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Verfahren zur Herstellung von dauerhaft gekräuselten Fasern oder Fäden aus Vinylpolymeren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dauerhaft gekräuselten Fasern oder Fäden aus Vinylpolymeren, wobei die Fasern oder Fäden im kalten Zustand in einer Kräuselvorrichtung vom
Stopfbüchsentyp gekräuselt werden, worauf ausserhalb dieser Kräuselvorrichtung eine Wärmefixierung der Kräuselung vorgenommen wird.
Aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 305. 519 ist eine Vorrichtung zum Schlingen eines Garns bekannt, wobei das Garn, nachdem es auf einem Zylinder aufgewickelt ist, auf eine geeignete Temperatur erhitzt wird. Wie dieser Patentschrift entnommen werden kann, wird das Garn erhitzt, während es noch um den Zylinder oder dessen Fortsetzung gewunden ist, also während dasselbe noch in der zur Bildung der Schlingen dienenden Maschine ist. Wird nach dem Verfahren gemäss dieser franz. Patentschrift das Aufwickeln der Fasern auf einem Zylinder vorgenommen, dann muss es, während es sich am Zylinder oder seiner Fortsetzung befindet, erhitzt werden, um die Schlingen zu fixieren und schliesslich muss es abgenommen werden.
Im Gegensatz dazu ist beim erfindungsgemässen Verfahren ein Kräuseln der Fasern in kaltem Zustand in einer Kräuselungsvorrichtung vom Stopfbüchsentyp und dann ein Wärmefixieren der Kräuselung ausserhalb der Kräuselungsvorrichtung vorgesehen.
Es ist ferner bekannt, dass Fasern und Fäden, die durch Spinnen synthetischer Polymere erhalten werden, gerade und glatt sind ; um Fäden zu erhalten, deren Eigenschaften und Aussehen jenen (m) der Naturfasern, wie Wolle, möglichst gleich sind (ist), müssen diese Fasern und Fäden besonderen Behandlungen unterworfen werden, um ihnen regelmässige Wellen oder Kräuselungen zu verleihen.
Das Kräuseln der synthetischen Fäden gibt den Garnen und Geweben die Eigenschaften (die den Naturfasern eigen sind), wie Kohäsion, Verarbeitbarkeit auf den Textilmaschinen, Flauschigkeit, warmer Griff usw., die bei den verschiedenen Anwendungen erforderlich sind.
Nach einem der bekanntesten Kräuselverfahren wird das nach dem Spinnen erhaltene Faserkabel im heissen Zustand und vorzugsweise mit Dampf befeuchtet durch eine Kräuselvorrichtung der Stopfbüchsenart geführt. Durch ein Paar zusammenarbeitender Zuführungswalzen mit glatter Oberfläche kann sich das Kabel in der Vorrichtung nach vorne bewegen ; es wird dann gegen eine nachgiebig ausgebil dete Öffnung gepresst, die nur dann arbeitet, wenn in der Vorrichtung ein bestimmter Druck und auf diese Weise eine bestimmte Fasermenge erreicht wird.
Das Kabel verlässt die Vorrichtung mit einer gewissen Welligkeit, die entlang der Längsachse ausgebildet ist.
Damit der nach dem Schneiden erhaltene Stapel dann wie Naturfasern behandelt werden kann, ist es erforderlich, dass die Kräuselung der Fäden genügend stark und möglichst dauerhaft ist, so dass ein
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Ansteigen der Kohäsion unter den Fasern gefördert wird und ein Krempeln sowie ein Aufteilen der Vorgespinste möglich ist. Tatsächlich führt ein ungenügendes Kräuseln der Fasern zu einem lockeren und unzusammenhängenden Krempeln, das eine unregelmässige Verarbeitung ergibt und zu Garnen mit schlechten Eigenschaften führt.
