DE2207849A1 - Verfahren zur herstellung von texturierten, molekular orientierten faeden - Google Patents

Description

IiETALlGESELLSCHAFT Frankfurt/ilain, den 17.2.1972.

Aktiengesellschaft -Wgn/HSz-

Nr. 6886 LÖ

Verfahren zur Herstellung von texturierten, molekular orientierten Fäden

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren sur Herstellung von texturierten und molekular orientierten Endlosfäden aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere Polyester oder Polyamid.

Es ist bereits weithin üblich, texturierte, molekular orientierte Kunststoffäden dadurch herzustellen, daß Fäden, im Falle der Verwendung von Polyester als Rohstoff, mit einer Fadenstärke zwischen 70 und 150 den mit Geschwindigkeiten zwischen etwa 1 000 bis ca_e 1 500 m/min aus der Schmelze abgezogen und aufgewickelt werden» Diese weitgehend unorientierten Fäden werden anschließend auf einer Streckzwirnmaschine zweistufig über eine heiße Galette und beheiztes Bügeleisen im Verhältnis von ungefährt 1 : 3,2 bi-s 1 : 4,0 mit Geschwindigkeiten von ca. 800 bis 1 000 m/min verstreckt und aufgespult.

In einem folgenden Arbeitsgang werden die so hergestellten Garnkörper einer Texturiermaschine, die z, B. nach dem Falschzwirnverfahren arbeitet, vorgelegt und dort bei Geschwindigkeiten in der Größenordnung von 100 bis 150 m/min gekräuselt.

Dieses bekannte Verfahren ist insofern nachteilig, als zur Herstellung des fertigen Kräuselgarnes mindestens drei Arbeitsgänge notwendig sind, der Faden einer mehrmaligen

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thermischen Belastung ausgesetzt ist und der Materialdurchsatz in der Spinnerei pro Spinndüse begrenzt ist. Dieser Durchsatz liegt bei einem Material, das nach dem Verstrekken auf der Streckzwirnmaschine einen Endtiter von Ί 50 den bei ca. 24 % Bruchdehnung hat, bei etwa 65 bis 80 g/min (s. Abb. 1).

Es ist weiterhin bekannt, Fäden, die wie oben beschrieben, zwischen 1 000 und 1 500 m/min gesponnen und aufgev/ickelt worden sind, unter Umgehung des in der Streckzwirnmaschine erfolgenden Arbeitsganges direkt einer modifizierten Texturiermaschine vorzulegen. Auf dieser Maschine wird das Material um die erforderlichen ca. 350 % nachverstreckt. Diese Nachverstreckung geschieht entweder durch ein der Texturiermaschine vorgeschaltetes Streckwerk mit Beheizung oder die Verstrickung erfolgt im ersten Heizkanal der Texturiermaschine, wobei in diesem Fall Einlaufwerke und Getriebe dieser Texturiermaschine den erforderlichen Geschwindigkeitseinstellungen und auftretenden Fadenspannungen angepaßt werden müssen.

Die Nachteile dieser Methoden sind folgende:

Das bei Geschwindigkeiten bei 1000 bis 1 500 m/min aufgewickelte und weitgehend unorientierte Material ist nur sehr begrenzt lagerfähig. Es verändert seine Charakteristik hinsichtlich Verstreckvermögen und auftretender Streckspannung mit wechselnden Temperatur-, Zeit- und Feuchtigkeitseinflüssen. Weiterhin ist das Material sehr leicht deformierbar.

Ein weiterer Nachteil ist die Tatsache, daß zur Texturierung dieses Garns die hierzu benutzten Maschinen entweder eine Spezialausführung sein müssen oder vorhandene Maschinen umgebaut werden müssen.

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Der oben "beschriebene relativ kleine Durchsatz pro Zeiteinheit und Spinndüse verändert sich nicht.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren zu schaffen, dem die vorgenannten Nachteile nicht mehr anhaften, mit dem sich mit einfachsten Mitteln voll lagerfähige Fäden herstellen lassen, die auf herkömmlichen Texturiermaschinen mit geringsten Nachverstreckungen ■weiterverarbeitet werden können. Insbesondere soll hierbei der wirtschaftliche Aufwand optimal gering sein und ein Garn erzeugt werden, das sich auf die gewünschte ¥eise anfärben läßt. Weiterhin soll eine Deformation der Fäden während des Abzugs vermieden werden und insbesondere sollen die Fäden so schnell wie möglich unter Verwendung von handelsüblichen Vorrichtungen abgezogen v/erden, wobei die Verstreckung so hoch sein soll, daß das erzeugte Garn praktisch unbegrenzt lagerfähig ist und die nachfolgende Texturierung auf einfache Weise die RestverStreckung erfolgen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination folgender Maßnahmen:

a) Die Fäden werden in einer Vielloch~3pinndüse ausgesponnen und von einer Abzugsvorrichtung mit einer wirtschaftlich optimalen und eine Lagerfähigkeit der Fäden gewährleistenden Geschwindigkeit von mindestens 2 500 m/min unter Vermeidung von Deformation abgezogen und bis zu einer verbleibenden Bruchdehnung von höchstens 200 % verstreckt und

b) die vorverstreckten und aufgewickelten Fäden werden darauf nach dem Falschzwirnverfahren unter weiterer Restverstreckung im ersten Heizkanal einer Texturiermaschine bis zu einer bei Krauselgarnen üblichen Bruchdehnung gekräuselt.

