DE69113311T2

DE69113311T2 - Verfahren zur Behandlung von Textilmaterialien mittels Hochdruckdüsen.

Info

Publication number: DE69113311T2
Application number: DE69113311T
Authority: DE
Inventors: Robert Bolliand; Andre Vuilhaume
Original assignee: Institut Textile de France
Current assignee: Institut Textile de France
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1991-02-28
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2011-03-01
Also published as: FR2659362B1; ES2080266T3; DK0452163T3; DE69113311D1; EP0452163B1; EP0452163A1; JPH06316859A; US5142753A; FR2659362A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Textilmaterialien oder -artikeln, die aus gewebten oder gestrickten Stoffen hergestellt sind, wobei das Verfahren ein mechanisches Appreturverfahren zur Veränderung ihrer Struktur ist, indem beispielsweise das Volumen vergrößert wird, die Weichheit verbessert wird, ihr Oberflächenaussehen verändert wird.
Es gibt sehr viele mechanische Appreturen, bei denen unterschiedliche Organe zum Einsatz kommen, wobei die genannten Organe und die Art ihres Einsatzes je nach dem gesetzten Zweck gewählt werden: Karden, Walzen zum Rauhen, um einem Fasermaterial ein plüschiges Aussehen zu geben, Walkmaschine, um der Wolle Volumen zu verleihen, Rütteltisch oder sonstige Vorrichtung, um das Material zur Verbesserung der Maßstabilität mechanisch auf ein Hindernis zu werfen, usw Bei all diesen Techniken kommen die mechanischen Organe in Kontakt mit dem Textilmaterial und verändern bei diesem Kontakt die Struktur, die das genannte Material nach dem Weben oder Stricken oder ggf. auch nach der Fertigung des Endprodukts hatte, und zwar meistens durch ein gegenseitiges Verschieben der das Material bildenden Fäden, der Spinnfasern oder der Endlosfasern, aus denen die genannten Fäden bestehen. Meistens geht dieser Kontakt der mechanischen Organe mit einer gewissen Beschädigung des Materials durch Brechen von Fäden oder Fasern einher. Zum anderen kann dieser Kontakt zwischen den Materialien und dem mechanischen Organ zu einem Verschleiß des Organs und damit zu einer fortschreitenden Änderung des erzielten Ergebnisses führen.
Die Hersteller von Fäden haben Fäden aus Endlosfasern aus anhaftenden Mikrofilamenten vorgeschlagen, die durch Sternspinnen oder Lamellenspinnen erzielt werden. Die Materialien, die durch Weben oder Stricken mit solchen Fäden hergestellt werden, werden sodann einer Behandlung zur Vereinzelung der Mikrofilamente unterzogen, so daß das genannte Material so weich ist, sich so anfühlt und das entsprechende Volumen hat wie bei einzelnen Mikrofilamenten.
Diese Vereinzelung der Mikrofilamente wird mittels geeigneter chemischer Verfahren erzielt, bei denen die Matrize, die das Kleben der einzelnen Mikrofilamente gewährleistet, oder die Lamellenzwischenfläche oberflächlich angegriffen wird. Es handelt sich insbesondere um Behandlung mit Natriumkarbonat, wenn die Mikrofilamente aus Polyester bestehen.
Derartige chemische Behandlungen haben zahlreiche Nachteile: Es ist schwierig, alle Parameter vollkommen unter Kontrolle zu halten, um eine einheitliche Behandlung zu erzielen (Behandlungsdauer, Temperatur, Konzentration des Tauchbades); das so behandelte Material verliert aufgrund seiner teilweisen Auflösung an Gewicht: die Behandlungen dauern lange und sind aufwendig.
Im folgenden werden mit dem allgemeinen Begriff "Material" alle Formen von gewebten oder gestrickten Stoffen bezeichnet: Gewebtes oder Gestricktes von der Maschine in der Form eines sehr langen Bandes, ein von einem solchen Band abgeschnittener Teil oder ein Konfektionsartikel.
