DE2902758A1 - Fibrous structures prodn. from multicomponent fibres by treatment with organic solvent to effect differential shrinkage - Google Patents

Fibrous structures prodn. from multicomponent fibres by treatment with organic solvent to effect differential shrinkage

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Abstract

Intermediate Priority: 23.12.78-DT-856091 Prodn. of fibrous structures is effected by sepn. of multi-component fibres by treatment with a liquid or gaseous organic solvent, partic. after processing into fibrous structures such as chopped fibres, filaments, yarns or flat articles. The multicomponent fibres are shrinkable and non-fixed and comprise >=2 incompatible components arranged, in the cross-section of the filament, in the form of a matrix and segments, the latter forming 20-80% of the total cross section and >=3 segments being disposed at the periphery without being completely surrounded by the matrix components. The solvent sets the temp. of no shrinkage of the polymer forming the matrix or of that forming the segments to >=160 degrees C, and the polymer components comprising the fibre exhibit different shrinkage characteristics in the solvent.

Description

Verfahren zur Herstellung von Faserstrukturen Process for the production of fiber structures

aus gespaltenen Elehrkomponentenfasem A k z o GmbH Wuppertal Gegenstand des Hauptpatents Nr. 28 09 346 ist ein Verfahren zur Herstellung von Faserstrukturen durch Spalten von Mehrkomponentenfasern durch Behandeln mit organischen Lösungsmitteln. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß man, insbesondere nach ihrer Verarbeitung zu Faserstrukturen wie Stapelfasern, Garnen oder Flächengebilden, schrumpffähige, im wesentlichen unfixierte und noch nicht gespaltene Mehrkomponentenfasern aus mindestens zwei miteinander unverträglichen, im Fadenquerschnitt matrix- und mehrfach segmentförmig angeordneten Komponenten, wobei die Segmente einen Anteil des Gesamtquerschnittes von etwa 20 bis 80 % ausmachen und mindestens drei Segmente peripher ohne völlige Umhüllung durch die Matrixkomponenten angeordnet sind, mit einem flüssigen oder gasförmigen organischen Lösungsmittel behandelt, das die Nullschrumpftemperatur des Segmentpolvmeren um mindestens 1600C herabsetzt und in dem die die Faser aufbauenden Polymerkomponenten ein unterschiedliches Schrumpfverhalten zeigen. made of split ele- ment component fibers A k z o GmbH Wuppertal subject of the main patent No. 28 09 346 is a method for the production of fiber structures by splitting multicomponent fibers by treating them with organic solvents. It is characterized in that one, in particular after their processing to Fiber structures such as staple fibers, yarns or fabrics, shrinkable, im essential unfixed and not yet split multi-component fibers made of at least two mutually incompatible, matrix-shaped and multiple segment-shaped in the thread cross-section arranged components, with the segments making up a proportion of the total cross-section make up from about 20 to 80% and at least three segments peripheral without total Sheath arranged by the matrix components, with a liquid or treated gaseous organic solvent that has the zero shrinkage temperature of the segment pole by at least 1600C and in which the fiber constituting Polymer components show different shrinkage behavior.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, das Verfahren gemäß Hauptpatent noch wirksamer zu gestalten und eine weitergehende und vollständigere Spaltung der Mehrkomponentenfasern zu bewirken, insbesondere, wenn z.B. wie bei Fig. 7 des Patents 28 09 346 die Form der Querschnitte die Spaltung erschweren oder die Spaltung der Nehrkomponentenfasern durch die Art der Faserstruktur gehemmt wird, z.B. wenn die Mehrkomponentenfasern in einem Stangmaterial fest gepackt sind, oder ein Mehrkomponentengarn in einem dicht eingestellten Gewebe an den Kreuzungspunkten keine Bewegungsfreiheit mehr hat. Ähnliches gilt auch für Gewirke.The object of this invention is still the method according to the main patent more effective and a more extensive and more complete cleavage of the multicomponent fibers to effect, especially if, for example, as in Fig. 7 of patent 28 09 346 the shape of the cross-sections make the splitting difficult or the splitting of the secondary component fibers is inhibited by the type of fiber structure, e.g. if the multi-component fibers are tightly packed in a rod, or a multi-component yarn in one tightly set fabrics at the intersection points no longer have freedom of movement Has. The same applies to knitted fabrics.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von Faserstrukturen durch Spalten von Nehrkomponentenfasern durch Behandeln mit organischen Lösungsmitteln nach Hauptpatent P 28 09 346 gelöst, indem man, insbesondere nach ihrer Verarbeitung zu Faserstrukturen wie Stapelfasern, Garnen oder Flächengebilden, schrumpffähige, im wesentlichen unfixierte und noch nicht gespaltene Mehrkomponentenfasern aus mindestens zwei miteinander unverträglichen, im Fadenquerschnitt matrix- und mehrfach segmentförmig angeordneten Komponenten, wobei die Segmente einen Anteil des Gesamtquerschnitts von etwa 20 bis 80 % ausmachen und mindestens drei Segmente peripher ohne völlige Umhüllung durch die Matrixkomponenten angeordnet sind, mit einem flüssigen oder gasförmigen organischen Lösungsmittel behandelt, das die Nullschrumpftemperatur des Segmentpolymeren um mindestens 1600C herabsetzt und in dem die die Faser aufbauenden Polymerkomponenten ein unterschiedliches Schrumpfverhalten zeigen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Mehrkomponentenfasern während der Behandlung mit dem Lösungsmittel einer zusätzlichen mechanischen Behandlung unterwirft.This task is achieved by a method for the production of fiber structures by splitting minor component fibers by treating them with organic solvents according to main patent P 28 09 346 solved by, in particular after their processing to fiber structures such as staple fibers, yarns or fabrics, shrinkable, essentially unfixed and not yet split multicomponent fibers made of at least two mutually incompatible, matrix-shaped and multiple segment-shaped in the thread cross-section arranged components, with the segments making up a proportion of the total cross-section make up from about 20 to 80% and at least three segments peripheral without total Sheath arranged by the matrix components, with a liquid or treated gaseous organic solvent that has the zero shrinkage temperature of the segment polymer by at least 1600C and in which the fiber constituting Polymer components show a different shrinkage behavior, which is characterized by this is that the multicomponent fibers during the treatment with the solvent subjected to additional mechanical treatment.