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Vorteilhaft können zur Durchführung der beiden genahnten Verfahrensschritte wirtschaftlich besonders günstig einmal verhältnismäßig einfache Abzugsvorrichtungen bekannter Art und zur Durchführung des zweiten Verfahrensschrittes herkömmliche Texturiermaschinen unter Einstellung einer gewissen Verstreckung verwendet v/erden.

Vorteilhaft können die Fäden mit Geschwindigkeiten von etwa 3 000 bis zu 4 000 m/min abgezogen und aufgewickelt werden. Bei diesen Geschwindigkeiten ergibt sich für einen Polyesterfaden eine Bruchdehnung von etwa 150 bis 90 %. Die aufgewickelten Fäden werden beim Kräuseln einer Nachverstreokung von 1 : 1,2 bis 1 : 1,8 unterworfen.

Das Abziehen erfolgt vorzugsweise mechanisch. Die Fäden werden durch einen Hochgeschwindigkeitswickler mit der der Abzugsgeschwindigkeit entsprechenden Umdrehungsgeschwindigkeit abgezogen und aufgewickelt. Die auf diese Weise hergestellten Fäden sind auf Grund ihrer weitgehenden, aber nicht vollständigen Verstreckung mit dem daraus resultierenden hohen molekularen Orientierungsgrad sehr widerstandsfähig, insbesondere lassen sich die so hergestellten Fäden auch bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen für eine lange Zeit lagern.

Demgegenüber haben die bekannten wenig orientierten Fäden den Nachteil schlechter Lagerfähigkeit und mechanischer Empfindlichkeit, was ihre Weiterverwendung nach längerer Zeit und ihren Transport ziemlich erschwert. Die Abzugsvorrichtung arbeitet gemäß der Erfindung vorzugsweise vorteilhaft ohne aufgeheizte Teile wie Galetten oder Heizkanäle und ohne Betriebsmittel von erhöhter Temperatur.

Der Faden wird nach dem Austreten aus der Spinndüse thermisch picht weiter belastet. Beim nachfolgenden Abziehen sind die Abzugskräfte nicht so groß, daß außer der Verringerung des Querschnitts nennenswerte weitere Deformationen an den Fäden auftreten können. Insbesondere bleibt der Fadenquerschnitt

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unverändert rund, sofern auch die dazugehörige Spinndüsenöffnung rund ist.

Es wurde überraschend gefunden, daß der beim erfindungsgemäßen Verfahren benutzte Bereich der Abzugsgeschwindigkeiten sowohl eine optimale Wirtschaftlichkeit und Produktivität als auch eine hervorragende Qualität der so hergestellten Fäden ergibt.

Abb. 1 gibt die Förderleistung in g/min pro Spinndüse (F-Achse) gegen die Abzugsgeschwindigkeit (Α-Achse) aufgetragen wieder, dabei entspricht die Kurve einer Förderleistung, die notwendig ist, um aus einer Spinndüse ein Endprodukt mit einem Nominaltiter von 150 den zu erreichen. Aus der Kurve ist ersichtlich, daß diese für die Produktivität wichtige Fördermenge bei Geschwindigkeiten im Bereich von 5 000 bis 4 000 m/min bei 100 g/min liegen, was einer Steigerung gegenüber dem Wert für 1 000 bis 1 500 m/min um über 25 % entspricht.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren undeformierten Fäden stellen ein für die Herstellung von Kräuselgarn auf üblichen Maschinen leicht zu verarbeitendes Ausgangsmaterial dar, Auch hat es sich überraschenderweise gezeigt, daß die Anfärbbarkeit dieser Fäden besser als bei Fäden ist, die im konventionellen Verfahren über die kalten und/oder heißen Galfetten und über beheizte Bügeleisen abgezogen und verstreckt worden sind.

Es ist vorteilhaft, daß das Abziehen der Fäden mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 000 bis 4 000 m/min bis zu einer Bruchdehnung unter 150 % bis etwa 90 % erfolgt. Bei diesen Werten der Bruchdehnung können, wie sich vorteilhaft gezeigt hat, die Fäden bekannter Texturiermaschinen ohne weitere Anpassung eingegeben werden, wie sie in der Textilindustrie bekannt und verbreitet sind.

