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Die Erfindung betrifft im wesentlichen glatte Filamentgarne mit einzelnen abstehenden Filamentenden, die sich durch eine verminderte Knickscheuerbeständigkeit auszeichnen sowie Verfahren zu ihrer
Herstellung.
Fäden aus synthetischen Hochpolymeren fallen bei ihrer Herstellung normalerweise als glatte
Filamentfäden an, sie führen bei ihrer Weiterverarbeitung zu entsprechenden glatten textilen Flächen- gebilden, die nicht den gewohnten weichen Griff und die Deckkraft von Flächengebilden aus Spinnfaser- garnen aufweisen. Versuche, diese Eigenschaften durch ein Texturieren der Filamentfäden zu verbessern führten nicht vollständig zum Erfolg, offensichtlich sind die abstehenden Enden einzelner Fasern der
Fasergarne mitentscheidend für die subjektive Bewertung der texturierten Flächengebilde.
Die Herstellung von Spinnfasergarnen erfordert viele, lohnintensive Arbeitsgänge. Es wurden daher bereits Verfahren entwickelt, die-ohne den Umweg über das Zerschneiden der synthetischen Endlosfäden zu Stapelfasern und die anschliessende Sekundärspinnerei-die Herstellung von Filamentgarnen mit abstehenden Filamentenden aus Filamentgarn gestatten sollen. Der DE-OS 1660606 wird ein Verfahren zur
Herstellung derartiger Haargarne beschrieben, bei denen die Oberfläche eines verstreckten Filamentgarnes durch mechanische Beanspruchung mit rotierenden Bürsten aufgerissen und zerfasert wird. Dieses
Verfahren bleibt aber auf verschäumte, thermoplastische Polymere beschränkt und ist offensichtlich auch nur für grobe Garne geeignet.
Nach der GB-PS Nr. 924, 086 soll es möglich sein, Filamente unterschiedlicher Dehnung so miteinander zu verstrecken, dass die eine Komponente reisst und zu den gewünschten abstehenden Enden führt.
In der GB-PS Nr. 971, 573 wird ein ähnliches Verfahren beansprucht, bei dem zwei Garne unter- schiedlicher Reissdehnung gemeinsam einem simultanen Streck- und Texturierprozess unterworfen werden, wobei das Verstreckverhältnis so gewählt werden muss, dass die Filamente des Garns mit der geringeren Reissdehnung zerrissen werden. Nach diesem Verfahren werden Bauschgarne mit herausstehenden Filamentenden erhalten, die durch einen nachfolgenden Arbeitsschritt (Spannen unter Temperatureinwirkung) in kräuselfreie Filamentgarne mit abstehenden Enden überführt werden können. Dieses Verfahren ist relativ umständlich und weist eine Reihe von Nachteilen auf.
Bei einem simultanen Verstreck-und Texturierprozess findet die Verstreckung am Anfang des Heizorgans der eingesetzten Falschdrahttexturiervorrichtung statt. Da bei diesem bekannten Verfahren ein Teil der Filamente in der Verstreckzone reisst, führen die abstehenden Enden immer wieder zu störenden Aufschiebungen am Drallgeber der Texturiervorrichtung. Ein Filament reisst immer erst dann, wenn es entsprechend hoch überdehnt ist. Der auf diese Rissstelle nachfolgende Abschnitt wird jedoch nicht sofort wieder von der Verstreckgalette erfasst, er bleibt also über einen gewisse Länge unverstreckt oder höchstens teilverstreckt. Eine ungleichmässige Verstreckung führt jedoch zu unterschiedlicher Farbstoffaufnahme und damit zu einer ungleichmässigeren Färbung der daraus hergestellten Gewebe oder Gewirke.
Die nach dem Stand der Technik hergestellten Filamentgarne mit einzelnen abstehenden Filamentenden weisen darüber hinaus eine starke PiUneigung auf, wie sie von Spinnfasergarnen aus synthetischen Hochpolymeren bekannt ist.