Es ist auch möglich, die Faserstruktur im zur Behandlung dienenden Lösungsmittel nur zu bewegen.It is also possible to use the fiber structure in the treatment Solvent only to move.

Vorzugsweise werden die Faserstrukturen während des Behandelns mit den organischen Lösungsmittel der Einwirkung von Ultraschall ausgesetzt.The fiber structures are preferably with during the treatment the organic solvents exposed to the action of ultrasound.

Die zusätzliche mechanische Behandlung der Faserstrukturen wie Stapelfasern, Garne oder Flächengebilde kann in der Weise geschehen, daß man das Gut in der Behandlungsflotte bewegt, beispielsweise durch Rühren, durch regelmäßiges oder unregelmäßiges Heben und Senken; es ist aber möglich, z.B. durch Pressen und Entspannen oder durch eine walkartige Behandlung für die zusätzliche mechanische Behang'uns zu sorgen. Ein Bewegen usw. der Faserstrukturen kann in Apparaturen bzw. entsprechenden Verfahren erfolgen, wie es bei der chemischen Reinigung oder Färbeprozessen üblich ist.The additional mechanical treatment of the fiber structures such as staple fibers, Yarns or fabrics can be done in such a way that the material is in the treatment liquor moved, for example by stirring, by regular or irregular lifting and sinks; but it is possible, e.g. by pressing and relaxing or by a Walk-like treatment to provide additional mechanical curtains. A Moving etc. of the fiber structures can be done in apparatuses or corresponding processes take place as it is usual in dry cleaning or dyeing processes.

Besonders geeignet ist ein Verfahren, bei dem während der Behandlung mit dem organischen Lösungsmittel die Faserstruktur der Einwirkung von Ultraschall ausgesetzt wird.A method in which during the treatment is particularly suitable with the organic solvent, the fiber structure of the action of ultrasound is exposed.

Dies kann auf die Weise geschehen, daß man die Behandlung mit den organischen Lösungsmitteln in Gefäßen durchführt, wie sie bei der Ultraschallreinigung zum Einsatz gelangen.This can be done in such a way that the treatment with the organic solvents in vessels, as in the case of ultrasonic cleaning get used.

Geräte dieser Art sind im Handel erhältlich und werden zum Beispiel im Bulletin CP-100 BE-1-72 der Firma Branson Europa N.V. erwähnt. Derartige Geräte bestehen im allgemeinen aus einer Wanne zur Behandlung des Gutes mit Flüssigkeit und besitzen einen im Gehäuse bereits eingebauten Ultraschallgenerator. Weitere Hinweise auf Ultraschall sowie entsprechende Geräte, die mit Ultraschall arbeiten, sind z.B. Römpps Chemie-Lexikon Franckh'sche Verlagshandlung Stuttgart, 7. Auflage, Seite 3726-3728 und dem Aufsatz von R. Sievers in der Fachzeitschrift maschinen anlagen verfahren Heft 7-8/73 "Metallreinigung mit Ultraschall" zu entnehmen.Devices of this type are commercially available and are for example in Bulletin CP-100 BE-1-72 from Branson Europa N.V. mentioned. Such devices generally consist of a tub for treating the goods with liquid and have an ultrasonic generator built into the housing. Further Notes on ultrasound and corresponding devices that work with ultrasound, are e.g. Römpps Chemie-Lexikon Franckh'sche Verlagshandlung Stuttgart, 7th edition, Pages 3726-3728 and the article by R. Sievers in the specialist journal maschinen Anlagen verfahren can be found in Issue 7-8 / 73 "Metal cleaning with ultrasound".

