polymers incompatible with one another means that the polymers are not compatible with one another and neither are enter into chemical reaction with each other and that they especially when they are z. B. in the melt with each other blended or spun as components next to each other to form a multi-component fiber, have a clear phase boundary under the given conditions. To such incompatible polymers include in particular polyamides and polyesters, with polyesters based on terephthalic acid in the frame of the invention are preferred. These two polymers show in the melt, at least within certain limits At times there were also no noticeable chemical reactions with one another, so that practically no or hardly any mixed polymers are formed, which would glue the two phases together more firmly. It goes without saying that exchange reactions between polyester and polyamides .in the melt within a long time can occur, are disregarded.
Unter organischem Lösungsmittel im Sinne der Erfindung sind chemische Stoffe zu verstehen, die andere Stoffe auf physikalischem Wege zur Lösung bringen können. Es ist nicht erforderlich und sogar unerwünscht, daß das Lösungsmittel eines oder alle Polymeren, aus denen die Mehrkomponentenfasem sich zusammensetzen, selbst lösen. Das Lösungsmittel sollte die Matrixfasern möglichst stark, die Segmente hingegen wenig oder gar nicht schrumpfen lassen.Organic solvents in the context of the invention are chemical substances to be understood that other substances be able to solve it physically. It is not necessary, and even undesirable, that that Solvent one or all of the polymers that make up the multicomponent fibers themselves to solve. The solvent should make the matrix fibers as strong as possible, while the segments should have little or no solvent let it shrink.
Die Nullschrumpftemperaturen können nach einem Verfahren bestimmt werden, das zum Beispiel in Lenzinger Berichte Mai 1976, Folge 40, Seite 22 bis 29 erläutert wird. Dabei sind dynamische Schrumpfkurven von Fäden in dem Lösungsmittel zu bestimmen, das für die Behandlung der Mehrkcmponentenfaser in Frage kommt. Die Extrapo'iation des linearen Teils der dynamischen Schrumpfkurve ergibt als Schnittpunkt mit der Abszisse die Nullschrumpftemperatur. The zero shrinkage temperatures can be determined by a method, for example, in Lenzinger Reports May 1976, Volume 40, Pages 22 to 29 is explained. There are dynamic shrinkage curves of threads in the Determine solvent that is suitable for treating the multicomponent fiber. The extrapo'iation of the linear part of the dynamic shrinkage curve gives the zero shrinkage temperature as the intersection with the abscissa.
Es hat sich gezeigt, daß erfindungsgemäß insbesondere die Lösungsmittel Methylenchlorid, 1,1,2,2-Tetrachloräthan, 1,1,2-Trichloräthan und Chloroform die NuIlschrumpftemperat'.r des Matrixpoiymeren in ausreichender Weise herabsetzen und eine unerwartet günstige Spaltung der Mehrkomponentenfasem bewirken.It has been shown that according to the invention in particular the solvents methylene chloride, 1,1,2,2-tetrachloroethane, 1,1,2-trichloroethane and chloroform the NuIlschumpftemperat'.r of the matrix polymer sufficiently and an unexpectedly favorable Cause cleavage of the multicomponent fibers.
Spalten der Mehrkomponentenfaseni im Sinne der Erfindung bedeutet, daß sich die einzelnen Komponenten, wie sie im Querschnitt einer Mehrkomponentenfaser nebeneinanderliegeü, durch den Einfluß der Behandlung mit dem speziellen erfindungsgemäß eingesetzten Lösungsmittel voneinander trennen. Das heißt, daß die Matrix, wie sie z. B. in den Fig. 1. 2 und 3 wiedergegeben wird, nachColumns of the multi-component phases in the sense of Invention means that the individual components as they are in the cross section of a multi-component fiber lying next to each other, by the influence of the treatment separate from one another with the special solvent used according to the invention. That is, the matrix, like she z. B. is shown in Figs. 1. 2 and 3, after
der Behandlung nicht mehr fest mit den Segmenten verbunden ist, sondern als selbständige Fibrille vorliegt.the treatment is no longer firmly attached to the segments is connected, but exists as an independent fibril.
