EP1959035A1 - Method and device for producing spliceable fibres and use thereof - Google Patents

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EP1959035A1
EP1959035A1 EP08002078A EP08002078A EP1959035A1 EP 1959035 A1 EP1959035 A1 EP 1959035A1 EP 08002078 A EP08002078 A EP 08002078A EP 08002078 A EP08002078 A EP 08002078A EP 1959035 A1 EP1959035 A1 EP 1959035A1
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EP
European Patent Office
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polymer components
cross
polymer
equal
distributor
Prior art date
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EP08002078A
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German (de)
French (fr)
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EP1959035B1 (en
Inventor
Norbert Goffing
Engelbert Löcher
Ararad Emirze
Klaus Klein
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Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
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Publication date
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Application filed by Carl Freudenberg KG filed Critical Carl Freudenberg KG
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Application granted granted Critical
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
    • D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers

Definitions

  • the invention relates to a process and an apparatus for producing spliceable fibers by means of a melt spinning process using at least two mutually incompatible polymer components, spliceable fibers prepared by the process and their use.
  • polyamide 6.6 as one of the polymers used is associated with a high cost of the starting material.
  • this raw material requires drying of the raw material, causes an electrostatic charge during the spinning process and tends to yellow under the action of light and heat.
  • the weight ratio of the polymer components used can be varied predominantly in the ratio of from 30:70 to 70:30, since otherwise separate polymer segments will no longer be obtained and thus splicing into microfibers becomes difficult or even impossible.
  • the document DE 101 15 185 A1 describes a process for making spliceable fibers from incompatible polymer components A and B, respectively, which reduces a reduction of the amount of polymer component B to 5 to 25% by weight by incorporating the polymer components A and B in a molten state into a spinner, distributed to groups of filaments, every second Elemantarfaden with a polymer component B at least partially coated, combined in spinnerets to the spliceable fibers and subsequently stretched.
  • the polymer component B as a component with the lower weight fraction thus remains as a boundary layer or thin skin to be separated later, back.
  • the division of the polymer melt streams of lower weight components (minor components) and higher weight components (major components) into many individual streams that together form the multicomponent fiber is generally done directly above the spin capillary.
  • the tendency of the otherwise incompatible or incompatible polymers for splicing is greatly reduced. In extreme cases, this can lead to fibers of actually incompatible polymers still can not be mechanically spliced, in particular by means of water jets. In such a case, the circulating component may at best be removed by means of a solvent.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus for producing spliceable fibers by means of a melt spinning process, with which it is possible to conduct the melt streams of the two or more incompatible (incompatible) polymer components during the melt spinning process in that a flow of the individual polymer streams through another polymer stream or an intermingling of the different polymer streams, especially with strongly differing proportions by weight of the polymer components is prevented.
  • this object is achieved according to the invention by arranging the at least one spin capillary distributor bores, the cross sectional area of the at least one distributor borehole assigned to a respective polymer component being dependent on the volume flow of the respective Polymer component is adjusted.
  • fibers By fibers is meant here staple fibers, continuous fibers or filaments. Also yarn spun fibers are included. The fibers can also be combined into nonwovens, in particular nonwoven webs, the nonwovens.
  • the cross-sectional area of the distributor bore assigned to a respective polymer component is adjusted so that the flow or flow rate of all relevant polymer components is equal to a deviation of 0 to less than or equal to 20%, preferably equal to or less than 10%.
  • the ratio of the sum of the cross-sectional areas of the distributor bores associated with a respective polymer component to the sum of the cross-sectional areas of the distributor bores associated with another polymer component is set such that it corresponds to the volume flow ratio of the polymer components used with a deviation of 0 to less than or equal to 20%, preferably equal or less than 10%.
  • the volume flow ratio is preferably not equal to 1.
  • the flow or flow velocities of all relevant polymer streams are set at least approximately equal, so that clearly separate segments formed, preferably from segments of equal cross-sectional shape, even with preferably selected for the process weight ratios of 80:20 to 97: 3 of two incompatible with each other Polymer components, even with mechanical methods, in particular by water jets, are particularly easy splice.
  • the minimum amount of equal to or less than 20 wt .-%, preferably equal to or less than 15, 10 or 5 wt .-% or up to 3 wt .-%, of a component, in particular of relatively expensive polymers, such as polyamide 6.6 the cost of starting materials and end products of multicomponent fibers can be reduced. Furthermore, undesirable properties of a component, such as yellowing, can be reduced by using only a minimal amount of this component. Also, the significant reduction in polymer content and / or the clear segmentation of the polymer components in the fibers can improve recyclability.
  • the process is designed in a preferred embodiment just for a desired uniform melt distribution of polymers in which the viscosity ratio of the polymer components of 1: 1 to 10: 1, preferably from 1: 1 to 7: 1 and more preferably from 1: 1 to 4: 1.
  • the method is also suitable for the production of various cross-sectional shapes of the multicomponent fibers.
  • the distribution wells are arranged in a circle, in particular to produce hollow fibers.
  • star-shaped or arranged in a series distribution wells are preferably selected.
  • the arrangements and the cross-sectional shapes of the distributor bores are preferably adapted to those of the spinning capillaries.
  • the polymer components which are incompatible with one another are preferably assigned to the respective distributor bores alternately individually or in blocks alternately, and the polymer components of one type are assigned to the respective distributor bores, preferably in equal blocks.
  • thermoplastic polymers selected from polyesters Polyethylene terephthalate (PET), of polyolefins, preferably polyethylene (PE) and / or polypropylene (PP), from polylactates and / or from polyamides (PA) used as components.
  • PET Polyethylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • PA polyamides
  • incompatible (incompatible) polymer components are selected, preferably PET and PP, PET and PA6, PET and PA6.6, or PP and PE.
  • the desired properties of the multicomponent fibers can be precisely controlled.
  • a polymer component having a lower melting temperature is preferably used as the polymer component with a lower proportion by weight.
  • a polymer component with a smaller proportion by weight is used as the adhesive or binding component.
  • the cross-sectional area of a respective distributor bore is advantageously varied by replacement and / or addition of components.
  • the invention further relates to splittable fibers prepared by a method as set forth above.
  • the splittable fibers produced in particular by the above method have at least two incompatible polymer components, wherein the minimum amount of a polymer component is equal to or less than 20% by weight, preferably equal to or less than 10% by weight, more preferably equal to or less 5 wt .-%, most preferably up to 3 wt .-%, and wherein the individual polymer components are composed of clearly separated segments, preferably from segments of equal cross-sectional shape for each type of polymer components.
  • the minimum amount of a polymer component is equal to or less than 20% by weight, preferably equal to or less than 10% by weight, more preferably equal to or less 5 wt .-%, most preferably up to 3 wt .-%
  • the individual polymer components are composed of clearly separated segments, preferably from segments of equal cross-sectional shape for each type of polymer components.
  • the spliceable fibers produced by the abovementioned process are used for producing nonwovens, in particular filters, clothing, hygiene or cleaning products or tufted products, in particular carpet carriers.
  • a further object of the invention is to provide an apparatus for producing spliceable fibers, with which it is possible to conduct the melt streams of the two or more incompatible polymer components in the melt spinning process so that flow of the individual polymer streams through another polymer stream or into one another the various polymer streams is prevented even with greatly differing proportions by weight of the polymer components.
  • the minimum fraction of a polymer component is in particular equal to or less than 20% by weight, preferably equal to or less than 10% by weight, particularly preferably equal to or less than 5% by weight, very particularly preferably up to 3% by weight.
  • the device has distributor bores upstream of the spin capillaries, the cross-sectional area of the at least one distributor bore assigned to a respective polymer component being adapted to the volume flow of the respective polymer components.
  • the ratio of the sums of the cross-sectional areas of the distributor bores assigned to a respective polymer component preferably corresponds at least approximately to the volume flow ratio of the polymer components used with a deviation of 0 to less than or equal to 20%, preferably equal to or less than 10%.
  • the number of distributor bores associated with a respective polymer component and the size of the cross-sectional areas of the distributor bores associated with a respective polymer component are adapted to the volume flow ratio of the relevant polymer components such that the flow or flow rate of all relevant polymer components is substantially the same, that is with a deviation of 0 to less than or equal to 20%, preferably equal to or less than 10%.
  • the distributor bores accordingly have round, arcuate, slot-shaped, star-shaped and / or angular, in particular triangular or quadrangular, cross-sectional shapes.
  • the distributor bores are advantageously arranged in a circle. Also star-shaped or in one Row arranged distribution holes are provided depending on the desired cross-sectional shape of the spliceable fibers.
  • the distributor bores are individually assigned alternately or in blocks alternately to the respective polymer components, wherein the distributor bores for one type of polymer components are particularly preferably arranged in blocks of equal size.
  • the cross-sectional area of a respective distributor bore is variable by replacement and / or addition of components.
  • Splittable multicomponent fibers are usually produced by spinning two or more polymers from spinning capillaries from one spinneret. At the interfaces of two polymer components, the individual components can be separated from each other after the fibers have been spun off and cooled.
  • FIG. 1 are known circularly arranged round distributor bores 6 with the same cross-sectional area for flow for mutually incompatible polymer components, for example for the polymer components A and B shown, wherein the polymer components A and B are individually distributed alternately on the distributor bores 6 according to the arrangement (AB) n, where n is an integer equal to or greater than 1
  • the polymer component B flows apart because of their greater flow velocity and displaces or encloses in the sequence of the polymer component A.
  • This flow formation of the polymer component B (dotted arrow) and the polymer component A (solid arrow) is schematically in FIG. 2 shown.
  • a melt spinning method or a melt spinning device 2 is provided, in which distributor bores 6 arranged upstream of the spin capillaries 4 are used whose arrangement and configuration are specific to the used polymer components is tuned.
  • cross-sectional areas of the distributor bores 6 associated with a respective polymer component are adapted to one another with respect to the volume flow of the relevant polymer components.
  • the flow or flow rate of all the relevant polymer components is adjusted by a corresponding adjustment of the distribution holes 6 with respect to the number of a respective polymer component associated distribution holes 6 and with respect to the size of the cross-sectional areas of a respective polymer component associated distribution holes 6 at least approximately equal.
  • This flow education is exemplified by the polymer component B (dotted arrow) and the polymer component A (solid arrow) schematically in FIG. 3 shown.
  • the ratio of the sum of the cross-sectional areas of the distributor bores 6 assigned to a respective polymer component to the sum of the cross-sectional areas of the distributor bores 6 assigned to another polymer component is set such that it at least approximately corresponds to the volume flow ratio of the relevant polymer components, ie with a deviation from 0 to less than or equal to 20%, preferably equal to or less than 10%.
  • equal distribution holes 6, that is, with equal cross-sectional areas, with a number in the ratio 1: 4 with the block-alternating arrangement A BBBB A BBBB ... optimally for a uniform Flow rate of the polymer components A and B through the associated distributor bores 6.
  • FIG. 4 In the case of circular distribution holes 6 having circular cross-sectional shapes, such a configuration is shown in FIG. 4 shown.
  • FIG. 5 In the case of circular distributor bores 6 with angular cross-sectional shapes for the distributor bores 6 assigned to the polymer components A (gray) and B (black), such an embodiment is shown in FIG FIG. 5 shown.
  • the number of distributor bores 6 assigned to the polymer components A and B is the same, and the size of the cross-sectional areas of the distributor bores 6 assigned to the polymer component B is 4 times the size of the cross-sectional areas of the distributor bores 6 assigned to the polymer component A.
  • the polymer components A and B assigned to the respective distributor bores 6 in particular individually alternately.
  • FIG. 6 In the case of circular distribution holes 6 having circular cross-sectional shapes, such a configuration is shown in FIG FIG. 6 shown.
  • FIG. 7 A plan view of a preferred embodiment of circularly arranged distributor bores 6 with round cross-sectional shapes for polymer component A and with combined slot-shaped and arcuate cross-sectional shapes for polymer component B is shown in FIG. 7 shown.
  • any other embodiments are provided with combinations of any volume flow ratios with adapted distributor bores 6 with respect to the number and size of the cross-sectional areas in any cross-sectional shapes.
  • FIG. 8 shows a perspective side view of a device 2 according to the invention for producing spliceable fibers 1 from two together incompatible polymer components A and B, in which the spinning capillary 4, the distributor bores 6 are connected upstream.
  • the ratio of the sums of the cross-sectional areas of the distributor bores 6 associated with the polymer component streams A (gray) and B (black) at a volume flow ratio of the polymer components A (gray) and B (black) is 1: 3, corresponding to 1: 3.
  • distributor bores 6 are optimal for a uniform flow velocity of the polymer components A and B (s. FIG. 3 ).
  • the polymer components flow through the aforementioned distribution holes 6 at at least approximately the same flow rate, so that multicomponent fibers 1 produced therefrom with minimum proportions of a polymer component equal to or less than 20% by weight, preferably equal to or less than 10% by weight, are particularly preferably equal to or less than 5 wt .-% or up to 3 wt .-% clearly separated segments 8, 10 have, in particular with the same cross-sectional shape, as in FIG. 9 shown by way of example the stated polymer components A (gray) and B (white).
  • cross-sectional shapes are particularly suitable for splicing itself by mechanical methods, in particular by water jets.

