SE434280B - Sett och anordning for framstellning av en av minst tva syntetiska polymerkomponenter bestaende flerkomponentstrad - Google Patents

Description

7900639-1 10 15 20 25 30 35 2 matriskomponenterna är slumpartad. Speciell tvärsnitts- geometri kan inte framställas reproducerbart.

Genom DT-OS 2 117 076 är ett förfarande för framställ- ning av av flera segment bestående trådar känt, vid vil- ket segmentkomponenten tillföres axiellt och genom på sidan tillförda tunna skikt monteras i en matriskomponent. Även om fig 1-6 i denna skrift visar tvärsnitt med 3-6 segment, anges på sidan 14, första stycket, att framställningen av trådar med 3, 5 eller fler segment (med undantag för 6 segment) endast med besvär kan fram- ställas. De genom denna skrift kända spinnhuvudena är likaså svåra att framställa; en omställning av spinn- huvudena från en tråddiameter till en annan, exempelvis från en sådan med 4 till en sådan med É segment, är praktiskt inte möjlig. Även i DT-OS 2 040 802 visas trådtvärsnitt,*i vilka ett flertal segment är skilda från en matriskomponent.

Några närmare angivelser om framställningen av sådana trådar erhålles inte.

Slutligen är genom NL-OS 67 12 909 talrika tråd- tvärsnitt kända, vilka innehåller mer än 2 segment. Seg- menten består allesammans av olika polymerkomponenter, vilka inte är skilda från varandra genom en matriskom- ponent. Dessutom är de flesta trådtvärsnitten omgivna av matriskomponenten. Sådana trådar kan, även om detta är ett väsentligt mål för flera senare utvecklingar på flerkomponenttrådsområdet, inte genom mekaniska och/eller kemiska efterbehandlingar upplöses i ett trådknippe med ytterst fina trådar och/eller fibrer. g Uppfinningen har som ändamål att åstadkomma ett trådtvärsnitt, vilket består av minst 2, företrädesvis minst 3 segment som är inbäddade i en matriskomponent, vilken skiljer dem åt, varvid segmenten inte samtliga är omhöljda av ett - i trådtvärsnittet - perifert matris- skikt, utan själva i väsentlig del skall ligga på trädens yta, för att möjliggöra en lätt avskiljbarhet av segmen- ten till mikrofilament. Vidare skall matrisskikten mellan segmenten kunna hållas så små som möjliga för att efter 10 15 20 25 30 35 7900639-1 3 avskiljningen av segmenten från varandra kunna erhålla ett av finaste kapillärtrådar, övervägande av en polymer bestående trådknippe. En förutsättning för detta är na- turligtvis att segmenten praktiskt taget inte ändrar sin form och sitt läge i tvärsnittet. Vidare är det ett ändamål med uppfinningen att genom konstruktiva åtgärder säkerställa att antingen varandra helt olika fiberknippen kan framställas med ett och samma spinn- huvud eller att olika utformade trådtvärsnitt kan spin- nas samtidigt ur olika spinnöppningar.

Dessa ändamål uppfylles vid ett förfarande enligt den ovan nämnda kända tekniken enligt uppfinningen där- igenom, att inpressningen av delströmmarna i segmentkom- ponenten eller segmentkomponenterna genomföres i den till att börja med slutna strömmen av matriskomponenten - utan föregående förformning. ' På detta sätt kan flerkomponentstrådarna framställas, i vilka segmenten antingen enbart ligger vid trådarnas periferi eller även i deras inre. De är geometriskt strängt fixerade, dvs har en bestämd form och ett bestämt läge i trådarnas tvärsnitt. Man kan på detta sätt utan svårighet erhålla mer än 6 perifera segment och dessutom även ett flertal av inuti trådarna liggande segment.

Matrisandelen kan därigenom hållas mycket låg. Därigenom är det inte längre något problem att mekaniskt och/eller kemiskt upplösa en enligt uppfinningen framställd tråd till ett trådknippe av mikrofina filament.

Föredragna utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen är angivna i patentkraven 2-8.