Das Behandeln mit Ultraschall kann gleichzeitig mit einer der oben angegebenen mechanischen Behandlungsarten, z.B. bei denen das Gut bewegt wird, kombiniert werden.The ultrasound treatment can be done at the same time as any of the above specified mechanical treatment types, e.g. in which the goods are moved, combined will.

Durch die erfindungsgemäße Behandlung ist es möglich, eine noch weitergehende Spaltung insbesondere in schwierigen Fällen zu erreichen. So tritt bei der Behandlung von dicht gepackten Strangmaterialien mit Methylenchlorid eine wesentlich intensivere Trennung der Komponenten auf, wenn das Strangmaterial gleichzeitig Ultraschallwellen ausgesetzt wird.The treatment according to the invention makes it possible to achieve an even more extensive To achieve division especially in difficult cases. So occurs in the treatment of tightly packed strand materials with methylene chloride a much more intense one Separation of the components when the strand material is simultaneously ultrasonic waves is exposed.

Auch Strickstücke aus Mehrkomponentenfasern werden bei der Einwirkung von Methylenchlorid wesentlich stärker gespalten, wenn gleichzeitig Ultraschallwellen einwirken.Even knitted pieces made of multi-component fibers are exposed to the action split by methylene chloride much more strongly when ultrasonic waves are simultaneous act.

Vor allem an den Bindungsstellen, wo die Fasern nicht so ohne weiteres frei fibrillieren können, wird durch das Einwirkenlassen von Ultraschall erreicht, daß die Spaltung wesentlich intensiver ausfällt.Especially at the binding points where the fibers are not so easily can fibrillate freely, is achieved by exposure to ultrasound, that the split turns out to be much more intense.

Auch bei Garnen aus Stapelfasern, insbesondere bei solchen, die höher gedreht sind, läßt sich durch die mechanische Behandlung, vor allem durch das Einwirkenlassen von Ultraschall, eineweitgehendere Spaltung erzielen.Even with yarns made from staple fibers, especially those that are higher are rotated, can be done by mechanical treatment, especially by allowing it to act ultrasound to achieve a more extensive cleavage.

Werden zur Herstellung von Faserstrukturen Mehrkomponentenfasern mit einem Querschnitt, wie er in Figur 7 des Patents 28 09 346 wiedergegeben ist, verwendet, so wird bei gleichzeitiger Einwirkung von Ultraschall bei der Behandlung mit dem organischen Lösungsmittel ein wesentlich weitgehenderer Spaltungsgrad erzielt als ohne entsprechende mechanische Zusatzbehandlung bzw. Ultraschallbehandlung.Are used to manufacture fiber structures using multi-component fibers a cross section as shown in Figure 7 of the patent 28 09 346 is used, so with simultaneous exposure to ultrasound when treating with the organic solvents achieve a much greater degree of cleavage than without corresponding additional mechanical treatment or ultrasound treatment.

