SE441839B - Fiberstruktur och forfarande for framstellning derav genom spaltning av flerkomponentsfibrer - Google Patents

Description

7901387-5 10 15 gzo 25 30 35 2 .

Genom DT-OS 2 117 076 är ett förfarande för fram- ställning av trådar känt, vilka består av flera segment och en matris som skiljer segmenten, vid vilket man inför en ström av ett flytande spinnmaterial, vilket består av minst två tunna skikt med huvudsakligen sam- ma tjocklek, varvid skikten sträcker sig.radiellt från tvärsnittets medelpunkt i en till en utloppsöppning ledande ledning fram till ledningens vägg, från en i axelriktningen över ledningen liggande tillförseldysa in i ledningen, och att man samtidigt inpressar en ström av ett andra spinnmaterial i varje avdelning, vilka bil- das genom de ovan nämnda radiellt löpande tunna skikten och ledningens vägg, för att inbädda de ovanstående tun- na skikten mellan strömmarna av det sista spinnmateri- alet, och att man slutligen extruderar den förenade strömmen genom utloppsöppningen, utanmatt någon stör- ning av det tunna skiktets strömningslinje uppträder. Även om det i fig l-6 i denna utläggningsskrift visas tvärsnitt med 3-6 segment, påpekas det på sidan 14, första stycket, att framställningen av trådar med 3, 5 eller flera segment (med uteslutande av 6 segment) endast svårligen kan framställas. De genom denna skrift kända spinnhuvudena är likaså svåra att framställa; en omställning av spinnhuvudena från ett trådtvärsnitt *till ett annat, exempelvis från ett sådant med fyra till ett sådant med sex segment, är i praktiken inte möjligt. En.skiljning av flersegmenttrâdar i matris- och segmenttrådar beskrivs inte; man utlär endast att upplösa eller förstöra dessa med vatten eller organiska lösningsmedel, Även i DT-ÖS 2 040 802 beskrivs trâdtvärsnitt, i vilka ett flertal segment är fullständigt omgivna av en matriskomponent. Några närmare uppgifter om fram- ställningen av sådana trådar kan inte erhållas. En spaltning av sådana kompoundtrådar i enskilda komponen- ter framgår inte av denna skrift.

Slutligen beskrivs även i NL-OS 67 12 909 talrika Vtrådtvärsnitt, vilka innehåller mer än två segment. Seg- 10 15 20 25 30 35 7901887-5 3 menten består allesammans av olika polymerkomponenter, vilka inte kan skiljas från varandra genom en matris- komponent. Dessutom är de flesta trådtvärsnitten runt- omkring omgivna av matriskomponenten. Sådana trådar kan inte, även om detta är ett Väsentligt mål för flera senare utvecklingar på flerkomponentstrådarnas omrâde, upplösas i ett trådknippe av ytterst fina trådar och/eller fibrer genom mekanisk och/eller kemisk efter- behandling.

Brittiska patentskriften l lO4 694 utlär hur man ur matrisfibrilltrâdar kan utvinna fintitriga filament, i det att man förbehandlar matris-fibrilltrâdarna, t ex genom inverkan av värme, lösningsmedel eller svällmedel och.därefterunderkastar dem en böjpâkänning. Detta för- farande leder dock till trådar, vilka endast delvis och mycket oregelbundet fibrillerar. Av sådana trådar fram- ställda textila ytformationer är endast begränsat an- vändbara och har inte den önskade mjukheten och den er- forderliga sidenartade glansen. Dessutom lämnar de mycket övrigt att önska beträffande sin täckförmåga.

Av DE-AS 24 l9 318 framgår det att textila fiber- strukturer av flerkomponentstrådar av polyamid och yt- terligare polymerer kan framställas i det att man för fibrillering använder en med hjälp av ett ytaktivt medel framställd vattenemulsion av 1,5-50 vikt% bensyl- alkohol och/eller fenylalkohol, varvid en procentuell genomsläpplighet av mindre än 20 % för ljus med vågläng- den 495 nm för behandlingslösningen förutsättes.

En nackdel vid detta förfarande är för det första att man måste noga kontrollera sammansättningen av be- handlingsmedlet liksom behandlingsbetingelserna. Därut- över måste den textila ytformationen underkastas en för- hållandevis lângvarig inverkan för att överhuvudtaget någon motsvarande fibrillering skall uppträda. Därvid finns även faran att polyamiden förändras under loppet av inverkan och att slutprodukten inte längre uppvisar de önskade egenskaperna.

Slutligen är det ytterst svårt att med detta för- 10 15 20 25 30 35 7901887-5 4 farande inställa en viss bestämd fibrilleringsgrad.

Vanligen uppnår man endast en ofullständig fibrillering av trådarna. Därutöver uppträder det vid det i den nämnda utläggningsskriften beskrivna förfarande lätt en samman- klibbning av fibrerna med varandra.

Genom DE-OS 25 05 272 beskrivs liknande förfarande, i vilka ännu en rad av andra organiska lösningsmedel anges, vilka insättes som lösningar eller emulsioner i vatten. Även vid dessa arbetssätt uppträder huvudsak- ligen samma nackdelar, vilka redan har nämnts vid diskus- sionen av DE-AS 24 19 318. Slutligen uppträder även vid upparbetningen av vattenhaltiga lösningar respektive emulsioner, vilka innehåller organiska lösningsmedel, väsentliga svårigheter; det är sålunda inte endast om- ständigt att återvinna det rena organiska lösningsmedlet och tillföra en ytterligare tillsats, utan dessutom uppträder även väsentliga problem vid_reningen av vatt- net, vilket särskilt är av betydelse vid betraktande av miljöskyddet.