In der US-PS Nr. 3, 091, 913 wird ein Verfahren zur Herstellung von Schlaufen- und Schlingengarnen beschrieben, bei dem die einzelnen Filamente durch den Einfluss eines mit Schallgeschwindigkeit auf die Fäden einwirkenden verwirbelnden Mediums teilweise zerschlagen und zerschmettert werden. Es wird dabei ein voluminöses Bauschgarn erhalten, das nicht wieder in ein glattes Garn umgewandelt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, nichttexturierte Filamentgarne mit einzelnen abstehenden Filamentenden zu entwickeln, wobei die Filamente des Garnes über ihre Länge gleichmässige Eigenschaften aufweisen und die Filamentgarne sich zu Flächengebilden verarbeiten lassen, die sich durch ihre Pillarmut auszeichnen.
Die Aufgabe konnte gelöst werden durch ein im wesentlichen glattes Filamentgarn mit einzelnen abstehenden Filamentenden, dadurch gekennzeichnet, dass der die abstehenden Filamentenden bildende Bestandteil des Garnes eine Knickscheuerbeständigkeit von weniger als 1500, vorzugsweise weniger als 500 Touren aufweist.
Diese Garne können erfindungsgemäss durch ein Verfahren erzeugt werden, bei dem den zu bearbeitenden Filamentgarnen nach bekannten Verfahren ein Fadenschluss erteilt wird und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest ein Teil der eingesetzten Filamente eine Knickscheuerbeständigkeit von weniger als 1500 Touren aufweist und sie nach erfolgtem Fadenschluss einer mechanischen Querbeanspru-
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chung ausgesetzt werden, wobei die Filamente mit Knickscheuerbeständigkeiten unter 1500 Touren in unregelmässigen Abständen brechen und die so erhaltenen abstehenden Filamentenden der Filamentgarne gegebenenfalls noch durch bekannte Verfahren zur Erhöhung des Fadenschlusses temporär eingebunden werden.
Bevorzugt wird die Querbeanspruchung (Belastung quer zur Fadenlängsachse) durch Erzeugung eines Dralles oder durch Umlenken der Filamentgarne um Fadenführer mit geringem Durchmesser ausgeführt.
Zur Herstellung der erfindungsgemässen nicht texturierten Filamentgarne eignen sich alle endlosen
Filamente, die wenigstens zum Teil aus Filamenten bestehen, die entweder bereits eine hinreichend niedrige Knickscheuerbeständigkeit von unter 1500 Touren aufweisen, oder deren Knickscheuerbeständig- keit sich durch bekannte Massnahmen auf diesen Wert absenken lässt. Bevorzugt eignen sich Filamente, die eine Knickscheuerbeständigkeit von weniger als 1000 Touren, insbesondere weniger als etwa 500 Touren aufweisen. Der Wert der Knickscheuerbeständigkeit beeinflusst die Zahl der bei dem erfindungsgemässen
Verfahren erzeugten abstehenden Filamentenden, wobei die Filamente mit der geringeren Knickscheuerbe- ständigkeit eher durch die angewandte Querbeanspruchungen brechen.
Die Zahl der abstehenden
Filamentenden lässt sich jedoch auch durch den Anteil der Filamente mit geringer Knickscheuerbeständig- keit im gesamten Filamentgarn beeinflussen. Die Pillneigung von Geweben und Gewirken nimmt mit fallender Knickscheuerbeständigkeit ebenfalls stark ab. Wie jedoch bereits aus dem Wort Knickscheuer- beständigkeit ersichtlich, ist es normalerweise nicht möglich, gebrauchstüchtige Filamentgarne mit einer
Knickscheuerbeständigkeit von z. B. null zu erzeugen bzw. einzusetzen. Bei Geweben oder Gewirken, an die besonders hohe Anforderungen an die Pillarmut gestellt werden, ist jedoch der Einsatz von Filamenten mit Knickscheuerbeständigkeiten bis zum Beispiel herab auf 5 Touren möglich.