Uppfinningen avser vidare en anordning för genom- förande av förfarandet enligt uppfinningen, vilken om- fattar en dysskiva med urborrningar för genomstickning av tillförselelement för en polymerkomponent, en främre dysplatta med urborrningar för insättning av tillförsel- elementen, varvid urborrningarna för insättning befin- ner sig i rak linje med dem för genomstickningen av till- förselelementen och mynnar 1 spinnöppningen, minst en 1 7900639-1 10 15 20 25 30 35 4 tillförselkanal och minst ett fördelarrum för minst en annan polymerkomponent, varvid varje fördelarrum är ge- nomträngt av axlarna till urborrningarna för genomstick- ning och till urborrningarna för insättning av tillförsel- elementen, och tillförselelement, vilka inom området för fördelarrummet(-rummen) och/eller för urborrningarna för insättning och/eller urborrningarna för genomstickning har gentemot urborrningsdiametern åtminstone delvis mindre dimensioner och inom detta område uppvisar minst en ge- nomströmningsöppning för en av polymerkcmponenterna.

Anordningar av denna typ är i och för sig kända ge- nom NL-OS 67 l2 909. De där visade anordningarna avser dock allesammans framställningen av trådar, vid vilka trådarnas segment är perifert omgivna av matriskomponen- terna. Sådana trådar kan inte omvandlas till ett knippe av mikrofilament. Ledningen av dessa polymerkomponenter görs vid dessa kända anordningar alltid så att en kompo- nent först tränger ut ur det axiella hålrummet i ett till- förselelement genom en genomströmningsöppning och strömmar därefter vid utloppsänden av tillförselelementet förbi i riktning mot spinnöppningen. Vid utloppet ur spinnöpp- ningen ligger denna komponent alltid vid trådens periferi, varigenom det enligt uppfinningen uppställda ändamålet inte kan förverkligas. d För att undvika nackdelarna vid denna kända anord- ning föreslås enligt uppfinningen att tillförselelementen för matriskomponenten (B) vid sin utloppsände uppvisar en yttre diameter, vilken motsvarar diametern hos urborr- ningarna för insättning av tillförselelementen och är formbestämt inpassade i urborrningarna mot spinnöppning- arna och att de inom området, som i förhållande till dia- metern för urborrningarna för insättning respektive ur- borrningarna för genomstickning har åtminstone delvis mindre dimensioner och/eller inom motsvarande omrâde för fördelarrummet respektive fördelarrummen, uppvisar minst två, företrädesvis minst tre radiella genomström- ningsöppningar för segmentkomponenten respektive segment- komponenterna.(A). 10 du 20 25 30 35 7900639-1 5 -Beträffande föredragna utföringsformer av anordningen enligt uppfinningen hänvisas till patentkraven 10-12.

Fig l visar en enligt uppfinningen framställd tråd med tre fràn varandra skilda segment. Fig 2 visar en en- _ ligt uppfinningen framställd träd med sex fràn varandra skilda segment. Fig 3 visar en enligt uppfinningen fram- ställd tråd med sex perifert anordnade segment och ett kärnsegment. Fig 4 visar en enligt uppfinningen framställd tråd med sex perifert anordnade segment och tre kärn- segment. Fig 5 visar en enligt uppfinningen framställd I tråd med åtta perifert anordnade och tretton av matris- komponenten fullkomligt inneslutna segment. Fig 6 visar en enligt uppfinningen framställd tråd med sex från varandra- skilda.segment, vilka når in i kärnområdet av tvärsnittet.

Fig 7 visar en delframställning av spinndelen i en enligt uppfinningen utformad spinnanordning. Fig 8 visar en de- talj, vilken skall belysa den enligt uppfinningen väsent- I liga utformningen i tillföringselementens område. Fig 9 visar den förstorade framställningen av tillförings- elementet i fig 8. Fig 10 visar snittet X-X genom detta tillförselelement. Fig ll visar ett annat tillförings- element, vid vilket genomströmningsöppningarna för seg- mentkomponenten är anordnade i tvâ plan. Fig 12 visar tillföringselementet i fig ll uppifrån sett. Fig 13 visar ett ytterligare tillförselelement med i två plan anordnade genomströmningsöppningar. Fig 14 visar snittet XIV-XIV genom detta tillförselelement respektive genom tillförsel- elementet i fig 16. Pig 15 visar snittet XV-XV genom tillförselelementet i fig 13-16. Fig l6 visar ett tillför- eselelement med i tre plan anordnad genomströmningsöppning och fig 17 visar snittet XVII-XVII genom detta tillförsel-_ element. Fig 18 visar en delframställning av ett till- förselelement med koaxiellt anordnat stift.