T US-PS 3 117 362 beskrivs behandlingen av fler- komponentsfibrer med aceton. Även om trådarna nedsänks ' 5 min i lösningsmedlet, inträder ingen märkbar avskilj- ning och vid en dragning av trådarna över en skarp kant uppnås endast en delvis klyvning. Först vid en trefal- dig sådan mekanisk tillsatsbehandling skall en full- ständig spaltning uppträda, Även om redan en rad metoder för spaltning av fler- komponentsfibrer och för framställning av motsvarande fiberstrukturer är kända, kvarstår ännu ett behov av förbättrade förfaranden, vilka erbjuder fiberstrukturer med fördelaktigare egenskaper. 7 Ändamålet med uppfinningen är därför att åstadkomma ett förfarande, vilket medger framställning av fiber- strukturer genom spaltning av flerkomponentsfibrer på ett enkelt, ekonomiskt och reproducerbart sätt, med vilket uppnås att en önskadspaltningsgradkan inställas É -och särskilt en fullständig skiljning av trådarna kan uppnås och vilket leder till fiberstrukturer, vilka 10 15 20 25 30 35 7901887-5 5 utmärkes av titerfinlek, mjukt sidenartat grepp, hög täckförmåga och regelbundenhet liksom flersidig an- vändbarhet såväl på det textila som det tekniska om- rådet.

Detta ändamål uppnås genom ett förfarande enligt krav l. Ytterligare fördelaktiga utföringsformer av förfarandet enligt uppfinningen är återgivna i patent- kraven 2-32. Uppgiften finner vidare en lösning i fiberstrukturer enligt patentkraven 33-51.

Med fiberstrukturer inom uppfinningens ram skall förstås linjära formationer, såsom stapelfibrer, av kortare såväl som större snittlängder, praktiskt taget ändlösa linjära formationer, såsom trådar eller garn av ändlösa fibrer eller stapelfibrer, liksom ytforma- tioner, såsom vävar, virkade varor, läggvaror, fiber- flor, flockbelagda underlag, liksom även ytformationer, vilka på en eller på båda sidor är försedda med ett flor och liknande och slutligen tredimensionella forma- tioner, såsom vadd, luckra eller pressade, formade eller oformade fibermassor.

I stånd till krympning betyder inom uppfinningens ram att den i trådtvärsnittet matrisformigt eller segmentartat anordnade polyestern krymper genom behand- lingen enligt uppfinningen med lösningsmedlet, dvs för- kortas. Fibrernas krympförmåga beror på deras förhis- toria och krympningsbetingelserna, såsom temperatur, behandlingstid osv. Särskilt är de betingelser, som härskar vid spinningen och/eller försträckningen av fibrerna av betydelse för fibrernas krympförmâga.

Tillräcklig krympförmåga inom uppfinningens ram kan i allmänhet ges åt fibrerna genom en försträekning, såsom är vanligt vid framställning av polyestertrådar, t ex genom försträckning, som uppgår till trefaldig eller mer. Man kan även uppnå en tillräcklig krympförmåga genom att man avdrar trådarna vid spinningen med för- höjd hastighet och underkastar dem en mindre försträck- ning. Även en luftförsträckning, såsom är vanlig vid framställningen vid spinnkardflor, kan leda till den 7901887-5 10 15 20 25 30 35 6 den erforderliga krympförmågan.

Av betydelse är att matriskomponenterna respektive segmentkomponenterna fortfarande uppvisar en märkbar krympning i lösningsmedlet. Lämpligen skall denna krymp- ning uppgå till minst lO %, varvid en krympning av minst l5 % föredrages.

Om en tillräcklig krympning erhållesgenmnfram- ställningsbetingelserna behöver inte obetingat prövas på själva flerkompomañsfibrerna, utan kan även under- sökas under annars likartade betingelser, dock under uteslutande användning av de av matris- respektive seg- mentpolymerer framställda monokomponenttrådarna, d\rs man framställer under annars likartade betingelser som vid framställningen av flerkomponamæfibrer, dvs under samma avdragning vid spinningen och samma försträck- ning, fibrer, vilka endast består av polyester och be- stämmer deras krympning i lösningsmedlet.

För bestämning av krympningen behandlas t ex fib- rerna i stor utsträckning motsvarande de avsedda spalt- ningsbetingelserna, t ex nedsänkes en fibersträng med en längd av 50 cm, vilken ungefär vid början och slutet har tvâ avstândsmarkeringar, i 5 min vid 35°C i metylen- klorid. Krympningen erhålles genom differensen mellan avstånden mellan markeringarna före respektive efter behandlingen med lösningsmedlet.

Det är vidare viktigt att matris- och segmentkompo- nenterna visar olika krympförhållande i lösningsmedlet.

Det kan t ex erhållas på så sätt, att endast matrisen respektive segmenten krymper, och segmenten respektive matrisen däremot inte. Skillnaden kan även ligga däri, att krympningen är olika stor. Väsentligt är dock att induktionstiden, dvs den tid tills krympningen i behand- lingsmediet uppnår märkbar storlek, är olika. För för- . farandet enligt uppfinningen är det av betydelse, att induktionstiden för krympningen antingen för matris- komponenten eller för segmentkomponenten om möjligt är liten och företrädesvis uppgår till en tid i storleks- ordning sekunder. Skillnaden i krympförhållandet kan LT! 10 15 20 25 30 35 7901887-5 7 därvid även yttra sig i, att matrisen respektive segmen- ten har en större krymphastighet än segmenten respektive matrisen.

Närmare detaljer om bestämningen av induktionstiden kan erhållas i de båda skrifterna av N.L. Lindner i tid- skriften Colloid und Polymer Sci. gââ, 213 ff och 433 ff (1977).

Inom uppfinningens ram betyder i huvudsak ofixerade, att flerkomponentfibrerna före behandlingen med lösnings- medlet ännu inte, särskilt ännu inte på termiskt sätt har fixerats på så sätt, att deras ursprungliga, genom spinnings- och/eller sträckningsbetingelserna erhållna krympförmåga helt eller delvis undanröjts. Även en fixe- ring exempelvis med kemiska medel skall undvikas före den egentliga spaltningsbehandlingen.

Ordet fibrer betyder inom uppfinningens ram såväl fibrer med ändliga längder, såsom korta sektioner, eller vanliga stapelfibrer liksom även praktiskt taget ändlösa formationer, såsom filament.

