DE4430828C2

DE4430828C2 - Process for fibrillating solvent-spun cellulose filament yarns

Info

Publication number: DE4430828C2
Application number: DE19944430828
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Mieck; Gerald Ortlepp
Original assignee: Thueringisches Institut fuer Textil und Kunststoff Forschung eV
Current assignee: Thueringisches Institut fuer Textil und Kunststoff Forschung eV
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2014-09-01
Also published as: DE4430828A1

Abstract

Gegenstand ist ein Verfahren zum Fibrillieren von lösungsmittelgesponnenen Cellulosefilamentgarnen im feuchten, vorzugsweise angefeuchteten Zustand. Dies geschieht dadurch, daß am laufenden Faden ein Substratstrahl auf die Filamentgarnlängsachse im Winkel bis 90 DEG , vorzugsweise 90 DEG , gerichtet wird, der ein Abspleißen von Fibrillen bewirkt. DOLLAR A Der Substratstrahl kann aus Wasser, wässrigen Lösungen, wässrigen Emulsionen, Wasserdampf bestehen oder ein Luftstrahl sein.The subject matter is a method for fibrillating solvent-spun cellulose filament yarns in the moist, preferably moistened state. This is done by directing a substrate beam onto the longitudinal axis of the filament yarn at an angle of up to 90 °, preferably 90 °, which causes fibrils to be spliced off. DOLLAR A The substrate jet can consist of water, aqueous solutions, aqueous emulsions, water vapor or an air jet.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Fibrillieren von lösungsmittelgesponnenen Cellulosefilamentgarnen im feuchten oder nassen Zustand zum Erzielen eines Fadenschluß- bzw. Texturiereffektes.The invention relates to a method for fibrillation of solvent-spun cellulose filament yarns in damp or wet condition to achieve thread closure or texturing effect.

Bekleidungstextilien haben heute eine Fülle von Anforderungen zu erfüllen. Das Spektrum reicht dabei von den reinen Anfor derungen 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 maßge schneiderten Garnen, Konstruktionen und Ausrüstungen.Clothing textiles today have an abundance of requirements to fulfill. The spectrum ranges from pure requirements changes in usage and care behavior via the Wearing behavior up to special functions. Add to that as equally important factor is fashion. Look, handle and case fashionable, up-to-date fabrics should be high quality and meet the wide-ranging expectations of the fashion market. That is why textiles are increasingly demanding custom-made products tailor yarns, constructions and equipment.

Als neuer Chemiefaserstoff mit hohem Innovationspotential für die Textilindustrie werden zunehmend umweltfreundlich herge stellte, lösungsmittelgesponnene Cellulosefaserstoffe angebo ten. Lösungsmittelgesponnene Stapelfasern sind heute be reits auf dem Markt eingeführt und etablieren sich mit Erfolg in verschiedenen Produkten.As a new chemical fiber with high innovation potential for the textile industry is becoming increasingly environmentally friendly provided, solvent-spun cellulosic fibers Solvent-spun staple fibers are today already launched on the market and are successfully establishing themselves in different products.

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 produktions relevante Verfahrensparameter zu überprüfen. In der Textil industrie gibt es bisher noch keine allgemeinen Erfahrungen zur Verarbeitung derartiger Filamentgarne. Insbesondere Fragen zum Tangeln und Texturieren als Voraussetzung einer textilen Anwendung sind noch ungeklärt.Cellulosic filament yarns from the NMMO process are used today not yet offered on an industrial scale. It is known that on Pilot plants are currently producing first quantities on the one hand to test the market and on the other hand production check relevant process parameters. In the textile So far, there is no general experience in the industry for processing such filament yarns. In particular Questions about tangling and texturing as a prerequisite for one textile application are still unclear.

Die nach alternativen Technologien hergestellten Regenerat stapelfasern bzw. in Entwicklung befindlichen Filamentgarne besitzen die Eigenschaft einer bevorzugten Fibrillierbarkeit bei Naßbehandlungen. Dies wird heute bereits ausgenutzt, um bei der Wasserstrahlverfestigung von Vliesstoffen aus Stapelfasern durch ein zusätzlich ausgelöstes Verfilzen fibrillier ter Anteile Festigkeitsvorteile zu gewinnen.The regenerate manufactured using alternative technologies staple fibers or filament yarns in development have the property of preferred fibrillability for wet treatments. This is already being exploited today in the water jet bonding of nonwovens made from staple fibers fibrillated due to an additional felting gaining strength benefits.