Das Ziel, das sich der Anmelder gesetzt hat, besteht darin, eine vereinfachte Behandlung von Textilmaterialien vorzuschlagen, durch die nicht nur deren Struktur verändert wird, ohne Brüche von Endlosfasern in den Fasern zu verursachen, aus denen das behandelte Material oder der behandelte Artikel besteht, sondern auch in Anbetracht dessen, daß die sie bildenden Fäden Endlosfasern aus anhaftenden Mikrofilamenten sind, die Vereinzelung der Mikrofilamente erzielt wird. Dieses Ziel wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vollkommen erreicht. Das genannte Verfahren besteht darin, ein auf einem Traggitter aufliegendes Textilmaterial, wobei das genannte Material teilweise oder ganz aus Endlosfaser-Fäden mit anhaftenden Mikrofilamenten besteht, durch Einwirkung von Wasserstrahlen mit einem Druck von mindestens 4 x 10&sup6; Pa zu behandeln, wobei durch die Einwirkung der Wasserstrahlen die Mikrofilamente voneinander gelöst werden.
Es sind natürlich aus den Schriften EP-A-10.546 und EP-A-193 0378 Behandlungen von Textilmaterialien bekannt, bei denen die genannten Materialien der Einwirkung von Wasserstrahlen mit hohem Druck ausgesetzt werden.
In der Schrift EP-A-193 078 soll die Einwirkung der Wasserstrahlen die Faserstruktur eines Gewebes aus anorganischen Fasern zur Verstärkung von Harz, insbesondere für die Platten von gedruckten Schaltungen, offener machen.
In der Schrift EP-A-10 546 hat die Einwirkung der Wasserstrahlen zum Zweck, dem Stoff das atlasartig glänzende Aussehen von natürlichem Wildleder zu verleihen. Die Möglichkeit der Verwendung von Verbundfasern mit anhaftenden Mikrofilamenten ist vorgesehen, jedoch wird in diesem Fall der Stoff vor der Einwirkung der Wasserstrahlen verschiedenen Behandlungen unterzogen, die dazu gedacht sind, die Mikrofilamente zu vereinzeln, wie Relaxation in einem heißen Wasserbad Trocknen, Schaben, thermische Fixierung.
So kommt dem Anmelder das Verdienst zu, nachgewiesen zu haben, daß die Einwirkung von Wasserstrahlen mit einem Druck von mindestens 4 x 10&sup6; Pa geeignet ist, zusätzlich zur eigentlichen Veränderung der Struktur die Einheits-Mikrofilamente ohne Brechen der Mikrofilamente voneinander zu lösen: Die Einheits-Mikrofilamente der Endlosfasern werden voneinander gelöst, wenn es sich um Lamellengesponnenes handelt, und von der Matrize gelöst, wenn es sich um Sterngesponnenes handelt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine absolut wiederholbare Wirkung erzielt werden, da es sich um einfache Einstellungen der physikalischen Bedingungen handelt: insbesondere Geschwindigkeit des Gitters, Druck der Wasserstrahlen.
Vorzugsweise wird das Traggitter unter mehreren Rampen hindurch, die jeweils eine Anordnung von Einspritzdüsen für Wasserstrahlen unter hohem Druck aufweisen, kontinuierlich verfahren, wobei der Wasserdruck von einer Rampe zur nächsten gleichbleibend oder unterschiedlich sein kann. Vorteilhafterweise wird das Material der Einwirkung von Wasserstrahlen mit immer höherem Druck ausgesetzt.
Beispielsweise wird bei einer Fahrtgeschwindigkeit des Materials von 20 bis 100 m/mn dieses nacheinander der Einwirkung von vier Wasserstrahl-Einspritzrampen mit Druckeinstellungen ausgesetzt, die von 4 x 10&sup6; bis 20 x 10&sup6; Pa gestuft sind.
Bestimmte Fasern, aus denen das Material besteht, sind beispielsweise Verbundfasern aus Endlosfasern mit anhaftenden Mikrofilamenten, die durch Sternspinnen hergestellt werden, wobei jede Endlosfaser eine Feinheit von etwa 2dtex hat und aus 6 bis 8 Einheits-Mikrofilamenten aus Polyester von 0,2 bis 0,4 dtex besteht, die mittels einer Polyamidmatrize zusammengefügt sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen deutlicher aus der folgenden Beschreibung mehrerer Behandlungen von Textilmaterial durch Hochdruckwasserstrahlen hervor, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, wobei
- Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Behandlungseinrichtung ist,
- die Figuren 2A und 2B schematische Perspektivansichten einer durch Sternspinnen hergestellten Endlosfaser mit anhaftenden Mikrofilamenten vor der Behandlung (Fig. 2A) und nach der Behandlung (Fig. 2B) zeigen,
- Fig. 3 eine schematische Querschnittansicht einer Endlosfaser mit anhaftenden Mikrofilamenten ohne Matrize zeigt,
- Fig. 4 eine schematische Querschnittansicht einer Endlosfaser mit lamellenförmigen anhaftenden Mikrofilamenten zeigt.
