DE1175385B - Verfahren zur Herstellung voluminoeser garnartiger Gebilde aus einem molekular orientierten Filmstreifen eines synthetischen, organischen Polymerisates - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: D Ol d

Deutsche Kl.: 29 a-6/20

Nummer: 1175 385

Aktenzeichen: P 20848 VII a / 29 a

Anmeldetag: 11. Juni 1958

Auslegetag: 6. August 1964

Aus Endlosfäden erzeugte Fadenbündel und Garne sind viel fester als die gesponnenen Stapelfasergarne; es fehlen ihnen aber viele erwünschte ästhetische Eigenschaften der gesponnenen Game. Auf Grund ihrer Gleichmäßigkeit und glatten Oberfläche besitzen die Garne aus endlosen Fäden einen weniger guten Griff. Die einzelnen Endlosfäden liegen im Garn eng aneinander, und der Abstand benachbarter Garne im Gewebe ist gering. Diese Gedrängtheit führt so zu dichteren Geweben, die je Gewichtseinheit eine ge- ίο ringere »Wärme« und Deckkraft besitzen. Aus diesem Grund wird ein großer Teil der Gesamtproduktion an Endlosfäden aus synthetischen Stoffen, wie Viskose, Celluloseacetat, Polyamiden, Polyalkylenterephthalat und Polyacrylnitril, auf kurze Stapel geschnitten und zu Stapelfasergarnen versponnen.

Die Erzeugung eines Garns aus natürlichen wie synthetischen Stapelfasern stellt eine zeitraubende Behandlung dar, bei der gewöhnlich in einer längeren Behandlungsfolge die Ausrichtung der Fasern, ihre Vereinigung zu einem Faserband und ein Strecken des Bandes zu einer einen geringeren Durchmesser aufweisenden Lunte erfolgen muß, die dann zu einem Vorgarn und/oder einem Garn zusammengedreht (versponnen) wird. Diese Behandlungen tragen wesentlich zu den Gestehungskosten des fertigen Garns bei. Ferner treten die losen Enden der Stapelfasern leicht unter Bildung von unerwünschten Fusseln und Noppen durch die Oberfläche der Gewebe u. dgl. hindurch. Diese sogenannte Pillingbildung kann zwar durch eine hohe Garndrehung weitgehend beseitigt werden, aber hierdurch werden wiederum die Herstellungskosten erhöht; außerdem wird die Bildung leichter weicher Gewebe unmöglich.

Gemäß der Erfindung werden nun voluminöse garnartige Gebilde aus einem molekular orientierten Filmstreifen eines synthetischen, organischen Polymerisats in der Weise erhalten, daß der Filmstreifen in schlaffem Zustand oder nur unter sehr geringer Spannung durch ein mit hoher Geschwindigkeit strömendes gasförmiges Medium geführt wird, so daß der Filmstreifen in ein Netzwerk von Einzelfäden aufgeteilt wird.

Die Fibrillierung oder Aufteilung wird vorteilhaft kontinuierlich ausgeführt und der Filmstreifen dabei durch eine Zone rascher, ungleichmäßiger Turbulenz geführt, die in dem strömenden Medium erzeugt wird. Unter »ungleichmäßig turbulent strömend« ist dabei eine rasche Strömung mit nichtlaminarer Turbulenz zu verstehen. Zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades wird der Filmstreifen mindestens kurzzeitig im Gegenstrom zu dem strömenden Medium geführt.

Verfahren zur Herstellung voluminöser
garnartiger Gebilde aus einem molekular
orientierten Filmstreifen eines synthetischen,
organischen Polymerisates

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company,

Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,

München 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:

James Rushton White, Chadds Ford, Pa.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 11. Juni 1957 (665 087)

Der schlaffe Zustand oder die sehr geringe Spannung, die für die erfindungsgemäße Behandlung erforderlich sind, können leicht erhalten werden, indem man den Streifen der turbulenten Zone mit höherer Geschwindigkeit zu- als von ihr abführt. Im allgemeinen werden zufriedenstellende Ergebnisse erhalten, wenn der Überschuß der Zuführgeschwindigkeit zwischen 3 und 30% liegt.

Eine Zone ausreichend hoher Turbulenz wird im allgemeinen erhalten, wenn das strömende Medium, wie Luft, mit etwa halber Schallgeschwindigkeit oder höherer Geschwindigkeit, welche sich mindestens der Schallgeschwindigkeit nähern oder dieselbe überschreiten kann, in die Zone eintritt, in welcher es mit dem Filmstreifen in Kontakt kommt. Zur Erzielung eines höheren Wirkungsgrades kann die Bewegungsbahn des Streifens an der Stelle, an welcher er aus dem strömenden Medium austritt, unter einem Winkel verlaufen. Diese Winkelabweichung der Bewegungsbahn des Streifens von dem geraden Teil soll vorzugsweise mindestens 30° betragen. Noch bessere Ergebnisse können erhalten werden, wenn der Streifen an der Stelle, an welcher er aus der Strömungsrichtung des Mediums austritt, auf eine feste Fläche auftrifft. Wenn gewünscht, können die erhaltenen garnartigen Gebilde gedreht werden; diese Drehung kann z. B. unmittelbar nach dem Austritt

