DE2245369B2

DE2245369B2 - Kontinuierliches oder diskontinuierliches verfahren zur herstellung eines endlosen voluminoesen garns aus zwei bestandteilen

Info

Publication number: DE2245369B2
Application number: DE19722245369
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. San Donato Milanese; Cognigni Franco Dr. Cesano Maderno; Conti (Italien)
Original assignee: SnamProgetti SpA
Current assignee: SnamProgetti SpA
Priority date: 1971-09-16
Filing date: 1972-09-15
Publication date: 1976-08-05
Also published as: DE2245369A1; GB1393798A; LU66067A1; NL7212453A; BE788435A; FR2153911A5; ES406953A1; JPS4839741A; CA987184A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung kontinuierlicher voluminöser Garne aus zwei Bestandteilen.

Es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um kontinuierlichen Garnen Voluminösität zu verleihen, beispielsweise mechanisches Kräuseln durch Kompreslion in einer Druckkammer oder Falschdrallen, wobei man eine Spinde! verwendete, die mit sehr hoher Tourenzahl pro Minute betrieben wurde. Andere Verfahren, beispielsweise Texturieren auf einer heißen Messerklinge, Kräuseln mit Luft oder Gas, durch einen Strickvorgang und ein folgendes Strickabbauen wurden ebenfalls verwendet. Ein weiteres Verfahren zur Herstellung voluminöser Garne geht von selbstkräutelnden Garnen aus, die zwei Bestandteile enthalten, die sich unterschiedlich verhalten, wenn man das Garn besonderen physikalischen oder chemischen Behandlungen unterwirft. Solche Garne wurden erst kürzlich im ellgemeinen in Form von Stapelfasern oder als kontinuierliches Nylongarn, das zur Herstellung von Strümpfen verwendet wird, auf den Markt gebracht.

Im allgemeinen erfolgt die Zusammenführung der Bestandteile Seite an Seite, oder die Bestandteile werden exzentrisch angeordnet. Einige Garne, die heute zur Verfügung stehen, enthalten auch eine Hülle-Kern-Anordnung. Das einfachste Verfahren zur Herstellung kontinuierlicher voluminöser Garne aus zwei Verbindungen besteht darin, daß man das Garn nach dem Strecken in einen Behandlungsofen leitet, wo das Garn nicht unter Spannung steht und sich zurückverformen kann, wobei als Ergebnis Schrumpfen oder Kräuseln • uftritl.

Die voluminösen Garne aus zwei Bestandteilen, die gemäß bekannten Verfahren hergestellt wurden, besitlen jedoch bestimmte Nachteile. Um ein gutes voluminöses Garn aus einer Mischung von zwei Bestandteilen herzustellen, müssen die einzelnen Filamente, die die Garne bilden, vollkommen getrennt sein, wenn die Fasern in den Behandkingsofen eingeführt werden. Die geringste Adhäsion, selbst die durch das Ölen beitn Spinnen bedingte, ergibt Verwicklungspunktel die unterschiedliche Voluminösität mit sich bringen, wodurch die gewirkten bzw. gestrickten Fabrikate, bedingt durch streifiges Färben und Unebenheiten, ein unannehmbares Aussehen erhalten. Auf das Ölen beim Spinnen kann jedoch nicht verzichtet werden, um die Garne strecken zu könru.-n.