Die im folgenden beschriebene Behandlungseinrichtung 1 eignet sich insbesondere für gewebte oder gestrickte Textilmaterialien, die in Form von Rollen 2 mit Endlosbändern aufgewickelt sind. Diese Einrichtung 1 besteht aus einer Einheit von Mitteln für die Positionierung und den Transport des Materials 3, als da sind, von vorne nach hinten gesehen: eine durch einen nicht dargestellten Motor angetriebene Welle 4, auf der die Rolle 2 sitzt, Spannrollen 5, ein Traggitter 6, das aus einem Endlosband besteht, das um zwei mit gleicher linearer Geschwindigkeit wie die Welle 4 angetriebene Rollen 7, 8 läuft und zwischen diesen gespannt ist, wobei das Material 3 auf dem oberen Teil 6a des Gitters 6 liegt, und schließlich eine Umlenkrolle 9, die mit einer Welle 10 zum Aufwickeln der von dem behandelten Material 3 gebildeten Rolle 11 zusammenwirkt.
Zur Vereinfachung wurden in Fig. 1 nur zwei Rampen 12, 13 zum Einspritzen von unter hohem Druck stehenden Wasser dargestellt. Jede Rampe wird durch eine Pumpe 14, 15 versorgt die mit einstellbarem Druck von 4 x 10&sup6; Pa (40 Bar) bis über 20 x 10&sup6; Pa (200 Bar) arbeiten kann. Jede Rampe 12, 13 besteht aus einer Platte, die eine Anordnung von durchgehenden Löchern aufweist, die als Einspritzdüsen 16 dienen und einerseits über die gesamte Nutzbreite des Gitters 6 in einem Abstand von einer Öffnung alle 2 mm und andererseits in mehreren Reihen verteilt sind, als Beispiel wurden in Fig. 1 drei Reihen dargestellt, Das unter Mochdruck stehende Wasser aus den Einspritzdüsen 16 tritt in extrem dünnen Strahlen mit einem Durchmesser in der Größenordnung von 100 bis 150 Mikrometer aus.
Ansaugkästen 17, 18 sind gegenüber den Einspritzrampen 12, 13 unter dem oberen Teil 6a des Gitters 6 angeordnet, während die Rampen sich oberhalb dieses oberen Teils 6a befinden, wobei die Düsen 16 im rechten Winkel zu der Ebene des genannten oberen Teils 6a und damit zu dem Material 3 gerichtet sind.
Das Traggitter 6 ist ein Metallgitter mit 100 mesh (d. h. 100 Maschen pro Zoll), das aus Draht mit 200 Mikrometer Durchmesser besteht.
Ein Trocknungstunnel 19 ist auf der Bahn des behandelten Materials 3 nach der Ausgangsrolle 8 und vor der Umlenkrolle 9 angeordnet.
Es wurde ein Polyestergewebe von ca. 130 g/m² mit einem herkömmlichen Faden von 90 dtex aus 136 Endlosfasern als Kettfaden und mit einem Faden aus Endlosfasern mit anhaftenden Mikrofilamenten als Schußfaden, der durch Stern-Spinnen hergestellt wurde, behandelt. Ein solcher Faden ist in Fig. 2A dargestellt. Er enthält sechs Einheits-Mikrofilamente 20 aus Polyester; jedes Mikrofilament 20 hat im Querschnitt die Form eines Orangenschnitzes, die sechs Mikrofilamente 20 werden durch eine Matrize 21 aus Polyamid voneinander getrennt, die sechs Flügel 22 aufweist, die symmetrisch um die Längsachse 23 verteilt in radialer Richtung verlaufen. Jedes Einheits-Mikrofilament 20 aus Polyester hat eine Titrierung von 0,2 bis 0,4 dtex.
Die Behandlung des obengenannten Gewebes wurde mit 20 m/mn mir einem Durchlauf unter vier Einspritzrampen hindurch ausgeführt, wobei das Wasser unter 6 x 10&sup6; Pa, 8 x 10&sup6; Pa, 20 x 10&sup6; Pa bzw. 20 x 10&sup6; Pa stand.
