DE2857124C2 - Verfahren zum Herstellen von ummanteltem Multifilament-Kerngarn, das zur Weiterverarbeitung zu textilen Flächengebilden bestimmt ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betriff·: ein Verfahren zum Herstellen von ummanteltem Multitilanv U-Kerngarn, das zur Weiterverarbeitung zu textlien Flächengebilden bestimmt ist, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem aus der US-PS 3100926 bekannten Verfahren dieser Art durchläuft das zu ummantelnde Multifilament-Kerngarn zentrisch die Düse eines Extruders, der dieses mit einer Kunststoffummantelung versieht, die aber nicht in das Multifilament-Kerngarn eindringt und dessen einzelne Fasern nicht einhüllt Die Herstellung des bekannten ummantelten Multifilament-Kerngarns mit einem Extruder ist weiterhin deshalb nachteilig, weil sich mit einem Extruder nur wenige Garne gleichzeitig umhüllen lassen, so daß der Investitionsaufwand durch die teuren Extrusionsanlagen sehr hoch ist, und weit die erforderliche hohe Spritztemperatur dazu führen kann, daß das Treibmittel so bereits bei der Garnherstellung ganz oder teilweise aktiviert wird. Versuche mit dem bekannten ummantelten Multifilament-Kerngarn haben ergeben, daß sich mit diesem nur Gewebe bzw. textile Flächengebilde herstellen lassen, die relativ große Durchbrüche aufweisen, weil sich das Multifilament-Kerngarn nach einem erneuten Erhitzen der aus diesem hergestellten textlien Flächengebilde unter Druck nicht so weit verbreitern läßt, daß die Durchbrüche geschlossen oder wesentlich verkleinert werden könnten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein in wirtschaftlicher Weise und mit einem geringen maschinellen Aufwand durchführbares Verfahren zum Herstellen von ummanteltem Multifilament-Kerngarn vorzuschlagen, aus dem sich textile Flächengebilde herstellen lassen, die keine oder nur kleine Durchbrüche aufweisen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in

dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Multifilament-Kerngarne lassen sich nach ihrer Aktivierung sehr viel besser breitdrücken als das bekannte Garn, weil in dem erfindungsgemäßen Multifilament-Kerngarn die Filamente im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und einander nicht berühren, da sie in dem imprägnierenden Kunststoff eingebettet sind. N^ch einem erneuten Plastifizieren des Kunststoffs wirkt dieser bei dem Breitdrücken des Multifilament-Kerngarns als Gleitmittel, so daß sich die Filamente in den Kunststoff gleichsam schwimmend verbreitern können und die Verbreiterung nicht dadurch behindert wird, daß die Filamente einander überkreuzen. Weiterhin läßt sich das Imprägnieren des Multifilament-Kerngarns mit der Harzmässe mit einem relativ geringen maschinellen Aufwand durchführen.

Aus der DE-OS 2518 525 ist es an sich bekannt. Garne mit null Drehungen herzustellen, so daß die Fäden in den Garnen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und sich ein aus den Garnen hergestelltes Gewebe zur Schließung der Zwischenräume breitdrücken läßt Diese bekannten Garne sind aber nicht mit einer Harzmasse imprägniert

Aus der US-PS 28 65 790 sind verschiedene Verfahren zur Behandlung von Fasergebilden bekannt Bei einem Verfahren wird ein aus Fasern bestehender Flor als Kardenband in mehreren Schichten aufeinander abgelegt Die Schichten durchlaufen anschließend ein Bad mit einem 'Bindemittel, das anschließend zwischen Elektroden einer Hochfrequenzbehandlung unterzogen wird. Nach einem anderen Verfahren wird ein Gewebe getränkt und anschließend der Hochfrequenzbehandlung unterzogen. Nach einem weiteren Verfahren werden die Fasern des Garns miteinander verdreht und bei dem Durchlauf zwischen Walzen mit einem Bindemittel getränkt Die Drehung der Fasern während des Spinn Vorgangs verhindert jedoch, daß sich das Getränkte bei einer erneuten Erweichung des Bindemittels breitdrücken läßt

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben worden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