Beim Verspinnen von Vinylchloridpolymeren mit hohem syndiotaktischen Index kann das beispielsweise durch Nassspinnen erhaltene Kabel durch Vorerwärmen des Kabels mit Dampf oder andern geeigneten Heizmitteln gekräuselt werden, wobei auf eine gewöhnliche Kräuselvorrichtung des oben beschriebenen Typs zurückgegriffen werden kann. Auf diese Weise wird eine Kräuselung erhalten, die dauerhaft genug ist ; die Fasern unterliegen jedoch auf Grund der teilweisen Verschmelzung der Fäden oft einer starken Beschädigung.
Im Gegensatz dazu wird beim Kräuseln des Kabels in der Kälte mittels einer gewöhnlichen Kräu- selvorrichtung eine Kräuselung erzielt, die auch bei genügender Stärke nicht dauerhaft genug ist, u. zw. auf Grund innerer Restspannungen in den einzelnen Fäden (wegen des Zugs und Drucks während des Kräuselns) ; die einzelnen Fäden neigen dazu, sich zu dehnen, wenn sie nicht überhaupt ihre durch das
Kräuseln erzeugten Wellen verlieren.
Diese Erscheinung ist sehr gut sichtbar, wenn eine zuvor gekräuselte Probe eines Kabels auf Tempe- raturen von 100 bis 1300 C an der Luft erhitzt wird. In diesem Falle wird eine erhebliche Verlängerung der Probe unter einem merklichen Kräuselungsverlust zu beobachten sein.
Auch während der anschliessenden Behandlungen, wie Schneiden, Krempeln und Durchlaufen von
Spannvorrichtungen, verlieren die kaltgekräuselten Stapel leicht einen grossen Teil ihrer ursprünglichen
Kräuselung, so dass ein nicht genügend flauschiges Garn entsteht, wobei der Kräuselverlust hauptsäch- lich bei Garnen hoher Denierzahlen und geringer Verdrehung einen Verlust an Zugfestigkeit mit sich bringt.
Es wurde nun gefunden und ist Gegenstand der Erfindung, dass eine genügend starke und dauerhafte Kräuselung bei Fasern oder Fäden aus Vinylpolymeren, die beim Heisskräuseln zum Verkleben neigen, im Rahmen eines zweistufigen Kräuselverfahrens - wobei die Fasern oder Fäden im kalten Zustand in einer Kräuselvorrichtung vom Stopfbüchsentyp gekräuselt werden, worauf ausserhalb dieser Kräuselvorrichtung eine Wärmefixierung der Kräuselung vorgenommen wird-erhalten werden kann, indem der Kräuselung Fasern oder Fäden aus Vinylchloridpolymeren mit hohem syndiotaktischen Index unterworfen werden und die Wärmefixierung der Kräuselung der Fasern oder Fäden bei einer zwischen 90 und
1300 C liegenden Temperatur ausgeführt wird, während die Fasern oder Fäden im losen Zustand vorliegen (d. h. keinem mechanischen Druck unterworfen sind).
Der im Rahmen der Erfindung verwendete Ausdruck"Vinylchloridpolymeremit hohem syndiotakti- schen Index" umfasst die Homopolymeren des Vinylchlorids mit einem syndiotaktischen Index von höher als etwa 2 (der syndiotaktische Index ist durch das Absorptionsverhältnis bei den I. R.-Banden D 635 und D 692 cm-l definiert, wie von Burleigh in J. A. C. S., [1960], S. 749 beschrieben worden ist) sowie die Copolymeren desselben oder deren Mischungen mit mindestens 85tub Vinylchlorid.
Die erfindungsgemässe Behandlung kann kontinuierlich oder stufenweise in geeigneten Vorrichtungen vorgenommen werden.
Zur kontinuierlichen Behandlung ist jede Vorrichtung geeignet, die die Form eines Kanals, eines Rohres oder einer schiefen Ebene aufweist, welche mit oder ohne Garngleitmitteln versehen sein kann und die an der Auslassseite der Kräuselvorrichtung angeordnet ist, durch die das Garn läuft ; während das Garn mit einem inerten Gas hoher Temperatur von etwa 90 bis 1300 C, wie Wasserdampf, Luft, Stickstoff u. dgl. in Berührung steht, wird die Kräuselung fixiert.
