DE2204526A1 - Verfahren zur herstellung von mehrkomponentenfaeden - Google Patents

Description

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Bag.

B a r ro a g

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Wuppertal

Verfahren zur Herstellung von Mehrkomponentenfäden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mehrkomponentenfäden aus synthetischen, fadenbildenden Massen, die in Längsrichtung miteinander verbunden sind und von denen mindestens eine der Komponenten andere, ihre Länge oder ihr Längenverhalten beeinflussende Eigenschaften hat als die andere bzw. die anderen.

Bekannt ist die Herstellung von Fäden aus mehreren in axialer Richtung miteinander verschweißten oder formschlüssig verbundenen Komponenten durch Extrudieren von fadenbildenden Massen zu Fadensträngen, Kühlen, Abziehen und Verstrecken der Fäden. Die einzelnen Komponenten derartiger Fäden weisen unterschiedliche Schrumpfeigenschaften auf und bewirken infolge ihrer unterschiedlichen Schrumpfung eine Kräuselung der Fäden (z.B. österr. Patent 228 919). Derartige Mehrkomponentenfäden können z.B. aus zwei oder mehr ungleichen Polymeren (US-Patent 2 439 814) oder gleichartigen Polymeren mit unterschiedlichen Schrumpfund Erholungseigenschaften (US-Patent 2 931 091) oder Quelleigenschaften (franz. Patent 1 205 162) bestehen.

Gemeinsam ist der Mehrzahl dieser Fäden, daß sich ihre Kräuselung erst nach einer Schrumpfbehandlung wie z.B. Quellen, Benetzen,Erhitzen ausbildet, wobei die Schrumpfbehandlung im entspannten Zustand der Fäden zu erfolgen

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hat. Derartige Fäden werden daher als "potentiell" kräuselbare Fäden bezeichnet.

Der Nachteil dieser Fäden besteht in den Schwierigkeiten der für sie erforderlichen Schrumpfbehandlung. Bei der Schrumpfbehandlung müssen die Fäden den für die Ausbildung der Kräuselung erforderlichen Raum haben und sie dürfen daher nicht unter Zugbelastung stehen. Dabei besteht vor allem bei den heute geforderten sehr hohen Fadengeschwindigkeiten die Gefahr, daß die im wesentlichen spannungslos laufenden Fäden ösen und Schlaufen bilden. Diese ösen und Schlaufen lassen sich u.U. auch bei erhöhter Spannung des Fadens nicht mehr entfernen und werden daher auf der Spule mit abgelegt. Dadurch können die ösen und Schlaufen zu Schwierigkeiten und zum Fadenbruch beim Ablauf des Fadens von der Spule führen.

Es ist deswegen erforderlich, die Fadengeschwindigkeiten der Kräuselzone so aufeinander einzuregeln, daß weder zu viel noch zu wenig Faden in die Kräuselzone geführt wird und einerseits die ösen- und Schlaufenbildung vermieden, andererseits aber die Bildung der Kräuselung nicht behindert wird. Das macht ein technisch und wirtschaftlich aufwendiges Regelsystem für die Fadenzuführung und die Fadenabführung erforderlich.

Diese Nachteile werden vermieden beim Spinnen von spontan kräuselnden Mehrkomponentenfäden, wie sie z.B. im österr. Patent 249 247 beschrieben sind. Derartige spontan kräuselnde Fäden brauchen lediglich - wie auch Einkomponentenfäden verstreckt zu werden. Sie kräuseln nach der Verstreekung auch nach längerer Aufbewahrung auf Spulen spontan aus, sobald keine Spannung mehr auf die Fäden einwirkt.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von aus beliebigen Komponenten gebildeten Kräuselfäden bereitzustellen, die ebenfalls spontan, d.h. ohne eine zusätzliche Schrumpfbehandlung auskräuseln. Dieses Verfahren soll nicht nur für die Kombination von Komponenten, die ohnehin eine spontane Auskräuselung bewirken, sondern vor allem für Kombinationen von Komponenten mit nur potentieller Kräuselung zur Anwendung kommen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Mehrkomponentenfäden nach dem Spinnen verstreckt und ohne eine weitere Schrumpfbehandlung falschverzwirnt werden. Dabei ist es nicht erforderlich, eine so hohe Verzwirnung einzubringen, wie es beim Falschdral!texturieren üblich und erforderlich ist. Anders als beim Falschdralltexturieren dient die Verzwirnung nach der Erfindung lediglich dazu, dem Faden den zur Entwicklung seiner latent vorhandenen Kräuselung benötigten Raum durch Auslenkung aus seiner Laufrichtung zu geben. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Faden dabei unter einer Spannung gehalten werden kann, die einen ordnungsgemäßen Transport des Fadens gewährleistet.

