DE1914399B - Zusammengesetzter Polyamid/Polyester Faden mit einer elastischen Kräuselung - Google Patents
Zusammengesetzter Polyamid/Polyester Faden mit einer elastischen KräuselungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen zusammengesetzten Polyamid/Polyester-Faden mit einer elastischen
Kräuselung, der aus mindestens zwei Komponenten besteht, die in einem exzentrischen Hülle/Kern-Verhältnis
entlang der Längsachse des Fadens angeordnet sind.
In der Technik ist es allgemein bekannt, daß, wenn verschiedene synthetische lineare Polymere geschmolzen
und gemeinsam gleichzeitig durch gemeinsame Öffnungen in einem Hülle/Kern-Verhältnis entlang
der Achse eines Fadens gesponnen werden, die resultierenden Fäden verstreckt werden und die
verstreckten Fäden einer Schrumpfbehandlung unterworfen werden, zusammengesetzte Fäden erhalten
werden können, die dreidimensionale spiralenförmige Kräuselungen aufweisen. Solche Mehrfachfäden werden
z. B. in der belgischen Patentschrift 667 838 beschrieben.
Es sind bereits zahlreiche zusammengesetzte Fäden bekanntgeworden, die eine solche dreidimensionale
Kräuselbarkeit aufweisen. Beispielsweise ist es bekannt, daß als Polymerkomponenten für zusammengesetzte
Fäden unterschiedliche Homopolyamide, ein Homopolyamid und ein Mischpolyamid. unterschiedliche
Homopolyester und ein Homopolyester und ein Mischpolyester verwendet werden können, und zwar
wegen ihrer gegenseitigen Klebrigkeit, gemeinsamen Spinnbarkeit und Verstreckbarkeit. Beim Spinnen
werden die beiden Polymeren in einem Seite-an-Seite-Verhältnis, wie es in F i g. 1 gezeigt ist, miteinander
verbunden, wodurch zusammengesetzte Fäden mit einer Kräuselbarkeit erhalten werden, wenn bezüglich
den Schrumpfbarkeiten der beiden Polymeren ein Unterschied vorhanden ist. Derartige Fäden, bei denen
die einzelnen Komponenten, nämlich Polyester und Polyamid, Seite an Seile angeordnet sind, werden
z. B. in der belgischen Patentschrift 694 636 beschrieben.
Bei diesen Fäden ist es jedoch sehr schwierig, andere Eigenschaften als die Kräuselfähigkeit zu verbessern,
da die beiden Polymerarten, aus denen der zusammengesetzte Faden besteht, sehr ähnliche chemische und
physikalische Eigenschaften aufweist.
So besitzt ein zusammengesetzter Polyamidfaden eine schlechte Elastizität, federnde Kräuselbarkeit und
Kräuselungsbauschigkeit. Dagegen besitzt ein zusammengesetzter Polyesterfaden eine vorzügliche
Kräuselungselastizitäl, aber eine unzureichende Kräuselungsdauerhaftigkeit,
und zwar wegen seiner schlechten Rückbildungseigenschaften aus einer Dehnung,
Biegung und Kompression.
Es sind weiterhin zusammengesetzte Polyamid/Polyester-Fäden
bekannt, in denen eine Homopolyesterkomponente im Kernteil und eine Homopolyamidkomponente
im Hüllenteil exzentrisch zum Kern teil angeordnet ist, um gegenseitig die obenerwähnten
Nachteile der zusammengesetzten Polyamidfäden und der zusammengesetzten Polyesterfäden auszukompensieren.
Wenn jedoch solche zusammengesetzten Fäden einer Kräuselungsentwicklungsbehandlung unterworfen
werden, um dreidimensionale Kräuselungen zu erzeugen, dann ist es schwierig, solche Kräuselungen
zu entwickeln, da der Unterschied der Schrumpfbarkeit zwischen der Homopolyesterkomponente und der
Homopolyamidkomponente, die den zusammengesetzten Faden bilden, klein ist und sie in einem Hülle/Kern-Verhältnis
angeordnet sind. Wenn außerdem die zusammengesetzten Fäden der Hülle/Kern-Type aus
Polyamid Polyester, die durch ein herkömmliches gemeinsames Spinnen erhalten werden, einer Schrumpfbehandlung
zur Entwicklung von Kräuselung unterworfen werden, dann kann die vorzügliche Kräuselungselastizität
der Polyesterkomponente nicht im gesamten Faden vollständig entwickelt werden, da die
Polyesterkomponente, welche die elastischen Eigenschaften aufweist, im inneren Teil der Kräuselungen
ίο angeordnet ist. Weil die Polyesterkomponente mit
ihrer schlechten Rückbildungseigenschaft aus Dehnung im inneren Teil der Kräuselungen angeordnet
ist, so nimmt der zusammengesetzte Faden nicht leicht seinen ursprünglichen Zustand ein, nachdem mechanische
Spannungen angelegt worden sind, wie z. B. wiederholte Dehnungen, Biegungen, Kompressionen
usw. Deshalb kann also die gewünschte Kräuselungsdauerhaftigkeit in den herkömmlichen zusammengesetzten
Hülle/Kern-Fäden aus Polyamid/Polyester nicht erhalten werden.
Außerdem besitzen die herkömmlichen zusammengesetzten Fäden nur eine latente Kräuselbarkeit und
entwickeln keine spontanen Kräuselungen, auch wenn die zusammengesetzt gesponnenen Fäden nach dem
Verstrecken entspannt werden. Sie sind dagegen linear wie ein gewöhnlicher Monofaden und entwickeln
dreidimensionale Kräuselungen nur dann, wenn sie Schrumpfbehandlungen, wie z. B. einer Behandlung
in heißem Wasser oder einer Behandlung durch trockene Wärme, unterworfen werden. Wenn außerdem
die zusammengesetzten Fäden mit der obenerwähnten latenten Kräuselbarkeit in Textilien, wie
z. B. Strümpfe, Socken. Trikots und Teppiche, gestrickt oder gewebt werden und die resultierenden Textilien
direkt einer Kräuselungsentwicklungsbehandlung unterworfen werden, dann unterdrückt die Spannung
und die Berührung zwischen den einzelnen Fäden im Textilstoff die Kräuselungsentwicklung beträchtlich,
wodurch beträchtlich ungleichförmige Kräuselungen entstehen, die auf der Oberfläche des Textilstoffs
Unregelmäßigkeiten ausbilden. Um solche Nachteile der Kräuselungsentwicklungsbehandlung nach dem
Stricken oder Weben zu vermeiden, werden zusammengesetzte Fäden gewöhnlich einer Vorbehandlung unterworfen.
bei welcher die verstreckten zusammengesetzten Fäden gezwirnt oder unter spannungslosem
Zustand durch einen speziellen Erhitzer geführt werden, um vorläufige Kräuselungen zu entwickeln,
worauf sie dann erst den verschiedenen Strick- oder Webstufen unterworfen werden.
Auch in einer Arbeit von Ch. Ke mund A.A. Ko η k i η in Chim. volokna 1967, Nr. 3, S. I bis 7. werden
zusammengesetzte Fäden beschrieben, die aus einem Kern und einer Hülle bestehen. Diese Fäden besitzen
aber nur einen einzigen Kern, während die erfindungsgemäßen Fäden mindestens zwei Kerne besitzen.