Abstract

The method for the production of splicable fibers by a melt spinning process under using two polymer components incompatible with one another, comprises connecting distributor bores (6) to a spinning capillary (4) in the polymer components and adjusting the cross-sectional areas of the distributor bores arranged to the respective polymer component dependent on the volumetric flow rate of the respective polymer component, so that the ratio of the sum of the cross-sectional areas of the distributor bores corresponds to the volumetric flow ratio of the used components among one another. The method for the production of splicable fibers by a melt spinning process under using two polymer components incompatible with one another, comprises connecting distributor bores (6) to a spinning capillary (4) in the polymer components and adjusting the cross-sectional areas of the distributor bores arranged to the respective polymer component dependent on the volumetric flow rate of the respective polymer component, so that the ratio of the sum of the cross-sectional areas of the distributor bores corresponds to the volumetric flow ratio of the used components among one another or is equal with a deviation of = 10%. The volumetric flow ratio is less than 1. A portion of 3 wt.% is deployed as minimum portion of the polymer components. The distributor bores are arranged in circular, star-shaped and/or in a row manner. The polymer components are individually arranged alternating or block-by-block alternating to the respective distributor bores with one another. The respective distributor bores are arranged in equally large blocks. The polymer components having small weight portion are deployed as polymer components with a low melting temperature and are deployed for the production of splicable fibers or filaments as adhesive- or binding components. The cross-sectional areas of the respective distributor bores are varied by exchange and/or additive of construction units. Independent claims are included for: (1) splicable fibers produced by a melt spinning process under using two polymer components incompatible with one another; and (2) device for the production of splicable fibers by a melt spinning process under using two polymer components incompatible with one another.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung spleißfähiger Fasern mittels eines Schmelzspinnprozesses unter Verwendung von mindestens zwei miteinander unverträglichen Polymerkomponenten, nach dem Verfahren hergestellte spleißfähige Fasern und deren Verwendung.The invention relates to a process and an apparatus for producing spliceable fibers by means of a melt spinning process using at least two mutually incompatible polymer components, spliceable fibers prepared by the process and their use.

Stand der TechnikState of the art

Aus den Dokumenten EP 0 413 688 , US 5,562,930 und FR 2 647 815 sind Verfahren und Vorrichtungen für die Herstellung von spleißfähigen Fasern mittels eines Schmelzspinnprozesses unter Verwendung von mindestens zwei miteinander unverträglichen (inkompatiblen) Polymerkomponenten bekannt. Dabei werden die einzelnen Polymerschmelzströme durch Verteilerplatten innerhalb eines Spinnkopfes so geführt, dass die aus dem Spinnkopf austretenden Fäden aus mehreren Elementarfäden der jeweiligen Polymere bestehen, die jeweils alternierend - im Querschnitt des Fadens betrachtet - angeordnet sind.From the documents EP 0 413 688 . US 5,562,930 and FR 2 647 815 For example, methods and apparatus for the production of spliceable fibers by means of a melt spinning process using at least two incompatible (incompatible) polymer components are known. The individual polymer melt streams are guided by distributor plates within a spinning head so that the threads emerging from the spinning head consist of several filaments of the respective polymers, which are each arranged alternately - viewed in cross-section of the thread.

Insbesondere die Verwendung von Polyamid 6.6 als eines der eingesetzten Polymere ist mit einem hohen Kostenaufwand für das Ausgangsmaterial verbunden. Zusätzlich macht dieser Ausgangsstoff eine Trocknung des Rohstoffes erforderlich, verursacht eine elektrostatische Aufladung während des Spinnprozesses und neigt zur Vergilbung unter Einwirkung von Licht und Wärme.In particular, the use of polyamide 6.6 as one of the polymers used is associated with a high cost of the starting material. In addition, this raw material requires drying of the raw material, causes an electrostatic charge during the spinning process and tends to yellow under the action of light and heat.

Es besteht daher das Bedürfnis, den Mengenanteil einer Polymerkomponente, insbesondere des Polyamidanteils, in den spleißfähigen Fasern stark zu verringern.There is therefore a need to greatly reduce the proportion of a polymer component, in particular the polyamide content, in the spliceable fibers.