Med flerkomponentsfibrer med matris och flerfaldiga segmentformigt anordnade komponenter menas fibrer, vid vilka de enskilda segmenten och matrisen är anordnade kontinuerligt genomgående längs fiberaxeln, så att fiber- tvärsnittet huvudsakligen är lika stort över hela fiber- längden. Därvid förstås med matris de komponenter, i vilka de andra komponenterna är inlagrade respektive inbäddade. Exempel på fibertvärsnitt, vilka är särskilt lämpliga inom uppfinningens ram, visas i fig l-7, var- vid a) betyder matrisen och b) betyder segmenten.

Med varandra okombinerbara polymerer betyder, att polymererna inte är blandbara med varandra och inte in- går någon kemisk reaktion med varandracxfliattdesärskilt t ex blandas med varandra i smältan eller spinns som komponenter bredvid varandra gemensamt till en fler- när de komponentsfiber, uppvisar en tydlig fasgräns under de angivna betingelserna. Till sådana okombinerbara poly- merer hör särskilt polyamider och polyestrar, varvid polyestrar på basis av tereftalsyra föredrages inom upp- 7901887-5 10 15 20 25 30 35 8 'finningens ram. Dessa båda polymerer visar inte heller några märkbara kemiska reaktioner med varandra i smältan, åtminstone inom vissa tider, så att praktiskt taget inga eller knappast några sampolymerer bildas, vilka skulle klibba ihop de båda faserna fastare med varandra. Det är självklart att utbytesreaktionerna, vilka kan upp- träda mellan polyestrarna och polyamiderna i smältan under längre tid, såsom beskrivs exempelvis i Doklady Akademii Nauk SSSR 1962, band 147, nr 6, sid l3, 165-8, inte kommer ifråga. U Flerkomponentsfibrer, vilka uppvisar det enligt upp- finningen erforderliga trådtvärsnittet, kan framställas på olika sätt, i det att man under användning av motsva- rande dysor respektive spinnanordningar och användning av t ex polyamider och polyestrar framställer flerkom- ponentsfibrer enligt smältspinnförfarandet, sträcker dessa på vanligt sätt, så att de uppvisar en tillräcklig krympförmâga. Särskilt fördelaktigt kan sådana flerkom- ponentsfibrer framställas enligt ett förfarandeochxnaden anordning, som beskrivs i den tyska patentansökan P 28 03 l36.9. Därvid kan flerkomponentsfibrer med tvär- snitt, sådana som i fig l, 2 och 6 i den nämnda patent- ansökan, framställas, särskilt fördelaktigt spaltas enligt uppfinningen, dwrs på ett sådant sätt att huvud- sakligen en fullständig skiljning av de perifera segmen- ten och matrisen äger rum, när segmenten består av poly- amid.

Tvärsnitten enligt fig l-7 lämpar sig mycket när polyestersegment föreligger.

I många fall uppträder vid tvärsnitt såsom enligt fig 3 likaså en frånskiljning, helt eller delvis, av kärnsegmentet, t ex när perifera segment och kärnsegment består av polyester.

I en särskilt fördelaktig utföringsform av förfaran- det enligt uppfinningen spaltas flerkomponentsfibrer, framställda enligt den tyska patentansökan P 28 03 236.9 med polyestermatris och perifera segment av polyamid eller omvänt, genom inverkan av organiska lösningsmedel. 10 15 20 25 30 35 7901887-5 9 De flerkomponentsfibrermed tillräcklig krympför- måga, framställda t ex enligt den tyska patentansökan P 28 03 136.9, har å ena sidan tillräckligt hög vid- häftningsförmâga mellan matrisen och segmenten, för att i stor utsträckning ospaltade möjliggöra en vanlig be- arbetning t ex till fiberflor och virkade varor och lik- nande, och å andra sidan en tillräcklig krympförmåga, för att enligt uppfinningen skiljas i de enskilda kom-7 ponenterna vid inverkan av lösningsmedlet.

Med organiska lösningsmedel i uppfinningens mening avses kemiska material, som kan bringa andra material på fiysikaliskvägi lösning. Det är inte erforderligt och rent av oönskat att lösningsmedlet självtlöser en eller alla polymerer, av vilka flerkomponentsfibrerna är sam- mansatta. Lösningsmedlet skall om möjligt kraftigt krympa matrisfibrerna, däremot föga eller inte alls krympa segmenten eller tvärtom.

Nollkrympningstemperaturerna kan bestämmas enligt ett förfarande, som t ex beskrivs i Lenzinger Berichte maj 1976, serie 40, sid 22-29. Därvid skall de dyna- miska krympkurvorna för trådar i lösningsmedlet bestäm- mas, vilket kommer i fråga för behandling av flerkom- ponentsfibrerna. Extrapoleringen av den linjära delen av den dynamiska krympkurvan ger som skärningspunkt med abskissan nollkrymptemperaturen.

Det har visat sig, att enligt uppfinningen särskilt lësningsmedlen metylenklorid, l,l,2,2-tetrakloretan, l,l,2-trikloretan och kloroform sänker nollkrymptempe- raturen för matrispolymeren respektive segmentpolymeren på ett tillräckligt sätt och medför en oväntat gynnsam spaltning av flerkomponentsfibrerna.

Genom förfarandet enligt uppfinningen uppträder vid spaltningen en beaktansvärd krympning av matrisfib- rerna respektive segmentfibrerna, vilken i allmänhet uppgår till minst 10 %, företrädesvis minst 15-25 %- Behandlingen är i allmänhet mycket kort och den varar ofta i en tid av några sekunder till en eller några minuter, för att man skall erhålla den önskade -7901887-5 10 15 20 25 30 35 10 spaUnüngen.Vid användningen enligt uppfinningen av lösningsmedlet, t ex metylenklorid, behöver inget hjälp- medel användas, så att praktiskt taget rena lösnings- medel utan förtunningsmedel och andra tillsatser kan användas.