Es war besonders überraschend, daß organische Flüssigkeiten, welche die Nullschrumpftemperatur von Polyester um mindestens 160! C herabsetzen, d. h. von ca. +80 auf ca. -80 . besonders geeignet sind, ein schnelles und praktisch vollständiges Abtrennen der Matrix von den Segmenten zu bewirken.It was particularly surprising that organic liquids which exceed the zero shrinkage temperature of polyester by at least 160 ! Reduce C, ie from approx. +80 to approx. -80. are particularly suitable for effecting a rapid and practically complete separation of the matrix from the segments.
Wenn auch theoretisch nicht geklärt ist. auf welche Vorgänge dieses unerwartete Trennen zurückzuführen ist. in so ist doch zu vermuten, daß diese Lösungsmittel besonders abrupt und effektiv wirkende Schrumpfkräfte freisetzen, welche die vollständige Trennung der Komponenten bewirken.Even if it has not been clarified theoretically. what processes this unexpected disconnection is due to. in so it can be assumed that these solvents have particularly abrupt and effective shrinkage forces release, which cause the complete separation of the components.
Anscheinend wirken die erfindungsgemäß eingesetzten ^ Flüssigkeiten im wesentlichen nur auf den Polyester, d. h. die Matrixkomponente, so daß eine Spaltung innerhalb weniger Sekunden bis zu einigen Minuten vollständigApparently, the act ^ liquids used in this invention substantially only on the polyester, ie, the matrix component, so that a split to several minutes completely within a few seconds
Mehrkomponentenfasern, die den erfindungsgemäß 2ü erforderlichen Fadenquerschnitt aufweisen, können auf verschiedene Art und Weise hergestellt werden, indem man unter Verwendung entsprechender Düsen bzw. Spinneinrichtungen und Einsatz von z. B. Polyamiden und Polyestern Mehrkomponentenfasern nach dem Schmelz- 2i spinnverfahren herstellt, diese auf übliche Art und Weise verstreckt, so daß sie ein ausreichendes Schrumpfvermögen besitzen. Besonders vorteilhaft lassen sich derartige Mehrkomponentenfasern nach einem Verfahren und mit einer Vorrichtung herstellen, wie sie im deutschen Patent JO 28 03 136 beschrieben werden. Dabei lassen sich Mehrkomponentenfasern mit Querschnitten, wie sie in den Fig. 1. 2 und 6 der erwähnten Anmeldung dargestellt worden sind, gemäß der Erfindung besonders vorteilhaft spalten, das heißt auf eine Weise, daß im wesentlichen eine vollständige Trennung der peripheren Segmente und der Matrix stattfindet.Multi-component fibers which have the thread cross-section required according to the invention can be produced in various ways by using appropriate nozzles or spinning devices and using, for. B. polyamides and polyesters multicomponent fibers by the melt 2i spinning process, these stretched in the usual way so that they have sufficient shrinkage capacity. Such multicomponent fibers can be produced particularly advantageously using a method and a device as described in German patent JO 28 03 136. Multicomponent fibers with cross-sections as shown in FIGS. 1, 2 and 6 of the above-mentioned application can be split particularly advantageously according to the invention, that is to say in a manner that essentially a complete separation of the peripheral segments and the matrix takes place.
Besonders vorteilhaft werden Mehrkomponentenfasern mit Polyestermatrix und peripheren Segmenten aus Polyamid durch Einwirkung des organischen Lösungsmittels -to gespalten.Multi-component fibers with a polyester matrix and peripheral segments made of polyamide are particularly advantageous -to split by the action of the organic solvent.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren tritt bei dem Spalten ein beachtlicher Schrumpf der Matrixfaser auf, der im allgemeinen mindestens 10%. vorzugsweise mindestens 15 bis 25% beträgt.As a result of the method according to the invention, considerable shrinkage of the matrix fiber occurs during splitting, the generally at least 10%. is preferably at least 15 to 25%.
Die Behandlung ist im allgemeinen sehr kurz, und es reicht vielfach eine Zeit von wenigen Sekunden bis einigen Minuten aus, um die gewünschte Spaltung zu erhalten. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung des Lösungsmittels, z. B. Methylenchlorid, brauchen keine Hilfsstoffe eingesetzt zu werden, so (Liß praktisch reine Lösungsmittel ohne Verdünnungsmittel und sonstige Zusätze genommen werden können.The treatment is generally very short, and a time from a few seconds to a few is often sufficient Minutes to get the cleavage you want. When using the solvent according to the invention, z. B. methylene chloride, no auxiliaries need to be used, so (Liß practically pure solvents without Thinners and other additives can be taken.