Es wurde nunmehr in überraschender Weise gefunden, daß durch Einhaltung bestimmter Bedingungen
beim Spinnen neue und brauchbare zusammengesetzte Fäden mit einer latenten Kräuselbarkeit erhalten
werden können, welche die bekannten Nachteile nicht besitzen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines zusammengesetzten Hülle/Kern-Fadens aus
Polyamid/Polyester mit einer hohen Kräuselbarkeit, die bisher bei den herkömmlichen zusammengesetzten
Hülle/Kern-Fäden noch niemals erreicht worden ist, indem ein hochschrumpfbares Polyamid als Polyamid-
komponente verwendet wird, um den prozentualen Schrumpfungsunterschied zwischen der Polyamidkomponente
und der Polyesterkomponente größer zu machen, und indem weiterhin das Konjugationsverhältnis der Polyesterkomponente und der Grad der
Exzentrizität der Kernkomponente entsprechend dem Schrumpfungsprozentsatz der Polyamidkomponente
ausgewählt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines zusammengesetzten Fadens, der eine vorzügliche
Kräuselungselastizität und Kräuselungsrückbildungseigenschaft aufweist, auch wenn der Faden mechanischen
Beanspruchungen unterworfen wird, wie z. B. wiederholten Dehnungen, Kompressionen und Biegungen,
indem in dem zusammengesetzten Faden eine Polyamidkomponente mit einer vorzüglichen Rückbildungseigenschaft
aus Dehnung im inneren Teil der Kräuselungen angeordnet wird und eine hochelastische
Polyesterkomponente im äußeren Teil der Kräuselungen angeordnet wird, wenn der zusammengesetzte
Faden zur Entwicklung von Kräuselungen einer Schrumpfbehandlung unterworfen wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines zusammengesetzten Fadens mit einer vorzüglichen
spontanen Kräuselbarkcit, die bei den herkömmlichen Fäden noch niemals festgestellt worden
ist, d. h. daß der neue zusammengesetzte Faden dazu fähig ist, spontan beim Entspannen nach dem Verstrecken
Kräuselungen zu entwickeln.
Diese Ziele werden gemäß der Erfindung durch einen zusammengesetzten Polyamid. Polyester-Faden
der eingangs erwähnten Art erhalten, der dadurch gekennzeichnet ist. daß eine Komponente aus PoIyäthylenterephthalal
oder einem hauptsächlich Äthylenterephthalateinheiten enthaltenden Mischpol}ester
besteht, daß die andere Komponente oder die anderen Komponenten ein hochschrumpfbares Polyamid enthalten,
das eine prozentuale Schrumpfung von 15 bis 80% aufweist, daß die Anzahl der Kerne im Faden
mindestens 2 beträgt und ihr Gewichtsprozentanteil im Faden 5 bis 50 beträgt, daß die folgenden Formeln
gleichzeitig erfüllt werden:
1,2 χ IO~
E^ 0,1,
S S 1,1,
E^ 0,1,
S S 1,1,
(H- E) ^ 10.1 χ K)"' (/V ^ 2).
worin D das arithmetische Mittel der Durchmesser eines jeden Kerns darstellt, wenn die Kerne kreisförmig
sind und wenn die Kerne nicht kreisförmig sind, D das arithmetische Mittel der Durchmesser von
Kreisen darstellt, wenn die genannten nicht kreisförmigen Kerne in Kreise umgerechnet werden. R den
Durchmesser des Fadens darstellt. N die Anzahl der Kerne darstellt und E und S das Verhältnis des
Anfangsmoduls und das Verhältnis der Wärmeschrumpfbarkeit des Polyamids zum Polyester darstellen
und daß bei Homopolyamiden und Mischpolyamiden mit weniger als 5% der Cokomponente
die Viskositätszahl mindestens 1.15 ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Gewichtsprozentsatz des Kerns oder
der Kerne im Faden 20 bis 40.
Vorzugsweise bildet das hochschrumpfbare Polyamid die Hüllenkomponente.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Polyamidkomponente des Fadens aus Nylon-6 oder Nylon-66
oder aber aus einem Mischpolyamid mit mehr als 95 Gewichtsprozent eines polyamidbildenden Bestandteils
und weniger als 5 Gewichtsprozent eines anderen polyamidbildenden Bestandteils besteht.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann als Polyamidkomponente auch ein Mischpolyamid
mit 95 bis 70 Gewichtsprozent eines polyamidbildenden Bestandteils und 5 bis 30 Gewichtsprozent
eines weiteren polyamidbildenden Bestandteils verwendet werden.
Vorteilhafte Mischpolyamide sind: Poly-(caproamid/hexamcthylenadipamid),
Poly(caproamid/hexamcth) lenisophthalamid) oder Poly(hexamethylenadipamid
'hexamethylensebacamid).
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Erfindung zusammengesetzte Fäden in Betracht zieht, die mindestens
zwei Kerne besitzen.
Es ist nötig, daß das obenerwähnte, gemäß der Erfindung zu verwendende Polyamid eine prozentuale
Schrumpfung in siedendem Wasser von 15 bis 80%, vorzugsweise von mindestens 20%, aufweist. Wenn
der Schrumpfungsprozentsatz kleiner als 15% ist, dann entsteht eine zufriedenstellende Kräuselung nur
schwierig. Aus diesem Grunde sollte der Schrumpfungsprozentsatz vorzugsweise höher sein. Wenn
jedoch der Schrumpfungsprozentsatz mehr als 80% beträgt, dann kann eine kommerzielle Herstellung
nicht durchgeführt werden.
Der Schrumpfungsprozentsatz wird in der folgenden Weise bestimmt.
Die gesponnenen und verstreckten Fäden werden 15 Minuten lang unter einer Belastung von 0,5 mg/den
in siedendes Wasser von KX)"C eingetaucht und dadurch geschrumpft. Der Schrumpfungsprozentsatz
wird als der Prozentsatz des offensichtlichen Verlustes an Länge ausgedrückt und kann durch folgende
Formel berechnet werden:
Sdmimpfuniisprozentsatz = -" '
'0
worin /, die Länge des geschrumpften Fadens und /0
die Länge dos ursprünglichen Fadens ist.
Allgemein läßt sich sagen, daß gewöhnliche Homopolyamide
in siedendem Wasser eine prozentuale Schrumpfung von weniger als 15% aufweisen. Jedoch
besitzen hochmolekulare Homopolyamidc mit einer Viskositätszahl (;,) von mehr als 1,15 in m-Crcsol bei
30 C eine prozentuale Schrumpfung in siedendem Wasser von mehr als 15% und können somit gemäß
der Erfindung verwendet werden.
Die am stärksten bevorzugten hochschrumpfbaren Polyamide sind Mischpolyamide. Wenn die geringere
Misch polvmerisationskomponentc im Mischpolyamidfiiden der aus zv\ei polyamidbildcnden Komponenten
besteht, mindestens 5 Gewichtsprozent ausmacht,dann ist der Schrumpfungsprozentsatz in siedendem Wasser
fo des Fadens gewöhnlich größer als 20%. Wenn die
Hauptmischpolymerisationskomponente mehr als 95 Gewichtsprozent ausmacht, dann wird es bevorzugt,
das Molekulargewicht des Mischpolyamids wie im Falle der obenerwähnten Homopolyamidc zu
steigern, da in vielen Fällen das übliche Molekulargewicht solcher Mischpolyamide den gleichen niedrigen
Schrumpfungsprozentsatz wie bei herkömmlichen Homopolyamiden, wie z. B. bei Polycaproamid oder
Polyhexamethylenadipamid, die bisher verwendet wurden und die übliche Viskosität aufweisen, ergibt.
Somit ist der Unterschied der prozentualen Schrumpfung in siedendem Wasser zwischen der Mischpolyamidkomponente
und der Polyesterkomponente (gewöhnlich 10 bis 13%) nicht ausreichend, weshalb es
schwierig ist, zusammengesetzte Fäden mit der gewünschten Kräuselbarkeit herzustellen. Weiterhin wird
es nicht bevorzugt, daß zum Zwecke der Erhöhung des Unterschieds des Schrumpfungsprozentsatzes in
siedendem Wasser zwischen der Mischpolyamidkomponente und der Polyesterkomponente die Menge der
geringeren Komponente der Comonomeren, welche das Mischpolyamid bilden, stark erhöht wird, weil
nämlich der Schmelzpunkt, die Kristallinität, die Wärmebeständigkeit, die Festigkeit, der Anfangsmodul
usw. des Mischpolyamids abnimmt. Im allgemeinen sollte die Menge der kleineren polyamidbildenden
Komponente im Mischpolyamid einen solchen Wert annehmen, daß der Unterschied der prozentualen
Schrumpfung von der Polyesterkomponente auf das nötige Ausmaß gesteigert wird; im allgemeinen sollte
diese Menge im Bereich von höchstens 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise höchstens 20 Gewichtsprozent,
liegen.