Det i fig 1 framställda trâdtvärsnittet består av tre perifert anordnade segment 2, vilka är skilda från varandra genom ett förhållandevis tunt skikt av matris- komponenten l. I motsats härtill visar tråden i fig 2 en kraftigare markerad matris 3, som bildar trädens kärna, vilken här omges av sex perifert anordnade segment; de ,. min... n »- 790,Q§39'1 10 15 20 25 30 35 6 kan emellertid även vara sju eller fler perifera kompo- g nenter. Vid tråden enligt fig 3 är matrisen 5 i centrum genombruten av ett kärnsegment 7, medan återigen sex segment 6 är anordnade vid trädens omkrets; ett föredra- get tvärsnitt uppvisar på utsidan åtta sådana segment.

Tvärsnittet enligt fig 4 visar sex perifera segment 9 och tre kärnsegment l0, skilda från varandra genom matris- komponenten B; andra kombinationer, exempelvis fyra kärn- och åtta perifera segment, är möjliga. Det i fig 5 visade trådtvärsnittet består av åtta perifera segment 12, fem kärnsegment lé och åtta vidare anordnade på utsidan, likaså av matriskomponenten ll fullständigt omgivna seg- ment 13. Fig 6 slutligen visar ett trådtvärsnitt liknande Q det som framställs i fig 2, vid vilket de av matrisen 3' skilda segmenten 4' dock når från kanten till in i tvär- snittets kärnområde; antalet segment kan vara större än sex, särskilt tolv eller fler. > Fig 7 visar schematiskt spinndelen av en Bpinndysa, be- stående av en bakre dysskiva 15 och en främre dysskiva 16. Mellan dessa båda befinner sig fördelarrummet 18 för den genom tillförselkanalen l7 tillförda segmentkompo- nenten A. Den bakre dysskivan 15 uppvisar urborrningar 20 för genomstickning och den främre dysskivan 16 urborr- ningar i 20 i linje med dessa för insättning av tillför- selelement l9 för matriskomponenten B, varvid urborr- ningarna 21 mynnar på utloppssidan i spinnöppningen 22.

Fig 8 visar det väsentliga omrâdet av spinndelen i en spinndysa. Mellan den bakre dysskivan 15 och den främre dysskivan 16 ligger fördelarrumet 18 för segmentkompo- nenten A. Instucket genom den bakre dysskivan 15 och in- satti.denfrämre dysskivan 16 finns ett tillförselelement 19 för matriskomponenten B, vilken strömmar i den axiella kanalen 23 i form av en till att börja med sluten kärnström i riktning mot spinnöppningen 22. Tillförselelementet 19' är inpassat med sin utloppsände 19' formbestämt mot spinn- öppningen 22 i urborrningen 21 (fig 6) i den främre dys- skivan 16. Tillförselelementet 19 kan i sin enklaste form vara ett cylindriskt rör, vilket är inpassat såväl i 4 urborrningen 20 för genomatickning som även i urborrning- 10 15 20 25 30 35 7900639-1 7 en 21 för instickning av tillförselelementet och vilket inom området för fördelarrummet 18 har minst tvâ - exempel- vis diametralt anordnade - genomströmningsöppningar för segmentkomponenten A (ej visade här). I sin mellersta del, dvs inom området för fördelarrummet l8 liksom inom om- rådet för urborrningen 21 (och/eller inom området för urborrningen 20 i den bakre dysskivan 15 - så tillvida inte visad här) kan tillförselelementet 19 emellertid även uppvisa ett område 19", vilket gentemot urborr- ningsdiametern har åtminstone delvis mindre dimensio- ner, vilket omrâde här är utformat som ett urtag 25.