Die geringere Falschverzwirnung ermöglicht auch die Anwendung kontinuierlicher Verfahren zur Herstellung von Mehrkomponentenfäden. Es wird deshalb weiter vorgeschlagen, daß die Mehrkomponentenfäden in einem kontinuierlichen Arbeitsgang in einer ersten Zone (Spinnzone) gesponnen und gekühlt und sodann in einer zweiten Zone gleichzeitig verstreckt und falschverzwirnt werden. Nach einem anderen Verfahren werden die Mehrkomponentenfäden in einem kontinuierlichen Arbeitsgang in einer Zone gesponnen und gekühlt, in einer anschließenden Zone verstreckt und in einer weiteren Zone falschverzwirnt .

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Bel nicht kontinuierlichen Arbeitsverfahren können in der Spinnzone Abzugsgeschwindigkeiten von mehr als 3000 m/min erzielt werden. Dadurch kann eine erhebliche Produktionssteigerung erzielt werden. Die hohe Vororientierung der Fäden mit der durch sie bewirkten größeren Festigkeit erlaubt ferner eine leichte Handhabung der Fäden beim Anlegen und eine Verminderung der Fadenbruchzahlen.

Die Struktur der Mehrkomponentenfäden, wie sie aufgrund des Spinnprozesses erzeugt werden, ist nicht konstant, da sie bereits durch geringfügige Änderung der beim Spinnprozeß zur Einwirkung kommenden Parameter, wie Viskosität der Schmelzen, Abkühlung, Fadenspannung, Abzugsgeschwindigkeit, beeinflußt wird.

Zur Vergleichmäßigung der Struktur wird vorgeschlagen, daß die verstreckten Mehrkomponentenfäden vor dem Bereich, in den der Zwirn zurückläuft, erwärmt werden.

Zur Erleichterung der Auskräuselung wird ferner vorgeschlagen, daß die Mehrkomponentenfäden in dem Bereich, in den der Zwirn zurückläuft, erwärmt und vor Erreichen der Falschzwirneinrichtung abgekühlt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren 1 bis beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 Querschnitte von Bikomponentenfaden;

Fig. 2 schematische Darstellungen des

a) Spinnprozesses

b) Streckprozesses

c) erfindungsgemäßen Kräuselungsprozesses

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2 2 O A ο 2

Fig. 3 "·.-.

Fig. 4 schematische Darstellungen eines kontinuierlichen Spinn- Streck- und Kräuselungsprozesses.

Der Fadenquerschnitt nach Fig. la zeigt ungefähr gleiche Anteile verschiedener Polymere. Die Polymere sind in Längsrichtung des Fadens miteinander verschweißt.

Der Fadenguerschnitt nach Fig. Ib zeigt ebenfalls unterschiedliche Polymere, die jedoch im wesentlichen formschlüssig miteinander verbunden sind.

In Fig. 2a ist der herkömmliche Spinnprozeß in seinen wesentlichen Verfahrensstufen schematisch dargestellt. Der Faden wird aus einer zur Erzeugung eines Bikomponentenfadens geeigneten Düse 1 ausgepreßt und durch den Spinnschacht 2 mit höherer Geschwindigkeit als der Spritzgeschwindigkeit abgezogen. Im Spinnschacht 2 kann der Faden über den Anblasschacht 3 gekühlt werden. Der Abzug des Fadens erfolgt durch die Abzugsgaletten 4 und 5. Der Faden wird anschließend mittels Spulvorrichtung 6 auf die Spinnspule 7 aufgewickelt.

Nach Fig. 2b wird die Spinnspule 7 einer Streckmaschine vorgelegt. Der Faden wird von der Spinnspule 7 mittels der Liefergaletten 8 abgezogen. Die Verstreckung erfolgt mittels der Streckgalette 11, deren Geschwindigkeit größer als die Geschwindigkeit der Liefergaletten 8 ist. Die Galetten 8 und die Galette 11 sind durch ein Getriebe miteinander verbunden. Innerhalb der Streckzone ist ein Streckstift 9 und eine Heizeinrichtung 10 dargestellt. Der verstreckte Faden wird mittels Spulvorrichtung 12 auf die Streckspule 13 aufgewickelt.

