DE2152435B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von fasern mit strukturierter oberflaeche - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die in beiden Faserrichtungen gleichen Gleiteigenschaften der zu textlien Zwecken benutzten halb- und vollsynthetischen Fasern sind im wesentlichen der Grund dafür, daß aus solchen Fasern hergestellte Textilien nicht filzen. Dieses Verhalten hat jedoch auch Nachteile.

Bei Wollstoffen und -tuchen, speziell der unteren Qualitätsklassen, die mit synthetischen Fasern verstärkt werden, tritt im Verlauf des Fabrikationsganges eine Entmischung des ursprünglichen Fasergemisches ein derart, daß die Wollanteile, wegen deren geringer Qualität die Verstärkung vorgenommen werden mußte, aufgrund ihres Filzvermögens weitgehend allein aus

ίο dem Faserband wandern und verfilzen und damit trotz der Verstärkung die Trageeigenschaften, den Oberflächenabrieb, das Beuligwerden an Ellenbogen, Knieen und Gesäß, u. a. m. fast allein bestimmen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß man aus synthetischen Fasern mit richtungsunabhängigem Gleitverhalten keine echten Filze (Walkfilze) herstellen kann. Man behilft sich mit Verkleben oder Vernadeln von Faservliesen. Diese beiden Verfahren können jedoch nicht die Vorteile des echten Filzes mit denen der jeweils verwendeten synthetischen Faser verbinden.

Zum Herstellen von Walkfilzen ist ein richtungsabhängiges Gleitverhalten erforderlich, wie es die mit einer Schuppenschicht bedeckten tierischen Wollen und Haare aufweisen, die ähnlich einer Schlange oder einer in den Hemdärmel gesteckten Gerstenähre »kriechen«. Das Filzen oder Verfilzen von textlien Gebilden wird durch diesen Kriecheffekt bewirkt. Eine Kräuselung der Fasern begünstigt den Kriecheffekt. Belastungen, die auf die gekräuselten Fasern wirken, werden von den Kräuselbögen ähnlich einer Feder elastisch gespeichert Bei Entlastung können diese mit ihren Schuppen in den benachbarten Fasern verhakten Fasern sich nur in einer Richtung entspannen: sie »kriechen«.

Aus der GB-PS 9 41 679 ist es bekannt, textile Fäden aus synthetischem Material herzustellen mit einer durch Vorsprünge strukturierten Oberfläche, um sie in ihren Eigenschaften und Vorteilen möglichst der Naturfaser Wolle anzugleichen und verfilzbar zu machen. Es werden hierbei von entsprechend profiliertem Basismaterial, d. h. von Folien oder Strängen aus synthetischem Material, deren Profil dem gewünschten Fadenprofil gleicht, schmale Streifen abgeschnitten, deren Breite die Stärke der bändchenförmigen Faden bestimmt. Dieses Verfahren hat einerseits den Nachteil, daß es nicht mit einfachen Mitteln wirtschaftlich durchgeführt werden kann, und andererseits daß eine dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßte Behandlung wie z. B. gleichmäßiges Verstrecken, Kräuseln, bei der einzelnen Faser nicht möglich ist, denn das Ausgangsmaterial (in Folienform) bestimmt die Eigenschaften der erzeugten Fasern. Beim Abschneiden der Steifen ergeben sich zwangsläufig Unregelmäßigkeiten und infolgedessen über die Länge des Fadens Unterschiede in den Fadeneigenschaften wie Belastbarkeit, Elastizität usw.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Fasern unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile wirtschaftlicher als bisher herzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte

Hierdurch wird durch eine einfache mechanische Behandlung der Fasern, ohne daß die Schwächung der Fasern durch das Einschneiden ein nachteiliges Ausmaß erreicht und ohne Beeinflussung der sonstigen Fadeneigenschaften, wie Elastizität, eine gute Verfilzbarkeit erreicht.

Erfindungsgemäß können die Fasern vor dem Einschneiden in bekannter Weise verstreckt und/oder

gekräuselt werden.