I detta område är anordnade - här fyra - radiella genom- strömningsöppningar 24 för segmentkompónenten A. I stället för ett runt-om-gående urtag 25, såsom finns i utförings- formen enligt fig 9 och fig 10, kan det även finns två eller fler spår, för att uppnå dimensionsminskningen (ej visat). Slutligen kan tillförselelementet även upp- visa ett till relativt nära sin utloppsände nâende ur- tag liksom (i stället för genomströmningsöppningarna) tvâ eller flera axiellt löpande spår på sin utloppsände, genom vilka segmentkomponenten A strax före spinnöppningen inpressas i matriskomponenten B (ej visat).

Segmentkomponenten A inpressas från fördelarrummet 18 via urtaget 25 genom de radiella genomströmningsöppning- arna 24 i fyra i rummet från varandra skilda delströmmar in i matriskomponenten B före dess utträde ur spinn- öppningen 22, jämför fig 10. Man erhåller ett trådtvär- snitt, vilket uppvisar fyra perifera segment. Storleken på segmenten och tjockleken av de skiljande matrisskikten - alltså komponentfördelningen - kan inställas via till- förselmängder och/eller tryck av komponenterna A och B.

Det i fig ll och 12 visade tillförselelementet 26 skiljer sig från tillförselelement 19 därigenom, att det inom området med mindre dimensioner 26" uppvisar sex genomströmningsöppningar 27 för segmentkomponenten A och dessutom en ytterligare genomströmningsöppning 28, vilken ligger i ett från utloppsänden 26' ytterligare längre bort beläget plan. Denna genomströmningsöppning 28 bildas av ett rör 34, vilket mynnar i omedelbar närhet av till- förselelementets 26 axel. 1900639-1 10 15 zuo 25 30 35 8 Med denna version av tillförselelementet 26 är det möjligt att framställa ett trâdtvärsnitt, såsom det som visas i fig 3. Den genom röret 34 in i matriskomponenten B inströmmande segmentkomponenten A bildar ett axiellt gående kärnsegment, medan de sex delströmmarna, vilka inpressas genom genomströmningsöppningen 27, bildar sex perifert anordnade segment.

En ytterligare version av ett tillförselelement 29 visas i fig 13, 14 och 15. Inom omrâdet för mindre di- mensioner 29" är genomströmningsöppningar 30, 3l anord- nade i två plan, varvid genomströmningsöppningarna 31 är utbildade i det från utloppsänden 23' mera avlägs- na planet som rör 35, vilka räcker lika långt in i kanalen 23.

Med denna version kan ett trådtvärsnitt såsom det i fig 4 visade, framställas. Det uppvisar tre kärnsegment och sex perifera segment. J I fig 16, 14, 15 och 17 visas ett tillförselelement 32, vid vilket genomströmningsöppningarna 30, 31, 33 är anordnade i tre plan. I det närmast utloppsänden 32' liggande planet finns sex genomströmningsöppningar 30 och i det mellersta planet tre rör 35, som räcker in i kanalen 23. I det längst från utloppsänden 32' belägna planet når ett rör 36 nästan fram till tillförselelemen- tets 32 axel.

Med denna version kan trådtvärsnitt med fyra kärn- och sex perifera segment framställas.

Vid den i fig 18 delvis visade versionen av ett tillförselelement 19 (jämför fig 9 och 10) är ett stift 37 anordnat koaxiellt i kanalen 23, vilket i närheten av genomströmningsöppningen 24, företrädesvis något under denna, t ex avslutas med en spets 37'. Med denna version kan trådtvärsnitt av den i fig 6 visade formen framställas, vid vilka segmenten når in i tvärsnittets kärnområde.

Förfarandet enligt uppfinningen och anordningen en- ligt uppfinningen medger många variationsmöjligheter be- träffande de uppnåbara trådarna och de därav framställ- bara produkterna. 10 15 20 25 30 35 7900639-1 9 Det är för det första möjligt att i stället för en Segmentkomponent A använda flera segmentkomponenter A, A'..... osv. Dessa kan exempelvis tillföras genom mot varandra avgränsade fördelarrum 18, l8'.....osv, vilka kan anordnas i olika plan.