Nach einer solchen Behandlung ist zu bemerken, daß die Einheits-Mikrofilamente 20 unter dem auftreffenden Wasserstrahl von der Matrize 21 abgelöst wurden, wie in Fig. 2B dargestellt. Es ist hingegen weder an den Mikrofilamenten 20 noch an der Matrize 21 eine Beschädigung festzustellen; das Gewebe hat also nicht an Gewicht verloren.
Die kombinierte Wirkung der Vereinzelung der Einheits-Mikrofiiamente 20 und des Verschiebens der genannten Mikrofilamente 20 zueinander ebenfalls aufgrund der Einwirkung der Wasserstrahlen verleiht dem Gewebe eine sehr große Weichheit und eine sehr große Dichtigkeit. Die Dichtigkeit entspricht der Verteilung der Endlosfasern und der Mikrofilamente im Verhältnis zum Volumen des Gewebes.
Es gibt andere Arten von Fasern mit anhaftenden Mikrofilamenten, insbesondere die in in den Figuren 3 und 4 dargestellten. In Fig. 3 wurde ein Faden ohne Kern dargestellt, d. h. daß die Matrize zum Kleben der vier Mikrofilamente 24 aus Polyester von vier Mikrofilamenten 25 aus Polyamid gebildet werden, die an zwei aufeinanderfolgenden Mikrofilamenten 24 aus Polyester haften.
In Fig. 4 wurde ein lamellenförmiger Faden dargestellt, bei dem die Mikrofilamente 26 aus Polyester Längsabschnitten einer Endlosfaser mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt entsprechen. Die selbsttätige Haftung der vier Mikrofilamente 26 aneinander wird aufgrund dessen erzielt, daß die vier Lamellen beim Spinnen erst nach einer gewissen Abkühlzeit des Polyesters zusammengefügt werden.
Die mit Fasern mit anhaftenden Mikrofilamenten hergestellten Textilmaterialien, wie sie oben beschrieben sind, wurden in der Einrichtung 1 behandelt. Es wurde ebenfalls festgestellt, daß die Mikrofilamente 24, 26 unter dem auftreffenden Wasserstrahl ohne Beschädigung vereinzelt wurden.
Die Erfindung ist nicht auf die Behandlungen beschränkt die als nicht einschränkende Beispiele beschrieben wurden, sondern deckt alle deren Varianten ab.
Es wird deutlich, daß die Erfindung auf der Anwendung von Wasserstrahlen mit einem Druck von mindestens 4 x 10&sup6; Pa (40 Bar) zur Veränderung der Struktur von gewebten oder gestrickten Textilmaterialien beruht, deren sie bildende Fäden bereits miteinander verbunden sind. Diese Veränderung der Struktur besteht in der mechanischen Vereinzelung und dem Verschieben von Mikrofilamenten zueinander, die vor der Behandlung und beim Weben oder Stricken im Faden eine gewisse Haftung aneinander aufwiesen.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung eines teilweise oder ganz aus Endlosfaser-Fäden mit anhaftenden Mikrofilamenten bestehenden Textilmaterials, das dazu bestimmt ist, die genannten Mikrofilamente abzulösen, und darin besteht, das genannte Material, das auf einem Traggitter aufliegt, der Einwirkung von Wasserstrahlen mit einem Druck von mindestens 4 X 10&sup6; Pa auszusetzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material sich aufgrund des sich in kontinuierlicher Fahrt befindlichen Traggitters (6) unter mehreren Einspritzrampen (12, 13) mit einstellbarem Druck vorbeibewegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrtgeschwindigkeit zwischen 20 und 100 m/mn beträgt und das Material (3) sich unter mindestens vier Einspritzrampen vorbeibewegt, deren Druckeinstellungen von 4 X 10&sup6; bis 20 x 10&sup6; Pa gestuft sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstrahlen einen Durchmesser von 100 bis 150 Mikrometern haben.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlosfasern mit anhaftenden Mikrofilamenten aus sechs bis acht Einheits-Mikrofilamenten von 0,2 bis 0,4 dtex bestehen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Anbetracht dessen, daß die Endlosfaser-Fäden mit anhaftenden Mikrofilamenten durch Stern-Spinnen hergestellt werden, die Einheits-Mikrofilamente aus Polyester und die Matrize aus Polyamid bestehen.