Zur Herstellung der Einschnitte erzeugt man zwischen einer cder mehreren Schneidkanten und der Faser eine Relativgeschwindigkeit, die wechselnd positiv und negativ sein kann. Je nach Wahl des s .Schnittwinkels, der Faserspannung, der Frequenz und der Amplitude der Relativgeschwindigkeit, den Temperaturen von Schneidkante und Faser sowie dem physikalischen und chemischen Zustand der Faser (z. B. Quellungsgrad, Verstreckungsgrad, Vernetzungsgrad) können auf der Faseroberfläche Einschnitte erzeugt werden, die die Faseroberfläche unterschiedlich tief struktuieren.

Man kann die Faser auch zusätzlich um ihre Längsachse drehen, z. B. durch Erteilen eines Falsch- is dralles, um eine gleichmäßigere Verteilung der Strukturmerkmale über den Faserumfang zu erreichen, oder um die Zahl der die Fasern struktuierenden Aggregate zu verringern, oder um beides zu erreichen. Meist ist es vorteilhaft, wenn die Fasern vor dem Einscheiden verstreckt und gekräuselt werden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, mittels Faserführungen ein Faserbündel so auszuarbeiten, daß die Einzelfasern parallel nebeneinanderlaufen. Die durch Rietkämme oder dergleichen separierten Fasern erhalten durch Berührung mit quer zur Faserlaufrichtung umlaufenden Reibvorrichtungen einen Falschdrall. Oberhalb und unterhalb des Faserbandes kann man schräg in Faserrichtung gerichtete Schneiden gruppieren, die in gleichmäßigen Abständen oder nach Wahrscheinlichkeitszahlen oder nach anderen durch die angestrebte Struktur gegebenen Gesetzen verteilt sind. Bewegt man diese Schneidengruppen auf das Faserband zu und mindestens eine Ober die Faserbandebene hinaus, so umschlingen die Fasern die Schneiden in Abhängigkeit vom Schneidenabstand und der Eintauchtiefe der Schneidengruppe in die Zwischenräume der jeweils gegenüberliegenden Gruppe. Versetzt man die Schneidengruppen z. B. in Gegenphase in Vibration in Faserrichtung, so daß jeweils positive und negative Relativgeschwindigkeiten zwischen Schneide und Faser entstehen, so wirkt jede sich rückwärts bewegende Schneide als Umschlingungsbremse, während jede sich vorwärts bewegende Schneide bei geeignetem Schnittwinkel die Faser einschneidet Bei hinreichend großer Frequenz und Schneidenzahl kann, obwohl der Abstand der Einschnitte nur wenige Mikrometer betragen sollte, eine wirtschaftliche Transportgeschwindigkeit der Fasern erzielt werden.

Die Einschnitte können entweder sofort zur Faserachse so orientiert sein, daß, bezogen auf die Faserrichtung, ein richtungsabhängiges Gleitverhalten entsteht, oder es kann durch eine nachträgliche Behandlung der strukturierten Faser diese Wirkung verstärkt werden.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß je nach der Eigenart der verwendeten Fasern durch entsprechende erfindungsgemäße Oberflächenbehandlung filzfähige Fasern beliebigen Filzvermögens mit einem weiten Bereich technologischer Eigenschaften hergestellt werden können. Die durch das Einschneiden der Oberfläche auftretenden Verluste an mechanischer Festigkeit der Einzelfaser sind bei geeigneter Wahl des Fasermaterials wegen der erzielbaren echten Verfilzung nicht nachteilig. Gegenüber einem Verfahren zur Herstellung verfilzbarer Fasern, das auf der Beflockung von Fasern mit plättchen- oder stäbchenförmigen Materialien beruhen könnte, wird bei der erfindungsgemäßen Oberflächenbehandlung der Titer der Einzelfaser vorteilhafterweise nicht erhöht.

Im Hinblick auf den Verwendungszweck bewirken die erfindungsgemäßen Fasern eine beachtliche Qualitätsverbesserung gegenüber den heute aus Fasern mit richtungsunabhängigem Gleitverhalten herstellbaren filzähnlichem textlien Flächengebilden. Mit den erfindungsgemäß verfilzbaren Fasern wird es möglich, Walkfilze herzustellen, die vollständig oder überwiegend aus synthetischen Fasern bestehen und die wegen ihrer Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beanspruchungen, ihrer Säurebeständigkeit und sonstiger durch die synthetischen Fasern gegebener vorteilhafter Eigenschaften neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnen.