Die Einwirkung des Methylenchlorid kann bei Zimmertemperatur oder auch bei höheren Temperaturen stattfinden. Es ist ebenfalls möglich, die Behandlung mit Methylenchloridgasen durchzuführen.The action of the methylene chloride can take place at room temperature or at higher temperatures. It is also possible to carry out the treatment with methylene chloride gases.
Im Rahmen der Erfindung lassen sich Faserstnikturen der verschiedensten Art durch Spalten der Mehrkomponentenfaser herstellen. So kann man zum Beispiel lineare Faserstnikturen, das heißt Fasern endlicher Länge herstellen, die die verschiedensten Längen aufweisen können. Es ist möglich, sogenannte Kurzschnittsfasern zu spalten. Auch kann man Stapelfasern mit Längen wie 10, 20, 50, 100 mm und langer spalten. Es ist ebenfalls möglich, Fasern von praktisch endloser Länge, die meist auch als Filamente bezeichnet werden, zu spalten.Fiber structures can be used within the scope of the invention produce the most varied of types by splitting the multicomponent fiber. For example, one can use linear Fiber structures, i.e. fibers of finite length, which can have a wide variety of lengths. It is possible to split so-called short cut fibers. You can also use staple fibers with lengths such as 10, 20, 50, Split 100 mm and longer. It is also possible to use fibers of practically endless length, usually also called Filaments are termed to split.
Die Spaltung der Mehrkomponentenfasern kann nicht nur an Faserstrukturen wie Stapelfasern oder Endlosfäden vorgenommen werden, sondern insbesondere auch an Faserstrukturen, die durch Verarbeitung der Mehrkomponentenfascrn zu textlien und technischen Gebilden erhalten worden sind. Hier sind insbesondere zu erwähnen Gewirke, Gewebe. Geflechte. Gelege und Vliese, vor allem Vliese in regelloser Anordnung der Fasern und genadelte Vliese. Watte, beflockte Unterlagen sowie Gebilde, die auf einer oder beiden Seiten einen Flor aufweisen.The cleavage of the multi-component fibers can not only occur on fiber structures such as staple fibers or continuous filaments are made, but also in particular on fiber structures that are produced by processing the multi-component fibers to textlien and technical structures have been received. Particular mention should be made here Knitted fabrics, woven fabrics. Braids. Nonwovens and nonwovens, especially nonwovens in a random arrangement of the fibers and needled fleece. Wadding, flocked underlays and structures that have a pile on one or both sides exhibit.
Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Maschenwaren, wie Gewirken und Gestricken sowie von Geweben, bei denen zunächst durch Stricken. Wirken oder Weben von noch nicht gespaltenen Mehrkomponentenfasern bzw. Fäden ein entsprechendes Flächengebilde hergestellt wird. Dieses Flächengebilde wird sodann mit dem Lösungsmittel behandelt, so daß die Fasern im textlien Flächengebilde schrumpfen, dabei tritt eine Verdichtung nuf. fl·** sich I1 ;* fJurch 'P.tereSS?.P.te optische Effekte und eine hohe Deckkraft des Gebildes bemerkbar machen. Bei der Behandlung derartiger Faserstrukturen mit dem Lösungsmittel schrumpft die Matrixkomponente und bewirkt eine Spannung bzw. einen Flächenschrumpf, bei dem die Segmentfäden gekrümmt werden und als bogenförmige Ausbuchtungen oberhalb und unterhalb der Flächenebene des Flächengebildes wahrzunehmen sind.The method according to the invention is particularly suitable for the production of knitted goods, such as knitted and crocheted fabrics, and of woven fabrics, in which initially by knitting. Knitting or weaving of not yet split multi-component fibers or threads a corresponding flat structure is produced. This flat structure is then treated with the solvent, so that the fibers in the textile flat structure shrink, but compression only occurs in the process. f l ** l 1 ; * f Jurch 'P.tereSS? .P.te make visual effects and a high opacity of the structure noticeable. When such fiber structures are treated with the solvent, the matrix component shrinks and causes tension or area shrinkage, in which the segment threads are curved and can be perceived as arched bulges above and below the plane of the sheet.
