DE2846720B2 - Verfahren zur Herstellung von bauschfähigem Polyester-FUamentgarn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren /ur Herstellung von bauschfähigern Polyester-Filamentgarn, bei welchem man das geschmolzene Polymere zu in zwei Bündeln getrennten Filamenten verspinn!, dann auf die Filamente eine Spinn-Präparation aufbringt, hierauf die Filamentbündel einer Streckung bei identischen Behandlungsbedingungen während des Durchlaufs durch eine Trockenwärme-Zone unterwirft und schließlich die <r, Filamentbündel zu einem Garn aus Filamenten mit unterschiedlichen Schrumpfeigenschaften vereinigt.

Bei einem derartigen, durch die US-PS 34 23 809 bekannten Verfahren werden zwei Filamentbündel bei identischen Bedingungen ersponnen und gestreckt, « worauf man eines der beiden Bündel einer Behandlung mit Dampf und Wärme unterwirft und dabt' durch hinreichende Fadenspannung Schrumpf verhindert, und dann die beiden Bündel zusammenführt und in einer Verflechtungsdüse zum Garn vereinigt. Durch die γ-, Wärmebehandlung des einen Bündels entsteht eine Schrumpfdifferenz zwischen den beiden Bündeln. Dieses Verfahren erfordert aber für die Wärmebehandlungsstufe eine Einrichtung, die bei der herkömmlichen Produktion von Filamentgarn nicht Verwendung findet, mi Außerdem ist es schwierig, das nichtzubehandelnde Filamentbündel gegen die Beheizung des anderen Bündels abzuschirmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von bauschfähigem Poly- h^r> ester-Filamentgarn zu schaffen, das sich ohne weiteres zur Anwendung bei herkömnilicherwcise zur Herstellung von Filamentgarn einheitlichen Schrumpfverhaltens eingesetzten Spinnanlagen eignet, d. h. das keine zusätzliche Warmentspannungs- oder Wärmebehandlungseinrichtung erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.

Während des Streckens der Filamente beschränkt die Spinnpräparation auf Wassergrundlage anscheinend aufgrund der beim Verdampfen von Wasser aufgenommenen Wärme die Temperatur dieser Filamente auf etwa 100⁰C oder darunter, so daß nur eine leichte Kristallisation des Polyesters erfolgt; wenn man solche Filamente anschließend zur Herbeiführung von Kristallisation warmentspannt, wird ein relativ hoher Schrumpf erhalten. Wenn man andererseits die Filamente mit der im wesentlichen nichtflüchtigen Spinnpräparation streckt, erhöht Temperaturanstieg aufgrund der Streckwärme die Temperatur dieser Filamente auf mehr als 130⁰C. Es bildet sich rasch Kristallisation aus, und diese verstreckten Filamente haben relativ hohe Kristallinität und geringen Schrumpf.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von bauschfähigem Polyester-Filamentgarn kommt gegenüber dem bekannten Verfahren mit einem geringe; en apparativen Aufwand aus. Es eignet sich zur Anwendung bei Maschinen, wie sie herkömmlicherweise bei der Erzeugung von Filamenttextilgarn in einem kontinuierlichen Prozess Verwendung finden, bei dem Polyester-Filamente aus Spinndüsen-Austrittsöffnungen schmelzgesponnen, abgeschreckt, zu einem Filamentbündel zusammengeführt und mit Streckwalzen auf mindestens das natürliche Streckverhältnis verstreckt werden.

Vorzugsweise wird die Spinnpräparation auf Wassergrundlage von einer wäßrigen Emulsion von etwa 2 bis lOGew.% an Filameni-Gleitmitteln gebildet. Die andere Spinnpräparation wird vorzugsweise von einer Lösung oder Dispersion von Filament-Gleitmittein in einer organischen Flüssigkeit gebildet, die bei Temperaturen von bis zu mindestens 160¹¹C im wesentlichen nichtflüchtig ist.

Im allgemeinen werden zur Bildung der beiden Filamentbündel an einer einzigen Spinnstelle die Filamente aus verschiedenen Austntlsöffnungcn der gleichen Spinndüse gesponnen. Man kann aber auch benachbarte Spinndüsen einer Spinnmaschine zur Bildung der beiden Filamentbündel verwenden.