Ein weiterer Vorteil ist, daß das Pillingverhalten der aus erfindungsgemäß behandelten Fasern hergestellten textlien Flächengebilde günstig beeinflußt wird. Die erfindungsgemäß behandelten Fasern sind im Faserverbund verhakt und deshalb fester eingebunden als unbehandelte Fasern unter sonst gleichen Herstellungsbedingungen des textlien Flächengebildes. Aus diesem Grunde lassen sich die erfindungsgemäß behandelten Fasern schwerer in die beginnenden Pillings einrollen und können auch ein vorzeitiges Abbrechen derselben verursachen.

In der folgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Auf einem unteren Träger 1 und einem oberen Träger 2 sind mittels einer Befestigung 3 Schneiden 4 angebracht. Zwischen den oberen und unteren Schneiden 4 befindet sich ein unter Vorspannung stehendes Faserband, dessen Einzelfasern 5 infolge eines Falschdralles um ihre Achse rotieren können und sich in Richtung 6 fortbewegen. Dabei wird eine im wesentlichen parallele Anordnung der Fasern 5 dadurch erreicht, daß die von einer Spinndüse kommenden endlosen Chemiefasern, nachdem sie verfestigt, nachverstreckt und gegebenenfalls gekräuselt sind, mittels einer Vorrichtung, z. B. Rietkämmen, zu einem Faserband ausgebreitet werden, bei dem die Fasern sich im wesentlichen in dessen Längsrichtung erstrecken. Während die sich in der Zeichnung mit negativer Relativgeschwindigkeit, d. h. entgegen der Bewegungsrichtung 6 der Fasern bewegende untere Schneidengruppe als zusätzliche Umschlingungsbremse auswirkt, schneidet die sich in der Zeichnung mit positiver Relativgeschwindigkeit, d. h. in der Bewegungsrichtung 6 der Fasern bewegende obere Schneidengruppe die Faser ein. Wenn sich diese Bewegungen im Gegentakt laufend wiederholen, erhält die Faser auf dem Umfang verteilt an stets anderer Stelle schuppenartig eingeschnittene Kerben 7 und 8.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Fasern, insbesondere künstlichen Fasern mit einer durch längliche Vorsprünge strukturierten Oberfläche, wobei diese Vorsprünge im Längsschnitt durch die Faser mit der Faserachse einen spitzen Winkel bilden, dadurch gekennzeichnet, daß endlose gespannte Einzelfasern (Monofilamente) mittels relativ zu den Einzelfasern in Faserlängsrichtung bewegter, quer oder schräg zur Faserachse angeordneter und mit ihr im Faserlängsschnitt einen spitzen Winkel bildender Schneiden an ihrer Oberfläche in kleinen Abständen mit Einschnitten versehen werden, die zu schuppenartigen im wesentlichen gleichgerichteten Vorsprüngen führen, und daß dann die endlosen Einzelfasern in die zur Weiterverarbeitung erforderliche Faserlänge geschnitten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die endlosen Einzelfasern vor dem Einschneiden verstreckt und/oder gekräuselt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Schneiden (4) aufweist, deren Schneidrichtung mit den Achsen der über sie unter Vorspannung hinweggeführten endlosen Einzelfasern (5), in Faserlängsrichtung gesehen, einen spitzen Winkel bildet und die in Faserrichtung hin- und herbewegbar sind, und zwar in der Bewegungsrichtung der Einzelfasern (5) mit die Fasergeschwindigkeit übersteigender Geschwindigkeit.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Gruppe von Schneiden (4) oberhalb und unterhalb der endlosen Einzelfasern (5) angeordnet ist, wobei die Schneiden (4) der unteren Gruppe zu den Schneiden (4) der oberen Gruppe versetzt sind und mindestens eine der Schneidengruppen in Bewegungsrichtung der endlosen Einzelfasern (5) und entgegen dieser Richtung bewegbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (4) der einen Gruppe in die Zwischenräume zwischen den Schneiden (4) der anderen Gruppe hineinragen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Schneiden (4) Faserführungen, z. B. Rietkämme, angeordnet sind, durch welche die als Bündel zugeführten endlosen Einzelfasern (5) ausgebreitet und parallel nebeneinandergeführt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß quer zur Faserlaufrichtung umlaufende, den ausgebreiteten endlosen Einzelfasern einen Falschdrall erteilende Reibvorrichtungen vorgesehen sind.