Andererseits können texturierte kontinuierliche Garne, die nur ein einziges Polymer enthalten, nur mit sehr langsamer Produktionsgeschwindigkeit hergestellt werden, da eine hohe Anzahl an Drehungen pro Meter erforderlich ist, um zu erreichen, daß die Materialien sehr voluminös sind. Es ist daher erforderlich, die Garne über einer Spindel einer beachtlichen Anzahl von Umdrehungen, ungefähr 3000 pro Meter, zu unterwerfen, und die Produktionsgeschwindigkeit erreicht kaum 150 m/min.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist nunmehr die Herstellung kontinuierlicher voluminöser Garne mit hoher Produktionsgeschwindigkeit, wobei die erhaltenen Garne gleichmäßig voluminös sind, d. h. keine Verwicklungspunkte besitzen.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß es möglich ist, kontinuierliche voluminöse Garne aus zwei Bestandteilen, die aus zwei beim Spinnen Seite an Seite zusammengeführten Polymeren und/oder Copolymeren bestehen, herzustellen, wobei das Verfahren mit hoher Produktionsgeschwindigkeit durchgeführt werden kam, und die erhaltenen Garne ein gutes bzw. gleichmäßiges Aussehen besitzen, wenn man die Garne im Verlauf der Herstellung einer leichten Falschdrallbehandlung unterzieht.

Aus der US-Patentschrift 34 46 005 ist zwar die Verzwirnung von Verbundfäden bekannt, jedoch dient diese Behandlung dazu, den Garnen eine definierte schraubenförmige Konfiguration zu verleihen, wohingegen die britische Patentschrift 9 27 586 eine Falschdrailbehandlung von Garnen betrifft, die jedoch aus getrennten kontinuierlichen Fäden mit verschiedenen physikalischen Charakteristiken bestehen.

Die obige Aufgabe wird bei einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahren zur Herstellung eines endlosen voluminösen Garns aus zwei Bestandteilen, die aus zwei beim Spinnen Seite an Seite zusammengeführten Polymeren und/oder Copolymeren bestehen, durch Strecken des gesponnenen Garns und Leiten des Garns über eine erwärmte Platte oder durch einen Ofen und weiteres Leiten des Garns, ohne daß es unter Spannung steht, durch einen Ofen mit einer Temperatur zwischen 100° C und 350⁰C, Entfernen des Garns aus dem Ofen und Aufwickeln auf einer Spule. erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das gestreckte Garn vor dem zweiten Erwärmen mit einer Texturierspindel falschgedrallt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann neben der kontinuierlichen Arbeitsweise auch diskontinuierlich durchgeführt werden, d.h. zwischen den einzelne! Stufen können Unterbrechungen vorgenommen wc den.

Die Polymeren, die man zur Herstellung ,:,.r Filamente der Garne, die zwei Bestandteile entha · ■■ verwenden kann, sind solche, die zur Herstellung \··ι Filamenten aus zwei Bestandteilen bekannt sn '■·:.. beispielsweise: Polyester, Copolyester, Polyamide. Co polyamide, Acrylsäure-, Metacrylsäure- und polyolefini sehe Polymere. Die Falschdrallzahl, die man dem Garn verleiht, ist besonders gering. Ein solcher Falschdrall reicht nicht aus, voluminöse Fasern herzustellen; jedoch sind die einzelnen Filamente, die das Garn bilden, nicht miteinander verwickelt und die Kräuselung ist regelmäßig und einheitlich. Die Falschdrallzahl bzw. die Anzahl der Zwirnungen oder Drehungen pro Meter, die man dem Garn verleiht, variiert zwischen 600 und 1600 und liegt vorzugsweise bei 1000.

Es ist überraschend, daß sich die Garne, obgleich sie

selbst ein Drehmoment von 100 bis 200 Drehungen pro Meter besitzen (wenn sie sich frei drehen können), selbst nicht drehen oder verzwirnen und daß während der Behandlung kein Falschdrall auftritt. Somit sind keine Verwicklungspunkte vorhanden, die eine solche Behandlung verhindern.

Es sei bemerkt, daß das Garn in den Entwicklungsbzw. Behandlungsofen eingeführt werden muß, ohne daß es unter irgendeiner Spannung steht, und wenn es gespannt ist, kann ein latentes Kräuseln nicht erzielt werden. Das beste Einführungssystem in den Ofen, um die Nachteile zu vermeiden, die von einer niedrigen Spannung herrühren können, besteht darin, daß man das Garn durch einen Ejektor ansaugt, dessen Treibfluid ein Gas oder ein Dampf, insbesondere Luft ist. Die Temperatur eines solchen Fluids beeinflußt die Behandlung nicht wesentlich, solange wie sie eine Temperatur aufweist, die unterhalb der Erweichungstemperatur der Garne Hegt.

