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Dokumentenidentifikation DE19627093A1 02.01.1997
Titel Verfahren zum Fibrillieren von lösungsmittelgesponnenen Cellulosefilamentgarnen
Anmelder Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V., 07407 Rudolstadt, DE
Erfinder Ortlepp, Gerald, 07407 Rudolstadt, DE;
Hartig, Wolfgang, 42897 Remscheid, DE;
Mieck, Klaus-Peter, Dr., 07407 Rudolstadt, DE
DE-Anmeldedatum 05.07.1996
DE-Aktenzeichen 19627093
Offenlegungstag 02.01.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.01.1997
IPC-Hauptklasse D01D 5/42
Zusammenfassung Verfahren zum Fibrillen lösungsmittelgesponnenen Cellulosefilamentgarne im feuchten Zustand am laufenden Faden zur Erreichung von Garneffekten.

Beschreibung[de]

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Fibrillieren von Cellulosefilamentgarnen, vorzugsweise lösungsmittelgesponnenen Filamentgarnen, im feuchten oder nassen Zustand zum Erzielen eines Texturier- oder Mikrofasereffektes am laufenden Faden.

Bekleidungstextilien haben heute eine Fülle von Anforderungen zu erfüllen. Das Spektrum reicht dabei von den reinen Anforderungen an das Gebrauchs- und Pflegeverhalten über das Trageverhalten bis zu Spezialfunktionen. Dazu kommt als ebenso wichtiger Faktor die Mode. Optik, Griff und Fall modisch aktueller Stoffe sollen die qualitativ hochgesteckten und breitgefächerten Erwartungen des Modemarktes erfüllen.

Textilien verlangen deshalb heute immer mehr nach maßgeschneiderten Garnen, Konstruktionen und Ausrüstungen. Als neuer Chemiefaserstoff mit hohem Innovationspotential für die Textilindustrie werden zunehmend umweltfreundlich hergestellte, lösungsmittelgesponnene Cellulosefaserstoffe angeboten. Lösungsmittelgesponnene Stapelfasern sind heute bereits auf den Markt eingeführt und etablieren sich mit Erfolg in verschiedenen Produkten.

Cellulosische Filamentgarne aus dem NMMO-Prozeß werden heute noch nicht großtechnisch angeboten. Bekannt ist, daß auf Pilotanlagen derzeit erste Mengen hergestellt werden, um einerseits den Markt zu testen und andererseits produktionsrelevante Verfahrensparameter zu überprüfen. In der Textilindustrie gibt es bisher noch keine allgemeinen Erfahrungen zur Verarbeitung derartiger Filamentgarne. Insbesondere Fragen zum Texturieren bzw. zur Aufbringung von Fadeneffekten als Voraussetzung einer textilen Anwendung sind noch ungeklärt.

Cellulosefilamentgarne, insbesondere nach alternativen Technologien hergestellten Cellulosefaserstoffe, besitzen die Eigenschaft einer bevorzugten Fibrillierbarkeit längs der Faserachse bei Naßbehandlungsprozessen. Dies wird heute bereits ausgenutzt, um bei der Wasserstrahlverfestigung von Vliesstoffen aus Stapelfasern durch ein zusätzlich ausgelöstes Verfilzen fibrillierter Anteile Festigkeitsvorteile zu gewinnen.

Eine weitere Möglichkeit zur Nutzung dieses Effektes ist bei Filamentgarnen gegeben, wo allgemein stets Probleme des Fadenschlusses und der Voluminösität (Texturiereffekt, fasergarnähnlicher Charakter) zur Gewährleistung textil vorteilhafter Eigenschaften des Endproduktes im Vordergrund stehen.

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Fibrillieren von lösungsmittelgesponnenen Cellulosefilamentgarnen im feuchten bzw. nassen Zustand zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe prinzipiell dadurch gelöst, daß folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

  • a) Führen eines Filamentgarnes mittels entsprechender Fadenleitorgane, beispielsweise von einer Spule ablaufend, unter Spannung durch eine Befeuchtungseinrichtung.
  • b) Fibrillieren des Filamentgarnes durch Einwirkung mechanischer Reibkräfte, bevorzugt im rechten Winkel zur Filamentgarnlängsachse mittels bekannter Friktionstexturieraggregate, die bisher für thermoplastische Faserstoffe im Zusammenhang mit höheren Temperaturen angewendet werden.
  • c) Entfernen der Restfeuchte vom Filamentgarn durch eine geeignete Trocknung (Rohrheizer, Walzenheizer).
  • d) Bei Erfordernis Aufbringen eines Fadenschlusses sowie Spulöls zur Gewährleistung der textilen Weiterverarbeitbarkeit.
  • e) Aufwinden des behandelten Filamentgarnes auf eine Spule.


