CH693970A5 - Verfahren zur Justierung einer Messanordnung zur Bestimmung von Gasbestandteilen. - Google Patents

Description

Nr. 6939/70

AUSLEGESCHRIFT

Nr. 6939/70

SCHWEIZERISCHE EIDGENOSSENSCHAFT EIDGENÖSSISCHES AMT FÜR GEISTIGES EIGENTUM

Internationale Klassifikation: D 02 g 1/00

II

D 02 g 3/22

Anmeldungsdatum: 11- Mai 1970, 18 Uhr

Priorität: Bundesrepublik Deutschland,

26. Juni 1969 (G 6925339.0-7402)

Gesuch bekanntgemacht: 15. August 1972

HAUPTPATENTGESUCH

Glanzstoff AG, Wuppertal-Elberfeld (Bundesrepublik Deutschland)

Verfahren zur Texturierung eines Bündels von Polyesterftlamenten mit H-förmigem Querschnitt

Hans Stapp, Mömlingen (Bundesrepublik Deutschland), ist als Erfinder genannt worden

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um einem Bündel von Polyesterfilamenten mit H-förmigem Querschnitt im Zuge einer nicht rein mechanischen Texturierungsbehandlung unter Verminderung des Glanzes und Beibehaltung der Quer-chnittsstabilität der Filamente ein erhöhtes Volumen, erhöhte Deckkraft und einen weicheren Griff zu erteilen.

Unter «Profilfasern» sind nach DIN 60001 (September 1964), Seite 4, Sektion 2, Chemiefasern mit besonderem, meist durch Verwendung besonders gestalteter Düsenöffnungen gezielt geformtem Querschnitt zu verstehen, die als Mo-nofil, als Endlosgarn oder als Spinnfasern vorliegen können. Als «H-Profilfasern» sollen dieser Definition entsprechend Chemiefasern mit einem aus drei zueinander etwa senkrecht stehenden Balken bestehenden Querschnitt in Gestalt eines H bezeichnet werden, wobei die Längenverhältnisse von Querbalkenlänge zu Längsbalkenlänge innerhalb weiter Grenzen variieren können. Wesentlich ist, dass zwischen den Längsbalken an gegenüberliegenden Seiten (also oberhalb und unterhalb des Querbalkens) deutliche Profileinbuchtungen bestehen, welche die textilen Eigenschaften mit beeinflussen.

Texturierte H-Profilfasern aus Polyester sind an sich bekannt. Sie sind bereits in der USA-Patentschrift 3 131 428 beschrieben, welche anregt, Fasern mit einem Einzeltiter von dtex 2,2 bis dtex 28 zu Fadenbündeln zusammenzufassen und das Volumen dieser Fadenbündel zu erhöhen, wobei vorgeschlagen wird, durch Luftdüsenbehandlung oder durch «Crim-pen» dem Garn zwischen 20 und 80 Kräuselbögen pro 10 cm zu erteilen. Dabei ist nach allgemeinem Sprachgebrauch unter «Crimped Yarn» ein «Non-torque Yarn», also ein drallfreies Garn zu verstehen, welches eine wellenförmige Kräuselung besitzt und nach dem Klingenverfahren, dem Stauchkammerverfahren oder nach dem Crinkled-Yarn-Verfahren her gegestellt ist.

Es hat sich herausgestellt, dass die bisher bei H-Profilfasern erzielte Kräuselbogenzahl von 20 bis 80 Kräuselbögen pro 10 cm nicht ausreicht, um insbesondere in Gewirken zu einer Optimierung der Fasereigenschaften zu führen. Während beim H-Profil als solchem bereits die gute Querschnittsstabilität beim Texturieren als vorteilhaft bekannt war, konn-

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ten die Deckkraft, der Griff und das Volumen bisher nicht voll befriedigen.

Um einem konventionellen Faden, dessen Einzelkapillaren einen runden Querschnitt aufweisen, das gewünschte hohe 5 Volumen zu vermitteln, muss man ihn beispielsweise mit 2000 bis 4000 oder mehr Touren pro Meter falschdrallen. Bei dieser Beanspruchung deformieren sich die runden Querschnitte zu etwa sechseckigen, so dass dem durch die Texturierung vermittelten Volumenzuwachs ein Volumenverlust durch io Kompaktierung entgegenarbeitet (Sechsecke kann man ohne Zwischenraum aneinanderlegen, Kreise nicht). Dieser Kom-paktierungseffekt wird beim Passieren der Wirkmaschinen-Nadeln fortgesetzt, so dass der zum Strumpf verarbeitete Faden zwar eine dreidimensionale Kräuselung und - aufgrund 15 seiner Fachung - auch ein gewisses Volumen aufweist. Das angestrebte hohe Volumen besitzt er nicht, dafür aber aufgrund der abgeflachten sechseckigen Profile einen unerwünschten hohen Glanz.

