DE2118593C3

DE2118593C3 - Verfahren zur Herstellung von Garnen aus einem verstreckten Polymerfilm

Info

Publication number: DE2118593C3
Application number: DE19712118593
Authority: DE
Inventors: Samuel Hillsborough Mcmeekin; James Nelson Portadown Ruddell
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1971-04-16
Filing date: 1971-04-16
Publication date: 1980-06-04
Also published as: DE2118593A1; DE2118593B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Garnen aus einem verstreckten Polymerfilm entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Dieses durch die DE-OS 19 51 571 bekannte Verfahren hat sich in der Praxis bewährt, jedoch erschien es wünschenswert, die Durchführung des Verfahrens so zu gestalten, daß man Fasern — und daraus Garne — mit besonderen, vorbestimmten Eigenschaften erhält.

Aufgabe der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Garnen aus einem verstreckten Polymerfilm, bei dem die Bedingungen beim Zerfasern des vorher geschlitzten Films durch Streck-Reißen so gewählt sind, daß sich die resultierenden Stapelfasern durch Eigenschaften auszeichnen, die sie zur Herstellung von einheitlichen, zugfesten Garnen besonders geeignet machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem durch die DE-OS 19 51 571 bekannten Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es in vielen Fällen von Vorteil, wenn das den Reißwalzen zugeführte Netzwerk so regelmäßig wie möglich i^Kt. Im Idealfall, nämlich bei völliger Regelmäßigkeit, würde das Netzwerk dann eine Anzahl von in Längsreinen gleichmäßig über die ganze Breite verteilten Schlitzen aufweisen, die alle gleich lang und vom nächsten Schlitz in der Reihe durch den gleichen -Abstand getrennt wären. Ein derartiges regelmäßiges Netzwerk würde, wenn es in die Breite gezogen würde, ein regelmäßiges Netz mit quadratischen oder rhomboiden Lücken bilden, etwa in der Art von Streckmetall, wobei die noch untereinander verbundenen Stellen der nichtgeschlitzten Teile des Filmes als K-Punkte bezeichnet werden können. Beim Zerreißen würde dann ein solches Fasernetz ausschließlich an solchen »JC-Punkten« reißen, woraus ersichtlich ist, daß sich die Regelmäßigkeit des Netzwerkes günstig auf die Gleichmäßigkeit der erfindungsgemäß erhältH-chen Fasern und Garne auswirkt

Da der Abstand din cm zwischen den Reißwalzen die größte Länge der entstehenden Fasern bestimmt, ist sein Wert von erheblichem Einfluß auf die Eigenschaften des aus diesen Fasern herzustellenden Garnes.

Dabei ist die Einhaltung des Bereichs von 0,95 bis 5 für χ (siehe Formel in Anspruch 1) für das vorliegende Verfahren ausschlaggebend. Zweckmäßig ist es, wenn χ zwischen 1 und 2 liegt, da man dann ein weitgehend quadratisches Stapelfaserdiagramm erhält Bei der Herstellung von Garnen wird allgemein ein solches Stapelfaserdiagramm als besonders wünschenswert betrachtet Würde man für χ einen Wert unter 0,95 wählen und daher nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten, so würde man finden, daß zwar die maximale Stapellänge der resultierenden Fasern auch dann gleich der Länge des Walzenabstandes ist, daß man jedoch unterhalb dieser maximalen Faserlänge mit einer ganz unregelmäßigen Faserlängenverteilung bis hinab zu sehr kurzen Fasern rechnen muß. In diesem Fall entspricht dann das Stapelfaserdiagrantm hinsichtlich der Länge demjenigen, das man durch Streck-Reißen von üblichen fortlaufenden Fasersträngen erhält.

Wählt man in Übereinstimmung mit der Erfindung für χ einen Wert von mehr als 2, so erhält man innerhalb der Grenzen der nachfolgenden Verarbeitungsstufen ebenfalls eine recht breite Stapellängenverteilung, jedoch wird bei gewissen Anwendungszwecken dieser Nachteil durch den Vorteil einer größeren mittleren Stapellänge ausgeglichen. Sollte allerdings χ den Wert von 5 überschreiten, so geht die Tendenz zur Bildung von Einzelfasern zurück und es bleiben Teile der Netzstruktur erhalten.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die durch Streck-Reißen erhaltenen Stapelfasern am Ende nicht stumpf bzw. viereckig sind, sondern an ihrem Ende in feine Spitzen auslaufen, ganz anders wie bei vielen üblichen Streck-Reiß-Verfahren, wo die Fasern abrupt abreißen. Solche federartigen Faserspitzen verbessern beim Verspinnen der Fasern zu Garnen den Zusammenhalt der Fasern, ohne daß sie aus diesen abstehen.

Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, kann man beim erfindungsgemäßen Verfahren das Stapeldiagramm, der erzeugten Stapelfasern auf recht genaue Weise einstellen. Durch die erfindungsgemäß angewandte besondere Art des Streck-Reißens des zerfaserten Films kann man auf einfache Weise und ohne Kardierstufe einen Kammzug für Garn erzeugen oder man kann auch unmittelbar ein Garn herstellen, indem man den zerfaserten Film während seines Durchgangs eine entsprechende Spinnmaschine unter Verstrecken zerreißt In beiden Fällen ist es besonders vorteilhaft, wenn man Einrichtungen vorsieht, welche die Fasern innerhalb der Streck-Reiß-Zone kämmen oder zerreißen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren können viele polymeren Stoffe mit Erfolg verwendet werden, z. B. Homo- und Copolymerisate von Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Acrylnitril sowie Polyester und Polyamide. Bevorzugte Ausgangsstoffe sind Homo- oder Copolymerisate von Lactonen, insbesondere Polypivalolacton, und von Monoolefinen, wie Äthylen und Propylen. Besonders geeignete Ausgangsstoffe sind

Polyäthylen oder Polypropylen von hoher Dichte in allen bekannten Variationen.

Die Erfindung sei anhand der Beispiele und der Zeichnung näher erläutert:

Beispiel 1

Vier Filmbänder 7*(je 7,5 cm breit) aus verstreckiem, 40 μπι dickem Polypropylen wurden von dem Spulengatter 10 üLer eine Zugeinrichtung 12 dem Einführ-Walzensystem 14 des Fibrillators 16 zugeführt Das Spannen der Bänder Γ wurde durch eine Spanneinrichtung 18 am Spulengatter 10 und durch die Zugeinrichtung 12 bewirkt Die einzelnen Bänder Twurden dem Fibrillator 16 mit gleicher Spannung zugeführt Das Einführ-Walzensystem 14 bestand aus drei Einzelwalzen, zwischen denen das Band auf beliebige Weise, beispielsweise gemäß der Zeichnung, durchgeführt werden kann.

Das Einführwalzensystem 14 steuerte die Eintrittsgeschwindigkeit der Bänder Γ und leitete sie mit einer bestimmten konstanten Geschwindigkeit einer mit Nadeln besteckten Fibrillierwalze — 20 bis 21 cm Durchmesser — zu; die Walze war so mit Nadeln besteckt daß auf 10 cm 16 Nadelreihen treffen und in jeder Reihe 16 Nadeln je cm vorhanden waren, und rotierte in der angegebenen Richtung mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die 2,5mal größer war als die Laufgeschwindigkeit der Filmbänder T.

Die Filmbänder Tliefen zunächst um eine mit Gummi belegte Führungsrolle 22 (6,5 cm Durchmesser), die so nahe wie möglich an der Fibrillierwalze 20 angeordnet war, und kamen dann mit den auf der Fibrillierwalze 20 angeordneten Nadeln in Eingriff. Die Länge des Bogens, auf dem die Bänder auf der Fibrillierwalze 20 anlagen, konnte durch die Lage der Führungsrolle 22 relativ zu dem Punkt, an welchem die zerfaserten Filmbänder T von der Fibrillierwalze 20 abgenommen wurden, eingestellt werden. Als zweckmäßig erwies sich eine Bogenlänge von 15 cm.

Beim Durchgang über die Fibrillierwalze 20 wurden die Filmbänder Tdurch die Nadeln derart geschlitzt, daß sie ein Netzwerk aus untereinander verbundenen Einzelfasern bildeten. Die auf diese Weise aufgefaserten Filmbänder Γ wurden durch ein System von Platten 24, die in nächster Nähe der Fibrillierwalze 20 derart angeordnet waren, daß ihre Stellung gegeneinander und gegenüber der Fibrillierwalze 20 leicht zu verändern war, von der Fibrillierwalze abgenommen. Die Aufgabe der Platten 24 bestand neben dem Abstreifen der aufgefaserten Filmbänder von der Fibrillierwalze 20 darin, dessen Spannung zu ändern und die freien Enden von gerissenen Fasern zu kontrollieren. Da ein Verzerren des Fasernetzes nicht wünschenswert ist, waren die Nadeln der Fibrillierwalze 20 so aus der radialen Richtung geneigt, daß sie sich senkrecht zur Ebene des Netzes nach hinten neigten. Der Neigungswinkel war größer als der Winkel der Grenzreibung, so daß das Material leicht von den Nadeln abgleiten konnte. Die Nadeln oder Stift» tonnten auf der Walze so angeordnet sein, da3 ·>·αι Jer Neigungswinkel einstellen ließ. Die vier Filmbänder wurden über das Abzugswalzensystem 26, das in seinem Aufbau dem Einführwalzensystem 14 entsprach, aus dem Fibrillator abgezogen.