Zwecks eines besseren Verständnisses der Erfindung wird nunmehr auf die Zeichnungen Bezug genommen.
In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt eines herkömmlichen zusammengesetzten Seite-an-Seite-Fadens im vergrößerten
Maßstab,
Fig. 2 einen Querschnitt eines herkömmlichen zusammengesetzten konzentrischen Hülle/Kern-Fadens
im vergrößerten Maßstab,
F i g. 3 einen Querschnitt eines zusammengesetzten einkernigen exzentrischen Hülle/Kern-Fadens im vergrößerten
Maßstab,
F i g. 4 einen Querschnitt eines zusammengesetzten exzentrischen Hülle/Kern-Fadens gemäß der Erfindung
in vergrößertem Maßstab, wobei zwei gesonderte Kerne exzentrisch in der Hülle eingebettet sind.
F i g. 5 einen Querschnitt eines zusammengesetzten Hülle/Kern-Fadens gemäß der Erfindung im vergrößerten
Maßstab, wobei vier Kerne exzentrisch in der Hülle eingebettet sind,
F i g. 6 und 7 Querschnitte von zusammengesetzten Hülle/Kern-Fäden gemäß der Erfindung im vergrößerten
Maßstab, wobei mindestens zwei Kerne mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt exzentrisch
in der Hülle angeordnet sind, und
F i g. 8 bis 11 Querschnitte von erfindungsgemäßen
zusammengesetzten Fäden im vergrößerten Maßstab, welche aus drei verschiedenen Komponenten bestehen.
In den zusammengesetzten Hülle/Kern-Fäden der Erfindung sind ein hochschrumpfbares Polyamid, das
bisher noch nicht verwendet worden ist, und ein Polyester exzentrisch im Querschnitt des Fadens
angeordnet. Diese zusammengesetzten Fäden entwickeln spontan Kräuselungen, wenn sie bloß nach
dem Spinnen und Verstrecken entspannt werden, wobei der innere Teil durch die Polyamidkomponente
gebildet wird, welche eine gute Rückbildung aus Dehnung besitzt. Wenn weiterhin die zusammengesetzten
Fäden, welche die obenerwähnte spontane Kräuselbarkeit besitzen, einer Schrumpfbehandlung
unterworfen werden, dann werden die Kräuselungen weiter beträchtlich in der Kräuselungsrichtung der
spontanen Kräuselungen entwickelt. In diesen Fäden ist die Polyamidkomponente mit ihren vorzüglichen
Rückbildungseigenschaften aus Dehnung im inneren Teil der Kräuselungen und die Polyesterkomponente
mit ihrem hohen Elastizitätsmodul im äußeren Teil der Kräuselungen angeordnet, und aus diesem Grunde
können leicht zusammengesetzte Fäden erhalten werden, die eine hohe Kräuselbarkeit, eine verbesserte
Kräuselungsdauerhaftigkeit und Kräuselungselastizität besitzen.
ίο Um die Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen,
wird es bevorzugt, einen Exzentrizitätsgrad der Kernkomponente auszuwählen, der von der prozentualen
Schrumpfung der verwendeten Polyamidkomponente abhängt, so daß den folgenden Formeln
genügt wird:
3,8 g (1.4 a2 + 50 b + 200 \ΰή- 10"3 g 7,0 (1)
80 ^ a ^ 15 und 10 ^ c ^ 50
worin α die prozentuale Schrumpfung (%) der PoIyamidkomponente
darstellt, b die prozentuale Exzentrizität (%) des Schwerpunkts (P) der Kernkomponente,
die im Querschnitt des Fadens angeordnet ist, gegen den Radius des Fadens darstellt, und c den
Anteil in Gewichtsprozent der Kernkomponente des Fadens darstellt.
In den obigen Formeln ist die prozentuale Exzentrizität b ein Maß des Grads der Exzentrizität des
Kernteils und wird auf die folgende Weise festgelegt. Wenn der Abstand zwischen dem Zentrum (O) des
Fadens und dem Schwerpunkt (P) der Kernkomponente im Faden OP ist und der Radius des Fadens r
ist, dann ist die prozentuale Exzentrizität b das Verhältnis von OP/r(%).
Die prozentuale Exzentrizität ist vorzugsweise mindestens
5.
In dem in F i g. 2 gezeigten zusammengesetzten Faden ist der Prozentsatz der Exzentrizität b gleich
0%. In den erfindungsgemäßen zusammengesetzten Fäden ist die Anzahl der Kerne im Querschnitt des
Fadens mehr als 1, wie es in den F i g. 4 und 5 gezeigt ist. In dem in F i g. 4 gezeigten Faden liegt der
Schwerpunkt (F) der Kernkomponenten auf dem Mittelpunkt der geraden Linie, welche die Schwerpunkte
P1 und P2 der einzelnen Kerne verbindet. In
dem in F i g. 5 gezeigten Faden kann der Schwerpunkt (P) in der gleichen Weise bestimmt werden.
Der Querschnitt der Kernkomponente ist nicht immer kreisförmig, sondern kann nicht kreisförmig sein, wie
es in den F i g. 6 und 7 gezeigt ist.
Bei den erfindungsgemäßen Fäden beträgt die Menge der Kernkomponenten im Faden 10 bis
50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 40 Gewichtsprozent. Wenn die Menge unterhalb 10 Gewichtsprozent
liegt, dann ist es schwierig, einen zusammengesetzten Faden zu erhalten, der die gewünschte
Kräuselbarkeit und Kräuselungselastizität besitzt. Wenn dagegen die Menge mehr als 50 Gewichtsprozent
beträgt, dann ist der Prozentsatz der Exzentrizität der Kernkomponente im Querschnitt des
Fadens zu klein, und es ist schwierig, einen stark kräuselbaren zusammengesetzten Faden herzustellen.
Der erfindungsgemäße zusammengesetzte Faden ist besonders wertvoll, wenn der Schrumpfungsprozentsatz α der zu verwendenden Polyamidkompo-
nente, die prozentuale Exzentrizität b der Kernkomponente und der Anteil c in Gewichtsprozent der
Kernkomponente im Faden die in den obigen Formeln angegebenen Beziehungen erfüllen.
Die günstigsten zusammengesetzten Fäden der vorliegenden Erfindung sind mehrkernige Fäden, in
denen die Kernkomponente, die innerhalb des Querschnitts des Fadens angeordnet ist, aus zwei oder mehr
Kernen besteht, die aus einem Polyester hergestellt sind, und die Hüllenkomponente aus einem hochschrumpfbaren
Polyamid besteht, wobei weiterhin die obigen Formeln (1) und die folgenden Formeln (2)
1.2 χ 10"
1 ^ jvsf^y
^ 0,1 und S ^ 1,1
^) (I+E) ^ 10,1 χ 10"' (JV^2)
(2)
"5
erfüllt sein sollen, worin D das arithmetische Mittel der Durchmesser eines jeden Kerns darstellt, wenn
die Kerne kreisförmig sind und wenn die Kerne nicht kreisförmig sind, D das arithmetische Mittel der
Durchmesser der Kreise darstellt, wenn die genannten nicht kreisförmigen Kerne in Kreise umgerechnet
werden, R den Durchmesser eines Fadens darstellt, JV die Anzahl der Kerne darstellt, und E und S das
Verhältnis des Anfangsmoduls bzw. das Verhältnis der Wärmeschrumpfbarkeit des Polyamids, bezogen
auf den Polyester, darstellen.