Der die Vorrichtung verlassende Faserstrang zeigt eine dauerhafte Kräuselung und der nach dem Schneiden daraus gewonnene Stapel kann befriedigend bearbeitet werden.
Die Wärmebehandlung beim Kräuseln kann auch diskontinuierlich erfolgen, wobei der Faserstrang in durchlöcherten Gefässen aufgefangen wird, die 100 bis 200 kg trockene Fasern aufnehmen können, wobei die Fasern in einem Autoklaven bei 100 bis 1100 C mit Dampf behandelt werden. Bei dieser diskontinuierlichen Wärmebehandlung mittels Dampf verliert die Faser teilweise ihre Kräuselung, jedoch innerhalb annehmbarer Grenzen, so dass die daraus erhaltenen Stapel ohne Gefahr im Woll- und Baumwollarbeitsgang behandelt werden können.
Die Vorteile und Ergebnisse der Erfindung sind im Vergleich zum heissen Kräuseln oder dem einfachen Kaltkräuselverfahren in der nachfolgenden Tabelle dargestellt für :
1) Kaltgekräuselte Faser ohne anschliessende Wärmebehandlung ;
2) mit Dampf bei 100 bis 110 C heissgekräuselte Faser ;
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3) kaltgekräuselte Faser, die der Wärmebehandlung gemäss der Erfindung unterworfen wurde.
In der Tabelle bedeuten weiterhin : 1= Kräuselindex = Anzahl der Wellen/cm ; T= Kräuselverhältnis
EMI3.1
wobei lx die Faserlänge der in den linearen Zustand gebrachten Faser, d. h. ohne Kräuseln, bedeutet ; 10 ist die tatsächliche Länge der gekräuselten Faser.
Die Werte von I und T sind sogleich nach der Kräuselbehandlung, nach dem Schneiden und nach dem Krempeln gemessen worden, um die Dauerhaftigkeit der erzielten Wirkung zu bestimmen.
Tabelle :
EMI3.2
<tb>
<tb> Kabel <SEP> kalt <SEP> Nach <SEP> dem <SEP> Nach <SEP> dem <SEP> Nach <SEP> dem
<tb> gekräuselt <SEP> : <SEP> Kräuseln: <SEP> Schneiden: <SEP> Krempeln: <SEP> Bemerkung
<tb> I <SEP> 4 <SEP> (Wel/cm) <SEP> 3 <SEP> 2-3 <SEP> Unregelmässiges <SEP> Krempeln
<tb> bei <SEP> schlechter
<tb> Kohäsion
<tb> T <SEP> 0,14 <SEP> 0,08 <SEP> 0, <SEP> 04
<tb> Kabel <SEP> heiss <SEP> Regelmässige
<tb> gekräuselt <SEP> Behandlung,
<tb> mit <SEP> Dampf <SEP> Gegenwart <SEP> von
<tb> bei <SEP> geschmolzenen
<tb> 100-1100 <SEP> C <SEP> Fasern <SEP> und <SEP> von
<tb> Nestern
<tb> I <SEP> 5-7 <SEP> 4-6 <SEP> 4-5 <SEP>
<tb> T <SEP> 0, <SEP> 13 <SEP> 0, <SEP> 12 <SEP> 0, <SEP> 10 <SEP>
<tb> Kabel <SEP> kalt <SEP> Regelmässig,
<tb> gekräuselt <SEP> gute <SEP> Krempeund <SEP> mit <SEP> lung, <SEP> gute
<tb> Dampf <SEP> zwi- <SEP> Dehnfähigkeit <SEP> ;
<SEP>
<tb> schen <SEP> 90 <SEP> regelmässiges
<tb> und <SEP> 1300 <SEP> C <SEP> Garn
<tb> behandelt
<tb> I <SEP> 4-6 <SEP> 4-5 <SEP> 4-5
<tb> T <SEP> 0,14 <SEP> 0,13 <SEP> 0, <SEP> 11
<tb>