DE2902758C2

DE2902758C2 - Verfahren zur Herstellung von Faserstrukturen durch Spalten von Mehrkomponentenfasern

Info

Publication number: DE2902758C2
Application number: DE19792902758
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Dipl.-Chem. Dr. 6127 Breuberg Mathes; Friedbert 8761 Wörth Wechs
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1979-01-25
Filing date: 1979-01-25
Publication date: 1986-11-06
Also published as: DE2902758A1

Description

Gegenstand des Hauptpatents 28 09 346 ist ein Verfahren zur Herstellung von Faserstrukturen durch Spalten von Mehrkomponentenfasern, aus mindestens zwei miteinander unverträglichen, im Fadenquerschnitt matrix- und mehrfach segmentförmig angeordneten Komponenten, wobei die Segmente einen Anteil des Gesamtquerschnittes von etwa 20 bis 80% ausmachen und mindestens 3 Segmente peripher ohne völlige Umhüllung durch die Matrixkomponente angeordnet sind, durch Behandeln von schrumpffähigen, im wesentlichen unfixierten und noch nicht gespaltenen Mehrkomponentenfasern, insbesondere nach ihrer Verarbeitung zu Faserstrukturen wie Stapelfasern, Garnen oder Flächengebilden, mit organischen Lösungsmitteln, in denen die die Fasern aufbauenden Polymerkomponenten ein unterschiedliches Schrumpfverhalten zeigen, wobei die Spaltung dadurch erzeugt wird, daß flüssige oder gasförmige Lösungsmittel verwendet werden, welche die Nullschrumpftemperatur des Segmentpolymeren um mindestens 160⁰C herabsetzen und in denen die Schrumpfgeschwindigkeit der peripheren Segmente größer ist als die der Matrix.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Verfahren gemäß Hauptpatent noch wirksamer zu gestalten und eine weitergehende und vollständigere Spaltung der Mehrkomponentenfasern zu bewirken, insbesondere, wenn z. B. wie bei F i g. 7 des Patents 28 09 346 die Form der Querschnitte die Spaltung erschweren oder die Spaltung der Mehrkomponentenfasern durch die Art der Faserstruktur gehemmt wird, z. B. wenn die Mehrkomponentenfasern in einem Strangmaterial fest gepackt sind, oder ein Mehrkomponentengarn in einem dicht eingestellten Gewebe an den Kreuzungspunkten keine Bewegungsfreiheit mehr hat Ähnliches giJt auch für Gewirke.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man die Mehrkomponentenfasern während der Behandlung mit

ίο dem Lösungsmittel einer zusätzlichen mechanischen Behandlung unterwirft.

Es ist auch möglich, die Faserstruktur im zur Behandlung dienenden Lösungsmittel nur zu bewegen.
Vorzugsweise werden die Faserstrukiuren während des Behandeins mit dem organischen Lösungsmittel der Einwirkung von Ultraschall ausgesetzt

Ein mechanisches Einwirken zum Zwecke des Spaltens von Mehrkomponentenfasern wird in der CH-PS 3 97 947 schon erwähnt So wird in Beispiel 2 mitgeteilt, daß die Fasern einer Bikomponentenfaser mit einem Seite-an-Seite-Querschnitt durch geeignete mechanische Einwirkung voneinandergespalten werden (Seite 6, Zeilen 1/2), allerdings erst nachdem das Garn ohne Bewegen und Rühren in heißes Wasse/ eingetragen wurde und sich eine Kräuselung ausbildete (Seite 5, Zeilen 115 bis 118). Ferner ist dem Beispiel 7 zu entnehmen, daß das Garn nach 5 Minuten währenddes Eintauchens in Aceton getrocknet und dann über eine Kante gezogen werden muß. Die in der Schweizer Patentschrift erwähnten Lösungsmittel dienen im üorigen nicht zum Spalten der Komponenten, sondern lösen eine Kräuselung aus oder lösen eine der verwendeten Komponenten auf. — Demgegenüber soll gemäß vorliegender Erfindung die mechanische Behandlung während der Behandlung mit einem Lösungsmittel erfolgen. Des weiteren gibt die Schweizer Patentschrift keinen Hinweis darauf, wie durch Behandeln mit ganz speziellen Lösungsmitteln die Nullschrumpftemperatur der Segmente um mindestens 160⁰C herabgesetzt und damit in vorteilhafter Weise ein schnelles und vollständiges Spalten der Mehrkomponentenfasern bewirkt werden kann.

Die zusätzliche mechanische Behandlung der Faserstrukturen wie Stapelfasern, Garne oder Flächengebilde kann in der Weise geschehen, daß man das Gut in der Behandlungsflotte bewegt, beispielsweise durch Rühren, durch regelmäßiges oder unregelmäßiges Heben und Senken; es ist aber möglich, z. B. durch Pressen und Entspannen oder durch eine walkartige Behandlung für die zusätzliche mechanische Behandlung zu sorgen. Ein Bewegen usw. der Faserstrukturen kann in Apparaturen erfolgen, wie sie bei der chemischen Reinigung oder Färbeprozessen üblich sind.

Besonders geeignet ist ein Verfahren, bei dem während der Behandlung mit dem organischen Lösungsmittel die Faserstruktur der Einwirkung von Ultraschall ausgesetzt wird. Dies kann auf die Weise geschehen, daß man die Behandlung mit den organischen Lösungsmitteln in Gefäßen durchführt, wie sie bei der Ultrasehallreinigung zum Einsatz gelangen. Derartige Geräte bestehen im allgemeinen aus einer Wanne zur Behandlung des Gutes mit Flüssigkeit und besitzen einen im Gehäuse bereits eingebauten Ultraschallgenerator. Weitere Hinweise auf Ultraschall, sowie entsprechende Geräte, die mit Ultraschall arbeiten, sind z. B. Römpps Chemie-Lexikon Franckh'sche Verlagshandlung Stuttgart, 7. Auflage, Seite 3726-3728 und dem Aufsatz von R. Sievers in der Fachzeitschrift »Maschinen-Anlagen-Verfahren« Heft 7-8/73 »Metallreinigung mit Ultra-

schall« zu entnehmen.