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Fibrillieren von lösungsmittelgesponnenen Cellulosefilamentgarnen im feuchten bzw. nassen Zustand zu entwickeln, um Probleme des Fadenschlusses und der Voluminö sität (Texturiereffekt, fasergarnähnlicher Charakter) zu lösen und zur Gewährleistung textil vorteilhafter Eigenschaf ten des Endproduktes beizutragen.The invention is based on the technical problem Process for fibrillating solvent-spun Cellulose filament yarns in damp or wet condition too develop to problems of thread closure and volume tity (texturing effect, fiber thread-like character) solve and to ensure textile advantageous property to contribute to the end product.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß folgende Verfahrenssschritte durchgeführt werden:
According to the invention, the object is achieved in that the following method steps are carried out:

a) Guide a filament yarn using appropriate thread Leitorgane, for example, running from a coil, under Voltage through a humidifier, or in the case, that the fibrillating substrate beam at the same time Carrier of the moisture is directly in the fibrillation organ,
b) fibrillation of the filament yarn by the action of a preferably at right angles to the filament yarn longitudinal axis the filament yarn preferably axially incident High pressure or high impact intensity by means of a treatment nozzle and generating one depending on Nozzle character developing thread closure or texture reffektes by gobbling and matting the generated Fibrils,
c) removing the residual moisture from the filament yarn and thermal Fixing the thread closure or texturing effect Exposure to heat, for example a pipe heater,
d) winding the treated filament yarn onto a spool.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Advantageous refinements and developments of the method are described in the dependent claims.

Innerhalb dieser Technologiefolge kann ein zusätzlicher Präpariervorgang einbezogen werden. Dabei bieten sich die Möglichkeiten mittels eines Präparationsfingers nach der Düsenbehandlung oder die Verwendung eines präparationshalti gen Befeuchtungsbades bzw. Fibrilliermediums.An additional Preparation process. The offer Possibilities with a preparation finger after the Nozzle treatment or the use of a preparation stop humidifying bath or fibrillation medium.

Als Fibrillierorgan können konventionelle Tangel- oder Luft texturierdüsen fungieren. Wichtig ist hierbei, daß die einwirkenden Substratstrahlen auf ein angefeuchtetes, ausreichend gequollenes Cellulosefilamentgarn treffen. Die Intensität der Substratstrahlen muß so hoch gewählt werden, daß Fibrillen von den Einzelfilamenten abgespleißt werden. Verwendet man Luft als Substratstrahl, kann diese gleichzei tig zu einer Vortrocknung des Filamentgarnes genutzt werden. Bei Anwendung wässriger Systeme ist aufgrund der höheren Restfeuchte des lösungsmittelgesponnenen Filamentgarnes nach dem Fibrillieren die erforderliche Trocknung leistungsstärker auszulegen. Die kinetische Energie des verwendeten Substratstrahls ist so zu wählen, daß im Gegensatz zu bekann ten Filamentgarnstrukturiertechnologien zur Erzeugung stapel fasergarnähnlicher Haarigkeiten die Einzelfilamente nicht zerrissen werden. Die abgespleißten Fibrillen besitzen deshalb einen wesentlich geringeren Durchmesser als das ursprüngliche Einzelfilament und werden als abstehende Faser enden im Mikrofaserbereich ausgebildet. Wendet man das Fibrillieren an polyfilen Filamentgarnen an, verfilzen die gebildeten Fibrillen mit benachbarten Einzelfilamenten oder deren Fibrillen und geben dem Filamentgarn einen Fadenschluß. Besonders ausgeprägt ist der resultierende Fadenschluß, wenn die gebildeten Fibrillen durch unmittelbar mit dem Fibrillie ren in Zusammenhang stehenden reibprozessen in der Substratstrahldüse oder unmittelbar an das Fibrillieren anschließende Reibprozesse an nachfolgenden Fadenleitorganen zusätzlich zum Verschlingen gebracht und damit verfilzt werden. Damit wird es möglich, konventionelle fadenschließen de Zusatzoperationen wie das Tangeln, Drehen oder Schlichten zu ersetzen.Conventional tang or air can be used as a fibrillation device texture nozzles act. It is important here that the acting substrate jets on a moistened, hit enough swollen cellulose filament yarn. The The intensity of the substrate beams must be chosen to be high enough that fibrils are spliced from the individual filaments. If air is used as the substrate jet, this can be done at the same time can be used to predry the filament yarn. When using aqueous systems is due to the higher Residual moisture of the solvent-spun filament yarn the fibrillation the required drying more powerful to interpret. The kinetic energy of the used Substrate beam should be chosen so that contrary to known filament yarn structuring technologies for producing stacks the individual filaments do not have fiber-like hairiness be torn apart. Have the spliced fibrils therefore a much smaller diameter than that original single filament and are called protruding fiber ends formed in the microfiber area. If you apply that Fibrillate on polyfilament filament yarns, matt the fibrils formed with adjacent individual filaments or their fibrils and give the filament yarn a thread closure. The resulting thread closure is particularly pronounced when the fibrils formed by directly with the fibrillia related friction processes in the Substrate jet nozzle or directly to fibrillation subsequent rubbing processes on subsequent thread guide elements additionally devoured and matted become. This makes it possible to close conventional thread de Additional operations such as tangling, turning or finishing to replace.