409 639/294

3 4

des Stranges aus der Zone hoher Turbulenz er- hältlich, die sich in bezug auf die über den Querfolgen, schnitt verteilte Zahl der Einzelfäden und die Anzahl Wie oben bereits angedeutet, sind die Behandlungs- an losen Enden voneinander unterscheiden. Als ein und Turbulenzbedingungen so zu lenken, daß die Extrem erhält man ein garnartiges Produkt, das aus Fibrillen oder Einzelfäden des garnartigen Gebildes 5 einem Netzwerk von längsgerichteten Einzelfäden unter Bildung eines einheitlichen Netzwerkes mitein- besteht und im wesentlichen von losen Enden frei ander verbunden bleiben. Auch kann der aufgeteilte ist, und als anderes Extrem ein Netzwerk, das eine Filmstreifen der Wirkung von Schlagkräften solcher Vielzahl loser Enden aufweist. Dünne und hoch-Große ausgesetzt werden, daß einige Fibrillen unter orientierte Filmstreifen lassen sich leichter als starke Bildung loser Enden aufgerissen werden. io oder weniger orientierte Streifen aufteilen. Durch ge-Ausgezeichnete Ergebnisse können mit Film- eignete Wahl der Strangdicke, des Orientierungsstreifen erhalten werden, welche aus einem Addi- grades und der Turbulenz können also garnartige tionspolymerisat, vorzugsweise Polyacrylnitril oder Netzwerkgebilde mit allen gewünschten Eigenschaften dessen Mischpolymerisaten bestehen oder solche ent- hergestellt werden.

halten. Die Aufteilbarkeit des polymeren Materials 15 Die gemäß der Erfindung hergestellten Garne mit kann erhöht werden, indem man den als Ausgangsgut netz- und geflechtartiger Struktur als solche sind dienenden Film nur in einer Richtung reckt. Die Auf- einem gesponnenen Stapelfasergarn insofern recht teilbarkeit der Streifen wird auch erhöht, wenn das in ungleich, als die Länge der Einzelfäden des Netzihnen enthaltene polymere Material eine Mischung Werkes im allgemeinen mehr als etwa 5 cm beträgt aus mindestens zwei chemisch verwandten oder 20 und sehr viel mehr betragen kann. Ferner besitzen unterschiedlichen Polymerisaten oder Mischpoly- sie gesponnenem Stapelfasergarn gegenüber selbst unmerisaten darstellt, die nur teilweise miteinander ver- gedreht eine hohe Reißfestigkeit und zeichnen sich träglich sind. in ungedrehtem Zustand durch eine Reißfestigkeit Man kann der Behandlung in ein und derselben von mehr als etwa 0,1 g/den aus (bestimmt mittels turbulenten Zone auch mehr als einen Streifen des 35 eines Instron-Prüfgerätes bei einem Klemmenabstand aufteilbaren Gutes unterwerfen, wobei mindestens von 2,5 cm); auch weisen sie ungleich den gesponnezwei Filmstreifen aus gleichen oder unterschiedlichen nen Stapelfasergarnen, bei welchen die Stapellänge Polymerisaten bestehen können. Wenn gewünscht, gewöhnlich im gesamten Garn gleich ist, Einzelfadenkann man durch die Turbulenzzone zusammen mit elemente regelloser Länge auf, die unter Bildung dem(n) aufteilbaren Streifen ein oder mehrere nicht 30 einer Einheit zusammenhängen und nach einer Ausaufteilbare Gebilde, wie Garne oder endlose Faden- führungsform eine wesentliche Zahl hervorstehender bündel, führen. loser Enden zeigen. In den Zeichnungen zeigt

Das erfindungsgemäße Gebilde kann aus einen F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrich-

Plexus darstellenden, eine Einheit bildenden Fibrillen tung mit Wirbeldüse zur Durchführung des Ver-

bzw. Fadenelementen bestehen, also von netz- oder 35 fahrens nach der Erfindung und die Führung des

geflechtartiger Struktur sein. Die Einzelfäden können Filmstreifens,

einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt F i g. 2 die Düse gemäß F i g. 1 in Endansicht,

haben. Eine vorteilhafte Auswirkung auf die Gesamt- F i g. 3 in Längsansicht ein aufgeteiltes (fibrilliertes)

eigenschaften der garnartigen Gebilde wird erhalten, Gebilde gemäß der Erfindung, das im wesentlichen

wenn der mittlere Querschnitt der Einzelfäden im 40 keine losen Enden aufweist,

Bereich von ungefähr 10~^e bis 10~² mm² liegt. Fig. 4 einen Querschnitt durch das Gebilde von

Wenn gewünscht, können die garnartigen Gebilde F i g. 3,

lose Enden enthalten, welche zu der Voluminosität F i g. 5 in Längsansicht ein fibrilliertes Gebilde

und Deckkraft beitragen. Die gemäß der Erfindung gemäß der Erfindung mit einer wesentlichen Anzahl

hergestellten Gebilde besitzen die »Wärme« und die 45 loser Enden und

ästhetischen Eigenschaften von gesponnenen Stapel- F i g. 6 einen Querschnitt durch das Gebilde von

fasergarnen, zeichnen sich aber diesen gegenüber F i g. 5.