Som matriskomponent A väljer man i regel endast en komponent. Det är emellertid även möjligtattframlägga två matriskomponenter B, B', exempelvis i en anordning sida-mot-sida eller som polymerblandning i tillförsel- elementets axiella kanal 23.

Som komponenter kommer såväl för matrisen som för segmenten praktiskt taget alla trådbildande polymerer ifråga, såsom polyester, polyamid, polyolefin, polykar- bonat och liknande.

När genom flerkomponentstrukturen endast trâdegen- skaperna skall optimeras, utan att det vid trâdefter- behandlingen skall uppträda en fibrillering (uppsplitt- ring)avkomponenterna, så används komponenter med god inbördes vidhäftning (kompatibilitet), t ex polyeten- tereftalat som matriskomponent och ett med en gasbildare försatt polyetentereftalat som segmentkomponent. Den resulterande tråden består därefter av skummade segment, vilka sammanhâlles genom den massiva matrisen. Omvänt kan segmenten vara massiva och matrisen skummad.

Om en senare uppsplittring i de finaste trådarna och fibrerna önskas, använder man företrädesvis kompo- nenter, vilka har en sämre kompatibilitet. Här kommer särskilt polyetentereftalat som segment- och polykapro- laktam som matriskomponent ifråga. Trâdarna kan lätt uppsplittras genom en efterföljande, exempelvis mekanisk behandling.

Andelen matriskomponent i förhållande till segment- komponenten kan variera inom vida gränser. Typiska vikt- förhållande för normala flerkomponentstrâdar är 30:70 - 70:30, företrädesvis 50:50. Om en uppsplittring önskas ligger viktförhållande företrädesvis inom omrâdet 5:95 - 7900639-1 10 15 20 25 30 10 - 25:75. Liknande viktförhållandenlfinïäven användas om segmentkomponenten (exempelvis för att erhålla skarpt profilerade trådar) eller matriskomponenten (exempelvis för att erhålla ett trådknippe med finaste enkeltiter av endast en polymer) efteråt skall upplösas. Sådana fila- mentgarn med finaste kapilläritet uppvisar ett mycket mjukt grepp och en fördelaktig optik.

Flerkomponenttrâdarnas titer skall efter sträckningen företrädesvis uppgå till 2,4 - 11,1 dtex, varvid segmen- ten uppvisar en enkeltiter av särskilt 0,2 - 0,5 dtex.

I stället för ett runt trådtvärsnitt kan även alla gângbara profiler framställas, exempelvis flerkantiga (t ex hexagonala) eller flerlobala (t ex trilobala) tvärsnitt.

Därtill kan de axiella kanalerna för tillförsel- elementen och/eller spinnöppningarna vara profilerade.

Anordningenenligtuppfinningenmedgeratt, genom en mångfald variationsmöjligheter av tillförselelementen (antal genomströmningsöppningar, deras anordning till varandra i olika plan, användning av olika långt in i de axiella kanalerna nâende rör) en mångfald trådtvär- snitt kan framställas, vilka såvitt det är känt är lätta- ire och med större precision framställbara. De möjliggör emellertid även framställningen av helt nya tvärsnitts- anordningar. Dessutom är det möjligt att utbyta till- förselelementen satsvis i en spinndysa mot andra och därmed snabbt omställa dysan till andra tvärsnittsytor.

Dessutom kan man insätta olika tillförselelement i en spinndysa och på detta sätt uppnå intressanta blandgarner (t ex med enkelkapillära med olika titer).

Claims (12)

