DE2212350B2

DE2212350B2 - Eine Füllung enthaltender Hohlfaden aus transparentem Kunststoff

Info

Publication number: DE2212350B2
Application number: DE2212350A
Authority: DE
Inventors: Hermann M. 6000 Frankfurt Timm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1972-03-15
Publication date: 1974-10-10
Also published as: JPS4912875A; IT981223B; ES412543A1; FR2176050A1; DE2212350A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen eine Füllung enthaltenden Hohlfaden aus transparentem Kunststoff, der gegebenenfalls voneinander abgetrennte zellenartige Hohlräume aufweist.

Aus der DT-PS 736 321 sind Verbundfäden bekannt, die aus einer gefärbten Kernkomponente und einer durchsichtigen Hüllenkomponente bestehen.

Aus der US-PS 3 015 873 in ein zwei- oder mehrschichtiger, aus verschiedenen verspinnbaren, gegebenenfalls transparenten Kunststoffen bestehender Hohlfaden bekannt, der Hohlräume in Form von Zellen aufweisen kann deren Wände aus einem schaumartigen Material bestehen, wobei die Zellen z. B. aus wasserabsorbierenden Stoffen, Arzneimitteln, Fetten, mikroporösen Feststoffen od. dgl- bestehende Füllungen enthalten können. Derartige aus Schk.itmateriilien bestehende Kunstfäden sollen, insbesondere, wenn sie Zellen aufweisen, auf Grund ihrer Naturfasern ähnlichen Struktur verbesserte mechanische Eigenschaften, wie z. B. Zugfestigkeit und Seitensteifheit, aufweisen. Diese Mehrschicht-Hohlfäden sind verhältnismäßig schwierig herstellbar und zeigen einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau; vor allem aber bestehen alle ihre Zeilwände bzw. (falls keine Zellen vorliegen) ihre Innenjchicht, zwangsläufig durch ihr Herstellungsverfahren bedingt, aus einem verschäumten Kunststoff mit Zellenstruktur, welcher die Transparenz der Faser beeinträchtigt, auch ist die Innenoberfläche der Zellen infolgedessen unregelmäßig, was ebenfalls für die Dicke der Zellwände bzw. der Innenschicht zutrifft. Infolgedessen würde ein derartiger, einen Farbstoff enthaltender Hohlfaden wenig vorteilhafte optische Eigenschaften «ufweisen. Hierzu kommt, daß das Licht durch 2 Schichten von Materialien, welche unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen, hindurchtritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eine Füllung enthaltenden Hohlfaden aus transparentem Kunststoff bereitzustellen, welcher einfach herstellbar ist und außergewöhnliche Farbeffekte aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Füllung aus Stoffen besteht, die einen temperaturabhängigen reversiblen oder irreversiblen Farbumschlag zeigen.

Die Füllung kann einen reversiblen Farbumschlag zeigen, d. h. bei Erhöhung oder Erniedrigung der Temperatur tritt der ursprünglich besiehende farblose oder farbige Zustand auf, oder einen irreversiblen Farbumschlag zeigen, d. h. eine bei einer bestimmten Temperatür einmal entstandene Farbe bildet sich — zumindest in einem Zeitraum, der für die jeweilige technische Anwendung maßgebend ist — nicht mehr zurück. Vorzugsweise besteht die Füllung aus cholesterinischen flüssigen Kristallen. Derartige flüssige Kristalle zeigen einen reversiblen temperaturabhängigen Farbumschlag.

Derartige flüssige Kristalle sind dem Fachmann wohlbekannt; sie werden auch als »mesomorphe Ver bindungen « bezeichnet (vergleiche G. W. G r a y, »Mo lecular Structure and the Properties of Liquid Cry stals«. 1962. Acedemic Press, New York, N. Y.). Beispiele für cholesterinische flüssige Kristalle sind z. B. Chole sterylpropionat, -oleat, -nonanoat und OleylcholesterylcarbonaL

Eine Füllung mit irreversiblem Farbumschlag kann aus solchen nicht mesomorphen organischen oder an organischen Verbindungen und deren Gemischen bc stehen, die gegebenenfalls im Gemisch mit üblichen Farbstoffen und/oder Pigmenten vorliegen können, welche durch eine lemperaturbedmgie Phasenumwandlung ihre Farbe verändern. Beispiele für derart!, monotrope Phasen mit temperaturabhängigen irreversiblem Farbumschlag sind Salze von Kupfer. Kobjl· Nickel, Chrom, Molybdän, Vanadium und Uran u. d^· welche nach Wärmeeinwirkung infolge Änderung ihu-r Kristallstruktur, Abgabe von Wasser, Kohlendioxid. Ammoniak u.dgl. ein- oder mehrfach ihre Farbe wen sein.