durch eine wesentlich höhere Festigkeit, selbst un- Gemäß F i g. 1 wird der Filmstreifen 1 mit begedreht, aus. Die Voluminosität der meisten erfin- stimmter Geschwindigkeit von den Walzen 2 und 3 dungsgemäß hergestellten Gebilde ist mindestens 50 der Wirbeldüse 4 zugeführt und durch deren zylingleich der eines gesponnenen Stapelfasergarns vom drischen Durchlaß 5 geleitet. In den Durchlaß 5 gleichen Gesamtster. mündet eine Bohrung oder Einlaß 6, dessen Achse Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren führt der vorzugsweise die Achse des Durchlasses 5 schneidet. Kontakt des strömenden Mediums mit dem Film- Die Achse des Einlasses 6 kann senkrecht zur Achse streifen zu einer Art Aufspaltungs- oder Zerreißungs- 55 des Garndurchlasses 5 stehen, aber auch in bezug auf effekt, durch den der Streifen fibrilliert, d. h. in faden- den Lauf des Fadengutes nach vorn oder hinten geartige Teile, Einzelfäden, aufgelöst wird. Diese neigt sein. Vorzugsweise ist jedoch der Einlaß 6, wie Fibrillen stellen verästelte Fäden unregelmäßiger in F i g. 1 gezeigt, leicht nach vorn geneigt, so daß Länge dar, die alle miteinander eine Einheit bilden das Strömen des Mediums durch den Einlaß die Vor- und von denen sich eine regellose Anzahl in un- 60 wälzbewegung des Fadengutes durch die Düse unterregelmäßigen Abständen längs des zusammenhängen- stützt und ein Selbsteinfädeln der Vorrichtung erden fadenartigen Gebildes voneinander trennt und laubt. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, daß dann wieder zusammentritt. die Achse des Arbeitsmitteleinlasses tangential zu Bei einer ausreichend starken Turbulenz kann der dem Durchlaß verläuft, so daß auf das Fadengut bei auf den Strang wirkende Aufspaltungseffekt tatsäch- 65 der Behandlung ein Dreheffekt ausgeübt wird,
lieh auch zum Brechen eines wesentlichen Teils der Der behandelte Streifen wird von der Düse 4 fadenförmigen Elemente führen. Durch Veränderung mittels Walzen 7, 8 abgezogen und dann aufgespult der Turbulenz ist so eine Vielfalt von Produkten er- oder in anderer gewünschter Weise verarbeitet. Es

kann mit Vorteil jede zur Erzeugung voluminöser Garne geeignete Düse verwendet werden. Es ist oft vorteilhaft, daß der die Düse passierende Streifen beim Austritt aus dem Luftstrom zu einer merklichen Änderung seiner Bewegungsbahn gezwungen wird. Zur Erzielung bester Ergebnisse soll diese Richtungsänderung 30° oder mehr betragen (gemessen zwischen dem austretenden Luftstrom und der Richtung des Garnabzugs).

ein Gas sein. Luft wird bevorzugt, aber es können auch andere Medien, wie Stickstoff, Kohlendioxyd, Dampf usw., Verwendung finden.

Der zur Durchführung der Behandlung erforderliche Luftdruck hängt von der Art der Düse, der Art des Films, der Filmgeschwindigkeit und dem gewünschten Effekt ab.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalte-

rohres aufweisen oder mit einer Düsenöffnung versehen sind. Es sind zahlreiche, zu einer Vielfalt von Ergebnissen führende Abänderungen der Vorrichtung möglich.

Eine weitere, zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete Vorrichtung ist in den Fig. 8 bis 11 der USA.-Patentschrift2852906 dargestellt.

kleine Sandpapierstreifen zu bringen, die breiter als der Film sind, und dann die beiden Sandpapierstücke senkrecht zur Reckrichtung des Films aufeinander hin- und herzubewegen. Die Prüfung läßt sich ge-5 wohnlich durchführen, indem man die Teile der Sandpapier-Film-Sandpapier-Lage zwischen Daumen und Zeigefinger gegeneinander verschiebt. Wenn der Film dabei in üblichen Fäden ähnelnde schmälere Streifen aufbricht, können die Filme als aufteilbar Der eine oder andere der in der Vorrichtung vor- io betrachtet werden.

gesehenen Durchlässe kann, aber braucht nicht, einen Das strömende Medium kann eine Flüssigkeit oder

gleichförmigen oder auch zylindrischen Querschnitt haben. In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, daß der eine oder andere dieser Durchlässe einen recht- oder in bezug auf jede Seite der Kegelachse 15 schiefkegeligen Querschnitt aufweist, d. h., daß der Querschnitt des kegelförmigen Teils (Schnitt durch seine Längsachse) symmetrisch wie unsymmetrisch sein kann, und für bestimmte Anwendungszwecke

kann es erwünscht sein, daß der eine oder daß 20 nen Garne, auch »Plexusfäden« genannt, besitzen mehrere der Durchlässe die Form eines Venturi- eine wesentliche Festigkeit, ohne daß eine Drehung