10 15 20 25 30 7900639-1 ll PATENTKRAV l. Förfarande för framställning av en av minst två syntetiska polymerkomponenter bestående flerkomponents- tråd, i vars tvärsnitt en av komponenterna - matris- komponenten - skiljer minst två, företrädesvis minst tre segment av den andra komponenten respektive de andra komponenterna - segmentkomponenten respektive segment- komponenterna - från varandra, varvid dessa segment bi- behåller sin form och sitt läge i tvärsnittet längs med träden, genom gemensam utspinning av-dessa komponenter genom en eller flera spinnöppningar till en spinndysa, varvid matriskomponenten tillföres spinnöppningen(-arna) axiellt och segmentkomponenten respektive segmentkompo- nenterna inpressas i i rummet från varandra skilda del- strömmar in i matriskomponenten före dess utlopp ur spinnöppningen(-arna), k ä n n e t e c k n a t av att inpressningen av delströmmarna av segmentkomponenten eller segmentkomponenterna genomföres i den till att börja med slutna strömmen av matriskomponenten - utan föregående förformning.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att segmentkomponenten respektive segmentkomponenterna tillförs matriskomponenten i dennas framåtgående riktning i olika plan.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e- t e c k n a t av att minst sex segmentkomponentdelströmmar mar inpressas i matriskomponenten.

4. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att förutom den radiellt in i matriskomponenten inpressade segmentkomponentdel- strömmen inpressas åtminstone en segmentkomponentdel- ström axiellt in i matriskomponenten. 7900639-1 10 15 20 25 30 35 12

5. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l-4, k ä n n e t e c k n a t av att matriskomponenten och segmentkomponenten respektive segmentkomponenterna en- dast har en ringa ömsesidig vidhäftningsbenägenhet. _

6. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k- n a t av att matriskomponenten och segmentkomponenten respektive segmentkomponenterna står i viktförhàllandet 5:95 - 25:75 till varandra.

7. Förfarande enligt krav 5 eller 6, k ä n n e- t e c k n a t av att matriskomponenten är en polyamid och segmentkomponenten är en polyester.

8. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 5-7, k ä n n e t e c k n a t av att segmentkomponenten består av polyetentereftalat och matriskomponenten av polykapro- laktam.

9. Anordning för genomförande av förfarandet enligt ett eller flera av kraven l-8¿,vilken anordning omfat- ~ tar en dysskiva med urborrningar för genomstickning av tillförselelement för en polymerkomponent, en främre dysplatta med urborrningar för insättning av tillför- selelementen, varvid urborrningarna för insättning be- finner sig i rak linje med dem för genomstickningen av tillförselelementen och mynnar i spinnöppningen, minst en tillförselkanal och minst ett fördelarrum för minst en annan polymerkomponent, varvid varje fördelar- rum är genomträngt av axlarna till urborrningarna för genomstickning och till urborrningarna för insättning av tillförselelementen, och tillförselelement, vilka inom området för fördelarrummet(-rummen) och/eller för urborrningarna för insättning och/eller urborrningarna för genomstickning har gentemot urborrningsdiametern åtminstone delvis mindre dimensioner och inom detta omrâde uppvisar minst en genomströmningsöppning för en av polymerkomponenterna, k ä n n e t e c k n a d av att tillförselelementen (19, 26, 29, 32) för matris- komponenten (B) vid sin utloppsände (l9', 26', 29', 32') 10 15 20 7900639-1 l3 uppvisar en yttre diameter, vilken motsvarar diametern hos urborrningarna (21) för insättning av tillförsel- elementen (19, 26, 29, 32) och är formbestämt inpassade i urborrningarna (21) mot spinnöppningarna (22) och att de inom området (l9", 26", 29", 32"), som i för- hållande till urborrningarnas (21) för insättning respek- tive urborrningarnas (20) för genomstickning diameter har åtminstone delvis mindre dimensioner och/eller inom motsvarande omrâde för fördelarrummet respektive för- delarrummen (18), uppvisar minst tvà, företrädesvis minst tre radiella genomströmningsöppningar (24, 27, 30, 31, 33) för segmentkomponenten respektive segment- komponenterna (A). ,

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k- n a d av att de radiella genomströmningsöppningarna (24, 27, 28, 30, 31, 33) som vetter i strömningsrikt- ningen är anordnade i olika plan.

ll. Anordning enligt krav 9 eller l0, k ä n n e- t e c k n a d av att genomströmningsöppningarna (28, 31, 33) är utformade av genom tillförselelementen (26, 29, 32) genomförda rör (34, 35, 36).

12. Anordning enligt krav ll, k ä n n e t e c k- n a d av att rören (34, 35, 36), som vetter i radiell riktning, mynnar på olika avstånd från tillförselelemen- tens (26, 29, 32) axlar.