Der sich in einem multifilen Filamentgarn ausbildende Fibril lenflor kann neben fadenschließender Wirkung auch als volu menerhöhendes und damit texturierendes Element textil ausgenutzt werden. Der auftretende Volumengewinn ist dabei deut lich geringer ausgeprägt als er von klassischen Texturierpro zessen bekannt ist und unterscheidet sich grundlegend von bekannten Textureffekten an Filamentgarnen.The fibril that forms in a multifilament filament yarn lenflor can be used as a volu increasing and thus texturing element textile used become. The volume gain that occurs is clear less pronounced than that of classic texturing pro is known and differs fundamentally from well-known texture effects on filament yarns.

Das Abspleißen von Fibrillen führt dazu, daß das ursprünglich unbehandelte Filamentgarn in seinen mechanischen Eigenschaf ten beeinträchtigt wird. Festigkeitsverluste treten in Abhän gigkeit zur Intensität der erreichten Fibrillierbarkeit auf, liegen aber meist unter 20%. Um je nach Anforderung beste hende Untergrenzen nicht zu unterschreiten, kann zum einen der Fibrilliereffekt verringert oder ein in der Festigkeit höher dimensioniertes Fliamentgarn eingesetzt werden. Zusätzlich führen die Fibrillen dazu, daß auftreffen des Licht verstärkt gestreut wird und das Filamentgarn je nach Fibrillierintensität einen angenehmen Matteffekt be kommt.Splicing fibrils leads to the original untreated filament yarn in its mechanical properties ten is impaired. Loss of strength depends the intensity of the fibrillability achieved, but are usually below 20%. To best depending on the requirement On the one hand, not to fall below the lower limits the fibrillation effect is reduced or one in the Strength of higher dimensioned filament yarn used become. In addition, the fibrils cause them to hit the light is increasingly scattered and the filament yarn each a pleasant matt effect after fibrillation intensity is coming.

Durch die Wahl unterschiedlicher Behandlungsparameter Substratstrahldruck, Auftreffwinkel auf das Filanentgarn, Anzahl der parallel oder nacheinander einwirkenden Substratstrahlen Fadenlaufgeschwindigkeit und Vorquellung ist es möglich, unterschiedliche Fibrilliergrade zu erzielen. Auszubildender Fibrilliereffekt sowie Anforderungen an Verar beitungs- und Fertigprodukteigenschaften sind durch die Wahl der Fibrillierbedingungen in Einklang zu bringen.By choosing different treatment parameters Substrate jet printing, angle of incidence on the filan yarn, Number of those acting in parallel or in succession Substrate blasting is running speed and pre-swelling it is possible to achieve different degrees of fibrillation. Trainee fibrillation effect and requirements for processors Processing and finished product properties are by choice reconciling the fibrillation conditions.