F i g. 1 ein geschäumtes Flächengebilde nach dem Stand der Technik,

Fi g. 2a im Schnitt ein umspritztes Multifilamentgarn nach dem Stand der Technik,

F i g. 2b im Schnitt ein ummanteltes und imprägniertes Multifilamentgarn, das gemäß der Erfindung hergestellt worden ist,

F i g. 2c ein Garn gemäß F i g. 2b im Schnitt, nachdem es gemäß der Erfindung verbreitert worden ist

F i g. 3 ein aus Garn gemäß der Erfindung hergestelltes Faservlies mit verbreiterten Garnen,
■ Fig.4 ein Gewebe mit gemäß der Erfindung geschäumten und verbreiterten Garnen und

F i g. 5 eine Vorrichtung zum Schäumen und Verbreitern der Garne einer Ware gemäß der Erfindung.

Es ist bekannt, aus umspritztem Garn ein Gewebe oder ein Faservlies herzustellen. Ein in F i g. 1 gezeigtes Gewebe dieser Art besteht aus Kettfäden 2 und Schußfäden 3, die an Kreuzungen miteinander verschweißt sind. Eine dieser Kreuzungen ist mit 4 bezeichnet. Man erkennt daß nur relativ kleine öffnungen vorhanden sind, von denen eine mit 5

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bezeichnet ist Bei Verwendung einer derartigen Ware als Wind-, Sicht- oder Sonnenschutz soll die Gesamtfläche der Öffnungen 5 im Verhältnis zur Gesamtfläche der Ware nur klein sein. Vorstehend wurde schon erläutert, daß die Herstellung einer derartigen Ware nach bekannten Verfahren sehr aufwendig ist. Durch das Umspritzen von Garnen, beispielsweise nach der US-PS 31 00 926, werden die Garne nur minimal verbreitert, so daß ein relativ dichtes Gewebe nur mit einer hohen Fadenzahl hergestellt werden kann.

Das in F i g. 2a dargestellte, umspritzte Garn 7 besitzt als zentrales Kerngarn ein Multifilamentgarn 8, beispielsweise aus Nylon, Glas oder Polyester. Dieses Kerngarn erhält eine Ummantelung 9 aus einem Plastisol, welches jedoch nicht in das Garn eindringt. '5 Wenn man das Garn nur ummantelt, kann man es nur wenig verbreitern.

In den F i g. 2b und 2c ist dargestellt, wie die im Stand der Technik auftretenden Schwierigkeiten gemäß der Erfindung vermieden werden. Fig.2b zeigt ein nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestelltes Garn 11, das ein Multifilament-Kerngarn 12 und eine Plastisol-Ummantelung 9 besitzt Man erkennt daß das Kerngarn 12 mit dem Plastisol nicht nur ummantelt, sondern auch imprägniert ist Infolge dieser Imprägnierung kann das Garn viel stärker verbreitert werden.

Das Plastisol besteht im allgemeinen aus einer weichgemachten Vinylharzmasse, die 50 bis 60% Polyvinylchloridharz und 50 bis 40% Weichmacher, Füllstoffe, Pigmente, Stabilisatoren und andere übliche *> Zusätze enthält Das Plastisol enthält ferner ein Treibmittel, dessen Aktivierungstemperatur beträchtlich höher ist als die Härtetemperatur des Plastisols. Der Antei} des Treibmittels ist von dem gewünschten Expansionsgrad abhängig. Beispielsweise kann so viel Treibmittel zugesetzt werden, daß ein gehärtetes Garn mit einem Durchmesser von 07 mm auf einen Durchmesser von etwa 1,4 mm expandiert Das Kerngarn besteht vorzugsweise aus Polyester.

Das mit Plastisol ummantelte und imprägnierte Garn wird durch eine kreisförmige Düse geführt in der das Garn die in F i g. 2b gezeigte Form erhält und wird dann bei einer Temperatur unter der Aktivierungsiemperatur des Treibmittels teil- oder ausgehärtet Diese aus dem Ummanteln, Kalibrieren in einer Düse und Härten «5 bestehende Vorgangsfolge wird gegebenenfalls einmal oder mehr als einmal wiederholt damit der Enddurchmesser des gehärteten Garns vergrößert wird. Wie vorstehend angegeben wurde, kann man das Garn teilhärten (damit es nicht mehr klebt und eine für die w Weiterverarbeitung genügende mechanische Festigkeit hat) oder aushärten.