Die Kräuselung (bedingt durch die zwei Bestandteile) erfolgt in dem Ofen, der auf eine Temperatur von 150° C bis 350°C erwärmt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren bringt Vorteile mit sich, und zwar in bezuj: auf die Qualität und auf due Produktivität. Vergleicht man die texturierten Garne, die man aus einem einzigen Polymeren erhält, so wird die Produktivität bei gleicher Texturspindelgeschwindigkeit erhöht, bedingi durch die verminderte Anzahl an Umdrehungen pro Meter, die erforderlich sind. Die Produktivität wird bei gleicher Streckgeschwindigkeit auf ähnliche Weise erhöht, wenn nian die zusammengesetzten Filamentgarne, die gemäß bekannten Verfahren voluminös gemacht werden, vergleicht.

Wenn die Texturierspindel (Falschdrallspindel) nicht verwendet wird, ist es erforderlich, um ein Kräuseln .">. erzielen, ein »Einziehen« (draw in) in großem Maße · : erzwingen (ungefähr 25% des wahren Einziehens,·. wohingegen, wenn die Spindel verwendet wird, ein wahres Einziehen von 10% ausreicht. Für das Einziehen gilt das Verhältnis

d - dp.
d

100.

15

20

worin da und c/die Feinheit der Garne in Denier vor der Behandlung (do, und nach der Behandlung (^bedeuten, berechnet an den Garnen unter einer Belastung von 100 mg/denier.

Dieses besondere Verhalten steht erneut in Zusammenhang mit der Kohäsion, die zwischen den Filamenten besteht, wenn eine Faischdrahspindel nicht so verwendet wird. d. h. je stärker die Filamente getrennt sind, ein um so geringeres Einziehverhältnis ist erforderlich. Über die Qualität der Fasern, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt, wurden, und jene zusammengesetzten Filamentgarne. die nach s> bekannten Verfahren wurden, wurde bereits zuvor berichtet. Schließlich soll bemerkt werden, daß das

Tabelle la
Diskontinuierliches Verhallen

erfindungsgcmäße Verfahren einen weiteren Vorteil mit sich bringt, und zwar bei Acryigarnen, die aus zwei Bestandteilen bestehen, verglichen mit texturierten Acrylgarn, das nur ein Polymeres enthält. Solche Garne cus zwei Bestandteilen sind, wenn sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurden, sehr voluminös und werden auch während Waschens bei heißen Temperaturen und dem Färben in solchem Maße voluminös, daß solche Behandlungen noch eine Erhöhung in ihrem voluminösen Verhalten mit sich bringen. Auf diese Weise ist es möglich, Acrylgarne vor den Verarbeitungsphasen zu färben, und dies .·■ ■■.·::. wirtschaftlichen Standpunkt aus sehr vorteilhaft.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun an Hand der F i g. 1 und 2 näher erläutert, die nur beispielhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind. Bezüglich der Polyestergarne ist in Fig. 1 die Spindel in dem Streckbereich angeordnet, während in Fig. 2 diese außerhalb des Streckbereichs angeordnet ist.

In F i g. 1 zeigt 1 die Spinnspule, 2 sind die Waizen, mit denen das Führen zu der Streckstufe erfolgt, 3 bedeute' eine Spindel, die auf eine Temperatur von 80" C bis 100" C erwärmt wird, 4 bedeutet den Texturierofen (bei einer Temperatur von 120°C bis 16O⁰C) und 5 bedeute die Falschdrallspindel, 6 bedeutet die Beschickungswa:- zcn für den Behandlungsofen, 7 bedeute; die Ansaugvorrichtung für das Garn, 8 bedeutet der Behandlung^ ofen. 9 bedeutet die Sammelwalzen, 10 bedeutet eine Garnführung und 11 bedeutet das Aufwickeln.