Mit den bekannten Verfahren kann jedoch das Gewichtsverhältnis der eingesetzten Polymerkomponenten zueinander überwiegend im Verhältnis von 30 : 70 bis 70 : 30 variiert werden, da sonst keine getrennten Polymersegmente mehr erhalten werden und damit eine Spleißung in Mikrofaser schwierig oder sogar unmöglich wird.With the known methods, however, the weight ratio of the polymer components used can be varied predominantly in the ratio of from 30:70 to 70:30, since otherwise separate polymer segments will no longer be obtained and thus splicing into microfibers becomes difficult or even impossible.

Das Dokument DE 101 15 185 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung spleißfähiger Fasern aus miteinander unverträglichen bzw. inkompatiblen Polymerkomponenten A und B, mit dem eine Reduktion des Anteils an Polymerkomponente B auf 5 bis 25 Gew.-% reduziert wird, indem die Polymerkomponenten A und B schmelzflüssig in einen Spinnkopf eingebracht, zu Gruppen von Elementarfäden verteilt, jeder zweite Elemantarfaden mit einer Polymerkomponente B zumindest teilummantelt, in Spinndüsen zu den spleißfähigen Fasern vereinigt und nachfolgend verstreckt werden. Die Polymerkomponente B als Komponente mit dem geringeren Gewichtsanteil bleibt somit als Grenzschicht bzw. dünne Haut, an der später getrennt werden soll, zurück.The document DE 101 15 185 A1 describes a process for making spliceable fibers from incompatible polymer components A and B, respectively, which reduces a reduction of the amount of polymer component B to 5 to 25% by weight by incorporating the polymer components A and B in a molten state into a spinner, distributed to groups of filaments, every second Elemantarfaden with a polymer component B at least partially coated, combined in spinnerets to the spliceable fibers and subsequently stretched. The polymer component B as a component with the lower weight fraction thus remains as a boundary layer or thin skin to be separated later, back.

Die Aufteilung der Polymerschmelzströme von Komponenten mit geringerem Gewichtsanteil (Minorkomponenten) und von Komponenten mit höherem Gewichtsanteil (Majorkomponenten) in viele Einzelströme, die zusammen die Mehrkomponentenfaser bilden, geschieht im Allgemeinen direkt oberhalb der Spinnkapillare.The division of the polymer melt streams of lower weight components (minor components) and higher weight components (major components) into many individual streams that together form the multicomponent fiber is generally done directly above the spin capillary.

Wenn bei herkömmlichen Spinndüsenpaketen die Anteile zweier Komponenten stark voneinander abweichen, neigt die Majorkomponente vielfach dazu, im schmelzflüssigen Zustand noch innerhalb der Düse die andere Komponente (Minorkomponente) zu umfließen und dadurch eine geschlossene Außenhülle zu bilden.In conventional spinneret packages, when the proportions of two components are widely different, the major component tends to still flow around the other component (minor component) within the nozzle when molten, thereby forming a closed outer shell.

Durch das Umfließen einer der Komponenten bzw. das Ineinanderlaufen der Komponenten untereinander wird die Neigung der ansonsten unverträglichen bzw. inkompatiblen Polymere zum Aufspleißen stark reduziert. Im Extremfall kann dies dazu führen, dass Fasern aus eigentlich nicht verträglichen Polymeren dennoch nicht mehr mechanisch, insbesondere mittels Wasserstrahlen, gespleißt werden können. In einem solchen Fall kann die umfließende Komponente bestenfalls mittels eines Lösungsmittels entfernt werden.By flowing around one of the components or the mutual mixing of the components with each other, the tendency of the otherwise incompatible or incompatible polymers for splicing is greatly reduced. In extreme cases, this can lead to fibers of actually incompatible polymers still can not be mechanically spliced, in particular by means of water jets. In such a case, the circulating component may at best be removed by means of a solvent.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung spleißfähiger Fasern mittels eines Schmelzspinnprozesses bereitzustellen, mit dem bzw. mit der es möglich ist, die Schmelzströme der beiden oder mehreren miteinander unverträglichen (inkompatiblen) Polymerkomponenten beim Schmelzspinnprozess so zu leiten, dass ein Umfließen der einzelnen Polymerströme durch einen anderen Polymerstrom oder ein Ineinanderfließen der verschiedenen Polymerströme, insbesondere bei stark differierenden Gewichtsanteilen der Polymerkomponenten, verhindert wird.The invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus for producing spliceable fibers by means of a melt spinning process, with which it is possible to conduct the melt streams of the two or more incompatible (incompatible) polymer components during the melt spinning process in that a flow of the individual polymer streams through another polymer stream or an intermingling of the different polymer streams, especially with strongly differing proportions by weight of the polymer components is prevented.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 15 erreicht.The solution of the problem is achieved with the features of claim 1 and claim 15.

Gemäß dem Verfahren zur Herstellung spleißfähiger Fasern durch einen Schmelzspinnprozess unter Verwendung von mindestens zwei miteinander unverträglichen Polymerkomponenten wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst, indem der zumindest einen Spinnkapillare Verteilerbohrungen vorgeschaltet werden, wobei die Querschnittsfläche der einer jeweiligen Polymerkomponente zugeordneten zumindest einen Verteilerbohrung abhängig vom Volumenstrom der jeweiligen Polymerkomponente eingestellt wird.According to the method for producing spliceable fibers by a melt spinning process using at least two mutually incompatible polymer components, this object is achieved according to the invention by arranging the at least one spin capillary distributor bores, the cross sectional area of the at least one distributor borehole assigned to a respective polymer component being dependent on the volume flow of the respective Polymer component is adjusted.

Unter Fasern werden hier Stapelfasern, Endlosfasern oder Filamente verstanden. Auch zu Garnen versponnene Fasern werden hiervon mitumfasst. Die Fasern können ebenfalls zu Vliesen, insbesondere zu verfestigten Vliesen, den Vliesstoffen, zusammengelegt werden.By fibers is meant here staple fibers, continuous fibers or filaments. Also yarn spun fibers are included. The fibers can also be combined into nonwovens, in particular nonwoven webs, the nonwovens.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands dar.The dependent claims represent advantageous developments of the subject invention.

In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens wird die Querschnittsfläche der einer jeweiligen Polymerkomponente zugeordneten Verteilerbohrung derart eingestellt, dass die Fließ- oder Strömungsgeschwindigkeit aller betreffenden Polymerkomponenten gleich ist mit einer Abweichung von 0 bis kleiner oder gleich 20%, bevorzugt von gleich oder kleiner 10%.In a preferred embodiment of the method, the cross-sectional area of the distributor bore assigned to a respective polymer component is adjusted so that the flow or flow rate of all relevant polymer components is equal to a deviation of 0 to less than or equal to 20%, preferably equal to or less than 10%.

Dazu wird das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der einer jeweiligen Polymerkomponente zugeordneten Verteilerbohrungen gegenüber der Summe der Querschnittsflächen der einer anderen Polymerkomponente zugeordneten Verteilerbohrungen derart eingestellt, dass es dem Volumenstromverhältnis der verwendeten Polymerkomponenten untereinander entspricht mit einer Abweichung von 0 bis kleiner oder gleich 20%, bevorzugt gleich oder kleiner 10%. Dabei ist das Volumenstromverhältnis bevorzugt ungleich 1.For this purpose, the ratio of the sum of the cross-sectional areas of the distributor bores associated with a respective polymer component to the sum of the cross-sectional areas of the distributor bores associated with another polymer component is set such that it corresponds to the volume flow ratio of the polymer components used with a deviation of 0 to less than or equal to 20%, preferably equal or less than 10%. The volume flow ratio is preferably not equal to 1.

Damit werden die Fließ- oder Strömungsgeschwindigkeiten aller betreffenden Polymerströme zumindest annähernd gleich eingestellt, so dass klar voneinander getrennte Segmente entstehen, bevorzugt aus Segmenten gleich großer Querschnittsform, die selbst bei für das Verfahren bevorzugt ausgewählten Gewichtsverhältnissen von 80:20 bis 97:3 zweier miteinander unverträglicher Polymerkomponenten, sogar mit mechanischen Methoden, insbesondere durch Wasserstrahlen, besonders gut spleißbar sind.Thus, the flow or flow velocities of all relevant polymer streams are set at least approximately equal, so that clearly separate segments formed, preferably from segments of equal cross-sectional shape, even with preferably selected for the process weight ratios of 80:20 to 97: 3 of two incompatible with each other Polymer components, even with mechanical methods, in particular by water jets, are particularly easy splice.