In der obenerwähnten Formel (2) stellt JV (-^) das
Gewichtsverhältnis der Kernkomponente, bezogen auf die gesamten verbundenen Komponenten, dar. Wenn
weiterhin die Anfangsmoduln und die Wärmeschrumpfbarkeiten des Polyesters und des Polyamids durch
Ee, En und Si·. Sn dargestellt werden, dann kann das
Verhältnis der Anfangsmoduln und das Verhältnis der Wärmeschrumpfbarkeiten in den Formeln (2) wie
folgt ausgedrückt werden: E = En/Ee und S = Sn/Se.
Wenn beispielsweise das verwendete Polyamid einen niedrigen Anfangsmodul aufweist, wenn das Verhältnis
E des Anfangsmoduls des Polyamids, bezogen auf den Polyester, kleiner als 0,1 ist, und wenn ein solcher
zusammengesetzter Faden einer Kräuselungsentwicklungsbehandlung unterworfen wird, dann ist die
Kräuselungsrückbildung und die Kräuselungselaslizität
der entwickelten Kräuselungen nicht zufriedenstellend.
Wenn jedoch das Verhältnis der Wärmeschrumpfbarkeit S kleiner als 1.1 ist und wenn der
verstreckte Faden entspannt wird, dann ist die spontane Kräuselbarkeit schlecht, und weiterhin ist die
Lockigkeit nach einer Kräuselungsbehandlung extrem niedrig. Deshalb sind zusammengesetzte Fäden mit
einer niedrigen Kräuselbarkeit gemäß der Erfindung nicht brauchbar.
Ein weiterer zusammengesetzter Faden, welcher die Ziele der vorliegenden Erfindung erreicht, ist ein
solcher, bei dem die hochschrumpfbare Polyamidkomponente des Fadens aus einer Homopolyamidkomponente
und einer Mischpolyamidkomponente besteht, die getrennte fadenförmige Komponenten
bilden und entlang der Fadenachse miteinander verbunden sind, und wobei die Kernkomponente aus
einem Polyester in der genannten Homopolyamidkomponenle
eingebettet ist. ohne daß sie die obenerwähnte Mischpolyaniidkomponente berührt.
Ein solcher zusammengesetzter Faden ist dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Kernkomponente
aus einem Polyester zusammengesetzt ist, der hauptsächlich aus Polyäthvlentcrephthalat besteht, und die
genannte Hüllenkomponente aus mindestens zwei hochschrumpfbaren Polyamidkomponenten zusammengesetzt
ist, und zwar einer Homopolyamidkomponente mit einer im wesentlichen homogenen Zusammensetzung
und einer Mischpolyamidkomponente, die exzentrisch im Querschnitt des Fadens angeordnet
ist, daß die genannte Polyesterkomponente 10 bis 50 Gewichtsprozent des Fadens einnimmt und daß die
Polyesterkomponente in der genannten Homopolyamidkomponente, ohne daß sie die Mischpolyamidkomponente
berührt, derart angeordnet ist, daß der kleinere Winkel α, der durch zwei gerade Linien
gebildet wird, wobei eine den Schwerpunkt der Polyesterkomponente mit dem Zentrum des Fadens verbindet
und die andere den Schwerpunkt der genannten Mischpolyamidkomponente mit dem Zentrum des
Fadens bildet, im Querschnitt des Fadens zwischen 90 und 180° liegt.
Der Bindeaufbau der obenerwähnten drei Komponenten, d. h. Mischpolyamid, Homopolyamid und
Polyester, im Querschnitt des zusammengesetzten Fadens der Erfindung ist in den F i g. 8 bis 11 gezeigt.
Der fundamentale Bindeaufbau ist in der F i g. 8 gezeigt.
In dem in F i g. 8 gezeigten Faden sind die Mischpolyamidkomponente
(in der Folge als »Komponente B« bezeichnet) und die Polyesterkomponente (in der Folge als »Komponente C« bezeichnet) im
Kernteil angeordnet, und die Homopolyamidkomponente (in der Folge als Komponente A« bezeichnet)
ist im Hüllenteil angeordnet, und weiterhin sind die drei Komponenten A, B und C exzentrisch zueinander
angeordnet. Das Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Komponenten B und C durch die
Komponente A umgeben sind. Wenn jedoch die Komponente C durch die Komponente B umgeben
ist, dann kann ein zusammengesetzter Faden mit einer vorzüglichen Kräuselungsfähigkeit nicht erhalten werden.
Wenn also ein solcher zusammengesetzter Faden einer Kräuselungsentwicklungsbehandlung unterworfen
wird, dann entwickelt der zusammengesetzte Faden Kräuselungen, in denen die Polyesterkomponente
im Innenteil der Kräuselungen angeordnet ist, wie im Falle von herkömmlichen zusammengesetzten
Hülle'Kern-Fäden aus Polyester und Polyamid. Infolgedessen
ist der Beitrag des Elastizitätsmoduls der Polyesterkomponente auf die gesamte Kräuselung
klein, und da weiterhin die Polyesterkomponente, die eine schlechte Rückbildungseigenschaft aus einer
Dehnung besitzt, im inneren Teil der Kräuselungen angeordnet ist, so besitzt ein solcher Faden eine
unzureichende Kräuselungsrückbildung und Kräuselungsdauerhaftigkeit bei mechanischen Beanspruchungen,
wie z. B. wiederholtes Dehnen, Biegen und Komprimieren.
Das wichtigste Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Polyesterkomponente in bezug auf
die Polyamidkomponente in einer bestimmten Lage angeordnet ist. Diese bestimmte Anordnung wird an
Hand der Zeichnungen erläutert.
Wie es in F i g. 9 zu sehen ist, ist es nötig, daß die Mischpolyamidkomponente und die Polyesterkomponente
im Querschnitt des Fadens so angeordnet sind, daß sie die Bedingung erfüllen, daß der kleinere
Winkel α, der durch zwei gerade Linien P1O und P2O
gebildet wird (der Winkel wird in der Folge als exzentrischer Winkel bezeichnet), wobei eine der
Linien den Schwerpunkt P1 der Mischpolyamidkom-
109523/360
ponente mit dem Zentrum O des Fadens und die andere Linie den Schwerpunkt P2 der Polyesterkomponente
mit dem Zentrum O des Fadens verbindet, zwischen 90 und 180° liegt. Die Bindeanordnung,
wie sie in F i g. 8 gezeigt ist, besitzt exzentrische Winkel von α = 180°.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der die
Polyesterkomponente einen Kern und die Mischpolyamidkomponente zwei Kerne bildet. Der Schwerpunkt
P der Mischpolyamidkomponente liegt auf dem Mittelpunkt der geraden Linien P1P2- welche die
Schwerpunkte P1 und P2 verbindet. Wenn der exzentrische
Winkel α außerhalb des obigen Bereichs liegt, d. h. also daß α ^ 90° ist, dann sind die Mischpolyamidkomponente
und die Polyesterkomponente zu nahe aneinander angeordnet, und es ist schwierig,
die Ziele der Erfindung zu erreichen. Die Querschnittsformen der obenerwähnten drei Komponenten und
des gesamten zusammengesetzten Fadens der Erfindung können nicht kreisförmig sein, wie es z. B. in
F i g. 9 gezeigt ist.