Wichtig ist es, daß in dem Verfahren gemäß der Erfindung bis zu 80 oder noch mehr Garne gleichzeitig behandelt werden können, so daß die Kosten beträchtlieh herabgesetzt werden, insbesondere für die gleichzeitige Behandlung fast jeder beliebigen Anzahl von Garnen ein einziger Ofen verwendet werden kann. Die Betriebstemperatur des Ofens muß unter der Aktivierungstemperatur des Treibmittels liegen. Wenn das *° Garn in dem Ofen horizgntal bewegt wird, ist seine Länge durch den Durchhang des nur an den Enden des Ofens abgestützten Garns begrenzt. Eine höhere Produktionsleistung kann man erzielen, wenn man das Garn so schnell durch den Ofen führt, daß es nur teilgehärtet wird.

F > g. 3 zeigt ein aus dem gehärteten Garn hergestelltes Faservlies 12. Dieses, wird nach seiner Herstellung auf eine Temperatur -erhitzt bei der das Treibmitte! aktiviert wird und die Garne an ihren Kreuzungsstellen miteinander verschweißt und dabei an diesen Kreuzungsstellen verbreitert werden. Solange die Ware noch weich ist kann man sie kalandrieren, so daß die Garne 13 und 14 an ihren Kreuzungen noch stärker verbreitert und auch zwischen den Kreuzungen verbreitert werden und die in F i g. 2c gezeigten Querschnitte erhalten. Das dort gezeigte Garn 16 besteht aus einem Multifilament-Kerngarn 12, das mit dem Plastisol 9 ummantelt und imprägniert ist

Man erkennt daß in dem beschriebenen Verfahren gemäß der Erfindung das Gam in der Ebene der Ware verbreitert wird und dadurch die Öffnungen zwischen den Garnen verkleinert werden. Man kann daher eine gewünschte Schattenwirkung mit einem leichteren Garn oder mit einer kleineren Fadenzahl erzielen als bei Verwendung eines im Querschnitt kreisförmigen Garns oder eines umspritzten Garns, das nur begrenzt verbreitertist

Wenn man .das erfindungsgemäß hergestellte Garn zur Herstellung eines Gewebes verwendet, kann man durch Erhitzen desselben die Garne erweichen und das Treibmittel aktivieren, während man das Gewebe spannt oder kalandriert, genau wie bei dem in F i g. 3 dargestellten Faservlies. Überraschenderweise hat es sich gezeigt daß beim Erhitzen des gespannten Gewebes dessen Garne an den Kreuzungen. stärker verbreitert werden. Dies ist in F i g. 4 für ein Gewebe 2f gezeigt das aus den Kettfäden 22 und -den Schußfäden 23 besteht Die Garne werden am stärksten an den Kreuzungen verbreitert, von denen eine mit 24 bezeichnet ist Beim Erhitzen des Gewebes wird jeder Kettfaden mit jedem Schußfaden verschweißt Man kann den offenen Flächenanteil der Ware ohne weiteres durch Wahl der Spannung beim Spannen bzw. von geeigneten Kalandrierbedingungen bestimmen.

Eine andere Maßnahme zum Aktivieren des Treibmittels und zum Verbreitern der Garne des Ge-vebes ist in F i g. 5 gezeigt Hier wird ein Gewebe 25 um eine Walze 26 herumgeführt und beispielsweise mittels eines. Infrarotstrahlers 31 oder Heißluft so stark erhitzt daß die Ware auf einer Seite geschäumt und erweicht wird. Dann wird die Ware so um eine Walze 27 heiiimgeführt, daß diese die erweichte Fläche der Ware berührt so daß an dieser erweichten Fläche die Garne verbreitert und an den Kreuzungen zwischen den Kett- und Schußfäden miteinander verschweißt werden. Durch Erhitzen mittels einer Wärmequelle 32 wird die Ware auf der anderen Seite geschäumt Wenn die Garne der Ware auf beiden Seiten verbreitert werden sollen, wird die Ware im noch weichen Zustand unter Spannung um dir; Walze 28 herumgeführt. Wenn die Ware aus teilgehärteten Garnen besteht, werden diese beim Schäumen ausgehärtet

Die verschiedene/·* Walzen müssen unter der Temperatur gehalten werden, bei der die erweichte Ware an der Oberfläche der Walze anklebt. Diese Temperatur kann vom Fachmann ohne weiteres bestimmt werden. Erforderlichenfalls können die Walzen innen gekühlt werden.