In Fig. 2 bedeuten die Zahlen die gleichen Vorrichtungen wie in F 1 g. 1. Zusätzlich bedeutet 12 Zugwulzer: bzw. Zugorgane.

Im Falle von Acrylfasern 1.·.. es rvvorzugt, die Zwirnungen außerhalb des Streckbereichs anzubringen, und die Spule .3 ist durch eine Erwärmungsvorriehuing mit übererhitztem Dam pi (Ί?ο C bis 160""C) ersetzt, und die Zugwalzen (12) müssen erwärmt werden (140 C bis 180°C). Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

In den folgenden Tabellen sind in der Spalte Λ die Ergebnisse dargestellt, die man erhält, wenn man ein bekanntes Entwicklungsverfahren verwendet, und 111 Spalte B sind die Ergebnisse dargestellt, die man ix dem erfindugsgemäßen Verfahren erhält.

In den Tabellen la und Ib wurden Garne ni; Filamenten verwendet, die zwei Bestandteile enthielte·!, und nämlich PET (Polyaethylenterephialat) und lia? Mischpolymere PET/Cyclohexandimethanoi (10 Mol-%, bezogen auf das Dimethyltcrephtaiai). die Seite an Seite gesponnen waren.

In Tabelle Ic wurde eine Faser verwendet, die au:-. zwei Bestandteilen PHT und einem Mischpolymerisa-. PET/Neopentylglycol besieht (das NeopentylgKcowurde in einer Menge von 10 MoI-⁰Zc bezogen auf das Dimctrn Iterepht al al. \ erwendet).

Verstrecken

Streckverhältnis

Ausgangsgeschwindigkcii vom Strecken (m/min)

Spulentemperatur (⁰C)

4	4
600	600
80	80

Fortsetzung

Texturierung und Behandlung Eintrittsgeschwindigkeit zur Texturierung (m/min) Temperatur im Texturierungsofen (^CC) Anzahl der falschen Zwirnungen pro Meter Eintrittsgeschwindigkeit in den Behandlungsofen (m/min) Temperatur im Behandlungsofen (⁰C) Aufwickelgeschwindigkeit bzw. Sammelgeschwindigkeit (m/min)

Eigenschaften

Feinheitsnummer (denier) Zähfestigkeit (gr/denier) Dehnung(%) Elastischer Modul (gr/den) Anzahl der Kräuselungen pro cm bzw. Anzahl der Wellen pro cm (n/cm) Kräuselungsverhältnis (%) Voluminöse Eigenschaft (cc/g) Mechanische Stabilität (g/den) Aussehen des gestrickten bzw. gewirkten Materials Fehler beim Färben

Λ	B
	600
—	120
—	1000
600	600
300	280
320	350
155/48	150/48
3,0	3,2
68	35
15	19
11	12
9	9
3,5	3,5
0,5	0.9
mäßig	gut
offensichtlich	keine

Tabelle Ib	A	B
Kontinuierliches Verfahren	150	150
	4	4
Eintrittsgeschwindigkeit zum Strecken (m/min)	80	so
Streckverhältnis	—	100
Spulentemperatur (⁰C)	—	1000
Temperatur im Texturierungsofen (⁰C)		600
Falsche Zwirnungen (Anzahl, m)	iOO	280
Eintrittsgeschwindigkeit in den Behar.uhüigsofcn tnvmin)	360	480
Temperatur im Behandlungsofen ("C)
Sammelgeschwindigkeit (m/min)	180/48	150/48
Eigenschaften	3.0	3.2
Feinheitsnummer (denier)	65	3"'
Zähfestigkeit (g/denier)	15	!8
Dehnung(%)	9	10
Elastischer Modul (g/denier)	3,2	3.5
Anzahl der Kräuselungen pro cm (n/cm)	10	O
Voluminöses Verhalten	0,5	09
Kräuselungsverhältnis (%)	mäßig	gut
Mechanische Stabilität (g/denier)	offensichtlich	keine
Aussehen des gewirkten bzw. gestrickten Gewebes
Fehler beim Färben
Tabelle Ic
Kontinuierliches Verfahren