Die Messung der Knickscheuerbeständigkeit erfolgt mittels des Drahtknickergerätes, wie es z. B. von Grünewald "Chemiefasern 12 (1962), S. beschrieben wurde. Filamente mit verminderter Knickscheuerbeständigkeit, jedoch guter Linearfestigkeit (längs der Faserachse) können aus synthetischen Hochpolymeren beispielsweise durch Verwendung von Polymerisation mit hinreichend niedrigem Molekulargewicht erhalten werden, beispielsweise seien hier die Produkte entsprechend der DE-AS 1278688 genannt. Bei Fäden aus Polyäthylenterephthalat konnten z.
B. die folgenden Zuordnungen von Knickscheuerbeständigkeit und mittlerem Molekulargewicht gefunden werden :
Einer Knickscheuerbeständigkeit von zirka 1500 Touren entspricht ein mittleres Molekulargewicht von etwa 12500, während Knickscheuerbeständigkeiten unter 10 Touren mittleren Molekulargewichten von zirka 8000 zugeordnet werden können.
Polyäthylenterephthalatfäden mit so geringem Molekulargewicht können auf Grund der geringen Schmelzviskosität der Polymeren nicht mehr wirtschaftlich schmelzgesponnen werden, sie sind jedoch z. B. aus den Polymeren nach der DE-AS 1237727, DE-AS 1273123 oder DE-AS 1720647 herstellbar. Je nach der Art des Einsatzes können alle Filamente des Filamentgarnes die gewünschte niedrige Knickscheuerbeständigkeit von unter 1500 Touren besitzen und somit zu Filamentenden führen oder nur ein Teil der Filamente weist diese Eigenschaft auf, während ein zweiter Teil hohe Knickscheuerbeständigkeiten zeigt und damit nicht während der Querbeanspruchungen bricht.
Im erstgenannten Fall muss zum Erreichen einer hinreichenden Garnfestigkeit eine etwas festere Einbindung der Filamente gewählt werden, während im zweiten Fall die endlosen Filamente eine hinreichende Garnfestigkeit in jedem Fall gewährleisten. Filamentgarne, die im Verhältnis 7 : 3 bis 3 : 7 aus Filamenten mit niedriger Knickscheuerbeständigkeit (unter 1500 Touren) in Mischung mit Filamenten, die Knickscheuerbeständigkeiten über 1500 (z. B. 3000 Touren zeigen, ergaben Gewirke und Gewebe, die sich durch besonders gefälligen Warenausfall bei sehr guten Gebrauchseigenschaften auszeichneten. Auch der Titer und das Profil der Filamente und die Zahl der Filamente, also der Gesamttiter des eingesetzten Filamentgarnes, können frei nach dem jeweiligen Einsatzgebiet gewählt werden.
Der Titer wird meist im Rahmen der im textilen Anwendungsbereich üblichen 1 bis 15 dtex pro Filament und unter 300 dtex für das Garn bleiben, kann aber für spezielle Zwecke, wie Dekostoffe, auch höher gewählt werden. Werden unterschiedliche Filamente zu einem Garn verarbeitet, können sich natürlich auch die Titer und die Querschnitte unterscheiden ; bestehen die Filamente auch aus unterschiedlichen Rohstoffen, so können deren unterschiedliche Eigenschaften zu weiteren Effekten ausgenutzt werden :
Erzeugung von Melange-oder Moulinewirkungen durch unterschiedliche Farbstoffaufnahme der Komponenten, verbesserte Flammbeständigkeit durch Verwendung nicht oder schwer entflammbarer Garnkomponenten, Erzeugung von Garnen mit potentieller Kräuselung durch
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Verwendung von Filamenten mit unterschiedlichem Schrumpfvermögen oder von Bikomponentfäden.