Faserst'.ikturen, wie sie gemäß der Erfindung erhalten werden, können ganz oder teilweise aus den gespaltenen Mehrkomponenten bestehen, d. h., sie können auch andere Faserarten wie übliche Mehrkomponentenfasern, zum Beispiel Polyester und/oder Polyamidfasern, enthalten. Fiber structures as obtained according to the invention can consist wholly or partially of the split multicomponents, d. i.e., you can too other types of fiber such as common multi-component fibers, for example polyester and / or polyamide fibers.
Faserstrukturen wie Flächcngebilde und so weiter, zum Beispiel Gewebe oder Gewirke, können aus Fasern, Garnen oder Fäden aufgebaut sein, die nur Mehrkomponentenfasern enthalten, es können gleichzeitig aber auch Garne und Fäden vorhanden sein, die teils aus Mehrkomponentenfasern teils aus anderen üblichen Fasern bestehen, beispielsweise Schußfäden aus Mehrkomponentenfasern und Kettfäden aus Polyester bei einem Gewebe.Fiber structures such as flat structures and so on, for example woven or knitted fabrics, can be made from fibers, Yarns or threads that only contain multicomponent fibers can be built up, but at the same time Yarns and threads may be present, some of which are made up of multi-component fibers, some of which are made up of other common fibers consist, for example, weft threads made of multi-component fibers and warp threads made of polyester in one Tissue.
Die oben erwähnten Faserstrukturen wie lineare Gebilde, Flächengebilde wie Gewebe, Gewirke, Gelege, Vliese usw. lassen sich nach dem Fachmann bekannten Methoden herstellen. Dabei kann dem Gebilde bereits vor der Behandlung mit dem Lösungsmittel, allein durch die Herstellungsart nach üblichen Techniken wie Texturieren, Nähwirken, Weben und Wirken, Legen, unterschiedliche Bindungen und Fadenzahl eine besondere Musterung oder besondere Effekte verliehen werden, zu denen dann aoch die Auswirkung einer erfindungsgemäßen Behandlung kommen.The above-mentioned fiber structures such as linear structures, flat structures such as woven fabrics, knitted fabrics, non-woven fabrics, Nonwovens etc. can be produced by methods known to the person skilled in the art. The structure can already be in front of it the treatment with the solvent, solely through the production method using conventional techniques such as texturing, Sewing, weaving and knitting, laying, different weaves and thread counts a special pattern or special effects are given, to which then aoch the effects of a treatment according to the invention come.
Man kann auch durch musterförmiges partielles Aufbringen einer geeigneten Paste, z. B. auf der Basis von Polyacrylaten, den Zugang des die Spaltung auslösenden Methylenchlorids verhindern, so daß die Spaltung nur an den nicht mit Pasten versehenen Stellen auftritt.It is also possible to apply them partially in a pattern a suitable paste, e.g. B. based on polyacrylates, access to the cleavage triggering Prevent methylene chloride so that the cleavage occurs only in the areas not provided with pastes.
In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Mehrkomponentenfasern während der Behandlung mit dem Lösungsmittel einer zusätzlichen mechanischen Behandlung zu unterwerfen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß man die Fasern mechanisch bewegt. Als sehr geeignet hat sich auch die gleichzeitige Behandlung mit Ultraschall erwiesen. In some cases it is useful to remove the multicomponent fibers during the treatment with the solvent subject to additional mechanical treatment. This can e.g. B. happen that one the fibers are moved mechanically. Simultaneous treatment with ultrasound has also proven to be very suitable.
Beflockte Unterlagen können auf folgende Weise hergestellt werden: Menrkomponentenfasem einer geeigneten Schnittlänge werden in noch unfixiertem, schrumpf-Flocked underlays can be produced in the following ways: Menromponent fibers of a suitable Cut lengths are still unfixed, shrink-fit
fähigen Zustand nach einer der bei der Flockherstellung üblichen Weise auf eine Unterlage, τ. Β. einem mit einem Kleber versehenen Gewebe, nach elektrostatisch arbeitenden Verfahren ausgebracht.capable state according to one of the usual flock production methods on a base, τ. Β. a fabric provided with an adhesive, applied by electrostatic processes.
