DE3011763A1

DE3011763A1 - Spinnverfahren zum erzeugen von vielfachverbundfasern

Info

Publication number: DE3011763A1
Application number: DE19803011763
Authority: DE
Inventors: James Ernest Bromley; Jing-Peir Yu
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1980-10-09
Also published as: US4246219A; JPS55132711A; GB2045153A; IT1131066B; FR2452535A1; IT8020926A0; CA1139068A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Spinnen von Verbundfasern mit wenigstens zwei Grenzflächen zwischen verschiedenen Polymeren.

Das Spinnen von Verbundfasern mit einer einzigen Grenzfläche zwischen verschiedenen polymeren Bestandteilen ist seit langem bekannt. Verbundfasern mit mehreren Granzflächen zwischen verschiedenen polymeren Bestandteilen sind ebenfalls bekannt und z.B. in der US-PS 4- 051 237 beschrieben, auf welche hier insoweit bezug genommen ist. Gemäß der genannten US-PS werden einander abwechselnd nebeneinanderliegende und stoffschlüssig miteinander verbundene Teilströme aur einem Polyamid und einem Polyester zu einer Hohlfaser gesponnenk Bei diesem Verfahren ist es jedoch notwendig, eine größere Anzahl von Polymer-Grenzflächen vor dem Durchgang durch die Spinndüse zu bilden, was beträchtlich komplizierte Durchlaßanordnungen an der Zuströmseite der Spinndüse erfordert.

Gemäß vorliegender Erfindung ist es möglich, die Durchlaßanordnungen an der Zuströmseite durch eine entsprechende Gestaltung der Spinndüsenöffnung erheblich zu vereinfachen.

Bei einem Spinnverfahren der genannten Art zum Erzeugen eines eine Vielzahl voneinander getrennter Grenzflächen aufweisenden Spinnstroms aus einem Zufuhrstrom, welcher eine einzige, sich im wesentlichen parallel zur Eichtung des Zufuhrstroms erstreckende Grenzfläche zwischen verschiedenen Polymeren aufweist, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Zufuhrstrom durch eine Spinndüsenöffnung hindurchgeleitet wird, welche effektiv die Form eines länglichen Schlitzes aufweist und in bezug

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auf den Zufuhrstrom und dessen Querschnittsform eine derartige Querschnittsform aufweist und so angeordnet ist, daß ein erster Bereich, der Grenzfläche des Zufuhrstroms an einer ersten Stelle und ein zweiter Bereich der Grenzfläche des Zufuhrstroms an einer zweiten Stelle quer über den Schlitz hinweg verläuft, und daß der aus dem Schlitz austretende Spinnstrom verfestigt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Polymere im Zufuhrstrom einen Kernstrom und einen Hüllstrom bilden.

Gemäß noch einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen·, daß der Schlitz in einer Wellenlinie quer über die Grenzfläche hin und her verläuft.

Weiterhin ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß das den Kernstrom bildende Polymer eine niedrigere Viskosität hat als das den Hüllstrom bildende.

Ferner sieht die Erfindung vor, daß die Polymere unterschiedlich bzw. verschieden sind.

Weitere Merkmale und Torteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung, deren einzige Figur eine Ansicht der Unterseite einer zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform verwendbaren Spinndüsenöffnung darstellt.

Eine in der Zeichnung dargestellte Spinndüse 22 hat eine Anzahl von symmetrisch um einen Mittelpunkt herum mit den offenen Seiten nach innen angeordneten, etwa hufeisenförmigen Schlitzen 20, welche zusammen eine Spinndüsenöffnung zum Spinnen einer einzigen Verbundfaser

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bilden. Mit Ausnahme jeweils eines versenkt angeordneten Stegs 24 in der Krümmung jedes Schlitzes 20 erstrecken sich diese vollständig durch die Spinndüsenplatte 22 hindurch. Der aus den Schlitzen 20 zusammengesetzten Spinndüsenöffnung werden zwei verschiedene Polymere in Form eines von einem Hüllstrom umgebenen Kernstroms zugeführt. Die Grenzfläche zwischen den beiden Polymeren ist durch einen gestrichelt gezeichneten Kreis 26 angedeutet. Die einander zugewandten Enden des Schlitze liegen so nahe beeinander, daß sich die daraus austretenden Ströme unmittelbar unterhalb der Spinndüse miteinander vereinigen. Es ergibt sich somit ein hohler schmelzflüssiger Spinnstrom mit einander abwechselnd in Axialrichtung verlaufenden Streifen aus den beiden Polymeren. Aufgrund seiner Oberflächenspannung und anderer Einflüsse ist der schmelzflüssige Spinnstrom bestrebt, vor dem Erstarren eine im wesentlichen kreisförmige, hohle Querschnittsform anzunehmen, etwa wie in !"ig. 1 der eingangs genannten US-PS dargestellt.

