DE1444083C3

DE1444083C3 - Schmelz gesponnenes, synthetisches, thermoplastisches, orientiertes und im wesentlichen verzwirnungsfreies Mehr fadengarn

Info

Publication number: DE1444083C3
Application number: DE1444083A
Authority: DE
Inventors: Hendry Wilson Dempster; Dereck Kingston; James Eric Mcintyre
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1962-11-16
Filing date: 1963-11-15
Publication date: 1973-09-20
Also published as: US3409493A; NL300565A; CH492036A; BE639967A; DE1444083A1; GB1022639A; DE1444083B2

Description

Während der Verarbeitung von Mehrfadengarnen, bei der verschiedene Drehoperationen auftreten, sowie bei der Herstellung von Textilstoffen, z. B. durch Weben oder Wirken, ist es erwünscht, daß das Garn einen gewissen Zusammenhalt aufweist, um zu verhindern, daß sich einzelne Fäden von den anderen loslösen und dadurch ein Verwirren oder Reißen des Garnes verursacht wird. Aus diesem Grunde werden Mehrfadengarne gewöhnlich einem Verdrill- oder Schlichteverfahren oder einer Kombination derartiger Verfahren unterworfen, wodurch ihnen ein gewisser Zusammenhalt verliehen wird. Die Verdrillung erschwert die Abspaltung einzelner Fäden auf physikalischem Wege, wogegen die Schlichtung einen Zusammenhalt der einzelnen Fäden durch ein polymeres Bindemittel oder durch einen Klebstoff ergibt.

Solche Verfahren sind jedoch gewöhnlich zeitrau- s bend und teuer. Darüber hinaus sind die bisher be- ι kannten Schlichteverfahren für hydrophobe Garne, [ wie z. B. Polyestergarne und Garne aus polymerisier- \ ten Olefinen, weniger zufriedenstellend als für star- I ker hydrophile Garne, wie sie z. B. aus natürlichen c Fasern, Zellwollfasern und vollständig synthetischen ν Fasern, beispielsweise den handelsüblichen Polyami- _; den, erhalten werden, die wegen der Gegenwart von ■;

ίο Wasserstoffbrückeneinheiten in der chemischen . Struktur verhältnismäßig hydrophil sind.

Ein anderes, bereits bekanntes Verfahren zur Erzielung eines gewissen Zusammenhalts der Fäden bei Garnen besteht darin, daß die Garne in einem starken Luftstrom durch ein Rohr hindurchgeführt werden, wodurch eine elektrostatische Ladung erzeugt und dadurch ein physikalischer Zusammenhalt durch Verfilzung oder Verflechtung der einzelnen Fäden erreicht wird. ·

Ein weiteres Verfahren, welches zur Erzielung eines Zusammenhaltens von Garnen aus thermoplastischen, synthetischen, linearen Polymeren geeignet ist, besteht darin, daß die Mehrfadengarne mit Wasser befeuchtet und anschließend auf 100° C erhitzt werden, während man äußere mechanische Kräfte einwirken läßt. Dieses Verfahren kann für weniger hydrophobe Polymere, wie z. B. Polyamide, zufriedenstellend sein, wenn es aber aus sehr hydrophoben Materialien, wie z. B. Polyestern oder polymerisierten Olefinen, hergestellten Fäden angewendet wird, so arbeitet es nicht befriedigend, weil der zur Erzielung eines Zusammenhalts der einzelnen Fäden benötigte Druck derart groß ist, daß die Gestalt des Garns und der einzelnen, das Garn bildenden Fäden drastisch verändert wird.

Es ist auch bereits bekannt, Garne mit gebundenen Fäden dadurch herzustellen, daß die Fäden in ihrem geschmolzenen oder halb geschmolzenen Zustand verbunden und dann verstreckt werden, um die Fadenstruktur zu orientieren und zu kristallisieren. Bei dem nachfolgenden Verstrecken werden die Fäden jedoch wieder vereinzelt, so daß Fadenenden aus der Garnoberfläche austreten. Demgegenüber sind die Fäden bei dem Mehrfadengarn gemäß der Erfindung bereits gestreckt, wenn die Bindung erfolgt.