Anderseits kann natürlich durch geeignete Modifizierung des färberische Verhalten der Filamente auch so angeglichen werden, dass UNI-Färbungen möglich sind. Da bei dem erfindungsgemässen Verfahren die
Filamente vor dem Bruch gleichmässig verstreckt sind, ist eine gleichmässige Anfärbung über ihre gesamte
Länge einschliesslich der herausstehenden Filamentenden gewährleistet, im Gegensatz zu dem bekannten
Verfahren, bei denen der Riss der Filamente durch Überdehnen beim Verstrecken erfolgt.
Im wesentlichen glatte Filamentgarne aus Komponentmischungen, die unterschiedliche Einzeltiter aufweisen und bei denen die abstehenden Filamentenden aus der Garnkomponente mit dem geringsten
Einzeltiter gebildet werden, stellen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar.
Es ist im allgemeinen zweckmässig, beim Verarbeiten von verschiedenen Filamenten in einem
Filamentgarn die einzelnen Komponenten zu vermischen. Das kann je nach den Gegebenheiten in den verschiedenen vorgeschalteten Verarbeitungsstufen erfolgen. Beispielsweise können beide Arten von
Filamenten aus einem Spinnkopf versponnen werden, oder aus zwei benachbarten Spinnköpfen, wie es z. B. in der GB-PS Nr. 1, 208, 801 beschrieben ist. Eine besonders einfache Art der Mischung ist das
Fachen der verschiedenen Garnkomponenten vor dem Verstrecken.
Die erfindungsgemäss notwendige Querbeanspruchung der Filamentgarne zur Erzeugung von nichtgekräuselten Filamentgarnen mit einzelnen abstehenden Filamentenden kann beispielsweise durch das
Zwirnen der Filamentgarne erfolgen. In Abhängigkeit von der angewandten Drehung pro Längeneinheit treten mehr oder weniger Fadenbrüche in dem erfindungsgemässen Filamentgarnen auf. Die Garne können also z. B. unter Verwendung üblicher Streckzwirnvorrichtungen hergestellt werden. Eine andere Form der
Querbelastung ist das Umlenken der zu behandelnden Filamentgarne um Fadenführer mit geringem
Durchmesser.
Bei dieser Form des erfindungsgemässen Verfahrens ist insbesondere darauf zu achten, dass die Verfahrensbedingungen so gewählt werden, dass keine Überdehnung an den Fadenumlenkorganen auftritt und die so behandelten Fäden keine Kräuselung erhalten. Auch eine Kombination dieser beiden
Arten von Querbelastungen ist möglich.
Der Bruch der Filamente mit geringerer Knickscheuerbeständigkeit tritt bei der Anwendung der Querbeanspruchungen in ungleichmässigen Abständen auf, gibt aber eine über die Länge des Filamentgarnes gleichmässige oder nicht periodische Verteilung der abstehenden Filamentenden. Im Gegensatz dazu trat bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Filamentgarnen mit abstehenden Filamentenden, bei denen der Riss der Filamente durch Überdehnen bei der Verstreckung erfolgte, leicht ein gleichzeitiges Reissen einer Vielzahl von Filamenten auf, was zumindestens zu einer ungleichmässigen Anhäufung der abstehenden Filamentenden führte.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können alle Filamentgarne eingesetzt werden, die wenigstens zum Teil aus Filamenten bestehen, die eine Knickscheuerbeständigkeit unter 1500 Touren aufweisen. Diese Garne können z. B. aus hochmolekularen Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen, Polyacrylnitrilen, Cellulosen oder fadenbildenden Copolymeren oder Derivaten dieser Stoffe bestehen.