Es war besonders überraschend, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei der Herstellung von Vliesen zu einer besonders starken Verfilmung führt, wobei eine Erhöhung der Festigkeiten bei gleichzeitigem Beibehalten der guten grifflichen Eigenschaften erzielt wird.It was particularly surprising that the inventive method leads to a particularly strong film formation in the production of nonwovens, whereby an increase in strength while maintaining the good grip Properties is achieved.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert: Beispiel 1 Unter Verwendung einer Spinndüse, wie sie in der deutschen Patentanmeldung 28 03 136.9-26 beschrieben ist, wird aus Polyäthylenterephthalat (relative Viskosität 1,63) und Polyamid 6 (relative Viskosität 2.20) im Gewichtsverhältnis von 80 : 20 ein Matrix-Segment-Faden mit 9 peripheren Segmenten mit einem Titer von 40 dtex 5 gesponnen. Der Spinnabzug betrug 1200 m/Min, das Verstreckungsverhältnis 1 : 3,8. Aus dem so erhaltenen Faden wurde ein Flachstrickstück hergestellt und vergleichsweise je ein Teil der Probe in ein Bad mit Methylenchlorid von 350C eine Minute ohne bzw. mit Ultraschalleinwirkung getaucht und anschließend im Umluft-Trockenschrank getrocknet. Während die erste Probe nur eine unvollständige Trennung der einzelnen Komponenten, verursacht durch die starke Verkeilung der Segmente, zeigte, waren die Fäden der Probe mit Ultraschalleinwirkung vollständig aufgespalten.The invention is illustrated in more detail by the following examples: Example 1 Using a spinneret as described in German patent application 28 03 136.9-26 is made from polyethylene terephthalate (relative viscosity 1.63) and polyamide 6 (relative viscosity 2.20) in a weight ratio of 80:20 a matrix segment thread with 9 peripheral segments with a titer of 40 dtex 5 spun. The spinning take-off was 1200 m / min and the draw ratio 1: 3.8. A flat knitted piece was made from the thread obtained in this way and was used for comparison Place one part of the sample in a bath with methylene chloride at 350C for one minute without resp. Immersed with ultrasound and then dried in a circulating air drying cabinet. While the first sample only shows an incomplete separation of the individual components, caused by the strong wedging of the segments, the filaments showed were of the Sample completely split up with the action of ultrasound.

Beispiel 2 Aus nicht gespaltenen Endlosfäden gemäß Beispiel 1 wurden Fasern mit einer Schnittlänge von 45 mm geschnitten und zu einem Nadelvlies mit 80 Einstichen pro cm² verarbeitet. Die Trennung der Fasern geschah in einer wanne mit Ultrasche einrichtung mittels Methylenchlorid von 3500. Deutlich war zu erkennen, daß die Proben mit Ultraschalleinwirkung bei der Fibrillierung neben der vollständigeren Trennung der Komponenten auch eine starke Verfilzung und somit höhere Festigkeit bei gleich guten Vlieseigenschaften hatten im Vergleich zu den Proben ohne Ultraschallbehandlung.Example 2 Uncleaved continuous filaments according to Example 1 were made into Fibers cut with a cut length of 45 mm and made into a needle felt with 80 punctures per cm² processed. The fibers were separated in a tub with ultra-fast equipment using methylene chloride of 3500. It was clear to see that the samples are exposed to ultrasound the fibrillation besides the more complete separation of the components also a strong matting and thus had higher strength with equally good fleece properties compared to the Samples without ultrasound treatment.

Claims (3)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Faserstrukturen durch Spalten von Mehrkomponentenfasern durch Behandeln mit organischen Lösungsmitteln nach Patent 28 09 346, indem man, insbesondere nach ihrer Verarbeitung zu Faserstrdçturea wie Stapelfasern, Garnen oder Flächengebilden, schrumpfähige, im wesentlichen unfixierte und noch nicht gespaltene Mehrkomponentenfasern aus mindestens zwei miteinander unverträglichen, im Fadenquerschnitt matrix- und mehrfach segmentförmig angeordneten Komponenten, wobei die Segmente einen Anteil des Gesamtquerschnitts von etwa 20 bis 80 % ausmachen und mindestens drei Segmente peripher ohne völlige Umhüllung durch die Matrixkomponenten angeordnet sind, mit einem flüssigen oder gasförmigen organischen Lösungsmittel behandelt, das die Nullschrumpftemperatur des Segmentpolymeren um mindestens 1600C herabsetzt und in dem die die Faser aufbauenden Polymerkomponenten ein unterschiedliches Schrumpfverhalten zeigen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mehrkomponentenfasern während der Behandlung mit dem Lösungsmittel einer zusätzlichen mechanischen Behandlung unterwirft. Claims 1. A method for producing fiber structures by splitting multicomponent fibers by treating them with organic solvents according to patent 28 09 346 by, in particular after processing them into fiber stdçturea such as staple fibers, yarns or fabrics, shrinkable, essentially unfixed and not yet split multicomponent fibers composed of at least two with one another incompatible, in the thread cross-section arranged in a matrix and multiple segments Components, with the segments accounting for about 20% of the total cross-section make up to 80% and at least three segments peripherally without complete covering arranged by the matrix components, with a liquid or gaseous Treated organic solvent, which is the zero shrinkage temperature of the segment polymer by at least 1600C and in which the polymer components making up the fiber show a different shrinkage behavior, characterized in that one the multicomponent fibers during the treatment with the solvent an additional subject to mechanical treatment. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mehrkomponentenfasern mit Ultraschall behandelt.2. The method according to claim 1, characterized in that the Multi-component fibers treated with ultrasound. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faserstruktur während der Behandlung im Lösungsmittel bewegt.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that one moves the fiber structure during the treatment in the solvent.
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