Es ist auch bekannt, Garne aus gelappten Fäden ; herzustellen, wobei die Lappen als auch die Fäden verstreckt und orientiert sind. Durch die Lappen können jedoch nur einige wenige Fäden zusammengehalten werden, so daß eine Verzwirnung der Fäden erforderlich wird, um ein brauchbares Garn zu erhalten.

Bei einigen Endverbrauchszwecken, z. B. für Nähfaden, ist es erwünscht, daß das Mehrfadengarn einen sehr hohen Zusammenhalt zeigt, manchmal ist dies sogar in einem solchen Ausmaß erforderlich, daß ein vollständiger Zusammenhalt zwischen den einzelnen Fäden entsteht. Bei anderen Endverbrauchszwecken, wie z. B. zum Weben, ist es erwünscht, daß der Grad des Zusammenhalts so groß. ist, daß eine Absonderung einzelner Fäden während der Verarbeitung verhindert wird, daß aber später eine physikalische oder chemische Behandlung des Endproduktes, wie z. B. rasches Verbiegen oder Entschlichten, den Grad des Zusammenhalts herabsetzt oder sogar die einzelnen Fäden voneinander loslöst.

Die Erfindung betrifft nunmehr ein schmelzge-

sponnenes, synthetisches, thermoplastisches, orientiertes und im wesentlichen verzwirnungsfreies Mehrfadengarn mit einer Wasserabsorptionsfähigkeit von !weniger als 1% bei 21° C und 65 %iger relativer !Feuchtigkeit, wobei die Fäden an benachbarte Fäden durch Bindungen miteinander verbunden sind, welche aus demselben synthetischen thermoplastischen Polymer wie die Fäden bestehen, so daß die Fäden nur teilweise aneinanderhaften. Das Neue der Erfindung besteht darin, daß

j a) die Bindungen zwischen den Fäden Lösungsmiti telbindungen sind,

j b) die Bindungen zwischen den Fäden in kristallt-I ner oder teilweise kristalliner Form vorliegen und im wesentlichen nicht orientiert sind und auf jeden Fall die Orientierung geringer ist als die der Fäden,

i c) die Bindungen eine willkürliche Haftung zwischen den hoch orientierten Fäden herbeiführen, so daß die Fäden einen einheitlichen Strang bilden, obwohl die Einzelfäden nur absetzend oder unterbrochen auf der Länge des Garnes anein- ! anderhaften,

I d) der Grad der Haftung an den Bindungen gleich- ; mäßig auf der Länge des Garnes ist und die ^; durchschnittliche Anzahl der miteinander verbundenen Fäden 5 bis 80 ⁰Zo der Gesamtanzahl der Fäden des Garnes beträgt. >

Der Grad des Zusammenhalts der Fäden ist über die gesamte Länge des Garns an jeder Stelle im wesentlichen gleich, obwohl die einzelnen zusammenge-. haltenen Fäden nicht gleich sein müssen.

Bei einer teilweisen Zerstörung des Zusammenhalts, die durch eine leichte Reibung auf der Fadenführung oder einem Zapfen hervorgerufen wird, so daß wenigstens zwei Fadenbündel, aber nicht mehr als sechs Fadenbündel gebildet werden (wobei ein Fadenbündel jede Zahl von Fäden von 1 bis n — l) enthalten kann und η die' Anzahl der Fäden des Mehrfadengarns bedeutet), beträgt die Länge des aufgelösten Bündels nicht mehr als 20 cm.

Die Herstellung des Mehrfadengarns aus einem schmelzgesponnenen, synthetischen, thermoplastischen Polymer erfolgt in der Weise,. daß die Oberfläche der Fäden eines Mehrfadengarns mit einer Flüssigkeit angefeuchtet wird, welche eine Verbindung enthält, die für die orientierten Fäden bei einer erhöhten Temperatur ein Lösungsmittel darstellt, daß anschließend die Fäden unter einer gesteuerten Spannung durch eine Heizzone mit einer solchen Temperatur und so lange hindurchgeführt werden, daß die einzelnen. Fäden aneinanderkleben und das Lösungsmittel von der Oberfläche des Garns verdampft wird, bis das Polymer von wenigstens einem Faden zu einem anderen benachbarten Faden mittels eines verbindenden Teils eine einheitliche Phase bildet. Das Lösungsmittel soll dann angewendet werden, .wenn sich das Garn unter der kontrollierten Spannung befindet, die auch aufrechterhalten wird, während das Lösungsmittel verdampft wird, und zwar vorzugsweise durch Erhitzen und bevor das Garn aufgespult wird.