Die Oberflächengeschwindigkeit der Abzugswalzen war etwas (etwa 1%) größer als diejenige der Einführungswalzen, wobei der Geschwindigkeitsunterschied einstellbar war.

Nach Durchgang durch das Abzugswalzensystem 26 passierten die Filmbänder eine Präpariereinrichtung 28, mit deren Hilfe darauf aus einem Flüssigkeitsbad eine (z.B. eine antistatische) aufgebracht wurde. Dann wurden die Filmbänder in die Streck-Reiß-Zone geleitet die aus zwei Reiß-Walzenpaaren 32 und 34 bestand, wobei das Paar 34 etwas schneller umlief als das Paar 32. Es handelte sich um Stahlwaizen mit Gummibelägen (Shore-Härte 78°, Durchmesser 10 cm). Der Abstand d zwischen 'den Reißwalzenpaaren war dadurch zwischen 5 cm und 40 cm veränderbar, daß das erste Walzenpaar 32 auf einem beweglichen Gestell angeordnet war. Im vorliegenden Fall wurde ein Abstand c/von 12 cm zwischen den beiden Walzenpaaren eingehalten. Die so erhaltenen Stapelfasern wurden einer Vorratseinrichtung 36,38 zugeführt

Beispiel 2

Beim Arbeiten gemäß Beispiel 1 auf der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung, wobei jedoch die Länge der die Fibrillierwalze 20 berührenden Filmbandabschnitte (a)'m diesem Fall 10 cm betrug, wurden durch entsprechende Wahl des Faktors χ folgende Werte für den Abstand d erhalten (das Verhältnis R war, wie in Beispiel 1,1 :2,5 = 0,4):

Versuch	Faktor χ	Abstand d	Zerreißkraft auf
			zuwenden von den
			Walzen 32 und 34
		cm	kg
A 1	1,25	7,5	14,9
A2	1,67	10	10,9
A3	3,33	20	10,6
B 1	0,33	2	22,2
B2	0,83	5	20,4

Bei den Versuchen A 1 bis A 3 war der Faktor χ im erfindungsgemäß einzuhaltenden Bereich während bei den Vergleichsversuchen B 1 und B 2 der Faktor χ unter diesem Bereich blieb.

Wie aus dem Energieaufwand für das Zerreißen des Fasernetzes hervorgeht, zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber der bekannten Arbeitsweise, bei welcher sich in den Vergleichsbeispielen aufgrund eines zu niedrigen Faktors χ ein zu geringer Abstand der Reißwalzen (d) ergab, durch eine erhebliche Energieeinsparung beim Reißvorgang aus. Die erfindungsgemäße Abstimmung des Wertes d auf die Werte a und R durch Wahl des Faktors χ innerhalb des angegebenen Bereiches hat zudem, wie erwähnt, den Vorteil, daß man — insbesondere bei Verwendung eines möglichst regelmäßigen Fasernetzes — Stapelfasern von weitgehend einheitlicher, auf die Eigenschaften des zu erstellenden Garnes einstellbarer Länge erhält, was bei dem aus der DE-OS 19 51571 bekannten Verfahren, bei dem eine solche Abstimmung nicht vorgesehen ist, nicht der Fall ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Garnen aus einem verstreckten Polymerfilm, bei welchem der Film zunächst entlang eines Eogens mit der Länge a über eine mit Schneidelementen versehene Fibrillierwalze geführt und dabei zu einem Fasernetz aufgeschlitzt wird, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Fibrillierwalze größer ist als die Laufgeschwindigkeit des Films, und der geschlitzte Film zwischen zwei im Abstand d hintereinander angeordneten Reißwalzenpaaren hindurchgeführt und dabei durch Streck-Reißen zu Stapelfasern zerfasert wird, die zu einem Garn weiterverarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß man den Abstand d so einstellt, daß seine Länge gleich χ ■ a -(l—R) ist, wobei man für χ einen Wert von 0,95 bis 5 wählt und wobei R das Verhältnis von der Laufgeschwindigkeit des Films zu der Umfangsgeschwindigkeit der Fibrillierwalze bedeutet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Film zu einem Fasernetz mit einer im wesentlichen regelmäßigen Struktur aufgeschlitzt wird.

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