Metylenkloridens inverkan kan äga rum vid rumstem- peratur eller vid högre temperaturer. Det är likaså möjligt att genomföra behandlingen med metylenkloridgas.

Inom uppfinnigens ram kan fiberstrukturer av olika slag framställas genom spaltning av flerkomponentsfibrer.

Så kan man t ex framställa linjära fiberstrukturer, dvs fibrer med ändliga längder, vilka kan uppvisa de mest olika längder. Det är möjligt att spalta s k kortsek- tionsfibrer. Dessutom kan man spalta stapelfibrer med längder av 10, 20, 50, 100 mm och längre. Det är likaså möjligt att spalta fibrer med praktiskt taget ändlösa längder, vilka för det mesta även betecknas som filament.

Spaltningen av flerkomponentsfibrerna kan inte endast företagas på sådana fiberstrukturer som stapel- fibrer eller ändlösa trådar, utan särskilt även på fi- berstrukturer, vilka erhålles genom bearbetning av flerkomponentsfiberna till textila och tekniska forma- tioner. Här skall särskilt nämnas virkade varor, vävar, flätverk, läggvaror och fiberflor, framförallt fiber- flor med oregelbunden anordning av fibrerna och nâlade fiberflor, vadd, flockbelagda underlag, liksom forma- tioner, vilka uppvisar ett flor på den ena eller båda sidornar ' Särskilt lämpligt är förfarandet enligt uppfin- ningen för framställning av trikåvaror, såsom virkade och stickade varor liksom av vävar, vid vilka en mot- svarande ytformation framställs först genom stickning, virkning eller vävning av ännu inte spaltade flerkompo- nentsfibrer respektive -trådar. Denna ytformation be- handlas därefter med lësningsmedlet, så att_fibrerna i den textila ytformationen krymper, varvid uppträder en förtätning, vilken gör sig märkbar bl a genom in- tressanta cptiska effekter och en högre täckförmåga hos 15 20 25 30 35 7901887-5 ll formationen. Vid behandlingen av sådana fiberstrukturer med lösningsmedlet krymper matriskomponenten respektive segmenten och åstadkommer en spänning respektive en ytkrympning, vid vilken segmenttrådarna respektive matristrâdarna kröks och kan iakttas som bågformiga utbuktningar över och under ytformationens ytplan.

Särskilt vid behandlingen av flerkomponentsfibrer med ändliga längder uppträder under spaltningen en viss krökning av fibrerna, varvid segmentfibrernas krök- ning totalt är kraftigare än matrisfibrernas. Krök- I ningen av seqmentfibrerna och den samtidigt uppträdande krympningen åstadkommer framförallt vid ytformationer sådana som fiberflor, vid vilka fibrerna ligger i Ore- gelbunden ordning, en ytkrympning, varvid matrialet väsentligt förtätas och erhåller<fl1myckethög täckförmåga Samtidigt uppträder en utomordentligt kraftig förfilt- ning, vilken medför en mycket intensiv sammanhållning av fibrerna.

Fiberstrukturer enligt uppfinningen kan bestå helt eller delvis av de helt eller delvis spaltade flerkom- ponentsfibrerna, dv's de kan även innehålla andra fiber- slag såsom vanliga monokomponentsfibrer, t ex polyester- och/eller polyamidfibrer.

Fiberstrukturer såsom ytformationer os'v, t ex vävar eller virkade varor, kan vara uppbyggda av fibrer, garn eller trådar, vilka innehåller enbart flerkomponents- fibrer, men samtidigt kan emellertid även garn och trådar vara närvarande, vilka dels består av flerkompo- nentsfibrer, dels av andra vanliga fibrer, exempelvis inslagstrâdar av flerkomponentsfibrer och varptrådar av polyester i en väv.

De ovan nämnda fiberstrukturerna, såsom linjära formationer, ytformationer, såsom vävar, virkade varor, läggvaror, fiberflor os v, kan framställas enligt för fackmanncn kända metoder. Därvid kan formationcn redan före behandlingen med lösningsmedlet förlänas en Viss mönstring eller särskild effekt, enbart genom framställ- ningssättet enligt vanliga metoder, såsom texturering, 7901887-5 10 15 20 25 30 35 12 s nålvirkning, vävning och virkning, läggning, olika bindningar och trådtal, vartill dessutom kommer verkan av behandlingen enligt uppfinningen.

I en särskild utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen förses vävar eller trikåvaror av ännu inte spaltade flerkomponentsfibrer med fixerade områden.

Denna fixering på de förutsedda ställena kan exempelvis ske genom att man med en varm prägelkalander inpräglar regelbundna eller oregelbundna mönster i trikåvaran, virkade varan eller Väven. Vid denna behandling fixeras ställena så att fibrerna där inte längre kan krympa.

Vid den efterföljande behandlingen med lösningsmedlet kan därför endast de ännu ej fixerade områdena krympa, varigenom bl a intressanta optiska och greppsmässiga effekter kan uppnås.

Genom varmprägling med en kalander med mönster- fcrmigt anordnade upphöjda ställen kan samtidigt även inträda en förtätning av materialet på de fixerade ställena.

Fixeringen av bestämda områden kan naturligtvis även uppnås genom andra förfaranden, såsom exempelvis kemisk fixering, inverkan av ånga och liknande.

För att uppnå motsvarande mönstringar och effekter är det vidare möjligt att behandla ytformationer av ännu inte spaltade flerkomponentsfibrer endast på be- stämda ställen med lösningsmedlet, exempelvis enligt förfaranden som är vanliga vid tryckning.

Man kan även förhindra tillträdet av metylenklo- riden som utlöser spaltningen genom mönsterformigt partiellt påförande av en lämplig pasta, t ex på basis av polyakrylat, så att klyvningen endast uppträder på de ej med pasta försedda ställena.

I många fall är det lämpligt att underkasta fler- komponentsfibrerna en ytterligare mekanisk behandling under behandlingen med lösningsmedlet. Detta kan t ex ske därigenom, att man mekaniskt rör på fibrerna.