Bei dem Spinnverfahren entsteht somit ein Spinnstrom mit einer Yielzahl voneinander getrennter Grenzflächen aus einem Zufuhrstrom, welcher eine einzige, sich im wesentlichen parallel zu seiner Sichtung erstreckende Grenzschicht zwischen verschiedenen Polymeren aufweist. In der beschriebenen Ausführungsform wird dies dadurch bewerkstelligt, daß der Zufuhrstrom durch eine die Form eines langgestreckten Schlitzes aufweisende Spinndüsenöffnung hindurchgeleitet wird. In bezug auf die Querschnittsform des Zufuhrstroms und seiner Grenzfläche hat die Düsenöffnung eine derartige Querschnittsform und ist so angeordnet, daß ein erster Bereich der Grenzfläche des Zufuhrstroms an einer ersten Stelle und ein zweiter Bereich der Grenzfläche des Zufuhrstroms an einer zweiten Stelle quer über den Schlitz hinweg verläuft.

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Wie vorstellend im einzelnen dargelegt, sind die einzelnen Schlitze 20 so nahe nebeneinander angeordnet, daß sie effektiv einen einzigen durchgehenden Schlitz bilden. Die Stege 24 sowie die Brücken zwischen den einander benachbarten Enden der Schlitze 20 dienen lediglich dazu, das innere Teil der Spinndüse festzuhalten. Der längliche Schlitz kann also gemäß der Erfindung entweder ein einziger, durchgehender Schlitz oder aus mehreren Einzelschlitzen zusammengesetzt sein, solange die Brücken zwischen diesen schmal genug sind, daß sich die einzelnen Ströme vor dem Erstarren miteinander vereinigen. Aus jedem einzelnen Schlitz 20 tritt ein Teilstrom mit zwei Grenzflächen aus, so daß also der aus der dargestellten Spinndüsenöffnung austretende kombinierte Spinnstrom zwölf Grenzflächen zwischen verschiedenen Polymer-Bestandteilen aufweist.

Im folgenden sind praktische Ausführungsformen der Erfindung anhand von Beispielen erläutert.

Beispiel I

Nylon 66-Polymer und Polyäthylenterephthalat-Polymer jeweils mit dem normalen Molekulargewicht für die Endverwendung für Bekleidungsstoffe werden mit einer Temperatur von 290 ⁰C durch die Verb und-Spinndüsenöffnung extrudiert, wobei das Eylon-Polymer den Kernstrom des der Düse zugeführten Stroms bildet. Die beiden Polymere werden in gleichen volumetrischen Mengen zugeführt und die Extrusionsgeschwindigkeit so eingestellt, daß bei einer Spinngeschwindigkeit von ca. 1350 m/min eine Verbundfaser mit einer Garnzahl von 19»5 Denier entsteht. In einer unmittelbar unterhalb der Spinndüse angeordneten, 1,5 κ hohen Löschzone wird der Polymer-Spinnstrom in Querrichtung mit Luft von 20 ⁰C mit einer Geschwindigkeit von 25 m/min angeblasen. Unterhalb der

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Löschzone wird die Easer mit Dampf behandelt,.dann mit einer Beschichtung versehen und aufgewickelt.

Anschließend wird die gesponnene Easer mit einer Geschwindigkeit von 65 m/min und einer Streckung von 2,16 über einen auf 132 ⁰C erwärmten, O,4- in langen Kontakt-Heizkörper gezogen. .Nach mechanischer Bearbeitung zum Aufteilen der Verbundfaser in zwölf Einzelfasern entwikkelt das sich dabei ergebende, gestreckte Garn bei Behandlung mit kochendem Wasser eine im wesentlichen torsionsfreie, schraubenlinienartige Kräuselung.