Eintrittsgeschwindigkeit zum Strecken (m/min)

Streckverhältnis Spulentemperatur (⁰C) Temperatur im Texturierungsofen (⁰C) Falsche Zwimungen (Anzahl/m) Eintrittsgeschwindigkeit in den Behandlungsofen (m/min) Temperatur im Behandlungsofen (⁰C) Sammelgeschwindigkeit (m/min)

150	150
4	4
90	90
	120
—	1000
600	600
350	300
330	430

Fortsetzung

(ο

	A	B
Eigenschaften
Feinheitsnummer (denier)	170/48	150/48
fcähfestigkeit (g/denier)	2,6	3,0
Dehnung(%)	70	40
Kräuselung pro cm	9	9
Kräuselungsverhältnis (%)	6	8
Voluminöses Verhalten (cc/g)	3,0	3,2
Mechanische Stabilität (g/den)	0,4	0,8
Aussehen des gewirkten bzw. gestrickten Materials	mäßig	gut
Fehler beim Färben	offensichtlich	keine

In den Beispielen 1 und 2 ist das Verhältnis (Kräuselungsverhältnis) gemäß der folgenden Formel definiert:

Verhältnis =

Länge unter Belastung von 100 mg/den — Länge unter Belastung von 1 mg/den

Länge unter Belastung von 100 mg/den

■ 100

Beispiel 2

Im folgenden sind die Ergebnisse eines einfachen Behandlungsverfahrens (A) und eines Behandlungsverfahrens (B) mit Trennung der Filamente auf einer Spindel von Acrylgarn, das aus Filamenten gebildet wurde, das die folgenden Bestandteile enthält, angegeben:

a) Acrylnitril 91,5%, Methylacrylat 8%. Natriumme-

tallylsulphonat 0,5%;
b) Acrylnitril 94,5%, Methylacrylat 5%, Natriummetallylsulphonat 0,5%.

Die in Dimethylformamid gelösten Polymeren wurden trocken Seite an Seite 50/50 versponnen und ir überhitztem Dampf bei einer Temperatur von 150° C und einem Streckverhältnis von 1 : 5 verstreckt.

	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen	A	B
Eintrittsgeschwindigkeit zur Texturierung (m/min)	—	400
Falsche Zwirnungen (n/min)	—	700
Temperatur im Texturierungsofen (°C)	—	150
Eintrittsgeschwindigkeit in den Behandlungsofen (m/min)	400	400
Temperatur im Behandlungsofen (⁰C)	320	250
Aufwickelgeschwindigkeit	240	300
Eigenschaften
Feinheitsnummer (denier)	120/40	100/40
Zähfestigkeit (g/denier)	2,8	2,7
Dehnung(%)	40	35
Kräuselung pro cm	10	11
Verhältnis (%)	8	9
Voluminöses Verhalten (cc/g)	3,8	3,9
Mechanische Stabilität (g/denier)	0,9	0,9
Aussehen des gestrickten bzw. gewirkten Materials	mäßig	gut
Fehler beim Färben	offensichtlich	keine

Claims

Patentanspruch:

Kontinuierliches oder diskontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines endlosen voluminösen Garns aus zwei Bestandteilen, die aus zwei beim Spinnen Seite an Seite zusammengeführten Polymeren und/oder Copolymeren bestehen, durch Strekken des gesponnenen Garns und Leiten des Garns über eine erwärmte Platte oder durch einen Ofen ι ο und weiteres Leiten des Garns, ohne daß es unter Spannung steht, durch einen Ofen mit einer Temperatur zwischen 100° C und 350° C, Entfernen des Garns aus dem Ofen und Aufwickeln auf einer Spule, dadurch gekennzeichnet, daß das gestreckte Garn vor dem zweiten Erwärmen mit einer Texturierspindel falschgedrallt wird.