Eine gezielte Fibrillierung von Fäden aus lösungsmittelgesponnener Cellulose kann auch während der Erspinnung der Cellulosefäden bereits beim Faserstoffhersteller durchgeführt werden. Nach der Erspinnung sind die lösungsmittelgesponnenen Cellulosefasern technologiebedingt naß. In diesem Zustand kann technologisch zwischen Spinndüse und ohnehin erforderlicher Trocknung eine Art Spinntexturierung in Form einer mechanischen Fibrillierung durchgeführt werden. Neben der Einsparung zusätzlicher Aggregate, Befeuchtung und Trocknung wäre es möglich, bei geringen Durchlaufgeschwindigkeiten - der Spinnprozeß erfolgt bei Geschwindigkeiten, die wesentlich niedriger sind als konventionelle Texturiergeschwindigkeiten - mit hoher Intensität pro laufenden Meter Faden das Fibrillieren durchzuführen.

Bei Verwendung eines Scheibenfriktionsaggregates kann der sich ausbildende Fibrilliergrad durch:

  • - Anzahl und Anordnung der Friktionsscheiben,
  • - deren Oberflächenstruktur,
  • - die Durchlaufgeschwindigkeit,
  • - die Fadenspannung sowie
  • - die Friktionsscheibendrehzahl


beeinflußt werden. Die durch die Reibung abgespleißten Filamentgarnanteile besitzen einen wesentlich geringeren Durchmesser als das ursprüngliche Einzelfilament und werden meist als abstehende Faserenden im Mikrofaserbereich ausgebildet. Der sich dadurch um ein Filamentgarn bildende, je nach Behandlungsintensität und -gleichmäßigkeit regelmäßige oder unregelmäßige Fibrillenflor kann als fadenschließendes, volumenerhöhendes (texturierendes) oder mikrofasercharaktergebendes Element textil ausgenutzt werden.

Das Abspleißen von Fibrillen führt dazu, daß das ursprünglich unbehandelte Filamentgarn in seinen mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt wird. Festigkeitsverluste treten in Abhängigkeit zur Intensität der erreichten Fibrillierbarkeit auf. Um je nach Anforderung bestehende Untergrenzen nicht zu unterschreiten, kann zum einen der Fibrilliereffekt verringert oder ein in der Festigkeit überdimensioniertes Filamentgarn eingesetzt werden.

Mittels konkreter Behandlungs- und Verarbeitungsversuche ist der jeweils zu erreichende Fibrilliereffekt mit erforderlichen Verarbeitungs- und Fertigprodukteigenschaften in Einklang zu bringen.

Die Zeichnung veranschaulicht das Prinzip einer Vorrichtung zur Anwendung eines Scheibentexturieraggregates. Das Filamentgarn wird mittels der Abzugseinrichtung 3 durch ein Wasserbad 2 von der Vorlagespule 1 abgezogen. Zwischen dem Abzug 3 und Abzug 6 ist das Friktionsscheibenaggregat 4 und der Trockner in Form eines Rohrheizers 5 angeordnet. Nach der Filamentgarntrocknung erfolgt der Auftrag eines Spulöls (6) zur Gewährleistung der textilen Weiterverarbeitbarkeit. Das fibrillierte Filamentgarn wird im trockenen Zustand auf die Spule 8 aufgewunden.

Ausführungbeispiel 1

Ein lösungsmittelgesponnenes Cellulosefilamentgarn 640 dtex F110 wurde im Wasserbad intensiv befeuchtet und anschließend mittels eines Scheibenfriktionsaggregates in der Anordnung 1/4/1 unter Verwendung diamantbeschichteter Friktionsscheiben behandelt. Bei einer Fadenspannung von 1 cN/tex und einer Friktionsintensität von 1 Umdrehung der Friktionsscheiben pro 0,141 m Filamentgarn wurde das Filamentgarn behandelt. Bezogen auf 1 mm Filament waren 2-5 abgespleißte Fibrillen im Abmessungsbereich von 40-210 µm Länge und 3-8 µm Durchmesser auf der Filamentgarnoberfläche zu verzeichnen. Sie bewirken im mikroskopischen Bild ein faseriges Aussehen des vormals glatten Filamentgarnes.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Fibrillieren von Cellulosefilamentgarnen im feuchten Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß am laufenden Faden durch Festkörperreibung ein Abspleißen faserähnlicher Fibrillen mit geringerem Durchmesser als das Einzelfilament bewirkt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkomponente vorrangig in Querrichtung zur Filamentgarnlängsachse wirkt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkomponente vorrangig in Richtung der Filamentgarnlängsachse wirkt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkomponente in Filamentgarnlängs- und -querrichtung wirkt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperreibung durch ein Friktionstexturieraggregat bewirkt wird.






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