Durch den minimalen Anteil von gleich oder kleiner 20 Gew.-%, bevorzugt von gleich oder kleiner 15, 10 oder 5 Gew.-% oder bis zu 3 Gew.-%, einer Komponente, insbesondere von vergleichsweise teuren Polymeren, wie beispielsweise Polyamid 6.6, können die Kosten für die Ausgangsstoffe und die Endprodukte von Mehrkomponentenfasern reduziert werden. Ferner können unerwünschte Eigenschaften einer Komponente, wie beispielsweise das Vergilben, durch den Einsatz eines lediglich minimalen Anteils dieser Komponente verringert werden. Auch kann die deutliche Herabsetzung eines Polymeranteils und/oder die klare Segmentierung der Polymerkomponenten in den Fasern die Recyclingfähigkeit verbessern.By the minimum amount of equal to or less than 20 wt .-%, preferably equal to or less than 15, 10 or 5 wt .-% or up to 3 wt .-%, of a component, in particular of relatively expensive polymers, such as polyamide 6.6 , the cost of starting materials and end products of multicomponent fibers can be reduced. Furthermore, undesirable properties of a component, such as yellowing, can be reduced by using only a minimal amount of this component. Also, the significant reduction in polymer content and / or the clear segmentation of the polymer components in the fibers can improve recyclability.

Bei einem sehr geringem Anteil der Minorkomponente kann man sich zudem bei einer nachträglichen Einfärbung des Vlieses auf die Anfärbung der Majorkomponente beschränken.In the case of a very small proportion of the minor component, it is also possible to limit the coloration of the major component to subsequent coloring of the nonwoven fabric.

Das Verfahren ist in bevorzugter Ausgestaltung gerade auch für eine gewünschte gleichmäßige Schmelzverteilung von Polymeren ausgelegt, bei denen das Viskositätsverhältnis der Polymerkomponenten von 1:1 bis 10:1 beträgt, bevorzugt von 1:1 bis 7:1 und besonders bevorzugt von 1:1 bis 4:1.The process is designed in a preferred embodiment just for a desired uniform melt distribution of polymers in which the viscosity ratio of the polymer components of 1: 1 to 10: 1, preferably from 1: 1 to 7: 1 and more preferably from 1: 1 to 4: 1.

Das Verfahren ist auch für die Herstellung vielfältiger Querschnittsformen der Mehrkomponentenfasern geeignet.The method is also suitable for the production of various cross-sectional shapes of the multicomponent fibers.

Für die Verteilerbohrungen werden vorteilhafterweise runde, bogenförmige, schlitzförmige, sternförmige und/oder eckige, insbesondere drei- oder viereckige Querschnittsformen, eingesetzt. Vorzugsweise werden die Verteilerbohrungen kreisförmig angeordnet, insbesondere um Hohlfasern herzustellen. Auch sternförmig oder in einer Reihe angeordnete Verteilerbohrungen werden bevorzugt ausgewählt.Round, arcuate, slot-shaped, star-shaped and / or angular, in particular triangular or quadrangular, cross-sectional shapes are advantageously used for the distributor bores. Preferably, the distribution wells are arranged in a circle, in particular to produce hollow fibers. Also, star-shaped or arranged in a series distribution wells are preferably selected.

Dabei werden die Anordnungen und die Querschnittsformen der Verteilerbohrungen bevorzugt denen der Spinnkapillaren angepasst.The arrangements and the cross-sectional shapes of the distributor bores are preferably adapted to those of the spinning capillaries.

Für eine optimale Schmelzflussverteilung werden die miteinander unverträglichen Polymerkomponenten den jeweiligen Verteilerbohrungen bevorzugt einzeln alternierend oder blockweise alternierend zugeordnet, und dabei werden die Polymerkomponenten einer Art den jeweiligen Verteilerbohrungen vorzugsweise in gleich großen Blöcken zugeordnet.For an optimal melt flow distribution, the polymer components which are incompatible with one another are preferably assigned to the respective distributor bores alternately individually or in blocks alternately, and the polymer components of one type are assigned to the respective distributor bores, preferably in equal blocks.

Zur Herstellung spleißfähiger Mehrkomponentenfasern werden bevorzugt thermoplastische Polymere, ausgewählt aus Polyester, bevorzugt Polyethylenterephthalat (PET), aus Polyolefinen, bevorzugt Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), aus Polylactaten und/oder aus Polyamiden (PA) als Komponenten eingesetzt.To produce spliceable multicomponent fibers, preference is given to thermoplastic polymers selected from polyesters Polyethylene terephthalate (PET), of polyolefins, preferably polyethylene (PE) and / or polypropylene (PP), from polylactates and / or from polyamides (PA) used as components.

Für Bikomponentenfasern werden Kombinationen von miteinander unverträglichen (inkompatiblen) Polymerkomponenten ausgewählt, bevorzugt von PET und PP, von PET und PA6, von PET und PA6.6 oder von PP und PE.For bicomponent fibers, combinations of incompatible (incompatible) polymer components are selected, preferably PET and PP, PET and PA6, PET and PA6.6, or PP and PE.

Durch den geringeren Gewichtsanteil insbesondere von vergleichsweise teuren Polymeren, wie Polyamid 6.6, können Kosten eingespart werden.Due to the lower weight fraction, in particular of comparatively expensive polymers, such as polyamide 6.6, costs can be saved.

Ferner können durch den Einsatz spezifischer Gewichtsanteile der verwendeten Polymere die gewünschten Eigenschaften der Mehrkomponentenfasern genau gesteuert werden.Furthermore, by using specific proportions by weight of the polymers used, the desired properties of the multicomponent fibers can be precisely controlled.

In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens wird als Polymerkomponente mit einem geringeren Gewichtsanteil vorzugsweise eine Polymerkomponente mit einer niedrigeren Schmelztemperatur eingesetzt.In a preferred embodiment of the method, a polymer component having a lower melting temperature is preferably used as the polymer component with a lower proportion by weight.

In weiter bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Polymerkomponente mit geringerem Gewichtsanteil als Klebe- oder Bindekomponente eingesetzt. Durch diese Maßnahme können die Eigenschaften des daraus hergestellten Vliesstoffes beeinflusst werden, insbesondere kann dessen Grad der Verfestigung bzw. Weichheit eingestellt werden, ohne dass eine Verfestigung durch Wasserstrahlen erforderlich wird.In a further preferred embodiment of the method, a polymer component with a smaller proportion by weight is used as the adhesive or binding component. By this measure, the properties of the nonwoven fabric produced therefrom can be influenced, in particular its degree of solidification or softness can be adjusted without solidification by water jets is required.

Die Querschnittsfläche einer jeweiligen Verteilerbohrung wird vorteilhafterweise durch Austausch und/oder Zusatz von Bauteilen variiert.The cross-sectional area of a respective distributor bore is advantageously varied by replacement and / or addition of components.

Die Erfindung betrifft ferner durch ein oben dargestelltes Verfahren hergestellte spleißfähige Fasern.The invention further relates to splittable fibers prepared by a method as set forth above.

Vorteilhafterweise sind die insbesondere durch das obige Verfahren hergestellten spleißfähigen Fasern, die zumindest zwei miteinander unverträgliche Polymerkomponenten aufweisen, wobei der minimale Anteil einer Polymerkomponente gleich oder kleiner 20 Gew.-%, bevorzugt gleich oder kleiner 10 Gew.-%, besonders bevorzugt gleich oder kleiner 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt bis zu 3 Gew.-%, beträgt, und wobei die einzelnen Polymerkomponenten aus klar voneinander getrennten Segmenten aufgebaut sind, bevorzugt aus Segmenten gleich großer Querschnittsform für jeweils eine Art von Polymerkomponenten. Dadurch werden besonders bevorzugte PIE-Fasern hergestellt.Advantageously, the splittable fibers produced in particular by the above method have at least two incompatible polymer components, wherein the minimum amount of a polymer component is equal to or less than 20% by weight, preferably equal to or less than 10% by weight, more preferably equal to or less 5 wt .-%, most preferably up to 3 wt .-%, and wherein the individual polymer components are composed of clearly separated segments, preferably from segments of equal cross-sectional shape for each type of polymer components. As a result, particularly preferred PIE fibers are produced.

Verwendung finden die nach dem vorgenannten Verfahren hergestellten spleißfähigen Fasern zur Herstellung von Vliesstoffen, insbesondere von Filtern, Bekleidung, Hygiene- oder Reinigungsprodukten oder Tuftprodukten, insbesondere Teppichträgern.The spliceable fibers produced by the abovementioned process are used for producing nonwovens, in particular filters, clothing, hygiene or cleaning products or tufted products, in particular carpet carriers.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Herstellung spleißfähiger Fasern bereitzustellen, mit der es möglich ist, die Schmelzströme der beiden oder mehreren miteinander unverträglichen Polymerkomponenten beim Schmelzspinnprozess so zu leiten, dass ein Umfließen der einzelnen Polymerströme durch einen anderen Polymerstrom oder ein Ineinanderfließen der verschiedenen Polymerströme selbst bei stark differierenden Gewichtsanteilen der Polymerkomponenten verhindert wird. Dabei beträgt der minimale Anteil einer Polymerkomponente insbesondere gleich oder kleiner 20 Gew.-%, bevorzugt gleich oder kleiner 10 Gew.-%, besonders bevorzugt gleich oder kleiner 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt bis zu 3 Gew.-%.A further object of the invention is to provide an apparatus for producing spliceable fibers, with which it is possible to conduct the melt streams of the two or more incompatible polymer components in the melt spinning process so that flow of the individual polymer streams through another polymer stream or into one another the various polymer streams is prevented even with greatly differing proportions by weight of the polymer components. The minimum fraction of a polymer component is in particular equal to or less than 20% by weight, preferably equal to or less than 10% by weight, particularly preferably equal to or less than 5% by weight, very particularly preferably up to 3% by weight.