Den samtidiga behandlingen med ultraljud har även visat sig vara mycket lämplig. 10 15 20 25 30 35 7901887-5 l3 De extra mekaniska behandlingen av fiberstrukturerna, såsom stapelfibrer, garn eller ytformationer, kan ske på så sätt att man rör godset i behandlingsbadet, exem- pelvis genom omröring, genom regelbunden eller oregel- bunden höjning och sänkning, gen pressning och av- spänning eller genom en valkartad behandling.

Särskilt lämpligt är ett förfarande, vid vilket fiberstrukturen utsättes för inverkan av ultraljud under behandlingen med det organiska lösningsmedlet.

Detta kan ske på så sätt, att man genomför behandlingen med de organiska lösningsmedlen i kärl, vilka används vid ultraljudsrengöring. Apparater av detta slag finns tillgängliga i handeln och nämns t ex i Bulletin CP-100 BE-1-72 från Firma Branson Europa N.V. Sådana apparater består i allmänhet av en Vanna för behandling av godset med vätska och har en i behållaren redan inbyggd ultra- ljudsgenerator.

Genom behandlingen enligt uppfinningen är det möj- ligt att uppnå en långtgående spaltning, särskilt i svåra fall. Vid behandlingen av strängmaterial med mety- lenklorid uppträder en väsentligt kraftigare spaltning, om strängmatedaletsamtidigt utsättes för ultraljuds- vågor. Även trikåvaror av flerkomponentsfibrer spaltas väsentligt kraftigare genom inverkan av metylenklorid, när samtidigt ultraljudsvågor inverkar.

Om flerkomponentsfibrer med ett tvärsnitt, såsom det som återges i fig 7, används vid framställningen av fiberstrukturer, uppnås en väsentligt längre gående spaltningsgrad vid den samtidiga inverkan av ultraljud vid behandlingen med det organiska lösningsmedlet än utan motsvarande mekaniska extrabehandling respektive ultraljudsbehandling.

Ultraljudsbehandlingen är särskilt fördelaktig vid framställningen av fiberflor, eftersom den förutom en förbättring av spaltningen samtidigt även åstadkommer en förfiltning, vilket medför en förhöjning av hållfast- heten. 7901887-5 10 15 20 25 30 35 14 Det var särskilt överraskande att en enkel, snabb och reglerad spaltning av fibrerna enbart, liksom även i textila ytförband, möjliggjordes genom förfarandet enligt uppfinningen. För spaltningenär endast en kort- varig behandling, t ex genom neddoppning i ett motsva- rande bad eller genom kortvarig behandling med det gasformiga lösningsmedlet, erforderlig, det är inte nödvändigt att tillsätta något tillsatsmedel såsom ytaktivt medel eller vatten. Dessutom behöver inga emulsioner eller dispersioner framställas, varför åter- vinnígen av det vid behandlingen använda lösningsmedlet utan problem kan verkställas och dessutom uppträder ingen förorening av miljön. Eftersom behandlingen är -ytterst kort, uppträder inte heller några skador på fibrerna respektive ytformationerna. De textila yt- formationerna utmärkes av särskild mjukhet, hög täck- förmåga och en särskild jämnhet och intressanta op- tiska effekter.

Flockbelagda underlag kan framställas på följande sätts Flerkomponentsfibrer med en lämplig snittlängd påföres i ett tillstånd, fortfarande ofixerat och i stånd att krympa, enligt ett vid flockframställning vanligt sätt på ett underlag, t ex en med ett binde- medel försedd väv enligt ett elektrostatiskt arbetande förfarande. 7 Efter fästning av fibrerna på underlaget behandlas de med lösningsmedlet. Därvid uppträder helt eller del- vis en spaltning av matris- och periferi segmentfibrer.

Vid detta förfarande är det en fördel att man för framställning av ett flock av fina fibrer vid flock- påföringen kan ta större stapellängder än som är möjligt vid vanliga förfaranden, eftersom de ospaltade fibrerna ännu uppvisar en grövre titer och den fina titern först utvecklas efter flockbeläggningen. _ Fiberflor enligt uppfinnigen kan framställas på i och för sig kända sätt, t ex genom motsvarande lägg- ning av flerkomponentsfibrer. Spaltningen av fibrerna kan göras före läggningen men även först efter det att 0 lO 15 20 25 30 35 7901887-5 15 ytformationen redan har bildats.

Förutsättes det en bindning av fibrerna vid skär- ningspunkterna åstadkommes detta genom inverkan av värme, t ex varmt vatten, mättad ånga, varm luft, kontaktvärme medelst varma valsar och liknande, an- tingen trycklöst eller genom användning av tryck.

För bindning av fibrerna kan en av polymerkompo- nenterna användas. Särskilt lämpliga är sampolyamider och sampolyestrar. Det är självklart att bindningskom- ponenterna uppvisar en lägre smältpunkt än icke-bindnings- komponenterna.

Vid förfarandet enligt uppfinningen kan de vanliga bearbetningsstegen, såsom på- och avspolning, tvinning, vävning, Virkning os v genomföras med de ännu ej spal- tade flerkomponentsfibrerna, utan att någon nämnvärd spaltning därvid förekommer. Uppdelningen i segment- och matrisfibrer kan därefter åstadkommas på den fär- diga fiberstrukturen vid önskad tidpunkt.

Eftersom ingen materialförlust genom utlösning av polymerer uppträder vid förfarandet enligt uppfinningen, är förfarandet ytterst ekonomiskt.

Fiberstrukturer enligt uppfinningen beskrivs i patentkraven 33-51.

Fiberstrukturerna enligt uppfinningen kännetecknas bl a av en hög vattenkvarhållningsförmâga. Särskilt fördelaktigt är det vid uppfinningen, att produkter kan framställas, vilka innehåller såväl finaste titer som även grövre titer. Fiberstruktrurer kan sålunda framställas, i vilka segmentfibrer med en titer av 0,1-3 och matrisfibrer med en titer av 0,5- 20 dtex förefinnes. Genom en motsvarande fördelning av titer- storleken kan särskilda effekter beträffande greppet uppnås.