notwendig ist. Die Beständigkeit gegen Dehnungskräfte (d. h. die Reißfestigkeit) kann verbessert werden, indem man sie auf einer üblichen Vorrichtung 25 dreht. Es ist zur Erzielung einer vergleichbaren Festigkeitssteigerung hierbei eine viel geringere Drehung als bei gesponnenen Stapelfasergarnen erforderlich. Die folgende Tabelle vergleicht die Wirkung der Drehung auf die Festigkeit des Produktes Fibrillierbare bzw. aufteilbare Filme sind aus 30 von Beispiel 2 mit dem Effekt, der bei zusätzlicher jedem beliebigen Polymerisat herstellbar, das sich Drehung eines üblichen Stapelfasergarns erhalten bleibend orientieren läßt. Beispiele für geeignete wird. Die Festigkeit von ungedrehten Stapelfaser-Polymerisate sind: Acrylnitrilpolymerisate und garnen bzw. -lunten ist im wesentlichen gleich 0, und -mischpolymerisate; Polyacryl- und Polymethacryl- bei Drehungen von weniger als etwa fünf je Zoll ester wie Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid 35 (197 je Meter) sind überhaupt keine Vergleiche mit und Mischpolymerisate des Vinylchlorides mit Vinyl- den erfindungsgemäß hergestellten Gebilden möglich, estern, Acrylnitril, Vinylidenchlorid u. dgl.; Vinylidenchloridpolymerisate; Polystyrol: Polyäthylen; PoIytetrafluoräthylen; Polychlortrifluoräthylen; Polyvinylacetat; teilhydrolysierte Polyvinylester; Polyamide 40
wie Polyhexamethylenadipamid, Polyäthylensebacamid, Polymethylen-bis-(p-cyclohexylen)-adipamid,
Polycaprolactam; Polyurethane; Polyharnstoffe; Polyester wie Polyalkylenterephthalat, Polythioester,
Polysulfonamide, Polysulfone u. v. a. Es sind Misch- 45
polymerisate aller Arten verwendbar. Zur Erzielung
von Filmen, die einen gewünschten Festigkeitsgrad
besitzen und nicht spröde sind, sollen die Polymerisate vorzugsweise ein Molekulargewicht von min- Erfindungsgemäß hergestellte Garne sind volumidestens 5000 aufweisen. Die Polymerisate werden in 50 nöser als entsprechende, aus Stapelfasern gesponnene beliebiger Weise in streifenartige oder fadenartige Garne und ergeben dadurch eine größere »Wärme« Gebilde verformt. und eine bessere Deckkraft. Sie liefern ferner auf Filmstreifen, die zur Herstellung von Garnen ge- Grund des neuartigen Faden- und/oder Faserquermäß der Erfindung Verwendung finden, sollen ge- schnittes und der Verteilung der Faden- und/oder wohnlich mindestens 0,25 mm breit sein. Zur leichten 55 Faserlänge Gewebe u. dgl. mit einem ungewöhnlichen Verarbeitung soll die Dicke dieser Filmstreifen, ins- und sehr erwünschten Griff. Die verbesserte Deckbesondere der breiteren Streifen, nach dem Recken kraft veranschaulichen Versuche, bei welchen der nicht mehr als etwa 0,13 mm betragen. Die Film- Durchmesser des projizierten Garnprofils mikrostreifen können zwar beliebig dünn sein, aber Filme skopisch gemessen wird. Dabei ergibt ein gesponnemit einer zur leichten Handhabung und/oder zum 60 nes 90-den-Stapelfasergarn mit 13 Rechtsdrehungen Zerschneiden geeigneten Stärke sind am brauch- je Zoll (512 Rechtsdrehungen je Meter) einen Durchbarsten, messer von 1,003 mm, ein 90-den-Garn mit Filme aus den oben angeführten Polymerisaten 14,5 Rechtsdrehungen je Zoll (571 Rechtsdrehungen lassen sich aufteilbar machen, indem man die Filme je Meter), das nach dem erfindungsgemäßen Verunter Erzeugung einer in eine Richtung verlaufenden 65 fahren aus Film hergestellt ist, einen Durchmesser Orientierung reckt. Eine einfache Probe zur Be- von 1,265 mm.

Stimmung der Aufteilbarkeit eines Films besteht Garne gemäß Erfindung hergestellt, besitzen eine

darin, einen kleinen Streifen des Firnis zwischen zwei ausreichende Gleichmäßigkeit, um sich auf den

Drehungen	je Meter	Reißfestigkeit, g/den	gesponnenes Polyacryl-
			nitril-Stapelfasergarn
		Produkt	von 250 den
je Zoll	0	von	(Fadentiter 3 den,
	197	Beispiel 2	Stapellänge 7,6 cm)
	394		<0,01
0	787	1,3	0,01
5	2,2	0,71
10	2,5	1,0
20	3,3

bündel der Einwirkung eines turbulenten strömenden Mediums unterwirft, das stark genug ist, um die einzelnen Fäden voneinander zu trennen und in diesen Schlingen oder Schlaufen zu bilden.

Doch unterscheidet sich das beanspruchte Verfahren von diesem Bekannten einmal durch das Ausgangsmaterial insofern, als nach dem vorliegenden Verfahren von orientierten Filmstreifen aus einem hochmolekularen synthetischen Material ausgegangen

üblichen Textilmaschinen leicht handhaben und zu hochvoluminösen Geweben u. dgl. verarbeiten zu lassen, ohne daß die Voluminosität oder die Eigenart der Fadenverkettung verlorengeht. Sie können ohne Schwierigkeiten auf automatischen Web- wie Wirkmaschinen verarbeitet werden. Die erhöhte Deckkraft von aus dem erfindungsgemäß erzeugten voluminösen Produkt hergestellten Geweben, Gewirken u. dgl. erlaubt die Herstellung aus geringeren Garnmengen.

Da die Anforderungen an die Verarbeitungsbedin- io wird. Ferner wird die Stärke der Turbulenz des strögungen bei der Herstellung von Filmen nicht so menden Mediums so bemessen, daß eine Aufspaltung

des Films zu einem Netzwerk von Einzelelementen erfolgt und gegebenenfalls ein Teil derselben infolge eines eintretenden Zerreißeffektes an den gebildeten 15 einzelnen Fäden gebrochen wird. Es kann also nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein netzwerkartiges Garnprodukt in Form eines endlosen einheitlichen flbrillären garnartigen Geflechtes erhalten werden, in dem einmal die Einzelfäden längsgerichtet spiel kann aus dem Linearpolyäthylen von Beispiel 1 20 und im wesentlichen von losen Enden frei sind, und leicht ein Garn mit einer Bw.-Nr. von 250 hergestellt das zum anderen bei der Verwendung einer bewerden, und nach dem vorliegenden Verfahren sind sonders hohen Turbulenz zwar eine ähnliche garn-Garne mit noch höheren Bw.-Nrn., wie 1000, erziel- artige Struktur, aber lose Enden aufweist, bar. Gesponnene Garne dieser Feinheit sind bisher Demgegenüber werden nach dem Stand der