Zur Lösung der Aufgabe weist die Vorrichtung den Spinnkapillaren vorgeschaltete Verteilerbohrungen auf, wobei die Querschnittsfläche der einer jeweiligen Polymerkomponente zugeordneten zumindest einen Verteilerbohrung an den Volumenstrom der jeweiligen Polymerkomponenten angepasst ist.In order to achieve the object, the device has distributor bores upstream of the spin capillaries, the cross-sectional area of the at least one distributor bore assigned to a respective polymer component being adapted to the volume flow of the respective polymer components.

Vorzugsweise entspricht das Verhältnis der Summen der Querschnittsflächen der einer jeweiligen Polymerkomponente zugeordneten Verteilerbohrungen dem Volumenstromverhältnis der verwendeten Polymerkomponenten untereinander zumindest annähernd mit einer Abweichung von 0 bis kleiner oder gleich 20%, bevorzugt von gleich oder kleiner 10%.The ratio of the sums of the cross-sectional areas of the distributor bores assigned to a respective polymer component preferably corresponds at least approximately to the volume flow ratio of the polymer components used with a deviation of 0 to less than or equal to 20%, preferably equal to or less than 10%.

In bevorzugter Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Anzahl der einer jeweiligen Polymerkomponente zugeordneten Verteilerbohrungen und die Größe der Querschnittsflächen der einer jeweiligen Polymerkomponente zugeordneten Verteilerbohrungen dem Volumenstromverhältnis der betreffenden Polymerkomponenten untereinander derart angepasst, dass die Fließ- oder Strömungsgeschwindigkeit aller betreffenden Polymerkomponenten im Wesentlichen gleich ist, das heißt mit einer Abweichung von 0 bis kleiner oder gleich 20%, bevorzugt gleich oder kleiner 10%.In a preferred embodiment of the apparatus, the number of distributor bores associated with a respective polymer component and the size of the cross-sectional areas of the distributor bores associated with a respective polymer component are adapted to the volume flow ratio of the relevant polymer components such that the flow or flow rate of all relevant polymer components is substantially the same, that is with a deviation of 0 to less than or equal to 20%, preferably equal to or less than 10%.

Abhängig von den gewünschten Querschnittsformen der herzustellenden spleißfähigen Fasern weisen die Verteilerbohrungen dementsprechend runde, bogenförmige, schlitzförmige, sternförmige und/oder eckige, insbesondere drei- oder viereckige Querschnittsformen, auf.Depending on the desired cross-sectional shapes of the spliceable fibers to be produced, the distributor bores accordingly have round, arcuate, slot-shaped, star-shaped and / or angular, in particular triangular or quadrangular, cross-sectional shapes.

Zur Herstellung von Hohlfasern oder-filamenten sind die Verteilerbohrungen vorteilhafterweise kreisförmig angeordnet. Auch sternförmige oder in einer Reihe angeordnete Verteilerbohrungen sind abhängig von der gewünschten Querschnittsform der spleißfähigen Fasern vorgesehen.For producing hollow fibers or filaments, the distributor bores are advantageously arranged in a circle. Also star-shaped or in one Row arranged distribution holes are provided depending on the desired cross-sectional shape of the spliceable fibers.

In bevorzugter Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Verteilerbohrungen einzeln alternierend oder blockweise alternierend den jeweiligen Polymerkomponenten zugeordnet, wobei die Verteilerbohrungen für eine Art von Polymerkomponenten besonders bevorzugt in gleich großen Blöcken angeordnet sind.In a preferred embodiment of the device, the distributor bores are individually assigned alternately or in blocks alternately to the respective polymer components, wherein the distributor bores for one type of polymer components are particularly preferably arranged in blocks of equal size.

Vorteilhafterweise ist die Querschnittsfläche einer jeweiligen Verteilerbohrung durch Austausch und/oder Zusatz von Bauteilen variabel.Advantageously, the cross-sectional area of a respective distributor bore is variable by replacement and / or addition of components.

Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand einiger Beispiele näher erläutert, ohne die Erfindung einzuschränken.The object of the invention will be explained in more detail with reference to some examples, without limiting the invention.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung wiedergegebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen von den Spinnkapillaren vorgeschalteten Verteilerbohrungen gegenüber einer bekannten Anordnung einer Verteilerplatte für eine Spinnkapillare beschrieben, die jeweils zum Durchfluss für zwei nicht miteinander verträgliche Polymerkomponenten A und B mit einem Gewichtsverhältnis von 20 : 80 bis 3 : 97 vorgesehen sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1:
eine Aufsicht auf eine bekannte Anordnung und Ausgestaltung einer Verteilerplatte mit Verteilerbohrungen für eine Spinnkapillare zum Durchfluss für Polymerkomponenten A (grau) und B (schwarz),
Fig. 2:
Strömungsausbildung der Polymerkomponenten A (durchgezogener Pfeil) und B (gepunkteter Pfeil) mit Hilfe eines bekannten Verfahrens bzw. mit Hilfe einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung spleißfähiger Fasern gemäß Figur 1,
Fig. 3
Strömungsausbildung der genannten Polymerkomponenten A (durchgezogener Pfeil) und B (gepunkteter Pfeil) mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung spleißfähiger Fasern,
Fig. 4
eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausgestaltung von kreisförmig angeordneten Verteilerbohrungen mit runden Querschnittsformen, mit unterschiedlicher Anzahl zum Durchfluss für die genannten Polymerkomponenten A (grau) und B (schwarz) und mit jeweils gleich großen Querschnittsflächen zum Durchfluss für die genannten Polymerkomponenten A und B sowie mit in der Summe unterschiedlich großen Querschnittsflächen zum Durchfluss für die genannten Polymerkomponenten A und B,
Fig. 5:
eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausgestaltung von kreisförmig angeordneten Verteilerbohrungen, mit eckigen Querschnittsformen, mit unterschiedlicher Anzahl zum Durchfluss für die genannten Polymerkomponenten A (grau) und B (schwarz) und mit jeweils gleich großen Querschnittsflächen zum Durchfluss für die genannten Polymerkomponenten A und B sowie mit in der Summe unterschiedlich großen Querschnittsflächen zum Durchfluss für die genannten Polymerkomponenten A und B,
Fig. 6:
eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausgestaltung von kreisförmig angeordneten Verteilerbohrungen mit runden Querschnittsformen, mit gleicher Anzahl zum Durchfluss für die genannten Polymerkomponenten A (grau) und B (schwarz) und mit sowohl einzeln als auch in der Summe unterschiedlich großen Querschnittsflächen zum Durchfluss für die genannten Polymerkomponenten A und B,
Fig. 7:
eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausgestaltung von kreisförmig angeordneten Verteilerbohrungen mit runden Querschnittsformen zum Durchfluss für die genannte Polymerkomponente A (grau) sowie mit kombiniert schlitz- und bogenförmigen Querschnittsformen zum Durchfluss für die genannte Polymerkomponente B (schwarz), mit gleicher Anzahl zum Durchfluss für die genannten Polymerkomponenten A und B und mit sowohl einzeln als auch in der Summe unterschiedlich großen Querschnittsflächen zum Durchfluss für die genannten Polymerkomponenten A und B,
Fig. 8:
perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung spleißfähiger Fasern aus mindestens zwei miteinander unverträglichen Polymerkomponenten A (grau) und B (schwarz), bei der der Spinnkapillare Verteilerbohrungen vorgeschaltet sind,
Fig. 9:
Querschnitt einer Faser mit den genannten Polymerkomponenten A (grau) und B (weiß), hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 10:
Querschnitt einer Faser mit den genannten Polymerkomponenten A (grau) und B (weiß), hergestellt durch ein bekanntes Verfahren bzw. mit einer bekannten Vorrichtung.
The invention is described below with reference to preferred embodiments shown in the drawing of the spinning capillaries upstream distributor bores compared to a known arrangement of a distributor plate for a spinning capillary, each for flow for two incompatible polymer components A and B with a weight ratio of 20: 80 to 3 : 97 are provided. In the drawing show:
Fig. 1:
a plan view of a known arrangement and design of a distributor plate with distributor bores for a spinning capillary to the flow for polymer components A (gray) and B (black),
Fig. 2:
Flow formation of the polymer components A (solid arrow) and B (dotted arrow) by means of a known method or by means of a known device for producing spliceable fibers according to FIG. 1 .
Fig. 3
Flow formation of said polymer components A (solid arrow) and B (dotted arrow) by means of the method according to the invention or with the aid of the device according to the invention for producing spliceable fibers,
Fig. 4
a plan view of a preferred embodiment of circularly arranged distribution holes with round cross-sectional shapes, with different numbers to flow for the said polymer components A (gray) and B (black) and with, respectively equally large cross-sectional areas to the flow for the said polymer components A and B and with in total differently sized cross-sectional areas to the flow for the said polymer components A and B,
Fig. 5:
a plan view of a preferred embodiment of circularly arranged distribution wells, with angular cross-sectional shapes, with different numbers to flow for said polymer components A (gray) and B (black) and each with equal cross-sectional areas for flow for said polymer components A and B and in the sum of different sized cross-sectional areas to the flow for said polymer components A and B,
Fig. 6:
a plan view of a preferred embodiment of circularly arranged distribution wells with round cross-sectional shapes, with the same number to the flow for said polymer components A (gray) and B (black) and with both individually and in the sum of different sized cross-sectional areas for flow for said polymer components A and B,
Fig. 7:
a plan view of a preferred embodiment of circularly arranged distribution holes with round cross-sectional shapes for flow for said polymer component A (gray) and combined slot and arcuate cross-sectional shapes for flow for said polymer component B (black), with the same number of flow for the above Polymer components A and B and with both individually and in the sum of different sized cross-sectional areas for flow for the aforementioned polymer components A and B,
Fig. 8:
perspective side view of a device according to the invention for producing spliceable fibers from at least two mutually incompatible polymer components A (gray) and B (black), in which the spin capillary distribution holes are connected upstream,
Fig. 9:
Cross-section of a fiber with said polymer components A (gray) and B (white), produced by the method according to the invention or with the device according to the invention and
Fig. 10:
Cross section of a fiber with said polymer components A (gray) and B (white), prepared by a known method or with a known device.