Die eingesetzten Filamente sollen vor der erfindungsgemässen Querbeanspruchung zur Erzeugung einzeln abstehender Filamentenden gleichmässig und vollverstreckt sein. Zur Vermeidung von Verarbeitungsschwierigkeiten ist es erforderlich, dass die eingesetzten Filamentgarne nach dem Verstrecken noch keine Einzelfilamentbrüche zeigen. Die eigentliche Querbeanspruchung sollte erst nach genügender Erhöhung des Fadenschlusses erfolgen, um ein Aufschieben der gebrochenen Enden zu vermeiden. Eine besonders einfache Ausführung ist das Zwirnen der Filamente z. B. auf einer Ringzwirnmaschine. Hier erhält das Filamentgarn eine Drehung, wie sie bei Fasergarnen üblich ist. Gleichzeitig reicht diese Drehung als Querbeanspruchung aus, um den Bruch der Einzelfilamente zu bewirken, die eine geringe Scheuerfestigkeit aufweisen.
Die untere Grenze der erforderlichen Drehung (in Touren/m) bei der noch ein erfindungsgemässes Garn entsteht, hängt von der Knickscheuerbeständigkeit der eingesetzten Garne bzw. Garnkomponenten und z. B. auch ihrem Titer ab, sie kann im Einzelfall leicht durch Vorversuche ermittelt werden. Es können jedoch auch andere bekannte Verfahren zur Erhöhung des Fadenschlusses wie
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erfolgen kann. Falls gewünscht, können auch Kombinationen der verschiedenen Methoden zur Erhöhung des Fadenschlusses und der genannten Arten von Querbeanspruchungen durchgeführt werden.
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Nach dem Erzeugen von gebrochenen Filamentenden durch die Querbeanspruchungen stehen diese
Enden je nach dem Grad des gewählten Fadenschlusses noch mehr oder minder weit ab. Zur Erleichterung der Weiterverarbeitung können gegebenenfalls durch einen zusätzlichen Präparationsauftrag oder eine
Schichte die Laufeigenschaften des Garnes verbessert werden. Falls gewünscht, können auch andere bekannte Verfahren zur Erhöhung des Fadenschlusses eingesetzt werden.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten, nicht gekräuselten Filamentgarne mit abstehenden Filamentenden zeichnen sich bei ihrer Weiterverarbeitung insbesondere durch ihre hohe Gleichmässigkeit aller textiltechnologischen Eigenschaften über die Länge des Garnes aus. Diese Garne zeigen gegenüber Filamentgarnen aus endlosen Filamenten eine grössere Deckkraft, einen feineren Griff ohne stark vergrössertes Volumen. Flächenartige Gebilde aus den erfindungsgemässen Filamentgarnen stehen in ihren Eigenschaften zwischen denen aus glatten Filamentgarnen auf der einen Seite und Stapelfasergarnen auf der andern Seite. Sie sind besonders geeignet zur Herstellung von z. B. glatten Geweben mit batistartigem Charakter.
Gegenüber bekannten Gewirken und Geweben aus Fasergarnen zeichnen sich die Flächengebilde aus den erfindungsgemässen Filamentgarnen durch ihre geringe Pillanfälligkeit besonders aus.
Die bekannte hohe Pillanfälligkeit der Flächengebilde aus Spinnfasergarnen aus synthetischen Polymeren konnte zwar durch die Entwicklung sogenannter pillarmer Fasertypen auf ein erträgliches Mass gesenkt werden (vgl. dazu z. B."P. Braun, Chemifaser/Textilindustrie 1972, S. 537 bis 540"). Überraschenderweise wurde jedoch gefunden, dass die erfindungsgemässen Garne bei vergleichbarer Garndrehung zu Flächengebilden verarbeitet werden konnten, deren Pillneigung die der bekannten pillärmsten Spinnfasergarne noch unterschritt. Die Prüfung der Pillneigung von Flächengebilden erfolgte mit dem Random Tumble Pilling Tester (s. z.
B. Baird, Legere, Stanley in Textile Research Journal 26 (1956), S. 731 und ASTM Standards on textile materials 1961, S. 552). Die Beurteilung der Pillneigung bzw. Pilldichte erfolgte visuell unter Verwendung der (Reutlinger Pillgrade" (Zusammenstellung s. z. B.
Grünewald in Chemiefasern (12) 1968, S. 936).