Beispiel II

Unter den im Beispiel I genannten Bedingungen werden siebzehn Verbundfasern gesponnen und zu einem Garn vereinigt. Das so gesponnene Garn wird dann durch Strecken mit einer Ziehgeschwindigkeit von 54-0 m/min über einen 2 m langen, auf eine Temperatur von 220 ⁰C eingestellten Heizkörper texuriert. Nach dem Aufteilen des texturierten Garns zu Einaelfasern und Entspannen derselben ist das Garn äußerst füllig und hat ein hohes Deckvermögen.

Beispiel III

Das Verfahren nach Beispiel I wird wiederholt, wobei die Spinngeschwindigkeit auf 4-500 m/min erhöht und die Garnzahl der Verbundfaser auf 4- Denier verringert wird. Nach der Aufteilung und Eintauchen in kochendes Wasser bilden die dabei erhaltenen Teilfasern ein sehr fülliges und elastisches Garn. Aus dem Verbundgarn hergestellte Stoffe erhalten nach mechanischer Bearbeitung zum Aufteilen des Garns in Einzelfasern einen sehr weichen Griff, eine erhöhte Pülligkeit und ein sehr gutes Deckvermögen. Dazu reicht in vielen Fällen die Behandlung

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des Stoffs mit kochendem Wasser aus, da dann die Einzelfasern aufgrund der bei der Herstellung gewisser Stoffe gebildeten Erümmungen des Garns voneinander getrennt werden.

In den vorstehend angeführten Beispielen hat Mylon 66 eine niedrigere Viskosität als das Polyethylenterephthalat. Es fließt daher schneller durch den Schlitz und erhält dadurch eine höhere kinetische Energie, so daß es nach dem Austritt bestrebt ist, dem etwa sternförmigen Spinnstrom die im vorliegenden Falle erwünschte kreisförmige Hohlform zu verleihen.

In den vorstehend angeführten Beispielen stellen Nylon und Polyäthylenterephthalat unterschiedliche und verschiedene Polymere dar. Der Ausdruck "unterschiedlich" bedeutet hierbei, daß sich die polymeren Bestandteile der erstarrten "Verbundfasern mühelos zu Einzelfasern aufteilen lassen.

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Claims

DR.BIRQ DIPL.-ING. STAPF D1PL.-ING. SCHWABE DR.DR. SANDMAIR

PATENTANWALTS • MÖNCHEN BO · MAUBRKIRCHER8TR.4·

Anwaltsakte 30 734- 26. MäfZ 1980

MONSANTO COMPANY

St. Louis, Missouri 63166, U. S. A.

Spinnverfahren zum Erzeugen von Vielfachverbundfasern

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1· Spinnverfahren zum Erzeugen eines eine Vielzahl voneinander getrennter Grenzflächen aufweisenden Spinnstroms aus einem Zufuhrstrom, welcher eine einzige, sich im wesentlichen parallel zur Richtung des Zufuhrstroms erstreckende Grenzschicht zwischen verschiedenen Polymeren aufweist, dadurch gekennzeich net, daß der Zufuhrstrom durch eine Spinndüsen-

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ORIGINAL INSPECTED

Öffnung hindurch geleitet wird, welche effektiv die J?orm eines länglichen Schlitzes aufweist und in bezug auf den Zufuhrstrom und dessen Querschnittsform eine derartige Querschnittsforin aufweist und so angeordnet ist, daß ein erster Bereich der Grenzfläche des Zufuhrstroms an einer ersten Stelle und ein zweiter Bereich der Grenzfläche des Zufuhrstroms an einer zweiten Stelle quer über den Schlitz hinweg verläuft, und daß der aus dem Schlitz austretende Spinnstrom verfestigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schlitz in einer Wellenlinie quer über die Grenzfläche hin und her verläuft.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Polymere im Zufuhrstrom einen Kernstrom und einen Hüllstrom bilden.
4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekenn zeichnet, daß der Schlitz in einer Wellenlinie quer über die Grenzfläche nin und her verläuft.

5· Verfahren nach Anspruch 3j dadurch gekenn zeichnet, daß das den Eernstrom bildende Polymer eine niedrigere Viskosität hat als das den Hüllstrom bildende.

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