Uppfinningen belyses närmare genom följande exempel.

EXEMPEL 1 Under användning av en i den tyska patentansökan P 28 O3 136.9 beskriven spinndysa spanns en matrisseg- menttråd med tvärsnittet enligt fig 3 med en titer av 7901887-5 10 15 20 25 30 35 16 50 dtex f 30 av polyetentereftalat (relativ viskositet 1,63) och Polyamid 6 (relativ viskositet 2,20) i vikt- förhållandet 80-20. Spinnavdragningen uppgick till 1200 m/min, sträckningsförhållandet uppgick till l:3,26.

Trâdarnas krympning i metylenklcrid uppgick till 22 %.

Den så erhållna tråden neddoppas som en 50 cm lång fibersträng i l min vid 35°C i metylenklorid, befrias i hög utsträckning från lösningsmedel genom avtorkning med filtrerpapper och torkas därefter vid 80°C i tork- skåp med cirkulationsluft. Fibrerna är praktiskt taget fullständigt uppspaltade i matris- och segmentfibrer, vilket tydligt kan ses under mikroskop.

EXEMPEL 2 Under användning av samma dysa som i exempel l spanns en tråd av polyetentereftalat och en sampolyamid på basis av 60 % e-kaprolaktam och 40 % hexametylen- diamin/adipinsyra under annars samma betingelser, vilken tråd efter sträckningen skars till en 5 mm lång kortsek- tion. Därefterspaüadesfibrerna genom inverkan av mety~ lenklorid, suspenderades i vatten under tillsats av ett dispergeringsmedel och bearbetades på en vanlig arkbildare till ett våtfiberflor. Vid torkningen vid cirka 9500 erhölls en bindning av fiberfloret genom uppmjukning av polyamiden.

EXEMPEL 3 Av ännu ej spaltade ändlösa fibrer enligt exempel l framställs en Virkad vara med en kvadratmetervikt av virka l00 g/m2. Den virkade varan förs därefter genom spalten i en till 220°C uppvärmd prägelkalander, var- vid de präglade ställena av den virkade varan motsva- rande de upphöjda ställena på kalandern uppvärmes till cirka 18000 och därmed fixeras, medan de övriga områdena däremot förblir ofixerade. Genom behandling med metylen- klorid vid 35°C í 1 min spaltades fibrerna i de ofixe- rade områdena. 10 15 20 25 30 35 7901887-5 17 EXEMPEL 4 Under användning av en i den tyska patentansökan P 28 03 136.9 beskriven spinndysa spanns en matris- segmenttråd med tvärsnittet enligt fig 2 med en titer av 50 dtex 25 av polyetentereftalat (relativ viskositet 1,63) och Polyamid 6 (relativ viskositet 2,20) i vikt- förhållandet 75 till 25. Spinnavdragningen uppgick till l200 m/min, sträckningsförhållandet uppgick till l:3,26.

Fibrernas längdkrympning i metylenklorid var cirka 20 %.

Den så erhållna tråden neddoppades som en 50 cm lång sträng vid 35°C i 10 min i metylenklorid, befriades i hög utsträckning från lösningsmedel genom avtorkning med filtrerpapper och torkades därefter vid 8000 i ett torkskåp med cirkulationsluft. Fibrerna var fullständigt fibrilleraae. ' EXEMPEL 5 Av ännu ej spaltade ändlösa fibrer enligt fig 2 med polyetentereftalat som matris- och Polyamid 6 som seg- mentkomponenter framställdes en plantrikåvara med en kvadratmetervikt av cirka 100 g/m2. Därefter neddoppades detta 3500 och torkades i skåp med cirkulationsluft. Det så erhållna provet var fullständigt fibrillerat. Eftersom segmenten övervägande befinner sig på utsidan av över- råmaterial i cirka 5 min i metylenklorid vid och undersidan av trikåvaran, utmärkes den av förhöjd täckförmåga, ett mjukt, voluminöst grepp och av en sidenartad glans.

EXEMPEL 6 Av en såsom i exempel 4 framställd matris-segment- tråd enligt fig 2, framställdes en tvåknivig (zwei-schie- nige) varpvirkvara. I den första veckningskniven (Lege- schiene) används denna matrissegmenttråd med en titer av 50 dtex f 30 i satinbindning 3-4, i den andra vecknings- kniven polyestertrådar med en titer av 50 dtex f 14.

Efter velourisering och skärning följer en behand- ling i metylenklorid vid 35°C (5 min uppehållstid) och därpå följande torkning. De ursprungligen ospaltade flortrådarna fibrilleras. 7901887-5 10 15 20 25 30 18 Medan de fina segmenten kvarstår på ytan, krymper den tätare matrisen inåt. Varan blir ett tätt, mjukt flor med en god skriveffekt.

EXEMPEL 7 Under användning av enspirmdysa som beskrivs i den tyska patentansökan 28 03 136.9-26, spanns en matris- segmenttrâd med 9 perifera segment med en titer av 40 dtex 5 av polyetentereftalt (relativ viskositet 1,63) och Polyamid 6 (relativ viskositet 2,20) i viktförhål- landet 80:20. Spinnavdragningen uppgick till 1200 m/min, sträckningsförhållandet till l:3,8. Av den så erhållna tråden framställdes en plantrikåvara och för jämförelses skull doppades en del av provet i ett bad med metylen- ' klorid vid 35°C i l min utan respektive med ultraljuds- påverkan och torkades därefter i torkskåp med cirkula- tionsluft. Medan det första provet endast visade en ofullständig avskiljning av de enskilda komponenterna, förorsakad av den kraftiga slagning av segmenten, var trådarna i provet med ultraljudspåverkan fullständigt uppspaltade.