Die Bestimmung der Knickscheuerbeständigkeit erfolgte, wie bereits angegeben, mit Hilfe eines
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Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung soll das folgende Beispiel dienen : Bei s pie 1 : Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wurde ein Filamentgarn mit einzelnen abstehenden Filamentenden als Mischgarn aus 12 endlosen Filamenten vom Titer dtex 5, 5 ("Garnkomponente dtex 67 f 12") und 40 Filamenten vom Titer dtex 1, 7 ("Garnkomponente dtex 67 f 40") hergestellt.
Die Garnkomponente 67 f 12 bestand aus einem Polyäthylenterephthalat der relativen Viskosität Ilrel = 1, 81 (gemessen an einer Lösung von 1 g in 100 ml einer Mischung Phenol-Tetrachloräthan, Gewichtsverhältnis 3 : 2 bei 25 C). Die Spinntemperatur betrug 290 C, bei einer Schmelzeförderung von 35, 5 g/min wurde mit 2400 m/min aufgespult.
Der Polymerrohstoff für die Garnkomponente 67 f 40 wurde in Anlehnung an Beispiel 1 der DE-AS 1720647 hergestellt, wobei die 2, 4 g Zinkacetat durch 3, 1 g Manganacetat ersetzt wurden und die Menge an Trimethoxysilanäthan-phosphonsäurediäthylester von 48 auf 72 g erhöht wurde. Die Schmelzetemperatur betrug 290 C beim Verspinnen, Schmelzeleistung 32, 5 g/min, Aufwickelgeschwindigkeit 2 200 m/min.
Spinnspulen der beiden Garnkomponenten wurden einer Streckzwirnmaschine mit Ringläufer vorgelegt, und bei einem Verstreckverhältnis von 1 : 2, 2 gemeinsam verstreckt über einen beheizten Pin' von 100 OC und ein nachfolgendes Bügeleisen mit einer Temperatur von 165 C. Die beiden Garnkomponenten wurden auf der Streckzwirnmaschine gefacht, das erhaltene Mischgarn wies eine Drehung von 20 Touren/min auf, abstehende Enden einzelner Filamente konnten nicht beobachtet werden.
Eine getrennte Messung der textilen Werte ergab für dtex 67 f 12 eine Festigkeit von 35, 8 cN (36, 5 p) /tex bei einer Dehnung von 27% und eine Knickscheuerbeständigkeit von zirka 3800 Touren, während die Garnkomponente 67 f 40 eine Festigkeit von 26, 5 cN (27 p) /tex bei 32% Dehnung und eine Knickscheuerbeständigkeit von 415 Touren aufwies.
Das Mischgarn wurde anschliessend einer Etagenzwirnmaschine vorgelegt. Am Fadeneinlauf befand sich ein Kontaktbügeleisen mit einer Oberflächentemperatur von 2100C und einer Länge von 70 cm. Bei einer Liefergeschwindigkeit von 8, 7 m/min und einer Spindeldrehzahl von zirka 13000 Umdr/min wurden dem
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Garn ein Drall von 1500 Touren/m erteilt. Es wies im Durchschnitt in Filamentende pro cm Garnläufe auf.
Bei Absenkung des Dralles auf 1000 Touren/m wurde nur noch zirka alle 2'bis 3 cm ein abstehendes Filamentende festgestellt.
Gewebe und Gewirke aus diesem Filamentgarn zeigten bei der Prüfung im Random Tumble PiUing Tester spätestens nach einer Prüfzeit von 2 h die Note Null, d. h., es waren keinerlei Veränderungen an den Flächengebilden nach diesem Test zu beobachten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Im wesentlichen glattes Filamentgarn mit einzelnen abstehenden Filamentenden, dadurch gekennzeichnet, dass der die abstehenden Filamentenden bildende Bestandteil des Garnes eine Knickscheuerbeständigkeit von weniger als 1500, vorzugsweise weniger als 500 Touren aufweist.