Spleißfähige Mehrkomponentenfasern werden üblicherweise hergestellt, indem aus einer Spinndüse zwei oder mehrere Polymere aus Spinnkapillaren versponnen werden. An den Grenzflächen zweier Polymerkomponenten können nach dem Ausspinnen und Abkühlen der Fasern die einzelnen Komponenten voneinander getrennt werden.Splittable multicomponent fibers are usually produced by spinning two or more polymers from spinning capillaries from one spinneret. At the interfaces of two polymer components, the individual components can be separated from each other after the fibers have been spun off and cooled.

In Figur 1 sind bekannte kreisförmig angeordnete runde Verteilerbohrungen 6 mit gleicher Querschnittsfläche zum Durchfluss für miteinander unverträgliche Polymerkomponenten, beispielhaft für die Polymerkomponenten A und B, gezeigt, wobei die Polymerkomponenten A und B einzeln alternierend auf die Verteilerbohrungen 6 verteilt sind gemäß der Anordnung (AB)n, wobei n für eine ganze Zahl von gleich oder größer 1 steht.In FIG. 1 are known circularly arranged round distributor bores 6 with the same cross-sectional area for flow for mutually incompatible polymer components, for example for the polymer components A and B shown, wherein the polymer components A and B are individually distributed alternately on the distributor bores 6 according to the arrangement (AB) n, where n is an integer equal to or greater than 1

Die Polymerkomponente B fließt dabei wegen deren größerer Strömungsgeschwindigkeit auseinander und verdrängt bzw. umschließt in der Folge die Polymerkomponente A. Diese Strömungsausbildung der Polymerkomponente B (gepunkteter Pfeil) und der Polymerkomponente A (durchgezogener Pfeil) ist schematisch in Figur 2 gezeigt.The polymer component B flows apart because of their greater flow velocity and displaces or encloses in the sequence of the polymer component A. This flow formation of the polymer component B (dotted arrow) and the polymer component A (solid arrow) is schematically in FIG. 2 shown.

Dies kann insbesondere bei den angegebenen Gewichtsverhältnissen von 20 : 80 bis 3 : 97 dazu führen, dass die Fasern aus den Polymerkomponenten A und B nicht mehr mechanisch gespleißt werden können, sondern, wenn überhaupt, lediglich mittels eines Lösungsmittels. Das Spleißen mittels eines Lösungsmittels ist allerdings besonders nachteilhaft, weil das Lösungsmittel anschließend wieder entfernt werden muss und gegebenenfalls aufwendig recycelt werden muss.This can lead, in particular at the weight ratios of 20:80 to 3:97, to the fact that the fibers of the polymer components A and B can no longer be mechanically spliced, but, if at all, only by means of a solvent. The splicing by means of a solvent, however, is particularly disadvantageous because the solvent must then be removed again and, if necessary, be laboriously recycled.

Um ein mechanisches Spleißen, insbesondere ein Spleißen mittels Wasserstrahlen, selbst bei Fasern mit einem stark differierenden Gewichtsverhältnis zu ermöglichen, ist ein Schmelzspinnverfahren bzw. eine Schmelzspinnvorrichtung 2 vorgesehen, bei dem den Spinnkapillaren 4 vorgeschaltete Verteilerbohrungen 6 eingesetzt werden, deren Anordnung und Ausgestaltung spezifisch auf die eingesetzten Polymerkomponenten abgestimmt wird.In order to enable mechanical splicing, in particular splicing by means of water jets, even with fibers having a greatly differing weight ratio, a melt spinning method or a melt spinning device 2 is provided, in which distributor bores 6 arranged upstream of the spin capillaries 4 are used whose arrangement and configuration are specific to the used polymer components is tuned.

Dazu werden die Querschnittsflächen der einer jeweiligen Polymerkomponente zugeordneten Verteilerbohrungen 6 dem Volumenstrom der betreffenden Polymerkomponenten untereinander angepasst.For this purpose, the cross-sectional areas of the distributor bores 6 associated with a respective polymer component are adapted to one another with respect to the volume flow of the relevant polymer components.

Die Fließ- oder Strömungsgeschwindigkeit aller betreffenden Polymerkomponenten wird durch eine entsprechende Anpassung der Verteilerbohrungen 6 bezüglich der Anzahl der einer jeweiligen Polymerkomponente zugeordneten Verteilerbohrungen 6 und bezüglich der Größe der Querschnittsflächen der einer jeweiligen Polymerkomponente zugeordneten Verteilerbohrungen 6 zumindest annähernd gleich eingestellt. Diese Strömungsausbildung ist beispielhaft an der Polymerkomponente B (gepunkteter Pfeil) und der Polymerkomponente A (durchgezogener Pfeil) schematisch in Figur 3 gezeigt.The flow or flow rate of all the relevant polymer components is adjusted by a corresponding adjustment of the distribution holes 6 with respect to the number of a respective polymer component associated distribution holes 6 and with respect to the size of the cross-sectional areas of a respective polymer component associated distribution holes 6 at least approximately equal. This flow education is exemplified by the polymer component B (dotted arrow) and the polymer component A (solid arrow) schematically in FIG. 3 shown.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der einer jeweiligen Polymerkomponente zugeordneten Verteilerbohrungen 6 gegenüber der Summe der Querschnittsflächen der einer anderen Polymerkomponente zugeordneten Verteilerbohrungen 6 derart eingestellt, dass es dem Volumenstromverhältnis der betreffenden Polymerkomponenten untereinander zumindest annähernd entspricht, das heißt mit einer Abweichung von 0 bis kleiner oder gleich 20%, bevorzugt gleich oder kleiner 10%.In a preferred embodiment, the ratio of the sum of the cross-sectional areas of the distributor bores 6 assigned to a respective polymer component to the sum of the cross-sectional areas of the distributor bores 6 assigned to another polymer component is set such that it at least approximately corresponds to the volume flow ratio of the relevant polymer components, ie with a deviation from 0 to less than or equal to 20%, preferably equal to or less than 10%.

Bei einem Volumenstromverhältnis zweier Polymerkomponenten A und B von 1 : 4 sind beispielsweise gleich große Verteilerbohrungen 6, das heißt mit gleich großen Querschnittsflächen, mit einer Anzahl im Verhältnis 1 : 4 mit der blockweise alternierenden Anordnung A BBBB A BBBB... optimal für eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit der Polymerkomponenten A und B durch die zugeordneten Verteilerbohrungen 6.At a volumetric flow ratio of two polymer components A and B of 1: 4, for example, equal distribution holes 6, that is, with equal cross-sectional areas, with a number in the ratio 1: 4 with the block-alternating arrangement A BBBB A BBBB ... optimally for a uniform Flow rate of the polymer components A and B through the associated distributor bores 6.