Die Zeichnung veranschaulicht das Prinzip einer Vorrichtung zur Anwendung eines Luftstrahls auf das vorher befeuchtete Filamentgarn. Das Filamentgarn wird mittels der Abzugsein richtung 3 durch ein Wasserbad 2 von der Vorlagespule 1 abgezogen. Zwischen dem Abzug 3 und Abzug 6 ist die Behand lungsdüse 4 und der Trockner in Form eines Rohrheizers 5 angeordnet. Das im feuchten Zusand fibrillierte Filamentgarn wird im trockenen Zustand auf die Spule 7 aufgewunden. The drawing illustrates the principle of a device for applying an air jet to the previously moistened filament yarn. The filament yarn is drawn off from the supply spool 1 by means of the draw- off device 3 through a water bath 2 . Between the hood 3 and hood 6 , the treatment nozzle 4 and the dryer is arranged in the form of a tubular heater 5 . The filament yarn fibrillated in the moist state is wound onto the bobbin 7 in the dry state.

Embodiment 1

Ein lösungsmittelgesponnenes Cellulosefilamentgarn 42 tex f 110, trilobal wurde in einem Wasserbad befeuchtet und anschließend mit ca. 100 m/min bei Einsatz einer konventionellen Tangeldüse mit geschlossenem Garnkanal und einere Luftaustrittsöffnung mit einem Luftdruck von 4 bar behandelt. Sporadisch, in Abständen 30 bis 40 cm traten Verwirbelungsstellen von abgespleißten Fibrillen auf die einen fadenschließenden Effekt erbrachten.A solvent-spun cellulose filament yarn 42 tex f 110, trilobal was moistened in a water bath and then treated at approx. 100 m / min using a conventional Tangel nozzle with a closed yarn channel and a further air outlet opening with an air pressure of 4 bar. Sporadically, at 30 to 40 cm intervals, swirling spots of spliced fibrils appeared, which produced a thread-closing effect.

Embodiment 2

Ein lösungsmittelgesponnenes Cellulosefilamentgarn 42 tex f 110, trilobal wurde in einem Wasserbad befeuchtet und an schließend mit einer Zweifachdüse mit senkrechten, axial auf das Filamentgarn gerichteten Luftaustrittsöffnungen mit einem Luftdruck von 7 bar behandelt. Entlang des Filamentgar nes traten abspreizende Fibrillen mit Durchmessern von 1 bis 10 µm und einer Länge bis etwa 1 cm auf, die garnvolumenerhö hend einen Texturiereffekt ergaben.A solvent-spun cellulose filament yarn 42 tex f 110, trilobal was moistened in a water bath and then treated with a double nozzle with vertical air outlet openings directed axially onto the filament yarn at an air pressure of 7 bar. Spreading fibrils with diameters of 1 to 10 µm and a length of up to about 1 cm appeared along the filament yarn, which resulted in a texturing effect increasing the yarn volume.

Claims

1. A method for fibrillating solvent-spun cellulose filament yarns in the moist, preferably moistened state, characterized in that the running thread by means of thread guide organs under tension by a humidification device or in the event that the fibrillating substrate jet is at the same time carrier of the moisture, directly into the fibrillating organ is directed, the filament yarn is treated by the action of a substrate jet on the longitudinal axis of the filament yarn at an angle of up to 90 ° by means of a treatment nozzle, when producing a thread-closing or texturing effect which develops depending on the nozzle character by entangling and matting the fibrils produced, the remaining moisture from the filament yarn is removed, the thermal fixation of the thread closure or texturing effect takes place by the action of heat and then the treated filament yarn is wound up.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Fibrillation of the filament yarn by the action of a sub stratstrahles preferably at right angles to the filament yarn along the longitudinal axis.

3. The method according to claim 1 to 2, characterized in that that the substrate jet of water, aqueous solutions, aq emulsions or water vapor.

4. The method according to claim 1 to 2, characterized in that the substrate jet is an air jet.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the fibrils formed in the multifilament filament yarn of adjacent individual filaments and / or of adjacent individual filaments due to intense friction in the fibrillation organ and / or subsequent friction on thread guide elements be felted.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that several substrate beams simultaneously and / or temporally take effect one after the other.