Nach Befestigung der Faser auf der Unterlage wird mit dem Lösungsmittel behandelt. Dabei tritt ganz oder teilweise eine Spaltung in Matrix- und periphere Segmentfaser-, JU f.After the fiber has been attached to the base, it is treated with the solvent. It occurs completely or partially split into matrix and peripheral segment fiber, JU f.
Von Vorteil bei diesem Verfahren ist, daß man zum Herstellen eines Flocks aus feinen Fasern bei der in Beflockung größere Stapellängen nehmen kann als das bei üblichen Verfahren möglich ist. da die ungespaltene Faser noch einen gröberen Titer aufweist und der feine Titer erst nach der Beflockung entwickelt wird.The advantage of this process is that in order to produce a flock from fine fibers in the in Flocking can take longer stacks than is possible with conventional methods. there the unsplit fiber still has a coarser titer and the fine titer is only developed after flocking.
Vliese gemäß der Erfindung können in an sich bekannter Weise z. B. durch entsprechendes Legen der Mehrkomponentenfasern hergestellt werden. Das Spalten der Fasern kann vor dem Legen aber auch erst, nachdem bereits das Fiächcrsgcbüdc geformt wurde, erfolgen.Nonwovens according to the invention can be used in a manner known per se, for. B. by placing the appropriate Multi-component fibers are produced. The fibers can be split before laying, but also afterwards the fan assembly has already been formed.
Ist eine Bindung der Fasern an den Kreuzungspunkten 2(i vorgesehen, so erfolgt diese durch Einwirkenlassen von Wärme, z. B. heißem Wasser. Sattdampf, heißer Luft, Kontaktwärme mittels heißer Walzen u. dgl., entweder drucklos oder durch Anwendung von Druck.Is there a binding of the fibers at the crossing points 2 (i provided, this is done by allowing heat, e.g. B. hot water. Saturated steam, hot air, Contact heat by means of hot rollers and the like, either without pressure or by applying pressure.
Zur Bindung der Fasern kann eine der Polymerkomponenten dienen. Besonders geeignet sind Mischpolyamide und Copolyester. Es versteht sich von selbst, daß die Bindungskomponente einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die Nichtbindungskomponente.One of the polymer components can serve to bind the fibers. Mixed polyamides are particularly suitable and copolyester. It goes without saying that the binding component has a lower melting point as the non-binding component.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich mit den :och nicht gespaltenen Mehrkomponentenfasern die üblichen Verarbeitungsschritte wie Auf- und Abspulen, Zwirnen, Weben, Wirken usw. durchführen, ohne daß es dabei zu einer nennenswerten Aufspaltung kommt. Das Aufteilen in Segment- und Matrixfasern kann sodann an der fertigen Faserstruktur im gewünschten Zeitpunkt erfolgen.In the method according to the invention, with the multicomponent fibers that have not been split, the usual processing steps such as winding and unwinding, twisting, weaving, knitting, etc. without it this leads to a notable split. The division into segment and matrix fibers can then be started the finished fiber structure at the desired time.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kein Materialverlust durch Herauslösen von Polymeren auftritt, ist das Verfahren äußerst wirtschaftlich.Since in the method according to the invention there is no loss of material due to the dissolution of polymers the process is extremely economical.
Die erfindungsgemäß hergestellten Faserstrukturen zeichnen sich u. a. auch durch ein hohes Wasserrückhaltevermögen aus. Besonders vorteilhaft bei der Erfindung ist, daß sich Produkte herstellen lassen, die sowohl feinste Titer als auch gröbere Titer enthalten. So lassen sich Faserstrukturen herstellen, in denen die Segmentfasern Titer von 0,1 bis 3 und Matrixfasern mit Titern von 0,5 bis 20 dtex vorhanden sind. Durch eine entsprechende Verteilung der Titergrößen lassen sich besondere Effekte hinsichtlich des Griffs erzielen.The fiber structures produced according to the invention are distinguished, inter alia. also due to a high water retention capacity the end. It is particularly advantageous in the invention that products can be produced which are both extremely fine Titer as well as coarser titer included. In this way, fiber structures can be produced in which the segment fibers Titers of 0.1 to 3 and matrix fibers with titers of 0.5 to 20 dtex are present. With a corresponding Distribution of the titer sizes, special effects can be achieved with regard to the handle.
Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert:The invention is explained in more detail by the following examples:
Aus noch nicht gespaltenen Endlosfiiden gemäß Fig. 2 mit Polyäthylenterephthalat als Matrix- und Polyamid 6 als Segmentkomponenten wird ein Flachstrickstück mit einem Quadratmetergewicht von ca. KM) g/m2 hergestellt. Anschließend wird dieses Rohgwirke ca. 5 min. im Methylenchlorid von 35 C getaucht und im Umluftschrank getrocknet. Die so erhaltene Probe ist vollständig fibrilliert. Da sich die Segmente überwiegend außen an der Ober- und Unterseite des Strickstückes befinden, zeichnet es sich durch erhöhte Deckkraft, einen weichen, voluminösen Griff und durch einen seidigen Glanz aus. A flat knitted piece with a square meter weight of approx. KM) g / m 2 is produced from not yet split endless filaments according to FIG. 2 with polyethylene terephthalate as matrix and polyamide 6 as segment components. This raw knitted fabric is then immersed in methylene chloride at 35 ° C. for about 5 minutes and dried in a circulating air cabinet. The sample obtained in this way is completely fibrillated. Since the segments are mainly located on the outside on the top and bottom of the knitted piece, it is characterized by increased opacity, a soft, voluminous handle and a silky sheen.
Aus einem wie in Beispiel 1 hergestellten Matrix-Segment-Faden gemäß Fig. 2 wird eine zweischienige KctiWirkwarc hergestellt, in der 1. Legeschiene wird dieser Matrix-Segment-Faden mit einem Titer von 50 dtex f 30 in Satinbindung 3-4, in der 2. Legeschiene Polyesterfäden mit einem Titer von 50 dtex f 14 eingesetzt.A matrix segment thread according to FIG. 2 produced as in Example 1 becomes a double-bar thread KctiWirkwarc manufactured, this is in the 1st guide rail Matrix segment thread with a titer of 50 dtex f 30 in a satin weave 3-4, with polyester threads in the 2nd guide rail a titer of 50 dtex f 14 is used.
Nach Velourieren und Reißen schließt sich eine Behandlung in Methylenchlorid von 35° C (5 min Verweilzeit) und darauffolgende Trocknung an. Die ursprünglich ungespaltenen Florfaden fibrillieren.After velor and tearing, treatment in methylene chloride at 35 ° C (5 min residence time) follows. and subsequent drying. Fibrillate the originally unsplit pile threads.
Während die feinen Segmente an der Oberfläche bleiben, schrumpft die dickere Matrix nach innen. Die Ware bekommt einen dichten, weichen Flor mit einem guten Schreibeffekt.While the fine segments remain on the surface, the thicker matrix shrinks inward. the Goods get a dense, soft pile with a good writing effect.
Beispie! 1Example! 1
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Unter Verwendung einer im deutschen Patent 28 03 136 beschriebenen Spinndüse wird aus Polyäthylenterephthalat (relative Viskosität 1,63) und Polyamid 6 (relative Viskosität 2,20) im Gewichtsverhältnis von 75 zu 25 ein Matrix-Segment-Faden des Querschnitts gemäß der Fig. 2 mit einem Titer 50 dtex 15 gesponnen. Der Spinnabzug beträgt 1200 m/min, das Verstreckungsverhältnis beträgt 1 : 3,26. Der Längenschrumpf des Fadens in Methylenchlorid ist ca. 20%. Der so erhaltene Faden wird als 50 cm langer Strang bei 35° C 10 min in Methylenchlorid getaucht, durch Abtupfen mit Filterpapier von Lösungsmittel weitgehendst befreit und sodann bei 80° C im Umlufttrockenschrank getrocknet. Die Fasern sind vollständig fibrilliert.Using a spinneret described in German Patent 28 03 136, polyethylene terephthalate is made (relative viscosity 1.63) and polyamide 6 (relative viscosity 2.20) in a weight ratio of 75 to 25 a matrix segment thread of the cross section according to FIG. 2 with a titer of 50 dtex 15 spun. The spinning take-off is 1200 m / min, the draw ratio is 1: 3.26. The length shrinkage of the thread in methylene chloride is approx. 20%. The thread obtained in this way becomes a 50 cm long strand Immersed in methylene chloride at 35 ° C for 10 min, as far as possible by dabbing with filter paper of solvent freed and then dried at 80 ° C in a circulating air drying cabinet. The fibers are completely fibrillated.
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