Es wurde schon erwähnt daß Polyesterfilamente bevorzugt werden. Eine aus diesen hergestellte Ware neigt bei der Schäumtemperatur zum Schrumpfen. Vor allem aus diesem Grund wird die Ware beim Schäumen, Verbreitern und \crschv;eißen des Garns unter Zugspannung gehalten. Das Schrumpfen der Ware in der Kett- und Schlußrichtung kann durch Spannen der

Ware verhindert werden, doch kann es dabei vorkommen, daß bei einem offenen Gewebe dessen Webkante abgerissen wird. Diese Schwierigkeit wird in dem Verfahren gemäß Fig.5 vermieden, aber bei dieser Behandlung hat die Ware eine gewisse Neigung zum s Schrumpfen in der Schußrichtung. Diese Neigung kann weitgehend beseitigt werden, wenn die Ware fest an die verschiedenen Walzen angehallen wird. Praktisch vollständig kann man die Schrumpfung verhindern, wenn man den Reibungskoeffizienten zwischen der ι ο Ware und der Walze entsprechend erhöht, beispielsweise indem man Walzen verwendet, die eine aufgerauhte Oberfläche haben oder mit einem Reibbelag 29 beispielsweise aus Silikonkautschuk ummantelt sind.

Eine als Sonnenschutz verwendete Ware soll eine relativ kleine Lichtdurchlässigkeit besitzen. Aber auch in diesem Fall soll die Ware die kühlende Wirkung einer Brise nicht verhindern. Aus diesem Grunde muß die Ware noch einen offenen Flächenanteil haben. Diese Forderung wird durch die Waren gemäß der Erfindung erfüllt, die sich als für Markisen, für den Blendschutz zwischen in entgegengesetzten Richtungen befahrenen Fahrbahnen, als Trennelemente zwischen Tennisplätzen sowie als Lastwagenplanen, Möbelstoffe und als fluoreszierende Stoffe für leichte Sicherheitsbekleidung geeignet erwiesen haben. Ware für Trennelemente kann Öffnungen bis zu 5 χ 5 cm haben. Der offene Flächenanteil kann daher zwischen praktisch Null und etwa 99% liegen.

Die zu ummantelnden Filamentgarne haben im allgemeinen eine Feinheit von etwa bis 240 tex. Das zur Ummantelung und Imprägnierung verwendete Vinylharzplastisol macht normalerweise 50 bis 90% des Gesamtgewichts des fertigen Garns aus. Ein Garn mit einem Kerngarn von 03 mm Durchmesser und einer einzigen Ummantelungsschicht kann einen Durchmesser von 0,5 mm haben, und jede weitere Ummantelungsschicht kann den Garndurchmesser um 0,2 mm vergrößern. Nach jedem weiteren Ummantelungsvorgang muß das Garn durch eine Düse gezogen werden, die im Durchmesser größer ist als die vorhergehende Düse. Ferner muß jede Ummantelungsschicht nach dem Kalibrieren in dem gewünschten Grade gehärtet werden, und zwar bei einer Temperatur unter der Aktivierungstemperatur des Treibmittels.

In einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung wurde ein Polyester-Filamentgarn von 110 tex mit zwei Schichten aus schäumfähigem Vinylharz auf einen Durchmesser von 0,7 mm ummantelt Dieses Garn wog etwa 550 g pro 1000 m und war im Querschnitt allgemein kreisförmig. Das Kerngarn war durch die Ummantelung gut geschützt Das gehärtete Garn wurde zu einem Gewebe mit je 2,36 Kett- und Schußfäden pro cm verarbeitet, das dann im Rahmen in der Kett- und Schußrichtung straff gespannt wurde. Dabei wurde Luft von 190° C durch die Ware geblasen, so daß das Vinylharz erweicht und das Treibmittel aktiviert wurde. Unter diesen Bedingungen expandiert das Garn von einem Durchmesser von 0,7 mm auf etwa 1,4 mm. Gleichzeitig bewirkt die Zugspannung der Ware, daß die Garne an den Kreuzungen zwischen den Kett- und Schußfäden verbreitert und dort miteinander verschweißt werden. Man erhält auf diese Weise ein sehr stabiles Gewebe, das in der Kette und im Schuß aus flachen, mit Vinylharz umschäumten Garnen besteht. Am stärksten sind die Garne an den Kreuzungen verbreitert, was zum Teil auf den dort auf die Garne ausgeübten Druck zurückzuführen ist. Das Garn wird auf etwa 1,7 mm verbreitert und wird gleichzeitig dünner. Vorstehend wurde schon darauf hingewiesen, daß die Garne beim Schäumen am stärksten verbreitert werden, wenn dabei die Filamente des Multifilamentgarns im wesentlichen drehungsfrei gehalten werden.

Man kann die Garne noch stärker verbreitern, wenn man die noch weiche Ware kalandriert Ein im Querschnitt kreisförmiges Garn von 0,7 mm Durchmesser in einem Gewebe kann auf eine Breite von 23 mm verbreitert werden, ohne daß der Schutz des Kerngarns beeinträchtigt wird. Dabei bleibt die geschäumte Ummantelung in einer Dicke von 30% ihrer ursprünglicher? Dicke erhalten. Ein ähnliches Produkt erhält man, wenn man die Garne gemäß F i g. 5 mit Hilfe von drei Walzen verbreitert.

Das so erhaltene Produkt ist bei der Verwendung im Freien sehr wetterbeständig und kann in zahlreichen Farben hergestellt werden. Es besitzt eine hohe Abriebfestigkeit, und das Kerngarn ist vor einer Schädigung durch Sonnenstrahlung geschützt. Das Produkt kann zum Abtrennen von Gärten, Innenhöfen, anderen Flächen und insbesondere als Blendschutz zwischen für entgegengesetzte Fahririchiurigeri bestimmte Fahrbahnen bestimmt werden. Ferner kann man die Ware zum Abgrenzen von Skipisten, als Sonnen- und als Windschutz verwenden. Durch Wahl des offenen Flächenanteils kann man die gewünschte Durchsichtigkeit und Luftdurchlässigkeit erzielen.

Die verwendeten Ausgangsmateriaiien sind von üblicher Art und ohne weiteres erhältlich. Ein geeignetes Treibmittel ist das von der Fairmount Chemical Company, Ina, in Newark, New Jersey (USA) erzeugte und unter der Bezeichnung Azocel erhältliche Azodicarbonamid, das sich bei einer Temperatur zwischen 149 und 200⁰C zersetzt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von ummanteltem Multifilament-Kerngarn, das zur Weiterverarbeitung zu textlien Flächengebilden bestimmt ist, bei dem ein MultifHament-Kemgarn mit einer Harzmasse ummantelt wird, die zum Schäumen ein Treibmittel enthält, dessen Aktivierungstemperatur höher ist als die Erweichungstemperatur der Harzmasse, wobei die Harzmasse bei einer Temperatur, die unterhalb der Aktivierungstemperatur des Treibmittels liegt, zumindest teilweise ausgehärtet und nach der Weiterverarbeitung durch Erhitzung aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Multifilament-Kerngarn mit der Harzmasse vollständig imprägniert wird und die Filamente während des Imprägnieren im wesentlichen parallel zueinander geführt werden, und daß das Multifilament-Kemgarn nach der Aktivierung breitgedrückt wird.,

2. Vigjfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Harzmasse ein Plastisol ist

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ummantelte und imprägnierte Garn zum Einstellen der gewünschten Garndicke durch eine Kalibrierdüse gezogen wird.

4. Verfahren nach eine:» der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Multifilamentgarn aus Polyester, Glas oder Nylon besteht

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