aus synthetischen Fasern nicht hergestellt worden. 25 Technik voluminöse Garne aus einem endlosen künst-Ferner ermöglicht es die hohe Festigkeit, die diese liehen Fadenbündel mit zum Teil über deren Umfang Garne selbst ungedreht besitzen, die Voluminosität hinausragenden Schlaufen oder Schlingen in Längsselbst bei niedrigen Bw.-Nrn. beizubehalten und die richtung der Einzelfäden erhalten. Voluminosität unabhängig von der Nummer zu Weiterhin ist es bekannt, Fäden mittels eines Gasändern. Es war bisher zur Erzielung hoher Bw.-Nrn. 30 stromes hoher Geschwindigkeit gegen ein Prallblech notwendig, dem Garn eine hohe Drehung zu erteilen, zu führen, um lediglich einen Kräuseleffekt zu er

scharf wie bei der Herstellung von Fäden sind, können garnartige Gebilde nunmehr aus Polymerisaten hergestellt werden, aus denen nach bisher bekannten Verfahren keine Garne erhältlich waren.

Gemäß Erfindung können Garne mit einem außerordentlich geringen Gesamttiter hergestellt werden. So sind leicht solche Garne mit einer Baumwollnummer von oberhalb etwa 100 erhältlich. Zum Bei-

und ein Verfahren, mit welchem eine hohe Bw.-Nr. bei geringer Drehung erhältlich ist, stellt einen wichtigen technischen Fortschritt dar.

Mit zwei oder mehr Filmstreifen kann ein Verbundgarn von höherem Gesamttiter aus verhältnismäßig dünnen Filmen aufgebaut werden. Durch gleichzeitige Aufteilung von Polymerisatfilmen unterschiedlicher Zusammensetzung können Mischgame

zielen. Doch führt diese bekannte Verfahrensweise nicht zu den erfindungsgemäß hergestellten voluminösen Garnen.

Ferner sind auch schon Fäden aus orientierten Kunststoffilmstreifen hergestellt worden. Doch erfolgt nach diesen bekannten Verfahren die Aufteilung der Filme auf andere, nämlich mechanische Weise, so durch rollende und quetschende Bewegung, durch

statischen Garns durch gemeinsame Aufteilung von Filmstreifen aus Polymerisaten, die entgegengesetzte statische Ladungen ergeben, in einem Arbeitsmittelstrahl.

Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unterwirft man zusammen mit einem oder mehreren Filmstreifen ein oder mehrere Garne aus endlosen Fäden der Einwirkung des

hergestellt werden. Eine besonders wertvolle Aus- 40 Reiben, Bürsten, Drehen od. dgl. Die erfindungsführungsform besteht in der Herstellung eines anti- gemäße Methode ist gegenüber diesem bekannten

Verfahren in technologischer Hinsicht einfacher.

Schließlich berührt auch ein weiteres bekanntes Verfahren, wonach endlose Fäden durch einen Luftstrom in Einzelfäden aufgelöst werden und die aufgeteilten Fäden in unregelmäßiger und nur annähernd paralleler Lage auf eine runde Spule od. dgl. gewickelt werden, von der sie durch Zerschneiden des Wickels in Stapelfasern übergeführt werden, das er-

Arbeitsmittelstrahls. Der Arbeitsmittelstrahl teilt da- 50 findungsgemäße Verfahren nicht; denn jenes dient bei den Film auf und verleiht dem Garn eine Volumi- einem ganz anderen Zweck, nämlich der Herstellung nosität, wobei ein festeres voluminöses Garn erhalten von Stapelfasern und nicht der unmittelbaren Herwird, das sich durch neuartige Eigenschaften aus- stellung voluminöser garnartiger Gebilde, wie sie zeichnet, die es auf Grund der längs der Garnober- nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich fläche anwesenden Fadenschlingen und -schleifen 55 sind,
erhält, die mit Einzelfäden und hervorstehenden
Faserenden durchsetzt sind.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein orientierter Filmstreifen durch einen Arbeitsmittelstrahl geführt, der, dem Umfang des Streifens folgend, um diesen herumgeführt wird und ihm dabei eine Drehbewegung erteilt. Durch Plastifizierung des Filmstreifens (z. B. mittels Wärmezufuhr) wird ein voluminöses, elastisch dehnbares Garn mit

ungewöhnlichem Griff erhalten. 65 0,13-mm-Rakel auf eine Glasplatte gegossen und bei

Es ist an sich bekannt, voluminöse Garne aus end- dieser Temperatur getrocknet. Der erhaltene Film,

der ungefähr 0,01 mm dick und 22,1 mm breit ist, wird bei 90° C auf das 12fache gereckt. Der dabei

In den folgenden Beispielen beziehen sich Teile und Prozentangaben, wenn nichts anderes angegeben, auf das Gewicht.