Die Filamente werden auf mindestens das natürliche Streckverhältnis gestreckt, da eine weniger vollständige Streckung in nichtverstreckten Segmenten resultiert, die in der Ware zu ungleichmäßiger Färbung und rauhem Griff führen. Dabei kann ein herkömmliches Streckverhältnis von etwa 2 bis 5 Anwendung finden (das natürliche Streckverhältnis nimmt mit zunehmenden Spinngeschwindigkeiten ab). Die beiden Filamentbündel werden bei der gleichen Geschwindigkeit und bei den gleichen Bedingungen mit Ausnahme des Unterschiedes zwischen den Präparationen auf das gleiche Streckverhältnis gestreckt.

Die Filamente der beiden Bündel werden aus Äthylenterephthalat-Linearpoly kondensat ersponnen, das Polyäthylenterephthalat-Homopolymeres oder ein Copolymeres sein kann, bei dem mindestens 95 Mol% der wiederkehrenden Struktureinheilen Äthylenlerephthalat sind, während der Rest Einheiten darstellt, welche das Verhalten der Filamente in der Streeksüife nicht nennenswert nachteilig beeinflussen. Z. B. setzt man häufig etwa 2 Mol% 5-(Alkalimctallsulfo)-isophthalai-Einiieitcn ein, um dem Produkt eine verbesserte

Anfärbbarkeit zu erteilen.

Da die Filamente der beiden Bündel bei den gleichen Geschwindigkeiten auf das gleiche Streckverhältnis gestreckt werden, erzielt man beim Vereinigen der Bündel auf den Streckwalzen eine gute Kilament-Ineinandermengung. Die ineinanderger.iangten Filamente können nach den Streckwalzen verflochten werden, indem man sie durch eine Verflechtungsdüse führt, was ein fest zusammenhaltendes Garnbündel ergibt. Li der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ii schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung,

Fig.2 im Schnitt eine Düseneinrichtung, die zur Aufbringung der Trockenwärme in der Streckzone geeignet ist, wobei der Schnitt durch die Achse eines Wasserdampfdurchlasses und längs der Achse eines Garndurchlasses entsprechend Linie 2-2 von F i g. 3 gelegt ist, und

F i g. 3 einen Schnitt der Düseneinrichtung nach Linie 3-3 von F i g. 2.

Wie in Fig. I gezeigt, werden die Filamente aus der Schmelzspinn-Anordnung 2 zur Bildung von zwei Filamentgruppen 4, 4' gesponnen. Die beiden Gruppen werden getrennt an Führungen 6, 6' zur Bildung von Filamentbündeln 7, 7' zusammengeführt. Auf die Filamente des Bündels 7 wird mit der Walze 8 eine Spinnpräparation auf Wassergrundlage und auf die Filamente von Bündel T mit der Walze 8 eine im wesentlichen nichtflüchtige Spinnpräparation aufgebracht. Die im wesentlichen nichtflüchtige Spinnpräparation soll weniger als 10 Gew.% an Wasser (vorzugsweise weniger als 5 Gew.% an Wasser) enthalten. Die beiden Bündel laufen dann um Zuführwalzen 10 und 12 und durch getrennte Durchlässe einer Heizeinrichtung 14 und werden vor oder auf den Streckwalzcn 16 und 18 zu einem einzigen Garn vereinigt. Die Filamentbündel werden bis nach dem Strecken getrennt gehalten, laufen aber mit der gleichen Geschwindigkeit und werden auf das gleiche Streckverhältnis gestreckt. Die Zuführwalzen sind in der Zeichnung schemalisch als einzelner Walzensatz gezeigt, um das Laufen der beiden Bündel mit der gleichen Geschwindigkeit zu unterstreichen, aber man kann bei der Durchführung des Verfahrens auch mit zwei Zuführwalzensätzen mit gleicher Oberflächengeschwindigkeit arbeiten. Durch Vereinigen der gestreckten Bündel vor den Streck.walzen oder beim Auflaufen auf und Herumlaufen um die Streckwalzen 16 und 18 läßt sich eine gute Ineinandermengung der Filamente erzielen. Das anfallende, zusammengesetzte Garn wird vorzugsweise durch eine herkömmliche Vcrflechtungsdüseneinrichtung 20 geführt, um das Garn zur Bildung einer guten Packung an der Aufwickclstelle genügend zu verflechten. Mit der Schlichtewalzc 22 kann auf das Garn ein herkömmliches, antistatisches Gleitmittel aufgebracht werden. Das Garn wird dann einer Aufwickelstelle zugeführt und dort auf die Packung 24 aufgewickelt, die durch die Antriebswalze 26 oberflächengetrieben wird.