Das Verfahren ist bemerkenswert vielseitig, und es können die verschiedensten Verklebungsgrade erzielt werden, wie sie z. B. für die verschiedenen Endverbrauchszwecke benötigt werden, und zwar durch Veränderung der Temperatur oder der Menge oder Konzentration des angewendeten Lösungsmittels oder der Art des verwendeten Lösungsmittels. Die Temperatur, auf die das befeuchtete Garn zur Erzielung einer Verklebung erhitzt werden muß, hängt vom Orientierungsgrad oder der Kristallinität des Garns ab. So hat ein bei 90° C über einen Ziehstift gezogenes Polyäthylenterephthalatgarn einen niedrigeren Orientierungsgrad und eine niedrigere Kristallinität als ein Garn, das über einen Ziehstift und anschließend über eine heiße Platte von 170^c C gezogen wurde. Das letztere Garn muß gewöhnlich auf eine um 10° C höhere Temperatur erhitzt werden als das erstere, um unter anderweitig identischen Bedingungen und unter Verwendung des gleichen Lösungsmittels einen ähnlichen Verklebungsgrad zu erzielen.

Wie bereits erwähnt, beträgt die durchschnittliche Anzahl der miteinander verbundenen Fäden 5 bis 80% der Gesamtanzahl der Fäden des Garnes. Unterhalb von 5 °/o der verbundenen Fäden wird kein weiterer Vorteil erzielt, und die Mehrfadenstruktur nähert sich der Steifheit eines' monofilen Garns von entsprechendem Denierwert, und die Struktur wird zu fest.

Für die Verwendung.als Nähfaden, bei dem eine hohe Verbindung erwünscht ist, soll die Anzahl verbundener Fäden im Bereich von 5 bis 60 ⁰Zo, bezogen auf die Zahl der Fäden in dem unbehandelten Garn, betragen.

Oberhalb 60 ⁰Zo der Anzahl verbundener Fäden wird die Verbindung zur Verhinderung einer Fadenauflösung in der Fadenführung einer Nähmaschine unzureichend. So soll ein Garn mit 24 Einzelfäden eine Anzahl verbundener Fäden von 2 bis 14 ergeben. Ein Garn mit 12 Einzelfäden soll eine Anzahl von 2.bis 7 ergeben. Ein Garn mit 36 Einzelfäden soll eine Anzahl von 2 bis 21 ergeben. Ein Garn mit 72 Einzelfäden würde eine Anzahl von 4 bis 42 benötigen.

Für zum Weben vorgesehene Mehrfadengarne wird eine unterschiedliche Anzahl verbundener Fäden benötigt. Die Bindung zwischen den einzelnen Fäden soll vorzugsweise nach dem Weben des Textilstoffes aufgelöst werden, so daß die Deckkraft des Textilstoffes gesteigert wird. Jedoch können bei einigen Textilstoffen, bei denen eine hohe Deckkraft nicht benötigt wird, die Garne im wesentlichen in ihrer verbundenen Form belassen werden.

Für Webzwecke ist eine Anzahl verbundener Fäden von 10 bis 80⁰Zo, vorzugsweise von 10 bis 70⁰Zo, der Zahl der Fäden in dem unbehandelten Garn besonders günstig. Wenn die Anzahl verbundener Fäden oberhalb 80⁰Zo liegt, wenn z.B. bei einem 24-fädigen Garn die Fadenzahl oberhalb 20 liegt, so wird das Webverhalten beeinflußt, wenn das Garn nicht auchgeschlichtet ist.

Die Verbindung der Fäden wird vorzugsweise bei der Herstellung des aus Einzelfäden bestehenden, synthetischen Garnes ausgeführt, und zwar vor, während oder nach dem Strecken. Da es nötig ist, zum Verbinden des Garns und zum Entfernen überschüssigen Lösungsmittels durch Verdampfen Wärme anzuwenden, wird ein Verfahren angewendet, bei dem dieses Erwärmen in einen bei der Herstellung des Garns vorkommenden Erwärmungsprozeß eingeschlossen wird, wobei:

1. das Lösungsmittel auf ein ungestrecktes Garn unmittelbar vor dem Strecken aufgebracht werden kann; das Garn wird hierauf unter Anwendung von Wärme gestreckt, und die Fäden verbinden sich während des Heißfixierens;

2. das Lösungsmittel auf ein gestrecktes Garn aufgebracht werden kann, welches nicht heißfixiert wurde, und das Garn anschließend während der Heißfixierungsstufe wie in 1. verbunden wird, und Λ

3. das Lösungsmittel auf ein gestrecktes, heißfixiertes Garn angewendet und der gewünschte Verbindungsgrad in einem gesonderten Erhitzungsverfahrensschritt erhalten werden kann, und zwar vor dem Aufspulen. Diese Art wird bevorzugt.