Im Fall von kreisförmig angeordneten Verteilerbohrungen 6 mit runden Querschnittsformen ist eine derartige Ausgestaltung in Figur 4 gezeigt. Dabei beträgt auch das Verhältnis der Summen der Querschnittsflächen der den Polymerkomponenten A (grau) und B (schwarz) zugeordneten Verteilerbohrungen 6 dem Volumenstromverhältnis der Polymerkomponenten A und B gemäß 1 : 4. Dabei sind die Polymerkomponenten A und B den jeweiligen Verteilerbohrungen 6 insbesondere blockweise alternierend zugeordnet.In the case of circular distribution holes 6 having circular cross-sectional shapes, such a configuration is shown in FIG FIG. 4 shown. Here, the ratio of the sums of the cross-sectional areas of the polymer components A (gray) and B (black) associated distribution holes 6, the volume flow ratio of the polymer components A and B according to 1: 4. Here are the polymer components A and B the respective distribution wells 6 in particular alternately in blocks assigned.

Alternativ zu den runden Querschnittsformen der Verteilerbohrungen 6 sind auch andere Geometrien denkbar, wie zum Beispiel bogenförmige, schlitzförmige, sternförmige und/oder eckige Querschnittsformen.As an alternative to the round cross-sectional shapes of the distributor bores 6, other geometries are also conceivable, such as arcuate, slot-shaped, star-shaped and / or angular cross-sectional shapes.

Im Fall von kreisförmig angeordneten Verteilerbohrungen 6 mit eckigen Querschnittsformen für die den Polymerkomponenten A (grau) und B (schwarz) zugeordneten Verteilerbohrungen 6 ist eine derartige Ausgestaltung in Figur 5 gezeigt.In the case of circular distributor bores 6 with angular cross-sectional shapes for the distributor bores 6 assigned to the polymer components A (gray) and B (black), such an embodiment is shown in FIG FIG. 5 shown.

Alternativ sind bei einem Volumenstromverhältnis zweier Polymerkomponenten A und B von 1 : 4 auch unterschiedlich große Verteilerbohrungen 6 einsetzbar. Dabei ist die Anzahl der den Polymerkomponenten A und B zugeordneten Verteilerbohrungen 6 gleich, und die Größe der Querschnittsflächen der der Polymerkomponente B zugeordneten Verteilerbohrungen 6 beträgt jeweils das 4-Fache der Größe der Querschnittsflächen der der Polymerkomponente A zugeordneten Verteilerbohrungen 6. Dabei sind die Polymerkomponenten A und B den jeweiligen Verteilerbohrungen 6 insbesondere einzeln alternierend zugeordnet.Alternatively, with a volumetric flow ratio of two polymer components A and B of 1: 4, it is also possible to use distribution holes 6 of different sizes. In this case, the number of distributor bores 6 assigned to the polymer components A and B is the same, and the size of the cross-sectional areas of the distributor bores 6 assigned to the polymer component B is 4 times the size of the cross-sectional areas of the distributor bores 6 assigned to the polymer component A. The polymer components A and B assigned to the respective distributor bores 6 in particular individually alternately.

Im Fall von kreisförmig angeordneten Verteilerbohrungen 6 mit runden Querschnittsformen ist eine derartige Ausgestaltung in Figur 6 gezeigt.In the case of circular distribution holes 6 having circular cross-sectional shapes, such a configuration is shown in FIG FIG. 6 shown.

Eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausgestaltung von kreisförmig angeordneten Verteilerbohrungen 6 mit runden Querschnittsformen für Polymerkomponente A sowie mit kombiniert schlitz- und bogenförmigen Querschnittsformen für Polymerkomponente B ist in Figur 7 gezeigt.A plan view of a preferred embodiment of circularly arranged distributor bores 6 with round cross-sectional shapes for polymer component A and with combined slot-shaped and arcuate cross-sectional shapes for polymer component B is shown in FIG FIG. 7 shown.

Selbstverständlich sind auch beliebige andere Ausführungsformen mit Kombinationen von beliebigen Volumenstromverhältnissen mit daran angepassten Verteilerbohrungen 6 bezüglich der Anzahl und der Größe der Querschnittsflächen in beliebigen Querschnittsformen vorgesehen.Of course, any other embodiments are provided with combinations of any volume flow ratios with adapted distributor bores 6 with respect to the number and size of the cross-sectional areas in any cross-sectional shapes.

Figur 8 stellt eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zur Herstellung spleißfähiger Fasern 1 aus zwei miteinander unverträglichen Polymerkomponenten A und B, bei der der Spinnkapillare 4 die Verteilerbohrungen 6 vorgeschaltet sind. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis der Summen der Querschnittsflächen der den Polymerkomponentenströmen A (grau) und B (schwarz) zugeordneten Verteilerbohrungen 6 bei einem Volumenstromverhältnis der Polymerkomponenten A (grau) und B (schwarz) von 1 : 3 entsprechend 1 : 3. FIG. 8 FIG. 3 shows a perspective side view of a device 2 according to the invention for producing spliceable fibers 1 from two together incompatible polymer components A and B, in which the spinning capillary 4, the distributor bores 6 are connected upstream. In this embodiment, the ratio of the sums of the cross-sectional areas of the distributor bores 6 associated with the polymer component streams A (gray) and B (black) at a volume flow ratio of the polymer components A (gray) and B (black) is 1: 3, corresponding to 1: 3.

Die in den Figuren 4 bis 8 gezeigten Verteilerbohrungen 6 sind optimal für eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit der Polymerkomponenten A und B (s. Figur 3).The in the FIGS. 4 to 8 shown distributor bores 6 are optimal for a uniform flow velocity of the polymer components A and B (s. FIG. 3 ).

Durch diese Ausführungsformen fließen die Polymerkomponenten in zumindest annähernd gleicher Strömungsgeschwindigkeit durch die vorgenannten Verteilerbohrungen 6, so dass daraus hergestellte Mehrkomponentenfasern 1 mit minimalen Anteilen einer Polymerkomponente von gleich oder kleiner 20 Gew.-%, bevorzugt von gleich oder kleiner 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von gleich oder kleiner 5 Gew.-% oder bis zu 3 Gew.-% klar voneinander getrennte Segmente 8, 10 aufweisen, insbesondere mit gleich großen Querschnittsfomen, wie in Figur 9 beispielhaft den genannten Polymerkomponenten A (grau) und B (weiß) gezeigt.Through these embodiments, the polymer components flow through the aforementioned distribution holes 6 at at least approximately the same flow rate, so that multicomponent fibers 1 produced therefrom with minimum proportions of a polymer component equal to or less than 20% by weight, preferably equal to or less than 10% by weight, are particularly preferably equal to or less than 5 wt .-% or up to 3 wt .-% clearly separated segments 8, 10 have, in particular with the same cross-sectional shape, as in FIG. 9 shown by way of example the stated polymer components A (gray) and B (white).

Diese Querschnittsformen eignen sich besonders gut zum Spleißen selbst durch mechanische Methoden, wie insbesondere durch Wasserstrahlen.These cross-sectional shapes are particularly suitable for splicing itself by mechanical methods, in particular by water jets.

Im Gegensatz dazu weist beispielsweise der in Figur 10 gezeigte Querschnitt einer Faser 12 mit den genannten Polymerkomponenten A (grau) und B (weiß), hergestellt durch ein bekanntes Verfahren bzw. eine bekannte Vorrichtung, gerade keine klar voneinander getrennten Segmente auf, insbesondere bezüglich der Polymerkomponente B (weiß).In contrast, for example, the in FIG. 10 shown cross-section of a fiber 12 with said polymer components A (gray) and B (white), prepared by a known method or a known device, just no clearly separated segments, in particular with respect to the polymer component B (white).