Wenn die obenerwähnten hochschrumpfbaren Polyamidkomponenten
aus einer Homopolyamidkomponente und einer Mischpolyamidkomponente bestehen, dann ist die Menge der obenerwähnten Homopolyamidkomponente
im Faden innerhalb des Bereichs von mindestens 20 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise
30 bis 80 Gewichtsprozent, und die Menge der obenerwähnten Mischpolyamidkomponente ist dann
innerhalb des Bereichs von 8 bis 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise 10 bis 50 Gewichtsprozent. Wenn die
Menge der Homopolyamidkomponente kleiner als 20 Gewichtsprozent ist, oder wenn die Menge der
Mischpolyamidkomponente größer als 70 Gewichtsprozent ist, dann ist die Fläche, die durch die Mischpolyamidkomponente
im Querschnitt des Fadens eingenommen wird, zu groß, und es treten auf Grund der Verwendung des Mischpolyamids Nachteile ein,
und zwar verringern sich insbesondere der Anfangsmodul, die Wärmebeständigkeit und die Lichtbestän-
digkeit. Wenn dagegen die Menge der Homopolyamidkomponente mehr als 80 Gewichtsprozent ausmacht,
dann ist die Menge der Mischpolyamidkomponente zu gering, und ein zusammengesetzter Faden mit der
gewünschten Kräuselbarkeit kann nicht erhalten werden.
Der zusammengesetzte Faden gemäß der Erfindung kann mit Hilfe eines herkömmlichen Spinnverfahrens
und einer herkömmlichen Spinnvorrichtung gesponnen werden.
Weiterhin kann das Verstrecken ohne die Verwendung eines speziellen Verfahrens und einer speziellen
Vorrichtung ausgeführt werden; es kann vielmehr mit genau dem gleichen Verfahren und der gleichen Vorrichtung
ausgeführt werden, wie sie gewöhnlich verwendet werden. Beispielsweise kann ein kaltes Verstrecken
bei Raumtemperatur oder ein heißes Verstrecken mit Hilfe eines heißen Ziehstifts oder mit
Hilfe von heißen Verstreckrollen, die auf 60 bis 1800C
erhitzt sind, verwendet werden.
Die gemäß der Erfindung zu verwendende Polyesterkomponente besteht hauptsächlich aus PoIyäthylenterephthalat
und umfaßt auch Mischpolyester, die hauptsächlich aus Äthylenterephthalateinheiten
und anderen Estereinheiten bestehen, wie z. B. Äthylenisophthalat-, Tetramethylenterephthalat, Äthylenoxybenzoat-,Ätnylenhexahydroterephthalateinheitenusw.
Jedoch ist beim obenerwähnten Mischpolyester die Menge der kleineren Komponente des Mischpolykondensats
vorzugsweise geringer als 5 Gewichtsprozent. Wenn die Menge dieser kleineren Komponente
5 Gewichtsprozent überschreitet, dann verringern sich der Schmelzpunkt, die Kristallinität und die
Garneigenschaften, und zwar insbesondere der Elastizitätsmodul, und weiterhin nimmt auch die Kräuselbarkeit
ab, und zwar auf Grund der Erhöhung der Wärmeschrumpfbarkeit.
Als Beispiele für Homopolyamidkomponenten mit einer im wesentlichen homogenen Zusammensetzung,
die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sollen erwähnt werden: Homopolyamide,
die durch Polymerisation von Lactamen, wie z. B. Caprolactam, önantholactam, Lauryllactam
u. dgl, oder von Salzen aus Diaminen, wie z. B. Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, Undecamethylendiamin,
m-Xylylendiamin, p-Xylylendiamin,
Bis-(p-aminocyclohexyl)-methan u. dgl., und aus Dicarbonsäuren, wie z. B. Adipinsäure, Sebacinsäure.
Dodecandicarbonsäure, Terephthalsäure und Isophthalsäure, Hexahydroterephthalsäure u. dgl., erhalten
werden. Als Beispiele für hochschrumpfbare Mischpolyamidkomponenten sollen erwähnt werden:
Mischpolyamide, die durch Mischpolymerisation von mindestens zwei herkömmlichen polyamidbildenden
Komponenten erhalten werden, wie z. B. die obenerwähnten Lactame und »Nylonsalze«.
Der zusammengesetzte Faden gemäß der Erfindung besitzt den Vorteil, daß, wenn der Faden von einer
Spule abgewickelt und entspannt wird, er gleichförmige spontane Kräuselungen entwickelt, die eine
spiralenförmige dreidimensionale Struktur aufweisen, wie sie bisher niemals durch die herkömmlichen
zusammengesetzten Fäden erhalten worden ist. Wenn weiterhin ein solcher spontan gekräuselter Faden
Schrumpfbehandlungen unterworfen wird, wie z. B. einer Quellung, einer Benetzung und einer Erhitzung,
dann entstehen weitere Kräuselungen zusätzlich zu den spontanen Kräuselungen. Wenn deshalb der
zusammengesetzte Faden gemäß der Erfindung in die verschiedensten gestrickten Waren, gewebten Textilstoffe
und Florgegenstände übergeführt wird, dann können gekräuselte Produkte mit einer extrem guten
Qualität und besonderen Eigenschaften erhalten werden, auch wenn die durch konjugiertes Spinnen und
Verstrecken erhaltenen Fäden direkt einem Stricken oder einem Weben ohne Vorbehandlung unterworfen
werden, welche bei den herkömmlichen Fäden nötig ist. Wenn außerdem der zusammengesetzte Faden
einer Kräuselungsentwicklungsbehandlung unterworfen wird, dann entwickelt der Faden Kräuselungen, bei
denen die Polyesterkomponente, welche vorzügliche elastische Eigenschaften aufweist, sich im äußeren
Teil anordnet und die Polyamidkomponente, welche vorzügliche Rückbildungseigenschaften aus einer Dehnung
aufweist, sich im inneren Teil anordnet. Deshalb kann ein gekräuselter Faden mit einer vorzüglichen
Kräuselungselastizität und Kräuselungsrückbildungseigenschaft erhalten werden, der weiterhin eine hohe
Bauschigkeit, Streckbarkeit und Dauerhaftigkeit aufweist, wie sie für Wolle bekannt sind.
Die erfindungsgemäßen zusammengesetzten Fäden können in den verschiedensten Gebieten verwendet
werden, und zwar nicht nur für Kleidungsstücke, sondern auch für Industriematerialien und für Innendekorationen,
und zwar in Form von endlosen Fäden oder von Stapelfasern.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die in den folgenden Beispielen
angegebenen Kn'uselungseigenschaften und Färbbarkeiten
werden wie folgt bestimmt:
1. Spontane Kräuselung
Ein Bündel aus 30 verstreckten Fäden mit einer Länge von 30 cm wird einer Belastung von 0,1 mg/den
ausgesetzt. Die spontane Kräuselung wird durch den Prozentsatz des offensichtlichen Verlustes der Länge
nach folgender Gleichung berechnet:
Spontane Kräuselung = —j-L · I00(0<
worin I2 die Länge des spontan gekräuselten Fadens
unter der Belastung von 0,1 mg den und /0 die ursprüngliche Länge des Fadens im verstreckten
Zustand ist.
5. Prozentuale Kräuselungsrückbildung
aus Kompression
aus Kompression
Die im obigen Abschnitt (2) erhaltenen gekräuselten zusammengesetzten Fäden werden auf eine Länge
von 2 cm geschnitten, 20 g davon werden in einen Meßzylinder mit einem Durchmesser von 5 cm eingeführt,
und dann wird ein Kolben von 200 g Gewicht auf die gekräuselten zusammengesetzten Fäden gelegt,
ίο worauf der Meßzylinder einer feinen Fibration unterworfen
wird und die Gleichgewichtslage des Kolbens abgelesen wird (diese Höhe ist /0).
Dann wird weiterhin eine Belastung von 600 g auf den Kolben angewendet, und die Gleichgewichtslage
des Kolbens wird in der gleichen Weise wie vorher abgelesen (diese Höhe ist /„). Hierauf wird nur die
genannte Belastung von 600 g weggenommen, worauf die Lage des Kolbens von selbst einstellen gelassen
wird und nach 5 Minuten die Höhe abgelesen wird (diese Höhe ist I1). Die prozentuale Kräuselungsrückbildung aus Kompression ist dann:
2. Totale Kräuselung
Ein Bündel aus 30 verstrecken Fäden mit einer Länge von 30 cm wird 10 Minuten lang unter eine
Belastung von 0,1 mg, den in siedendes Wasser eingetaucht
und dann unter der gleichen Belastung an Luft getrocknet. Die totale Kräuselung nach der
Kräuselungsentwicklungsbehandlung wird durch den Prozentsatz des offensichtlichen Verlustes der Länge
durch die folgende Gleichung gegeben:
Totale Kräuselung —- -
Ό -
-7—!-
6. Färbbarkeit
In ein Färbebad, welches durch Auflösen von 0,03 g des sauren Farbstoffs C.I. Acid Blue 112 in
50 ecm Wasser hergestellt wird, wird 1 g verstreckter Faden eingetaucht, und 0.03 g Eisessig werden zugesetzt.