Beispiel 1

Durch Lösen eines Linearpolyäthylens (Schmelzindex 0,2) in Dekahydronaphthalin wird eine Lösung hergestellt, die etwa 10% des Polymerisates enthält. Die Lösung wird bei 160° C unter Verwendung einer

losen synthetischen Fäden oder Fadenbündeln in der Weise zu erzeugen, daß man Fäden oder Faden-

entstehende orientierte Film (ungefähr 0,003 mm dick und 1,6 mm breit) wird mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 9,1 m/Min, unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß Fig. 1, die mit Druckluft von 0,35 at betrieben wird, durch einen Luftstrahl 5 geführt. Das so erhaltene Garn zeichnet sich durch eine wesentliche Voluminosität aus und besteht aus einer Vielzahl orientierter synthetischer organischer Fäden von regelloser Länge. Jeder Einzelfaden weist einen trapezförmigen Querschnitt bei einer mittleren Breite zwischen etwa 5 und 40 Mikron und einer Dicke von etwa 0,003 mm auf.

Nach der gleichen Technik wird bei einem Luftdruck von etwa 4,22 at ein Garn erhalten, das ähnliche Dimensionen und ungedreht eine Reißfestigkeit von 1,10 g/den aufweist.

Mit Luftdrücken von ungefähr 2,81 at wird eine optimale Verarbeitbarkeit erhalten. Die fadenartigen Einzelelemente der unter diesen Bedingungen erhaltenen Garne weisen mittlere Breiten zwischen 5 und 30 Mikron auf. Wenn der Druck auf ungefähr 5,6 at erhöht wird, besitzen die Fibrillen eine mittlere Breite zwischen etwa 5 und 20 Mikron.

Beispiel 2

Eine 13°/oige Lösung von Polyacrylnitril (innere Viskosität in N,N-Dimethylformamid 1,4) in Ν,Ν-Dimethylformamid wird bei 95° C unter Verwendung einer 0,10-mm-Rakel auf eine Glasplatte gegossen. Nach Entfernung des Lösungsmittels erhält man einen Film von etwa 6,35 mm Breite und 0,089 mm Dicke, der von der Glasplatte entfernt und über einer heißen Platte (130° C) auf das 12fache gereckt wird. Der so orientierte Film (von ungefähr 0,003 mm Dicke und 1,78 mm Breite) wird bei einem Luftdruck von 0,35 at durch die Düse gemäß Beispiel 1 geführt. Dabei wird ein voluminöses Garn erhalten, das aus orientierten Einzelfäden regelloser Länge besteht, deren jeder einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt besitzt. Die Breite der Einzelfäden schwankt zwischen 5 und 40 Mikron.

Nach der gleichen Technik wird bei einem Luftdruck von 0,88 at ein ähnliches Garn mit einer Reißfestigkeit von 1,3 g/den in ungedrehtem Zustand erhalten.

Der zur Verarbeitung dieses Films optimale Luftdruck beträgt etwa 1,41 at. Bei höheren Drücken wird eine höhere Voluminosität auf Kosten der Reißfestigkeit erhalten. Bei niedrigeren Drücken erhält man eine geringere Voluminosität.

Beispiel 3

Es wird eine 10%ige Lösung eines Polyamides (innere Viskosität in Schwefelsäure von 1,35; hergestellt durch Umsetzung von m-Phenylendiamin mit Isophthaloylchlorid) in Ν,Ν-Dimethylacetamid hergestellt, das eine kleine Menge Lithiumchlorid enthält. Aus der Lösung wird unter Verwendung einer 0,05-mm-Rakel eine Folie bei Raumtemperatur gegossen. Der entstandene Film wird 1 Stunde bei 160° C getrocknet. Der getrocknete Film wird über einem auf 250° C erhitzten Stab auf das 5,5fache gereckt; der so orientierte Film besitzt eine Dicke von ungefähr 0,003 mm. Aus dem Film werden ungefähr 6,4 mm breite Streifen geschnitten und bei einem Luftdruck von etwa 1,06 at durch die Düse gemäß Beispiel 1 geführt. Man erhält ein voluminöses Garn, das aus einer Vielzahl orientierter verästelter Fäden von regelloser Länge besteht, deren jeder einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Das voluminöse Garn besitzt einen Titer von etwa 55 den und ungedreht eine Reißfestigkeit von etwa 0,9 g/den.

Beispiel 4

Es wird eine lO°/oige Lösung eines Polyäthylenterephthalates (innere Viskosität in einem 60 : 40-Gemisch aus Tetrachloräthan und Phenol 0,73) in Trifluoressigsäure hergestellt. Aus der Lösung wird unter Verwendung einer 0,05-mm-Rakel bei 50° C ein Film gegossen und bei der gleichen Temperatur getrocknet. Durch Reckung .eines 3,2-mm-Streifens des Films bei 80° C auf das 5fache wird ein orientierter Film von ungefähr 0,003 mm Dicke und 1,6 mm Breite erhalten. Dieser orientierte Filmstreifen wird nach den Methoden gemäß Beispiel 1, 2 und 3 fibrilliert (d. h. in Einzelfäden aufgeteilt), indem man ihn bei Luftdrücken zwischen 0,4 und 5,6 at mit einer Geschwindigkeit von 4,6 m/Min, durch die Vorrichtung gemäß Beispiel 1 leitet.