Beispielsweise zeigt NH4VO3 bei 15O⁰C einen l>-, schlag von weiß nach braun und bei 170⁰C von bru:jr nach schwarz. Man kann aber auch irreversibel einj.'f stellte Flüssigkristalle als Füllung verwenden.

Die Füllung zeigt einen Farbumschlag insbesondere im Temperaturbereich von etwa —50" bis etv. _;- + 250⁰C.

Der erfindungsgemäße Hohlfaden weist vorzugswe: se einzelne durch Schweißverbindungen voneinander abgetrennte, zellenartige Hohlräume aus, die gegebenenfalls nur teilweise die Füllung, gegebenenfalls im Form einer Paste enthalten. Die Füllung kann aber auch zusätzlich andere Stoffe, wie z. B. Farbstoffe und/oder Pigmente enthalten, wobei die Füllung der einzelnen Kammern farblich und/oder von der Zusammensetzung her gleich oder verschieden sein kann.

Die erfindungsgemäßen Hohlfaden können als sol ehe oder in Form von verdrillten Bündeln, Geweben und Gewirken, gegebenenfalls zusammen mit üblichen Fasern, vielseitig verwendet werden.

So können sie beispielsweise, wenn sie eine Füllung mit reversiblem Farbumschlag enthalten, in Textilien für Bekleidungszwecke verwendet werden, wo sie einen überraschenden ästhetischen und besonderen modischen Effekt zeigen, wenn man zu ihrer Füllung ein flüssiges Kristall auswählt, das innerhalb eines relativ engen Temperaturbereiches, beispielsweise von etwa 0° bis etwa 40⁰C, bei einer gewünschten bestimmten Temperatur einen reversiblen Farbumschlag aufweist. Durch Kombination von Hohlfaden in Textilien, welche bei einer bestimmten Temperatur farblich unterschiedliche oder farblich gleichartige Füllungen aufweisen, die jedoch einen Farbumschlag bei unterschiedlichen Temperaturen aufweisen, wird dieser Effekt noch verstärkt. Ähnliches gilt für Hohlfäden mit einer Füllung aus einem Gemisch von z. B. zwei oder mehreren verschiedenen flüssigen Kristallen — gegebenenfalls im innigen Gemisch mit üblichen, mit den flüssigen Kristallen verträglichen Farbstoffen und/oder Pigmenten — die bei jeweils unterschiedlichen Temperaturen einen reversiblen Farbumschlag zeigen, wobei bei geeigneter Wahl der flüssigen Kristalle in einem bestimm-

len Temperaturbereich ein zweifacher Farbumschlag unter Bildung von Misch- b/w. Additionsfarben auftreten kann.

Je nach Temperatur der Umgebung, in der sich der Träger eines Kleidungsstückes aus einem derartigen Textil befindet, wechselt dieses nach geeigneter Wahl der Fadenfüllung, gegebenenfalls mehrfach, seine Farbe; z. B. ein Badeanzug, je nachdem sein Träger sich im Schatten, im Wasser oder in der Sonne befindet.

Einen ännlichen Effekt zeigen auch zumindest teilweise aus den erfindungsgemäßen Hohlfäden bestehende Gewebe, die als Lampenschirme Verwendung finden, wobei die Wärmeentwicklung des Beleuchtungskörpers der den Farbwechsel auslösende Faktor ist, oder die als Wandverkleidungen, wie Tapeten oder Bodenbeläge verwendet werden können, wobei der Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht oder zwischen den Jahreszeiten die Farbveränderung(en) bewirkt, wenn man z. B. flüssige Kristalle, die bei einer geeigneten Temperatur einen reversiblen Farbumschlag zeigen, als Füllung auswählt

Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Hohlfäden ist die optische Temperatura'izeige bei verschiedenartigsten Vorrichtungen zur Temperaturmessung oder an solchen Vorrichtungen oder Gebracuhsgegenständen bei bzw. in denen Wärme bzw. Kälte auftritt; /. B. können sie für Temperaturmeßstäbe für Gelränke und Speisen, wie Cocktail-Sticks, Getränkequirls, für Etiketten oder Überzüge u.dgl. für Getränkebehälter wie Flaschen oder Kannen, z. B. als Tee- 3c und Kaffeewärmer, ferner als Eiwärmer usw. oder auch in der Technik als Rohrverkleidung mit optischer Temperaturanzeige usw. Anwendung finden, wobei sie. falls tie eine Füllung mit irreversiblem Farbumschlag enthalten, vorwiegend Teile von Gegenständen zum einmaligen Gebrauch sind.