Das Behandeln mit Ultraschall kann gleichzeitig mit einer der oben angegebenen mechanischen Behandlungsarten, z. B. bei denen das Gut bewegt wird, kombiniert werden.

Durch die erfindungsgemäße Behandlung ist es möglich, eine noch weitergehende Spaltung insbesondere in schwierigen Fällen zu erreichen. So tritt bei der Behandlung von dicht gepackten Strangmaterialien mit Methylenchlorid eine wesentlich intensivere Trennung der Komponenten auf, wenn das Strangmaterial gleichzeitig Ultraschallwellen ausgesetzt wird.

Auch Strickstücke aus Mehrkomponentenfasern werden bei der Einwirkung von Methylenchlorid wesentlich stärker gespalten, wenn gleichzeitig Ultraschallwellen einwirken. Vor allem an den Bindungsstellen, wo die Fasern nicht so ohne weiteres frei fibrillieren können, wird durch das Einwirkenlassen von Ultraschall erreicht, daß die Spaltung wesentlich intensiver ausfällt

Auch bei Garnen aus Stapelfasern, insbesondere bei solchen, die höher gedreht sind, läßt sich durch die mechanische Behandlung, vor allem durch das Einwirkenlassen von Ultraschall, eine weitgehendere Spaltung erzielen.

Werden zur Herstellung von Faserstrukturen Mehrkomponentenfasern mit einem Querschnitt, wie er in Fig.7 des Patents 28 09 346 wiedergegeben ist, verwendet, so wird bei gleichzeitiger Einwirkung von Ultraschall bei der Behandlung mit dem organischen Lösungsmittel ein wesentlich weitgehenderer Spaltungs- :io grad erzielt als oL-.e entsprechende mechanische Zusatzbehandlung bzw. Ultraschallbehandlung.

Es war besonders überraschend, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei der Herstellung von Vliesen zu einer besonders starken Verfilzung führt, wobei eine Erhöhung der Festigkeiter, bei gleichzeitigem Beibehalten der guten grifflichen Eigenschaften erzielt wird.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Proben mit Ultraschalleinwirkung bei der Fibrillierung neben der vollständigeren Trennung der Komponenten auch eine starke Verfilzung und somit höhere Festigkeit bei gleich guten Vlieseigenschaften hatten im Vergleich zu den Proben ohne Ultraschallbehandlung.

Unter Verwendung einer Spinndüse, wie sie in der DE-PS 28 03 136 beschrieben ist, wird aus Polyäthylenterephthalat (relative Viskosität 1,63) und Polyamid 6 (relative Viskosität 2.20) im Gewichtsverhältnis von 80:20 ein Matrix-Segment-Faden mit 9 peripheren Segmenten mit einem Titer von 40 dtex 5 gesponnen. Der Spinnabzug betrug !200 m/Min., das Verstrekkungsverhältnis 1 :3,8. Aus dem so erhaltenen Faden wurde ein Flachstrickstück hergestellt und vergleichsweise je ein Teil der Probe in ein Bad mit Methylenchlorid von 35°C eine Minute ohne bzw. mit Ultraschalleinwirkung getaucht und anschließend im Umluft-Trokkenschrank getrocknet. Während die erste Probe nur eine unvollständige Trennung der einzelnen Komponenten, verursacht durch die starke Verkeilung der Segmente, zeigte, waren die Fäden der Probe mit Ultraschalleinwirkung vollständig aufgespalten.

Beispiel 2

Aus nicht gespaltenen Endlosfäden gemäß Beispiel 1 wurden Fasern mit einer Schnittlänge von 45 mm geschnitten und zu einem Nadelvlies mit 80 Einstichen pro es cm² verarbeitet. Die Trennung der Fasern geschah in einer Wanne mit Ultraschalleinrichtung mittels Methylenchlorid von 35°C. Deutlich war zu erkennen, daß die

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Faserstrukturen durch Spalten von Mehrkomponentenfasern aus mindestens zwei miteinander unverträglichen, im Fadenquerschnitt matrix- und mehrfach segmentförmig angeordneten Komponenten, wobei die Segmente einen Anteil des Gesamtquerschnittes von etwa 20 bis 80% ausmachen und mindestens 3 Segmente peripher ohne völlige Umhüllung durch die Matrixkomponente angeordnet sind, durch Behandeln von schrumpffähigen, im wesentlichen unfixierten und noch nicht gespaltenen Mehrkomponentenfasern, insbesondere nach ihrer Verarbeitung zu Faserstrukturen wie Stapelfasern, Garnen oder Flächengebilden, mit organischen Lösungsmitteln, in denen die die Fasern aufbauenden Polymerkomponenten ein unterschiedliches Schrumpfverhalten zeigen, wobei die Spaltung dadurch erzeugt wird, daß flüssige oder gasförmige Lösungsmittel verwendet werden, welche die Nullschrumpftemperatur des Segmentpolymeren um mindestens 160⁰C herabsetzen und in denen die Schrumpfgeschwindigkeit der peripheren Segemente größer ist als die der Matrix, nach Patent 2809346, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mehrkomponentenfasern während der Behandlung mit dem Lösungsmittel einer zusätzlichen mechanischen Behandlung unterwirft

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mehrkomponentenfasern mit Ultraschall behandelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstruktur während der Behandlung im Lösungsmittel bewegt