Beispiel 5

Ein Polyurethan (innere Viskosität in m-Cresol 1,5; hergestellt durch Umsetzung von 2,5-Dimethylpiperazin und dem Bischlorformiat von Äthylenglykol) wird mit einem Lösungsmittel vermischt, das 8,8 Teile Methylenchlorid und 12 Teile Ameisensäure enthält. Das Gemisch wiederum wird in einer solchen Menge eines Gemisches aus 95 Teilen Methylenchlorid und 5 Teilen Ameisensäure gelöst, daß die Lösung 10⁰/o Polymerisat enthält. Der aus dieser Lösung durch Gießen bei Raumtemperatur unter Verwendung einer 0,05-mm-Rakel erhaltene Film wird einer Teiltrocknung bei Raumtemperatur unterworfen und dann zur gründlicheren Trocknung 1 Stunde auf 55° C gehalten. Der getrocknete Film wird bei 80° C auf das 4,5fache gereckt, wodurch man einen orientierten Film mit einer Dicke von ungefähr 0,003 mm und einer Breite von 1,52 mm erhält. Dieser Filmstreifen wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 4,6 m/Min, durch die Vorrichtung gemäß Beispiel 1 geführt, wobei man mit einem Luftdruck von 1,76 at arbeitet. Das erhaltene voluminöse Garn, dessen physikalische Beschaffenheit den in den vorstehenden Beispielen erhaltenen Produkten ähnelt, weist ungedreht eine Reißfestigkeit von 0,86 g/den und einen Titer von 130 den auf.

Beispiel 6

Es wird eine Lösung eines Mischpolymerisates (innere Viskosität in N,N-Dimethylformamid 1,4) aus 94 Teilen Acrylnitril und 6 Teilen Methylacrylat in N,N-Dimethylformamid mit einem Polymerisatgehalt von 25% hergestellt. Die Lösung wird durch einen Schlitz von 1,3 cm Breite und 0,10 mm Höhe in ein wäßriges, 52 Gewichtsprozent Ν,Ν-Dimethylformamid enthaltendes Bad von 75° C ausgepreßt. Der nach Entfernung des Lösungsmittels erhaltene nasse Film wird über einer auf 150° C erhitzten Fläche auf das 9fache verstreckt. Die Fibrillierung des orientierten Films erfolgt, indem man einen Streifen desselben von ungefähr 0,005 mm Dicke und 0,20 cm Breite durch die Vorrichtung gemäß Beispiel 1 führt, die mit Druckluft von 1,41 at betrieben wird. Es wird ein voluminöses Garn erhalten, dessen physikalische Beschaffenheit den in den vorstehenden Beispielen er-

409 639/294

11 12

haltenen Produkten ähnelt und das ungedreht eine wenig freie Enden aufweist. Dieses Produkt ähnelt Reißfestigkeit von 0,9 g/den und einen Titer von stärker einem aus endlosen Fäden erzeugten volumi-80 den aufweist. nösen Garn als einem aus Stapelfasern erzeugten

Beispiel 7 ^Ga™· ^ .... . ■ „ _u- · ■ λ ■

5 Die Drehduse kann in Kombination mit den in

Ein Gemisch aus 70 Teilen Polyacrylnitril (mit vorstehenden Beispielen beschriebenen Düsen dazu

einer inneren Viskosität in N,N-Dimethylformamid verwendet werden, um die Fäden des Produktes nach

von 1,4) und 30 Teilen Tetramethylensulfon wird der Fibrillierung des Films zusammenzuhalten,

hergestellt, indem man das Tetramethylensulfon . .

unter mechanischem Rühren in das Polyacrylnitril- ίο Beispiel 10

pulver einsprüht. Das Gemisch wird auf einem Ein ähnlicher Filmstreifen wie im Beispiel 6 wird

Kautschukmahlwerk bei 200° C gemahlen, wobei auf einer üblichen Ringzwirnspindel mit 6 Drehungen

beide Walzen mit einer Lineargeschwindigkeit von je Zoll (236 Drehungen je Meter) gedreht. Der ge-

8,2 m/Min, angetrieben werden und das erweichte drehte Filmstreifen wird fibrilliert, indem man ihn

Polymere durch auf 5,1 cm Abstand eingestellte Be- 15 mit einer Geschwindigkeit von 45,7 m/Min, durch

grenzungen umschlossen wird. In einem Durchgang eine der F i g. 1 entsprechende Düse leitet, die mit

durch das Mahlwerk erhält man einen Film von Druckluft von 2,81 at betrieben wird. Nach dem

8,9 cm Breite und 0,003 mm Dicke. Der Weich- Passieren der Düse wird das Produkt entspannt,

macher wird aus dem entstehenden Film mittels indem man es über eine heiße Platte (180° C) führt.

Wasser ausgezogen. Ein 3,2 mm breiter Streifen des 20 Das erhaltene voluminöse Produkt (80 den) besitzt

entstandenen Films wird in ein voluminöses Garn eine Reißfestigkeit von 3,2 g/den und eine Dehnung

übergeführt, indem man ihn nach der Technik von von 17°/o.

Beispiel 6 durch eine Düse führt. Dieses Garn weist Wenn aus diesem Garn ein feines Gewebe hereine ähnliche physikalische Beschaffenheit wie die in gestellt wird, so ist die Deckkraft und Gleichmäßigden vorstehenden Beispielen erhaltenen Produkte auf 25 keit besser als bei Verwendung aus dem gleichen und besitzt einen Titer von 1600 den. Polymerisat gesponnener Garne. Außerdem besitzen . -ίο solche Webwaren einen weichen, trocknen, seiden^{ß e l s} P* ^{e l 8} ähnlichen Griff, der für Stoffe, die für Verwendungs-Aus einer Lösung von 17 Gewichtsprozent Poly- zwecke wie Hemden- und Unterwäschestoffe beacrylnitril (innere Viskosität in Ν,Ν-Dimethylform- 30 stimmt sind, höchst erwünscht ist. Die außergewöhnamid 1,4) in Ν,Ν-Dimethylformamid wird bei 110° C liehe Deckkraft der mit diesen voluminösen Garnen unter Verwendung einer 0,51-mm-Rakel ein Film erhaltenen Textilwaren zeigen z. B. Trikotgewirke, gegossen. Nach der Entfernung des Lösungsmittels die eine Lichtreflektion von 77°/o gegenüber 50⁰/o wird der Film (Breite etwa 3,8 cm und Dicke bei üblichem Polyamidtrikot des gleichen Gewichtes 0,05 mm) in Gegenwart von Dampf bei Atmo- 35 (102 g/cm²) und eine Lichtdurchlässigkeit von nur sphärendruck auf das 8fache gereckt. Der Film wird 4,5 %> gegenüber 15°/o des gleichen Polyamidtrikots durch eine dem Beispiel 1 entsprechende Düse ge- ergeben.