Eine besonders bevorzugte Verwendung finden die erfindungsgemäßen Hohlfäden, die allgemein einen beliebigen Querschnitt aufweisen können, wenn sie flach ausgebildet sind und einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, als Sicherheitsstreifen in Banknoten und Dokumentenpapieren, da es für den Falscher äußerst schwierig ist, einen derartigen Sicherheitsstreifen, der bei einer wahlweise bestimmbaren Temperatur einen bestimmten reversiblen Farbumschlag zeigt, nachzuahmen. Das den Sicherheitsstreifen bildende Hohlfaden-Stück kann hierbei zweckmäßigerweise zwei oder mehrere Kammern aufweisen, die jeweils mit unterschiedlichen Füllungen versehen sind, die bei unterschiedlichen Temperaturen einen ganz bestimmten reversiblen Farbumschlag zeigen. Ein derartiger Sicherheitsstreifen ermöglicht es, auf verhältnismäßig einfache Weise mittels einer beliebigen Wärme- oder Kältequelle, z. B. durch Reiben mit der Hand, Fälschungen schnell und sicher zu erkennen.

Der Erfindungsgegenstand wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Abb. la und Ib zeigen im Querschnitt schematisch einen runden bzw. rechteckigen erfindungsgemäßen Hohlfaden (2) mit dem Hohlraum (I), in dem sich die Füllung befindet;

A b b. 2 stellt einen Längsschnitt entlang der Linien AB der A b b. la und Ib dar; man erkennt die durch Schweißverbindungen 3 unterteilten zellenartigen Hohlräume 1 des Fadens, in denen sich die Füllung befindet.

Das Herstellungsverfahren der erfindungsgemivBer Hohlfäden unterscheidet sich von bekannten Verfahren zur Herstellung von z. B. Schläuchen sehr geringen Durchmessers, die im medizinischen Bereich oder bei der Ummantelung von Drahtlitzen sehr geringen Durchmessers verwendet werden, dadurch, daß während der Bildung der Hohlfaser durch Extrusion in bekannter Art durch eine Ringdüse seh· kleinen Öffnungsdurchmessers mittels einer Inriendüse unter Druckanwendung die sich bildenden Hohlfäden mit der Füllung gefüllt werden.

Bei der Herstellung des Hohlfadens durch Extrusion bei einer vom Material abhängigen Temperatur, /.. B. bei 160⁰C, erfolgt die Kühlung der Extruderdüse in bekannter Art, z. B. von außen durch ein Kühlmittel wie z. B. Kühlwasser, welches gleichzeitig als Gleitschicht zwischen Fadenoberfläche und äußerer Wandung der Extruderdüse dient. Die Extruderdüse kann aber auch in bekannter Weise von innen gekühlt werden, indem durch in ihr angebrachte Kanäle u.dgl. Kühlmittel geleitet wird.

Falls — was von den als Füllung verwendeten speziellen Substanzen und ihrer Temperaturbeständigkeit abhängt — eine Kühlung der Fülldüse die im Inneren des sich bildenden Hohlfadens angeordnet ist, erforderlich ist. kann die Fülldüse mit einem Kühlsystem versehen und gekühlt werden. Man kann aber an Stelle dessen oder auch zusätzlich die als Füllung einzubringende, vorteilhafterweise in pastöser Form vorliegende Substanz selbst auf die notwendige Temperatur, z. B. + 1°C, kühlen.

Der Bereich des sich bildenden, noch plastischen Hohlfadens in dem die Füllung eingebracht wird, weist einen wesentlich größeren Durchmesser auf als die Extruderdüse, die den endgültigen Durchmesser des Hohlfadens bestimmt. Dieser größere Bereich ist notwendig, da die Innendüse nicht beliebig klein ausgebildet werden kann, andererseits aber auch ausreichend Platz für den kontinuierlichen Transport und die ständige Kühlung der Füllsubstanz vorhanden sein muß.

Der die Extruderdüse verlassende, mit der Füllung versehene Hohlfaden wird in bekannter Weise weiter abgekühlt, z. B. durch ein Wasserbad geführt. Mit einem synchron geschalteten Schweißstempel wird, z. B. thermisch, der gefüllte Hohlfaden in zellenartige Hohlräume beliebiger Größe unterteilt. Diese Unterteilung ist insbesondere bei Hohlfäde/i relativ großen Innendurchmessers notwendig, um ein Auslaufen der Füllsubstanz, z. B. der Flüssigkristalle, zu verhindern, wenn der Hohlfaden im Verlauf von Verarbeitungsverfahren auf eine beliebigs Länge beschnitten werden soll.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Eine Füllung enthaltender Hohlfaden aus transparentem Kunststoff, der gegebenenfalls voneinander abgetrennte zellenartige Hohlräume aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus Stoffen besteht, die einen temperaturabhängigen reversiblen oder irreversiblen Farbumschlag zeigen.

Z Hohlfaden nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung zusätzlich Farbstoffe und/oder Pigmente enthält