Dann wird das Ganze von Raumtemperatur in 30 Minuten auf 95' C erhitzt und 30 Minuten bei
dieser Temperatur gehalten. Der Prozentsatz des absorbierten Farbstoffs zeigt die Färbbarkeit (%).
40
worin I3 die Länge des gekräuselten Fadens und /0 die
ursprüngliche Länge des Fadens im verstreckten Zustand ist.
3. Kräuselungselastizität
Die Kräuselungselastizität ist die Belastung (mg den), die zum Strecken des Bündels zusammengesetzter
gekräuselter Fäden, welches gemäß Absatz (2) erhalten
worden ist (unter einer Belastung von 0,1 mg'den), auf 120% erforderlich ist.
4. Prozentuale Kräuselungsrückbildung aus Dehnung 5:
Die Länge des Fadens, wenn das Bündel aus gekräuselten zusammengesetzten Fäden im obigen
Absatz (2) einer Belastung von 0.2 mg/den unterworfen wird, ist /0, und die Länge, wenn eine Belastung
von 0,1 g'den weiterhin 1 Minute hinzugefügt wird, ist /4, und die Länge 2 Minuten nach Wegnahme der
Belastung von 0.1 g/den ist /5.
Die prozentuale Kräuselungsrückbildung aus Dehnung ist somit
U ~ Ό
Polyethylenterephthalat mit einer Viskositätszahl (//)
von 0.63 in o-Chlorphenol bei 30"C und Polyhexamcthylenadipamid/Polycaproamid-Mischpolymer
mit einer Viskositäts/ahl (</) von 1.13 in m-Cresol bei
30 C (Mischpolymerisationsverhältnis 66/6 = 90/10) wurden geschmolzen und bei einer Temperatur von
285 C in einem vorbestimmten Konjugationsverhälinis, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist, mit Hilfe einer
herkömmlichen Spinnvorrichtung für Hülle/Kern-Fäden gemeinsam gesponnen. Die resultierenden
Fäden wurden auf das 3.9fache ihrer ursprünglichen Länge auf einem auf 80°C geheizten Ziehstift verstreckt,
wobei verstreckle zusammengesetzte Fäden von 70 den/18/erhalten wurden.
Die erhaltenen zusammengesetzten Fäden hatten einen Bindeaufbau, wie er in F i g. 7 gezeigt ist,
wobei zwei elliptische Polyesterkernkomponenten in einer Exzentrizität von 30% vorlagen.
Weiterhin wurde das Mischpolyamid, das den Hüllenteil des zusammengesetzten Fadens bildete,
allein gesponnen: die prozentuale Schrumpfung des resultierenden Fadens wurde gemessen und zu 30%
gefunden.
Die Garnqualität und die Kräuselungseigenschaften eines jeden zusammengesetzten Fadens sind in
Tabelle 1 gezeigt.
13 | Polyethylen terephthalat im Mono faden I Gewichts prozent! |
1 | 914399 | tat Anfangs modul Ig denl |
Totale Kräuselung nach Schrump fungs- behandlung (%) |
Kräuse lungs- elastizität (mg/den) |
14 | Prozentuale Kräuselungs- rückbildung aus Kompression (%) |
Färbbar- keit (%) |
|
0 | 25 | — | — | — | 94 | |||||
Art des zusammengeset7ien Fadens |
10 | 35 | 37 | 4,2 | Prozentuale Kräuselungs ruckbildung aus Dehnung (%) |
71 | 87 | |||
Proben- Nr. |
Zusammengesetzter Faden zum Vergleich |
30 | Ga Festig keit (gden) |
Tabelle 1 | 42 | 68 | 8,8 | — | 82 | 70 |
7 | Zusammengesetzter Faden außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung |
50 | 4,5 | rnqujli Deh nung Γ«) |
61 | 86 | 11,3 | 75 | 88 | 53 |
8 | Zusammengesetzter Faden gemäß der Erfindung |
60 | 4.7 | 23 | 77 | 67 | 10,0 | 87 | 73 | 31 |
9 | desgl. | 4.8 | 24 | 92 | ||||||
10 | Zusammengesetzter Faden außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung |
4.S | 21 | 79 | ||||||
11 | 4.8 | ->■> | ||||||||
20 | ||||||||||
Die nachfolgende Zusammenstellung zeigt die Werte für die einzelnen für die Fäden wichtigen Größen:
Zusammenstellung
Proben- Nr. |
N | 2,36 | R | 10'2 | 0,53 | D | 10-- |
8 | 2 | 2.36 | X | ίο-2 | 0.91 | X | 10"2 |
9 | 2 | 2,36 | X | 10"2 | 1,18 | X | ΙΟ"2 |
10 | 2 | 2.36 | X | 10"2 | 1,30 | X | 10": |
11 | 2 | X | X | ||||
0,25
0.25
0,25
0.25
0.25
0,25
0.25
vflr)' | S |
0,10 | 1,50 |
0,30 | 1,50 |
0.50 | 1,50 |
0,60 | 1,50 |
0,19
0,56
0,94
1,12
0,56
0,94
1,12
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wurde bei dem Faden Nr. 8, der einen kleinen Gehalt an Polyäthylenterephthalat
(Polyesterkomponente) enthielt, eine zufriedenstellende Kräuselung nicht erzielt. Dagegen
lag bei den Fäden Nr. 9 und 10 der Gehalt der Polyesterkomponente innerhalb des Bereichs der vorliegenden
Erfindung, und weiterhin waren alle Formeln gemäß der Erfindung erfüllt, so daß diese Fäden eine
vorzügliche Kräuselungseigenschaft zeigten. Beim Faden Nr. 11 war der Gehalt der Polyesterkomponente
größer als derjenige der Polyamidkomponente, so daß die Färbbarkeit für einen sauren Farbstoff
beträchtlich herabgesetzt war. Ein solcher Faden wurde nicht praktisch verwendet.
Polyäthylenterephthalat mit einer Viskositätszahl von 0,65 in o-Chlorophenol bei 30 C und Nylon-6
mit einer Viskositälszahl von 1,15 in m-Cresol bei
30 C wurden geschmolzen und in einem exzentrischen Hülle Kern-Verhältnis konjugiert gesponnen, wobei
das Polyäthylenterephthalat den Kern und das Nylon-6 die Hülle bildete. Das Spinnen erfolgte bei 285°C.
Das Verhältnis N (-^\ der Kernkomponente der
gesamten gebundenen Komponenten war 0,05, 0.10. 0.25. 0,40 und 0.5. Dann wurden die resultierenden
Fäden kalt auf das 3,79fache ihrer ursprünglichen Länge verstreckt, wobei zusammengesetzte Fäden von
70 den 18 / erhalten wurden, die den in F i g. 4 gezeigten
Querschnitt aufweisen. In diesem Falle war der Unterschied zwischen den Schrumpfprozentsätzen
der beiden Komponenten 50%. d.h. S= 1,5.
ί>5 Die Festigkeit, die Dehnung, die Färbbarkeit und
die Kräuselungseigenschaften nach der Behandlung zur Entwicklung der Kräuselungen in den erhaltenen
zusammengesetzten Fäden sind in Tabelle 2 gezeigt.