leitet, die jedoch zur Aufnahme des größeren Films Beispiel 11
eine größere Bohrung aufweist und mit Druckluft

von 4,22 at betrieben wird. Man erhält ein volumi- 40 Ein gereckter Filmstreifen, der dem gemäß Bei-

nöses Garn mit ähnlicher physikalischer Beschaffen- spiel 8 hergestellten ähnelt, wird auf einer üblichen

heit wie bei den obenstehenden Methoden, das jedoch Ringzwirnspindel mit 3 Drehungen je Zoll (118 Dre-

ungedreht eine Reißfestigkeit von 0,8 g/den aufweist. hungen je Meter) gedreht. Die Fibrillierung erfolgt,

Der Titer des voluminösen Produktes beträgt indem man den gedrehten Filmstreifen durch eine

2000 den. 45 ähnliche Düse wie in F i g. 1 führt, die aber zur Auf-

Beisoiel 9 nähme dieses stärkeren Filmstreifens eine größere

Bohrung aufweist. Bei einem Luftdruck von 4,22 at

Ein ähnlicher Filmstreifen wie in Beispiel 6 wird wird ein voluminöses Produkt mit einem Titer von durch eine eine Drehwirkung auf das Fadengut aus- 1900 den erhalten. Aus dieser Probe wird ein Dreiübende Düse gemäß F i g. 1 geführt. Bei Anwendung 50 fachgarn von 5700 den hergestellt. Das Garn wird eines Luftdruckes von 6,33 at und Hindurchführung zwecks Herstellung eines Teppichmaterials mit aufdes Filmstreifens durch die Düse mit einer Linear- geschnittenem Flor der folgenden Spezifikation in geschwindigkeit von ungefähr 9,1 m/Min, erfolgt eine eine Jutegewebeunterlage eingearbeitet:
Fibrillierung bzw. Aufteilung des Films unter Bildung

eines voluminösen Garnes, das dem Fadengut ähnelt, s5 ^Florhone 9,5 bis 11,1 mm

das in den vorstehenden Beispielen unter Ver- Flornoppenabstand, von Mitte zu

wendung der dort beschriebenen Düse erhalten wird. Mitte gemessen 4,0 mm

Der Hauptunterschied besteht jedoch darin, daß der Kettenfäden je Zentimeter 2,4 bis 2,6

mittels der eine Drehung erteilenden Düse erzeugte Gewicht des Florfadenanteils ... 966,3 g/m²

Faden weniger freie Enden aufweist und daß diese 60 _{Unterl Jut 406 9} ^_m,

unter der Drehwirkung der Düse um den Haupt- r

fadenstrang herumgewunden werden. Durch diese ^Latex ^^Ki> \Ψ£^{Ά d}'^en'

Kombination wird in etwa der Effekt eines Noppen- Styrol-Misch-

garns erhalten. polymerisat), bei

Bei Erhöhung der Fadengeschwindigkeit auf un- 6₅ Raumtemperatur

gefähr 64 m/Min, (so daß der Faden die Düse unter härtend

einer Spannung von ungefähr 3,5 g passiert) wird ein Das erhaltene Material besitzt einen sehr er-

fibrilliertes voluminöses Produkt erhalten, das sehr wünschten vollen Griff, ein gutes Rückprallvermögen

(Elastizität), eine gute Deckkraft und eine gute Beständigkeit gegen Verfilzen des Flors. In bezug auf diese Eigenschaften ist das Material WoIl- oder Polyamidfadenmaterialien guter Qualität überlegen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung voluminöser garnartiger Gebilde aus einem molekular orientierten Filmstreifen eines synthetischen, organischen Polymerisates, dadurch gekennzeichnet, daß der Filmstreifen in schlaffem Zustand oder nur unter sehr geringer Spannung durch ein mit hoher Geschwindigkeit strömendes gasförmiges Medium geführt wird, so daß der Filmstreifen in ein Netzwerk von Einzelfäden aufgeteilt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das strömende, gasförmige Medium fast gleiche oder höhere als Schallgeschwindigkeit hat.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbulenz des gasförmigen Mediums so hoch ist, daß mindestens einige der Einzelfäden reißen.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filmstreifen verwendet wird, der nur in einer Richtung zu einem hohen Grade gereckt worden ist.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Filmstreifen aus einer Mischung von mindestens zwei chemisch verwandten oder unterschiedlichen Polymerisaten oder Mischpolymerisaten besteht, die nur teilweise miteinander verträglich sind.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Filmstreifen aus den gleichen oder unterschiedlichen Polymerisaten verwendet werden.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem aufteilbaren Filmstreifen ein nicht aufteilbares Gebilde, wie ein Garn oder endloses Fadenbündel, durch das strömende gasförmige Medium geführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 667 234, 763 277;
französische Patentschriften Nr. 1115 551,
1111163, 1100 529;
britische Patentschrift Nr. 418 226.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 639/294 7.64 © Bundesdruckerei Berlin