EXEMPEL g Av ej spaltade ändlösa trådar enligt exempel 7 skars fibrer med en snittlängd av 45 mm och bearbetades till ett nålfiberflor med 80 nedstickningar per kvadrat- centimeter. Avskiljningen av fibrerna skedde i en Vanna med ultraljudsanordning medelst metylenklorid vid 35°C.

Man kunde tydligt se att proven med ultraljudspâverkan vid fibrilleringen förutom den fullständiga avskilj- ningen av komponenterna även hade en kraftig förfilt- ning och därmed högre hâllfasthet vid samma goda fiber- florsegenskaper i jämförelse med provet utan ultraljuds- behandling.

Claims (51)

10 15 20 25 30 35 ?9o1ss7~5 19 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av fiberstrukturer genom spaltning av flerkomponentsfibrer genom behandling med organiska lösningsmedel, k ä n n e t e c k n a t av att man, särskilt efter bearbetningen därav till fiberstrukturer sådana som stapelfibrer, filament, garn eller ytformationer, behandlari.huvudsak ofixerade fler- komponentsfibreqsom är i stånd att krympa,av minst två med varandra okombinerbara,i.trådtvärsnittet matris- och flerfaldigt segmentformigt anordnade komponenter, var- vid segmenten utg-'šren andel av det totala tvärsnittet av cirka 20-80 % och minst tre segment är anordnade peri- fert utan fullständig inhöljning medelst matriskompo- nenten, med ett flytande eller gasformigt organiskt lös- ningsmedel, vilket sänker nollkrymptemperaturen för ma- trisen eller segmentpolymeren till minst l60°C och i vilket polymerkomponenterna som uppbygger fibrerna uppvisar ett olikartat krympförhållande.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a t av att de perifera segmenten är fullständigt skilda från varandra medelst matriskomponenten.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t av att minst 6 segment är anordnade peri- fert i trâdtvärsnittet.

4. Förfarande enligt krav 3, n a t av att minst 12 segment äranordnadeperifert i trådtvärsnittet.

5. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l-4, k ä n n e t e c k - k ä n n e t e c k n a t av att minst 20 % av de peri- feri segmentens omkrets inte är omgivna av matriskompo- nenten.

6. Förfarande enligt krav 5, n a t av att cirka 50 % av de perifera segmentens om- krets inte är omgiven av matriskomponenter.

7. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l- 6, k ä n n e t e c k n a t av att den av matriskomponenten QUALÉY k ä n n e t e c k - 7901887~5 10 15 25 30 35 20 omgivna delen av segmentomkretsen av de perifera seg- menten uppvisar en konvex, huvudsakligen avrundad form.

8. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l-6, k ä n n e t e c k n a t av att den av matrisen omgivna delen av segmentomkretsen av de perifert anordnade seg- - menten uppvisar en oregelbunden, eventuellt tandad form.

9. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l- 7, k ä n n e t e c k n a t av att de perifera segmenten är anordnade symmetriskt i fibertvärsnittet.

10. Förfarande enligt krav 8, k ä n n e t e c k - n a t av att de perifera segmenten inte är anordnade symmetriskt i fibertvärsnittet.

ll. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l- lO, k ä n n e t e c k n a t av att ytterligare ett centralt anordnat segment av samma eller en tredje polymer är när- varande i fibertvärsnittet bredvid de perifera segmenten, vilket ytterligare segment är fullständigt skilt från de perifera segmenten genom matrispolymeren.

12. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l-ll, k ä n n e t e c k n a t av att man använder ett lös- ningsmedel, i vilket induktionstiden för krympningen av den till matrisen använda polymeren är mindreellerstörre än den för den till de perifera segmenten använda poly- meren.

13. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l-12, k ä n n e t e c k n a t av att fibertvärsnittet inne- håller ytterligare, av matriskomponenten fullständigt omgivna segment i regelbunden eller oregelbunden anord- ning.

14. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1- 13, k ä n n e t e c k n a t av att man använder ett lös- ningsmedel, i vilket krymphastigheten för matrisen är större eller mindre än krymphastigheten för de perifera segmenten. _

15. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l- 14, k ä n n e t e c k n a t av att matrisens respektive de perifera segmentens krympning uppgår till minst 10 %.

16. Förfarande enligt krav 15, k ä n n e t e c k - PÛUR uuAuw g 10 15 20 25 30 35 7901887-5 21 n a t av att krympningen uppgår till minst 15 %.

17. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1-16, k ä n n e t e c k n a t av att man använder ett lös- ningsmedel, vilket sänker nollkrymptemperaturen för matrispolymeren eller segmentpolymeren med minst 200°C.

18. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1-17, k ä n n e t e c k n a t av att man som lösningsmedel använder metylenklorid.

19. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l-17, k ä n n e t e c k n a t av att man som lösningsmedel använder l,l,2,2-tetrakloretan.

20. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1-l7, k ä n n e t e c k n a t av att man som lösningsmedel använder l,l,2-trikloretan.

21. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1-l7, k ä n n e t e c k n a t av att man som lösningsmedel använder kloroform. .

22. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1-21, k ä n n e t e c k n a t av att man som matriskomponent använder polyester på basis av tereftalsyra och som seg- mentkomponent använder polyamid.

23. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l-21, k ä n n e t e c k n a t av att man som matriskomponent använder polyamid och som segmentkomponent använder polyester på basis av tereftalsyra.

24. Förfarande enligt krav 22, k ä n n e t e c k - n a t av att man som segmentkomponent använder en sam- polyamid.

25. Förfarande enligt krav 23, k ä n n e t e c k - n a t av att man som matriskomponent använder en sam- polyamid.

26. Förfarande enligt krav 24 eller 25, t e c k n a t av att man som sampolyamid använder en sampolymer på basis av e-kaprolaktam och hexametylen- diamin/adipinsyra.

27. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1-26, k ä n n e t e c k n a t av att ytinnehållet av ett peri- fert segment i trådtvärsnittet högst uppgår till 1/5, k ä n n e - 7901887-5 10 l5 20 25 30 35 22 företrädesvis endast högst cirka 1/8 av det totala ytinnehâllet.