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In einer Vorrichtung nach Fig. 2c wurde ein Bikomponentenfaden von 150 den. gekräuselt, der durch gleichzeitige Extrusion eines Polyamids (Nylon 6) sowie eines Copolyamide (Nylon 6 und Nylon 6.6) in einem Verfahren nach Fig. 2a ersponnen und in einem Verfahren nach Fig. 2b mit einem Querschnitt nach Fig. la hergestellt war. Dazu wurde der Faden von der Streckspule 13 abgezogen, in der Vorheizeinrichtung 14 - einem Konvektionsheizkasten mit einer Temperatur von 180°C - erhitzt und zwischen den Lieferwerken

15 und 29 einer Falschverzwirnung von 2000 Drehungen pro Meter mittels Falschdrahtspindel 18 unterworfen. Bei der Falschverzwirnung wurde der Faden mittels Heizeinrichtung

16 mit einer Temperatur von 22O°C erhitzt und anschließend vor Erreichen der Falschdrahtspindel abgekühlt, wobei sich die dargestellte Blaskühleinrichtung 17 infolge des langen Fadenweges erübrigt. Anschließend wurd* der Faden auf die Spule 22 aufgewickelt. Das Lieferwerk wurde dabei gegenüber dem Abzugswerk 20 mit einer Nacheilung von 2% betrieben. Die Aufwickelgeschwindigkeit lag 12% unter der Abzugsgeschwindigkeit des Abzugswerks 20.

Der aufgespulte Faden zeigte auch nach mehrtägiger Aufbewahrung auf der Spule eine sich spontan entwickelnde Kräuselung mit einer Kräuselkontraktion von 18%.

Bei dem kontinuierlichen Verfahren nach Fig. 3 und Fig. 4 werden die Fäden 24 aus dem Spinnschacht 23 durch Lieferwerk 25 abgezogen, sodann vorverstreckt, verstreckt und falschgezwirnt und anschließend durch Galette 34 abgezogen und auf Spule 35 aufgewickelt. Die VorverStreckung wird in Zone 26 zwischen dem Lieferwerk 25 und der Galette 27 bewirkt.

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Die Fadenverstreckung erfolgt in Fig. 3 zwischen den Galetten 27 und 30 in der Zone 29. Dort wird der Faden einer Beheizung durch die Heizschiene 28 unterworfen. Die Falschverzwirnung erfolgt in Fig. 3 in der Stufe 33 zwischen den Galetten 30 und 34. Zur Erzeugung des falschen Dralles dient ein Friktionsdrallgerät 32, in das der Faden eingelegt werden kann. Zur Aufheizung der Fäden in dem Drallbereich ist eine Heizplatte 31 vorgesehen.

In Fig. 4 erfolgt die Endverstreckung und die Falschverzwirnung gleichzeitig in der Zone 37 zwischen der Galette und der Galette 34.' Im Drallbereich des Friktionsdrallgerätes 32 ist dabei eine Heizplatte 36 angeordnet.

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Mehrkomponentenfäden aus synthetischen fadenbildenden Massen, die in Längsrichtung miteinander verbunden sind und von denen mindestens eine der Komponenten andere, ihre Länge oder ihr Längenverhalten beeinflussende Eigenschaften hat als die andere bzw. die anderen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkomponentenfäden nach dem Spinnen verstreckt und
ohne eine weitere Schrumpfbehandlung falschverzwirnt
werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkomponentenfäden in einem kontinuierlichen Arbeitsgang in einer ersten Zone gesponnen und gekühlt
und sodann in einer zweiten Zone gleichzeitig verstreckt und falschverzwirnt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkomponentenfäden in einem kontinuierlichen Arbeitsgang in einer Zone gesponnen und gekühlt , in einer anschließenden Zone verstreckt und in einer weiteren
Zone falschverzwirnt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkomponentenfäden mit einer Geschwindigkeit von mehr als 3000 m aus der Spinnzone abgezogen werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkomponentenfäden vor dem Bereich, in den der falsche Zwirn
zurückläuft, erwärmt werden.

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6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkomponentenfäden in dem Bereich, in der der falsche Zwirn zurückläuft, erwärmt und vor Erreichen der Falschzwirneinrichtung abgekühlt werden.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrkomponentenfäden vor oder während der Falschverzwirnung einer besonderen Atmosphäre, z.B. Heißdampf ausgesetzt werden.

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