Die Heizeinrichtung t4 liefert Trockcnwärme in der Streckzone. Die F i g. 2 und 3 zeigen eine Düseneinrich- ι tung, die im Interesse einer bequemen Herstellung vier Platten aufweist, die beim Einsatz miteinander verschraubt werden. Die Deckplatte 38 ist auf der unteren fläche mit Nuten versehen, um Garndurchlässc 40, 40' /u bilden. Die I- ig. 3 zeigt zwei Durchlässe, aber man ι kann je nach der Zahl zu behandelnder Filamentbündel jede beliebige /uhl von Durchlässen vorsehen. Jeder Garndurchlaß w'r<J durch einen Wasscrdamofdurchlaß 42 aufgeschnitten. Die Wasserdainpf-Durchlässe sind so unter einem Winkel durch eine zweite Platte 44 hindurchgebohrt, daß sie, wie in Fig.2 gezeigt, die Achse des Garndurchlasses unter einem Winkel von 30° treffen. Eine Aushöhlung einer dritten Platte 46 bildet eine gemeinsame Wasserdampfkammer 48 zur Zuführung von Wasserdampf bei gleichmäßigen Bedingungen zu den Durchlässen. Die Bodenplatte 50 vervollständigt den Aufbau. Die öffnung 52, die zwockmäßigerweise zum Ansetzen einer Wasserdampf-Zuführleitung mit Gewinde versehen ist, leitet den Wasserdampf in die Kammer 48. Normalerweise arbeitet man mit Wasserdampf-Zuführung mit einem Druck ρ_ύ von 2,1 bis 10,3 bar und mit 170 bis 375° C.

Das Filamentbündel 7 wird durch den Garndurchlaß 40 und das Filamentbündel T durch den Garndurchlaß 40' hindurchgeführt. Die verstreckten Filamentbündel werden dann auf den Streckwalzen IS und 18 vereinigt, so daß die Filamente während des Umlaufs um die Walzen zur Bildung eines zusammengesetzten Garns rneinandergemengt werden. Man kann die Streckwalzen zum Wärmefixieren des Garns beheizen oder das Garn nachfolgend wärmefixieren. Man arbeitet mit Wärmefixiertemperaturen im Bereich von 90 bis 120^cC bei genügend kurzer Erhitzungsdauer, um die gewünschten Michschrumpf-Eigenschaften auszubilden. Bei scharfer Wärmefixier-Behandlung kann der Fall eintreten, daß kein genügender Unterschied im Restschrumpf der beiden Filamentarten vorliegt.

Spinnpräparaiionen werden herkömmlicherweise dazu verwendet. Filamente während des Streckens zu schützen. Man hat hierzu eine breite Vielfalt von Stoffzusammensetzungen eingesetzt. Geeignete Zusammensetzungen sind in US-PS 37 01 248 und 37 72 872 beschrieben. Man bringt solche Stoffzusammensetzungen unter Ausbildung von 0.1 bis 2 Gew.% Trockenpräparation auf dem Garn, vorzugsweise etwa 0,2 bis 1 Gew.% FOY auf. Eine Präparation kann als wäßrige Lösung oder Emulsion oder als Lösung oder Dispersion in einer organischen Flüssigkeit, aulgebracht werden Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die auf das eine Filamentbündel aufgebrachte Präparation auf Wassergrundlage von einer wäßrigen Emulsion von etwa 2 bis 10 Gew.% Filament-Gleitmitteln gebildet werden; beim Aufbringen in der üblichen Weise ergibt das Wasser eine genügende Kühlung, um Kristallisation des Äthylentcrephthalatpolymeren während des Strekkens der Filamente wirksam zu verzögern. Gemäß der Erfindung kann die im wesentlichen nichtflüchtige Spinnpräparation, die auf das andere Filamentbündel aufgebracht wird, von einer Lösung oder Dispersion von Filainent-Gleitmitleln in einer organischen Flüssigkeit gebildet werden, die bei Temperaturen von bis zu mindestens 130C, in bevorzugter Weise von bis zu mindestens 160⁰C, im wesentlichen nichtflüchtig ist; bei Aufbringung in der üblichen Weise ergibt diese Präparation keine nennenswerte Verzögerung von Kristallisation des Polymeren während des Streckens der Filamente.