28. Förfarande enligt ett eller flera av kraven 1-27, k ä n neat e c k n a t av att man samtidigt kombinerar behandlingen med det organiska lösningsmedlet med ett färgningsförfarande.

29. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l-28, k ä n n e t e c k n a t av att man underkastar fler- komponentsfibrerna en extra mekanisk behandling under behandlingen med lösningsmedlet. i

30. Förfarande enligt krav 29, n att av att man behandlar flerkomponentsfibrerna med k ä n n e t e c k - ultraljud.

31. Förfarande enligt ett eller flera av kraven l-30 för framställning av fiberstrukturer med fixerade områden med ospaltade flerkomponentsfiberandelar, k ä n- n e t e c k n a t av att man bearbetar flerkomponents- fibrerna enligt krav 1 till en väv, virkad vara eller stickad vara, fixerar flerkomponentsfibrerna områdesvis på den virkade eller stickade varan eller väven och därefter behandlar fiberstrukturen med lösningsmedlet.

32. Förfarande enligt krav 31, k ä n n e t e c k- n a t av att man för omràdesvis páförande av fixeringen inpräglar ett mönster genom varmkalandrering.

33. Fiberstrukturer helt eller delvis av spaltade flerkomponentsfibrer av matris-segmenttyp, k ä n n e- t e c k n a d e av en matrisfiber och minst tre där- ifrån helt eller delvis avspaltade segmentfibrer, varvid antingen matrisfibern består av polyamid och segment- fibrerna består av polyalkylentereftalat eller tvärtom och varvid polyalkylentereftalatfibrerna är krympta åtminstone ca 10% i förhållande till polyamidfibrerna.

34. Fiberstruktur enligt krav 33, k ä n n e t e c k- n a d av en genom vävning, Virkning eller stickning företagen anordning av flerkomponentsfibrer till en ytformation och uppåt och nedåt ur ytplanet utstickande segmentfibrer. 10 15 20 25 30 35 7901887-5 23

35. Fiberstruktur enligt krav 33, k ä n n e - t e c k n a d av en matris och segmentfibrer med änd- liga längder i oregelbunden anordning med olika krök- ning, varvid segmentfibrerna totalt är kraftigare krökta än matrisfibrerna.

36. Fiberstruktur enligt krav 33, t e c k n a d av en genom vävning, Virkning eller stick- k ä n n e - ning företagen anordning av flerkomponentsfibrerna till en ytformation och uppåt och nedåt ur ytplanet utstic- kande matrisfiberböjar.

37. Fiberstruktur enligt ett eller flera av kraven 33-36, k ä n n e t e c k n a d av fixerade områden med ospaltade flerkomponentsfiberandelar.

38. Fiberstruktur enligt krav 37, k ä n n e - t e c k n a d av förtätade, regelbundet anordnade fixerade områden. '

39. Fiberstruktur enligt krav 33, k ä n - n e t e c k n a d ,av en anordning av flerkomponents- fibrerna till ett fiberflor.

40. Fiberstruktur enligt krav 39, t e c k n a d av en anordning av flerkomponentsfib- rerna till ett nålat fiberflor.

41. Fiberstruktur enligt krav 39, t e c k n a t av bundna flerkomponentsfibrer, varvid bindningen av fibrerna vid skärningspunkterna åstadkom- mes genom polyamid och segmentfibrerna korsar segment- fibrerna bundna, segmentfibrerna korsar matrisfibrerna bundna och matrisfibrerna korsar matrisfibrerna obundna k ä n n e - k ä n n e - vid skärningspunkterna.

42. Fiberstruktur enligt krav 39, k ä n n e - t e c k n a d av bundna flerkomponentsfibrer, varvid bindningen av fibrerna vid skärningspunkterna åstad- kommes genom polyamid och segmentfibrerna korsar seg- mentfibrerna obundna, segmentfibrerna korsar matris- fibrerna bundna och matrisfibrerna korsar matrisfibrerna bunda vid fiberskärningspunkterna. 7901887-5 10 15 20 25 30 35 24

43. Fiberstruktur enligt krav 33, k ä n n e - t e c k n a d av en matrisfiber, vilken innehåller ett eller flera kärnsegment av polyalkylentereftalat.

44. Fiberstruktur enligt krav 39, t e c k n a d av bundna flerkomponentsfibrer, varvid k ä n n e - bindningen av fibrerna vid skärningspunkterna åstadkom- mes genom sampolyester och segmentfibrerna korsar seg- mentfibrerna obundna, segmentfibrerna korsar matris- fibrerna bundna och matrisfibrerna korsar matrisfib- rerna bundna vid fiberskärningspunkterna.

45. Fiberstruktur enligt krav 41, k ä n n e - t e c k n a d av segmentfibrer av en sampolyamid.

46. Fiberstruktur enligt krav 42, t e c k n a d av en matrisfiber av en sampolyamid.

47. Fiberstruktur enligt krav 45 eller 46; k ä n - n e t e c k n a d av en sampolyamid på basis av s-kapro- k ä n n e - laktam och hexametylendiamin/adipinsyra.

48. Fiberstruktur enligt krav 33, k ä n - n e t e c k n a d av en flockartad anordning av fler- komponentsfibrerna.

49. Fiberstruktur enligt krav 34, t e c k n a d av helt eller delvis öppnade segment- k ä n n e - fibrer.

50. Fiberstruktur enligt krav 36, t e c k n a d av en helt eller delvis öppnad matris- k ä n n e - fiberbâge. Q

51. Fiberstruktur enligt krav 33, k ä n n e - t e c k n a d av en hel och/eller delvis spaltning i matrisfibrer och segmentfibrer, varvid de endast delvis spaltade flerkomponentsfibrerna uppvisar ytter- ligare en mekanisk sammanhållning av matris- och seg- mentandelarna och till en del har slitsar mellan matris- och segmentfibrerna och till en del uppvisar endast längsgående skåror på kanten av flerkomponentsfibrerna motsvarande fasgränserna.