Wenn die besten physikalischen Garneigenschaften, d. h. höchste Reißfestigkeit, erwünscht sind, dann ist es zweckmäßig, das Lösungsmittel auf das Garn nach dem Heißfixieren aufzubringen. Wenn jedoch hohe Reißfestigkeiten nicht wichtig sind, und wenn es bei irgendeinem Streckverfahren nicht günstig ist, ein Lösungsmittel nach dem Heißfixieren anzuwenden, dann kann eine Aufbringung unmittelbar vor dem Strecken oder Heißfixieren günstig sein.

Geeignete Hilfstmittel und Verfahren zum Erhitzen sind heiße Luft oder Dampf, Kontaktieren mit einer heißen Platte oder einer geheizten Rolle, oder Strahlungsheizung, wie z.B. durch Infrarot- und Hochfrequenzbehandlung.

Die Bindung zwischen zwei Fäden besteht ausschließlich aus dem Polymer, aus dem die Fäden hergestellt sind, und zwar in einer kristallinen oder teilweise kristallinen Form. Die Kristallinität kann durch Untersuchung des Materials, aus dem die Bindung besteht, mit Hilfe von Röntgenstrahlen bestimmt werden, wenn bekannt ist, daß es ein für das Polymer in kristalliner Form typisches Röntgenstrahlendiagramm ergibt. Das Material, aus dem die Bindung besteht, ist im allgemeinen nicht so stark orientiert als das Material innerhalb der Fäden, aber es kann einen gewissen Grad von Orientierung zeigen. In chemischer Hinsicht ist das Material,, aus dem die Bindung besteht, das gleiche wie das Polymer, aus dem die Fäden hergestellt wurden, und das Material stellt deshalb in chemischer Hinsicht eine einförmige Phase dar.

Claims

Patentansprüche:

1. Schmelzgesponnenes, synthetisches, thermoplastisches, orientiertes und im wesentlichen verzwirnungsfreies Mehrfadengarn mit einer Wasserabsorptionsfähigkeit von weniger als 1 °/o bei 21° C und 65%iger relativer Feuchtigkeit, wobei die Fäden an benachbarte Fäden durch Bindungen miteinander verbunden sind, welche aus demselben synthetischen thermoplastischen Polymer wie die Fäden bestehen, so daß die Fäden nur teilweise aneinanderhaften, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Bindungen zwischen den Fäden Lösungsmittelbindungen sind,

b) die Bindungen zwischen den Fäden in kristalliner oder teilweise kristalliner Form vorliegen und .im wesentlichen nicht orientiert sind und auf jeden Fall die Orientierung geringer ist als die der Fäden,

c) die Bindungen eine willkürliche Haftung zwischen den hoch orientierten Fäden herbeiführen, so daß die Fäden einen einheitlichen Strang bilden, obwohl die Einzelfäden nur absetzend oder unterbrochen auf der Länge des Garnes aneinanderhaften,

d) der Grad der Haftung an den Bindungen gleichmäßig auf der Länge des Garnes ist und die durchschnittliche Anzahl der miteinander verbundenen Fäden 5 bis 80 ⁰Zo der Gesamtanzahl der Fäden des Garnes beträgt.

2. Mehrfadengarn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische thermoplastische Material, aus dem die Fäden hergestellt sind, aus Polyalkylenterephthalat oder Polypropylen besteht.

3. Mehrfadengarn nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Nähgarn verwendet wird, wobei die verbundenen Fäden im Querschnitt 5 bis 60 °/o der Fäden ausmachen.

4. Mehrfadengarn nach einem der Ansprüche I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Webgarn verwendet wird, wobei die verbundenen Fäden im Querschnitt 10 bis 70% der Fäden
machen.