Claims (21)

Verfahren zur Herstellung spleißfähiger Fasern (1) durch einen Schmelzspinnprozess unter Verwendung von mindestens zwei miteinander unverträglichen Polymerkomponenten (A, B), bei dem der zumindest einen Spinnkapillare (4) Verteilerbohrungen (6) vorgeschaltet werden, und bei dem die Querschnittsfläche der einer jeweiligen Polymerkomponente (A, B) zugeordneten zumindest einen Verteilerbohrung (6) abhängig vom Volumenstrom der jeweiligen Polymerkomponente (A, B) eingestellt wird.A process for producing splittable fibers (1) by a melt spinning process using at least two incompatible polymer components (A, B) in which the at least one spin capillary (4) is preceded by manifold bores (6) and wherein the cross sectional area of a respective polymer component (A, B) associated with at least one distributor bore (6) is adjusted depending on the volume flow of the respective polymer component (A, B). Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Querschnittsfläche der einer jeweiligen Polymerkomponente (A, B) zugeordneten Verteilerbohrung (6) derart eingestellt wird, dass das Verhältnis der Summen der Querschnittsflächen der einer jeweiligen Polymerkomponente (A, B) zugeordneten Verteilerbohrungen (6) dem Volumenstromverhältnis der verwendeten Polymerkomponenten (A, B) untereinander annähernd entspricht oder gleich ist mit einer Abweichung von 0 bis kleiner oder gleich 20%, bevorzugt von gleich oder kleiner 10%, und wobei das Volumenstromverhältnis ungleich 1 ist.The method of claim 1, wherein the cross-sectional area of the distributor bore (6) associated with a respective polymer component (A, B) is adjusted such that the ratio of the sums of the cross-sectional areas of the distributor bores (6) associated with a respective polymer component (A, B) corresponds to the volume flow ratio the polymer components used (A, B) is approximately equal to or equal to each other with a deviation of 0 to less than or equal to 20%, preferably equal to or less than 10%, and wherein the volume flow ratio is not equal to 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als minimaler Anteil einer Polymerkomponente (A, B) ein Anteil von gleich oder kleiner 20 Gew.-%, bevorzugt von gleich oder kleiner 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von gleich oder kleiner 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von bis zu 3 Gew.-%, eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein as minimum proportion of a polymer component (A, B), a proportion of equal to or less than 20 wt .-%, preferably equal to or less than 10 wt .-%, particularly preferably equal to or less than 5 wt. -%, most preferably of up to 3 wt .-%, is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verteilerbohrungen (6) in runden, bogenförmigen, schlitzförmigen, sternförmigen und/oder eckigen, insbesondere drei- oder viereckigen Querschnittsformen, eingesetzt werden.Method according to one of the preceding claims, in which the distributor bores (6) are arranged in round, arcuate, slot-shaped, star-shaped and / or angular, in particular triangular or quadrangular cross-sectional shapes are used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verteilerbohrungen (6) kreisförmig, sternförmig und/oder in einer Reihe angeordnet werden.Method according to one of the preceding claims, in which the distributor bores (6) are arranged in a circular, star-shaped and / or in a row. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die miteinander unverträglichen Polymerkomponenten (A, B) einzeln alternierend oder blockweise alternierend den jeweiligen Verteilerbohrungen (6) zugeordnet werden.Method according to one of the preceding claims, in which the mutually incompatible polymer components (A, B) are assigned to the respective distributor bores (6) individually alternately or in blocks alternately. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Polymerkomponenten (A, B) einer Art den jeweiligen Verteilerbohrungen (6) in gleich großen Blöcken zugeordnet werden.A method according to claim 6, wherein the polymer components (A, B) of one type are assigned to the respective manifold bores (6) in blocks of equal size. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Polymerkomponenten (A, B) ausgewählt werden aus thermoplastischen Polymeren, insbesondere aus Polyestern, aus Polyolefinen, bevorzugt Polyethylen und/oder Polypropylen, aus Polylactaten und/oder aus Polyamiden.Method according to one of the preceding claims, in which the polymer components (A, B) are selected from thermoplastic polymers, in particular from polyesters, from polyolefins, preferably polyethylene and / or polypropylene, from polylactates and / or from polyamides. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest eine Polymerkomponente (A, B), die einen geringeren Gewichtsanteil aufweist, als Polymerkomponente (A, B) mit einer niedrigeren Schmelztemperatur eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein at least one polymer component (A, B), which has a lower weight fraction, is used as the polymer component (A, B) having a lower melting temperature. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest eine Polymerkomponente (A, B), die einen geringeren Gewichtsanteil aufweist, zur Herstellung spleißfähiger Fasern oder Filamente (1) als Klebe- oder Bindekomponente eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, in which at least one polymer component (A, B) which has a lower Weight fraction, is used for the production of spliceable fibers or filaments (1) as an adhesive or binder component. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Querschnittsfläche einer jeweiligen Verteilerbohrung (6) durch Austausch und/oder Zusatz von Bauteilen variiert wird.Method according to one of the preceding claims, in which the cross-sectional area of a respective distributor bore (6) is varied by replacement and / or addition of components. Spleißfähige Fasern (1), hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Splittable fiber (1) made by a method according to any one of the preceding claims. Spleißfähige Fasern (1), insbesondere hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die zumindest zwei miteinander unverträgliche Polymerkomponenten (A, B) aufweisen, wobei zumindest eine Polymerkomponente (A, B) einen Anteil von gleich oder kleiner 20 Gew.-%, bevorzugt gleich oder kleiner 10 Gew.-%, besonders bevorzugt gleich oder kleiner 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt bis zu 3 Gew.-%, aufweist, und wobei die einzelnen Polymerkomponenten (A, B) aus klar voneinander getrennten Segmenten (8,10) aufgebaut sind, bevorzugt aus Segmenten (8,10) gleich großer Querschnittsform für jeweils eine Art von Polymerkomponenten (A, B).Splittable fibers (1), in particular produced by a process according to one of Claims 1 to 11, which have at least two polymer components (A, B) which are incompatible with one another, where at least one polymer component (A, B) has a content of equal to or less than 20% by weight. -%, preferably equal to or less than 10 wt .-%, more preferably equal to or less than 5 wt .-%, most preferably up to 3 wt .-%, and wherein the individual polymer components (A, B) of clear from each other separated segments (8,10) are constructed, preferably from segments (8,10) of equal cross-sectional shape for each type of polymer components (A, B). Verwendung spleißfähiger Fasern (1) nach Anspruch 12 oder 13, zur Herstellung von Vliesstoffen, insbesondere von Filtern, Bekleidung, Hygiene- oder Reinigungsprodukten oder Tuftprodukten, insbesondere Teppichträgern.Use of splittable fibers (1) according to Claim 12 or 13 for the production of nonwovens, in particular filters, clothing, hygiene or cleaning products or tufted products, in particular carpet carriers. Vorrichtung (2), insbesondere für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, zur Herstellung spleißfähiger Fasern (1) aus mindestens zwei miteinander unverträglichen Polymerkomponenten (A, B) durch einen Schmelzspinnprozess, bei der zumindest einer Spinnkapillare (4) Verteilerbohrungen (6) vorgeschaltet sind, und bei der die Querschnittsfläche der einer jeweiligen Polymerkomponente (A, B) zugeordneten zumindest einen Verteilerbohrung (6) an den Volumenstrom der jeweiligen Polymerkomponenten (A, B) angepasst ist.Device (2), in particular for a method according to one of claims 1 to 11, for producing spliceable fibers (1) from at least two mutually incompatible polymer components (A, B) by a melt spinning process in which at least one spin capillary (4) distributor bores (6) are connected upstream, and in which the cross-sectional area of a respective polymer component (A, B) associated at least one distributor bore (6) is adapted to the volume flow of the respective polymer components (A, B). Vorrichtung (2) nach Anspruch 15, bei der das Verhältnis der Summen der Querschnittsflächen der einer jeweiligen Polymerkomponente (A, B) zugeordneten Verteilerbohrungen (6) dem Volumenstromverhältnis der verwendeten Polymerkomponenten (A, B) untereinander annähernd entspricht oder gleich ist mit einer Abweichung von 0 bis kleiner oder gleich 20%, bevorzugt gleich oder kleiner 10%.The apparatus (2) according to claim 15, wherein the ratio of the sums of the cross-sectional areas of the distribution holes (6) associated with each polymer component (A, B) is approximately equal to or equal to the volume flow ratio of the polymer components (A, B) used with a deviation of 0 to less than or equal to 20%, preferably equal to or less than 10%. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 15 oder 16, bei der die Verteilerbohrungen (6) runde, bogenförmige, schlitzförmige, sternförmige und/oder eckige, insbesondere drei- oder viereckige Querschnittsformen, aufweisen.Device (2) according to one of Claims 15 or 16, in which the distributor bores (6) have round, arcuate, slot-shaped, star-shaped and / or angular, in particular triangular or quadrangular, cross-sectional shapes. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, bei der die Verteilerbohrungen (6) kreisförmig, sternförmig und/oder in einer Reihe angeordnet sind.Device (2) according to one of Claims 15 to 17, in which the distributor bores (6) are arranged in a circle, in a star shape and / or in a row. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, bei der die Verteilerbohrungen (6) einzeln alternierend oder blockweise alternierend den jeweiligen Polymerkomponenten (A, B) zugeordnet sind.Device (2) according to one of claims 15 to 18, in which the distributor bores (6) are assigned to the respective polymer components (A, B) individually alternately or in blocks alternately. Vorrichtung (2) nach Anspruch 19, bei der die Verteilerbohrungen (6) für eine Art von Polymerkomponenten (A, B) in gleich großen Blöcken angeordnet sind.Device (2) according to Claim 19, in which the distributor bores (6) for one type of polymer component (A, B) are arranged in blocks of equal size. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 15 bis 20, bei der die Querschnittsfläche einer jeweiligen Verteilerbohrung (6) durch Austausch und/oder Zusatz von Bauteilen variabel ist.Device (2) according to one of Claims 15 to 20, in which the cross-sectional area of a respective distributor bore (6) is variable by exchanging and / or adding components.
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