Die im Beispiel eingesetzte Spinnpräparation auf Wassergrundlage ist eine 2 gew.°/oige wäßrige Emulsion einer Stoffzusammensetzung mit einem Gehalt von 49 Gew.teilen Isocetylstcarat, 24,5 Teilen Natriumdi-(2-äthylhexyl)-sulfosuccinat und 24,5 Teilen des Kondensationsproduktcs von 1 Mol Stearylalkohol mit 3 Mol Äthylenoxid, 1 Teil Triethanolamin und 1 Teil Ölsäure. Beim Arbeiten mit einer 10- anstatt 2%igen wäßrigen Emulsion werden ebenfalls gute Ergebnisse erhalten.

Beispiel

Polyäthylenterephthalat mit einer relativen Viskosität (HVR) von etwa 22 wurde aus einer 34-Loch-Spinndüse bei einer Spinntemperatur von 297°C zu Filamenten versponnen. Die Filamente wurden in Luft von 21° C abgeschreckt, in zwei Gruppen zu je 17 Filamenten unterteilt und zur Bildung von zwei Filamentbündeln zusammengeführt. Das eine Bündel wurde über eine Walze geführt, mit der eine 2°/oige wäßrige Emulsion von Filament-Gleitmitteln aufgebracht wurde, und das andere über eine Walze, die eine im wesentlichen

nichtflüchtige Spinnpräparation auftrug. Die beide Bündel hefen dann um Zuführwalzen mit 1620 m/mi und durch getrennte Durchlässe einer Düseneinrich tung, die mit Wasserdampf mit einem Druck p„ vo

3.4 bar und von 180⁰C gespeist wurde, und wurden au nichtbeheizten Streckwalzen bei 3500 m/min zur BiI dung eines 34fädigen 70-den-Mischschrumpf-Garn: (7,8 tex) vereinigt. Das Garn hatte eine Festigkeit vo

4.5 g/den und eine Dehnung von 25,6%. Die Nieder schrumpl'-Filamente hatten einen Abkochschrumpf vo 8,1% und die Hochschrumpf-Filamente einen Abkoch schrumpf von 15,9% (vor dem Wärmefixieren).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von bauschfähigem Polyester-Filamentgarn, bei weichem man das geschmolzene Polymere zu in zwei Bündeln getrennten Filamenten verspinnt, dann auf die Filamente eine Spinn-Präparation aufbringt, hierauf die Filamentbündel einer Streckung bei identischen Behandlungsbedingungen während des Durchlaufs durch eine Trockenwärme-Zone unterwirft und schließlich die Filamentbündel zu einem Garn aus Filamenten mit unterschiedlichen Schrumpfeigenschaften vereinigt, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das eine Filamentbündel eine Spinnpräparation auf Wassergrundlage aufbringt, während man auf das andere Filamentbündel eine Spinnpräparation aufbringt, die weniger als 10% Wasser enthält und bei Temperaturen bis zu mindestens 130°C nichtflüchtig ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Spinnpräparation auf Wassergrundlage eine wäßrige Emulsion verwendet, die etwa 2 bis 10Gew.% an Gleitmitteln für die Filamente enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als weniger als 10% Wasser enthaltende Spinnpräparation eine Lösung oder Dispersion von Gleitmitteln für die Filamente in einer organischen Flüssigkeit verwendet, die bei Temperaturen bis zu mindestens 160°C im wesentli- jo chen nichtflüchtig ist.