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Es erübrigt sich also die Anschaffung von besonderen Texturiermaschinen. Einzelheiten des erfahrungsgemäßen Verfahrens sollen nachfolgend näher erläutert werden:

Polymerisat in Granulatform wird in einem Extruder geschmolzen. Als Polymerisat kommt z. B. Polyester oder Polyamid in Frage; als Ausgangsraaterial sind aber auch andere schmelzspinnbare Polymere und Copolymere möglich.

Vom Extruder wird das Polymerisat über eine Spinnpumpe in eine Vielloch-Spinndüse geleitet. Aus den Spinndüsenöffnungen treten Fäden aus, die durch einen Luftstrom abgekühlt werden. Die Fäden werden mechanisch mittels eines Schnellspulaggregates mit einer Fadengeschwindigkeit von etwa 3 000 m/min abgezogen und erhalten hierdurch z. B. bei Polyester eine Bruchdehnung von ca. 150 %,

Zwischen Spinndüse und Abzugsaggregat können Fadenführer und/oder eine nicht beheizte Galette mit Umlenkröllchen angeordnet sein. Die Fäden mit Fadenstärken im Textildenierbereich sind molekular weitgehend orientiert und besitzen eine Zugfestigkeit von z, B. 2,7 g/den. Wählt man eine etwas höhere Abzugsgeschwindigkeit von 4 000 m/min, so bleibt den Fäden noch eine Bruchdehnung von etwa 90 %, Die so erhaltenen teilverstreckten Fäden sind nach diesem Verfahrensschritt beträchtlich lange - mehrere Monate - lagerfähig.

Zur Y/eiterverarbeitung werden die Fäden einem mechanischen Kräuselungsverfahren auf einer an sich bekannten Falschdrahtmaschine unterworfen und dabei gleichzeitig im ersten Heizkanal nachverstreckt. Hierzu ist ein Streckverhältnis von 1 : 1,6 (bei 115 9^ Anfangs-Bruchdehnung) oder aber von 1 : 1,5 (bei 100 % Anfangs-Bruchdehnung) erforderlich, das sich auf den konventionellen Texturiermaschinen ohne weiteres einstellen läßt. Nötigenfalls kann hierzu der Klemmdruck der Einlaufwalzenwerke etwas verstärkt werden.

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Die nach dieser Arbeitsweise hergestellten Polyester-Setgarne weisen ähnliche physikalische Daten auf wie sie Fäden besitzen, die nach den üblichen Verfahren zu Setgarnen verarbeitet worden sind.

Bei einer Texturiermaschine, die nach dem bekannten Falschdraht-Verfahren arbeitet, läuft der Faden über das Einlaufwalzenwerk und einen Heizkanal zur Falschdrahtspindel, dann weiter zum ersten Abzugswerk und bei der Herstellung von sogenannten "Sef'-Garnen durch einen v/eiteren Heizkanal zum zweiten Abzugswerk und schließlich zum Aufspulen. Der durch die Falschdrahtspindel laufende Faden erhält im Einlaufbereich einen Falschdrall bei einer Spindeldrehzahl bis zu 700 000 Umdrehungen pro Minute, der im ersten Heizkanal sofort fixiert wird. An der Auslaufseite der Falschdrahtspindel wird dieser Drall wieder aufgehoben. Zwischen den beiden Abzugswerten wird im zweiten Heizkanal ein Teil der erzielten Elastizität wieder mit Hitze entfernt, wodurch ein gekräuseltes, aber nicht hochelastisches Garn entsteht.

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Claims (3)

Patentansprüche

1) Verfahren zur Herstellung von texturierten und molekularorientierten endlosen Fäden aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere Polyester oder Polyamid, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Maßnahmen:

a) daß die Fäden in einer Yielloch-Spinndüse ausgesponnen und von einer Abzugsvorrichtung mit einer wirtschaftlich optimalen und eine Lagerfähigkeit der Fäden gewährleistenden Geschwindigkeit von mindestens 2 500 m/min unter Vermeidung von Deformationen abgezogen und bis zu einer verbleibenden Bruchdehnung von höchstens 200 % vorverstreckt werden und

b) daß die vorverstreckten und aufgewickelten Fäden darauf nach dem Falschzwirnverfahren unter weiterer Restverstrekkung im ersten Heizkanal einer Texturiermaschine bis zu einer bei Kräuselgarnen üblichen Bruchdehnung verarbeitet werden.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abziehen der Fäden mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 000 bis U 000 m/min bis zu einer Bruchdehnung unter 150 % bis etwa 90 % erfolgt.

3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bis zu einer Bruchdehnung unter 150 % bis etwa 90 % verstreckten Fäden beim Kräuseln um einen zwischen 1,2 und 1,8 liegenden Faktor gestreckt werden.

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