Proben- Nr |
N | 1 | »(ty | ι +· t | S | ws(f)2 (l + £) | b (%) |
Festigkeit
<g/den) |
|
Innerhalb des Bereichs der Erfindung |
26 | 1 | 0,40 | 1,5 | 1,5 | — | 30 | 4,72 | |
desgl. | 27 | 1 | 0,25 | 1,5 | 1,5 | — | 50 | 4,90 | |
desgl. | 28 | 1 | 0,10 | 1,5 | 1,5 | — | 35 | 5,10 | |
Außerhalb des Bereichs der Erfindung |
29 | 2 | 0,05 | 1,5 | 1,5 | — | 70 | 5,15 | |
desgl. | 30 | 2 | 0,05 | 1,5 | 1,5 | — | 60 | 5,20 | |
Innerhalb des Bereichs der Erfindung |
31 | 2 | 0,45 | 1,5 | 1,5 | 1,01 | 20 | 4,58 | |
desgl. | 32 | 2 | 0,40 | 1,5 | 1,5 | 1,00 | 20 | 4,77 | |
desgl. | 33 | 2 | 0,25 | 1,5 | 1,5 | 0,62 | 45 | 4,91 | |
desgl. | 34 | 0,10 | 1,5 | 1,5 | 0,22 | 50 | 5,25 |
(Fortsetzung)
Dehnung (%) |
Spontane Kräuselung 1%) |
Totale Kräuselung (%) |
Krauselungs- elas.ti7.nat |mg,dcn) |
Prozentuale Kräuselungs rückbildung aus Dehnung <%) |
15,9 | 93 | Färbbar keil (%) |
|
Innerhalb des Bereichs der Erfindung |
26 | 12 | 70 | 12,3 | 75 | 15,0 | 96 | 60 |
desgl. | 29 | 13 | 68 | 10,5 | 78 | 14,5 | 93 | 73 |
desgl. | 29 | 10 | 61 | 9,5 | 70 | 12,0 | 89 | 78 |
Außerhalb des Bereichs der Erfindung |
30 | 0 | 15 | Die Messung ist unmöglich, da die Kräuselung extrem niedrig ist |
80 | |||
desgl. | 31 | 5 | 21 | desgl. | 81 | |||
Innerhalb des Bereichs der Erfindung |
28 | 38 | 75 | 69 | ||||
desgl. | 24 | 35 | 78 | 72 | ||||
desgl. | 28 | 33 | 76 | 75 | ||||
desgl. | 30 | 26 | 68 | 82 |
Die nachfolgende Zusammenstellung zeigt die Werte für die einzelnen für die Fäden wichtigen Größen:
Zusammenstellung
Proben- Nr. |
2 | R | 10"2 | 0,37 | D | ίο-2 | L | 0,05 | S | Ns(^y (E + 1) |
30 | 2 | 2,36 χ | 10"2 | 1,12 | X | ίο-2 | 0,50 | 0,45 | 1,50 | 0,11 |
31 | 2 | 2,36 χ | KT2 | 1.05 | X | ΙΟ"2 | 0,50 | 0,40 | 1,50 | 1,01 |
32 | 2 | 2.36 χ | io~2 | 0,82 | X | KT2 | 0,50 | 0,25 | 1,50 | 1,00 |
33 | 2 | 2,36 χ | 10"2 | 0.53 | X | KT2 | 0,50 | 0,10 | 1,50 | 0,62 |
34 | 2,36 χ | X | 0.50 | 1,50 | 0,22 | |||||
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, besitzt der erhaltene zusammengesetzte Faden nach der Entwicklung der
Kräuselungen eine extrem niedrige Kräuselung, wenn
N l-g) kleiner als 0,10 ist. Wie aus der spontanen
Kräuselung in Tabelle 2 ersichtlich ist, entwickelt der besonders bevorzugte zweikernige zusammengesetzte
Faden gemäß der Erfindung augenblicklich eine Kräuselung, wenn er verstreckt und entspannt wird;
ein solcher Faden zeigt vorzügliche Kräuselungseigenschaften, nachdem Kräuselungen entwickelt worden
sind.
Die Teile, die keinen numerischen Wert für
in Tabelle 2 zeigen, erfüllen nicht den Bereich der Formel (2) gemäß der Erfindung.
Polyäthylenterephthalat (Komponente C) mit einer Viskositätszahl (η) von 0,65 in o-Chlorphenol bei
30° C, Caprolactam/ Hexamethylenadipamid - Mischpolymer (Mischpolymerisationsgewichtsverhältnis
6/66 = 80/20, Komponente B) mit einer Viskositätszahl (η) von 1,05 in m-Cresol bei 300C und PoIycaprolactam
(Komponente A) mit einer Viskositätszahl (η) von 1,0 in m-Cresol bei 300C wurden ge-
schmolzen und in einem exzentrischen Hülle/Kern-Verhältnis konjugiert gesponnen, wobei die Komponente
B und die Komponente C die Kerne und die Komponente A die Hülle bildeten. Das Konjugationsverhältnis (Gewicht) von A : B: C war 80: 10:10.
ίο Die Spinntemperatur war 28O°C. Es wurde eine
herkömmliche Spinnvorrichtung für konjugiertes Spinnen verwendet. Die resultierenden Fäden wurden kalt
auf das 3,8fache ihrer ursprünglichen Länge verstreckt, wobei verstreckte zusammengesetzte Fäden von
70 den/18/erhalten wurden.
Ein vergrößerter Querschnitt dieser Fäden hatte den Bindeaufbau, wie er in Fig. 11 gezeigt ist, wobei
der exzentrische Winkel α zwischen der Komponente B und der Komponente C des Kernteils verschieden
verändert wurde.
Die Kräuselungseigenschaften der zusammengesetzten Fäden mit verschiedenen exzentrischen Winkeln
wurden gemessen, und die Resultate sind in Tabelle 3 angegeben.
Proben- Nr. |
Exzentrischer Winkel («) |
Art der zusammengesetzten Fäden | Spontane Kräuselung (%> |
Totale Kräuselung <%) (0.1 mg/den) |
Kräuselungs- elaslizität (mg/den) |
Prozentuale Kräuselungs rückbildung aus Dehnung <%) |
35 36 37 38 |
70° 100° 140° 180° |
Zusammengesetzter Faden außerhalb des Bereichs der Erfindung Zusammengesetzter Faden gemäß der Erfindung desgl. desgl. |
9,5 13,3 15,7 18,1 |
21,4 45,6 49,9 53,1 |
0,8 1,4 1,7 2,1 |
58 74 79 83 |
Die nachfolgende Zusammenstellung zeigt die Werte für die einzelnen für die Fäden wichtigen Größen:
Zusammenstellung
Probcn- Nr. |
2 | R | D | E | 0,20 | S | /vs(f)2(£+.) |
35 bis 38 | 2,36 χ 10"2 | 0,75 χ 10~2 | 0,45 | 0,60 | 0,17 | ||
Bei den Fäden 35 bis 38 wurde die Lage der Komponente C, des Polyesters, im Querschnitt des Fadens
durch ein Polarisationsmikroskop untersucht, und dabei wurde gefunden, daß der Polyester bei Faden
Nr. 35 an der Innenseite der Kräuselung angeordnet war, während der Polyester bei den Fäden Nr. 36
bis 38 an der Außenseite der Kräuselung angeordnet war. Demgemäß war bei Faden Nr. 35 die spontane
Kräuselung schlecht, die totale Kräuselung nach einer Schrumpfungsbehandlung war beträchtlich niedrig,
und die Kräuselungselastizität und die prozentuale Rückbildung aus Dehnung waren schlecht. Im Gegensatz
hierzu waren bei den zusammengesetzten Fäden Nr. 36 bis 38 gemäß der Erfindung, bei denen die
Kräuselung entwickelt worden war, die totale Kräuselung nach einer Schrumpfungsbehandlung besonders
hoch und die Kräuselungselastizität und die prozentuale Rückbildung aus Dehnung vorzüglich.
Polyäthylenterephthalat (Komponente C) und PoIycaprolactam
(Komponente A), wie sie im Beispiel 3 verwendet wurden, und ein Caprolactam/Polyhexamethylenisophthalamid
- Mischpolymer (Mischpolymerisationsgewichtsverhältnis 6/61 =85/15, Komponente B), mit einer Viskositätszahl (η) von 1,13 in
m-Cresol bei 300C wurden geschmolzen und bei einer
Temperatur von 2800C in einem bestimmten Konjugationsverhältnis,
wie es in der Tabelle 4 angegeben
ist, konjugiert gesponnen. Dabei wurde eine Spinnvorrichtung für herkömmliches konjugiertes Hülle/
Kern-Spinnen verwendet. Die resultierenden Fäden wurden auf das 3,9fache ihrer ursprünglichen Länge
auf einem auf 800C geheizten Verstreckstift verstreckt,
um verstreckte zusammengesetzte Fäden von 70 den/ 18/ zu erhalten.
Die erhaltenen zusammengesetzten Fäden hatten einen Bindeaufbau, wie er in Fig. 13 gezeigt ist. Die
Komponenten B und C waren halbkreisförmige Kerne, und der exzentrische Winkel α war 180°.
Die Garnqualität, die Kräuselungseigenschaften und die Färbbarkeit eines jeden zusammengesetzten
Fadens waren wie in Tabelle 4 angegeben.
Proben- Nr |
Konjugations- verhaltnis (Gewicht) ABC |
Art des zusammengesetzten Fadens | Festigkeit (gden) |
Garnqualität Dehnung (%) |
Anfangsmodul (g/den) |
39 | 80: 20:0 | Herkömmlicher zusammengesetzter Faden | 4,7 | 34,2 | 18,1 |
40 | 75:20:5 | Zusammengesetzter Faden außerhalb des Bereichs der Erfindung |
4.7 | 31,5 | 20,3 |
41 | 70:20:10 | Erfindungsgemäßer zusammengesetzter Faden |
4,6 | 35,2 | 27,6 |
42 | 50:20: 30 | desgl. | 4,7 | 34,3 | 41,2 |
43 | 30:20:50 | desgl. | 4,7 | 31,0 | 59,4 |
44 | 20: 20:60 | Zusammengesetzter Faden außerhalb des Bereichs der Erfindung |
4,5 | 35,6 | 67,0 |
(Fortsetzung)
Proben-
Nr
39
40
41
42
43
44
40
41
42
43
44
8,2
17,4
23,5
38,2
41,3
17,4
23,5
38,2
41,3
Totale Kräuselung
0,1 mg den
41,1
44,8 51,3 58,2 62.7 64,1
I mg den
19,3 23.1 38,9 44,0 49,1 50,7 Kräuselung!.-elastizität
(mg/den)
0,6
1.1
3,6
5,1
1.1
3,6
5,1
7,7
7,9
7,9
Prozentuale Kräuselungs- ückbildung aus Dehnung |
Farbbarkeil |
54 | 92 |
59 | 85 |
65 | 80 |
69 | 67 |
74 | 54 |
73 | 38 |
Die nachfolgende Zusammenstellung zeigt die Werte für die einzelnen Tür die Fäden wichtigen Größen:
Zusammenstell ung
Proben- | N | 2,36 | R | 10~2 |
Nr. | 1 | 2,36 | X | 10~2 |
39 | 2 | 2.36 | X | ίο-2 |
40 | 2 | 2,36 | X | ίο-2 |
41 | 2 | 2,36 | X | ίο-2 |
42 | 2 | 2,36 | X | 10~2 |
43 | 2 | X | ||
44 | ||||
1,06 χ 10~2
0,80 χ 10"2
0,90 χ 10"2
1.18 χ 10~2
1.37 χ 10~2
1,45 χ 10~2
Wie aus Tabelle 4 ersichtlich, wurden bei den Fäden Nr. 41 bis 44, die mehr als 10% Polyesterkomponente
(Komponente C) mit hoher Elastizität enthielten, ausgezeichnete spiralförmige spontane
Kräuselungen entwickelt, wenn sie verstreckt und entspannt wurden. Wenn diese verstreckten Fäden
einer Schrumpfbehandlung unterworfen wurden, dann war die Spannung auf Grund eines Kontakts zwischen
0,60
0,41
0,34
0,25
0,35
0.22
0,41
0,34
0,25
0,35
0.22
0,20
0,25
0,29
0.50
0,63
0,75
0,25
0,29
0.50
0,63
0,75
.VS(Iy(E+D | |
0,27 | 0,08 |
0,34 | 0,11 |
0,38 | 0,14 |
0,52 | 0,32 |
0,62 | 0,52 |
0,65 | 0,59 |
mehreren Fäden durch die spontane Kräuselung klein, so daß extrem gute Kräuselungen entwickelt wurden;
insbesondere war die Kräuselungsfahigkeit unter hohen Belastungen vorzüglich.
Weiterhin wurde bei den zusammengesetzten Fäden Nr. 41 bis 43 gemäß der Erfindung gefunden, daß die
Kräuselungselastizität und die Rückbildung aus Dehnung vorzüglich waren. Bei den Fäden Nr. 44, die
60% Polyesterkomponente (Komponente C) enthielten, war die Kräuselungseigenschaft ziemlich gut; sie
besaßen jedoch bezüglich der Färbbarkeit durch saure Farbstoffe Nachteile.
Claims (5)
1. Zusammengesetzter Polyamid/Polyester-Faden mit einer elastischen Kräuselung, der aus mindestens
zwei Komponenten besteht, die in einem exzentrischen Hülle/Kern-Verhältnis entlang der
Längsachse des Fadens angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die eine
Komponente aus Polyäthylenterephthalat oder einem hauptsächlich Äthylenterephthalateinheiten
enthaltenden Mischpolyester besteht, daß die andere Komponente oder die anderen Komponenten
ein hochschrumpfbares Polyamid enthalten, das eine prozentuale Schrumpfung von 15 bis 80%
aufweist, daß die Anzahl der Kerne im Faden mindestens zwei beträgt und ihr Gewichtsprozentanteil
im Faden 5 bis 50 beträgt, daß die folgenden Formeln gleichzeitig erfüllt werden:
1,2 χ 10~' g NS(-^Y(I + E) ^ 10,1 χ 10'
Ε^Ο,Ι,
Sä 1,1,
worin D das arithmetische Mittel der Durchmesser eines jeden Kerns darstellt, wenn die Kerne kreisförmig
sind und wenn die Kerne nicht kreisförmig sind, D das arithmetische Mittel der Durchmesser
von Kreisen darstellt, wenn die genannten nicht kreisförmigen Kerne in Kreise umgerechnet werden,
R den Durchmesser des Fadens darstellt, N die Anzahl der Kerne darstellt und E und S das
Verhältnis des Anfangsmoduls und das Verhältnis der Wärmeschrumpfbarkeit des Polyamids zum
Polyester darstellen und daß bei Homopolyamiden und Mischpolyamiden mit weniger als 5% der
Cokomponente die Viskositätszahl mindestens 1,15 ist.
2. Zusammengesetzter Faden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsprozentsatz
des Kerns oder der Kerne im Faden 20 bis 40 beträgt.
3. Zusammengesetzter Faden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernkomponente
aus Polyäthylenterephthalat oder einem hauptsächlich Äthylenterephthalateinheiten enthaltenden
Mischpolyester besteht und daß die Hüllenkomponente ein hochschrumpfbares Polyamid
ist.
4. Zusammengesetzter Faden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Polyamidkomponente
Nylon-6 oder Nylon-66 enthält.
5. Zusammengesetzter Faden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Polyamidkomponente
ein Mischpolyamid mit mehr als 95 Gewichtsprozent eines polyamidbildenden Bestandteils
und weniger als 5 Gewichtsprozent eines anderen polyamidbildenden Bestandteils enthält.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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