Bezüglich der Deformierung der Kapillaren mit rundem 20 Querschnitt durch Falschdralltexturierung wird auf MEL-LIAND Textilberichte 1/1969, Seite 85 bis 92, insbesondere Seite 85, 86 und 87 (Bild 4, Bild 5 und Bild 6 sowie zugehöriger Text) verwiesen.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beibehaltung 25 der ausserordentlich günstigen Querschnittsstabilität unter Erhöhung der Deckkraft und des Volumens, Erzielen eines weicheren Griffs und Verminderung des bei profilierten Polyesterfäden üblichen Glanzes.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren 30 der eingangs genannten Art erreicht, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man das Filamentbündel unter solchen Bedingungen torsionskräuselt, dass den Filamenten des Bündels 170 bis 300 Kräuselbögen pro 10 cm Filamentlänge verliehen werden.

35 Unter «Torsionstexturieren» bzw. «Torsionskräuseln» im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle Behandlungen zu verstehen, die dem ursprünglichen Endlosgarn den Charakter eines Kapillarfadenbündels in Parallellage zu nehmen vermögen, die sein Volumen vergrössern und bzw. oder ihm 40 dabei eine erhöhte elastische Dehnung verleihen können, die

jedoch nicht aus der Mikrostruktur der Substanz, sondern aus der Makrostruktur, der Verformung der Einzelfäden, resultiert, wobei die Verformung der Einzelfäden im wesentlichen durch tangential am Aussenumfang der Einzelfäden bzw. des Fadenbündels angreifende Torsionskräfte geschieht. Das Torsionskräuseln kann beispielsweise nach dem Friktionsfalschdrall-, dem Drallstau- oder dem Trennzwirnprinzip erfolgen. Wegen der grösstmöglichen Einheitlichkeit der Drall-gebung und wegen der damit verbundenen grösstmöglichen Gleichmässigkeit im Maschenbild erfolgt die Texturierung aber bevorzugt nach dem Falschdrallverfahren.

Durch die Verwendung von H-Profilfasern anstelle der konventionellen Fasern mit kreisrundem Querschnitt werden zwei besondere Vorteile erreicht.

1. Durch die niedrigere Biegesteifigkeit und den grösseren Verformungswiderstand eines H-Profils gegenüber einem hohlen oder massiven Kreisprofil kann man H-Profilfasern mit 2000 bis 4000 oder mehr Touren pro Meter falschdrallen, o. .ie dass die Querschnitte sich merklich deformieren.

2. Die Stege des H-Profils stützen sich während des Kom-paktierungsprozesses gegeneinander ab und schliessen dabei Hohlräume ein, was bei runden Profilen nicht möglich ist.

Es kommt bei den H-Profilfasern zu dem Volumen durch Texturieren also noch das Volumen durch Hohlraumbildung zustande. Aufgrund der erhalten bleibenden abgerundeten Oberflächenabschnitte der einzelnen H-Profilfasern ist bei dem texturierten und durch Wirken verarbeiteten Garn nur ein schwacher Glanz feststellbar.

Die im Gewirk besonders wichtigen Eigenschaften, nämlich hohes Volumen und wenig Glanz, können durch die Verwendung von H-Profilfasern also in fortschrittlicher Weise vereinigt bzw. optimiert werden.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine mögliche Querschnittsform einer texturierten H-Profilfaser aus Polyester,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines texturierten Einzelfadens, wobei zum Vergleich ein Massstab eingezeichnet ist; das dargestellte Garn besitzt 230 Kräuselbögen pro 10 cm,

Fig. 3 und 4 vergrösserte Querschnitte von texturierten Fadenbündeln.

Die Zahl der Kräuselbögen ist dabei identisch mit der Zahl der ausgeprägten Richtungsänderungen, d.h. eine Sinuskurve besitzt zwei Kräuselbögen. Zur Bestimmung der Kräuselbogenzahl wird folgendermassen vorgegangen:

Ein Faden aus texturierten H-Profilfasern wird in eine Vielzahl von etwa 5 cm langen Teilstücken geschnitten. Die Teilstücke werden etwa 10 min lang spannungslos bei 120° C in Heissluft behandelt. Anschliessend werden - je nach der zu erwartenden Streuung der Messwerte - aus jedem Teilstück ein oder mehrere Kapillarfäden entnommen und auf eine schwarze Glasplatte gelegt. Das eine Ende der Kapillarfäden wird mit Acetylcellulose versehen und getrocknet. An das andere Ende wird eine als Aufhänger dienende Pappdecke von definiertem Gewicht geklebt. Das gesamte Gebilde wird von der Glasplatte gelöst und mit dem Aufhänger in eine Torsionswaage bekannter Bauart gehängt.

Der Kapillarfaden wird an der Torsionswaage gewogen, und nach dem Austarieren werden dem wahren Gewicht (Eigengewicht) 20 mg als Vorlast zugegeben. Dann wird die untere Acetylcellulose-Bindung vollkommen eingeklemmt, und während die Waage freigegeben ist, wird die untere Klemme nach unten bewegt, bis die Anzeige der Waage wieder auf Null steht.

Die Länge A (cm) des gekräuselten Kapillarfadens wird abgelesen. Danach werden mit einem Vergrösserungsglas die Kräuselbögen Z ausgezählt. Als Bogen wird jede ausgeprägte

Richtungsänderung bezeichnet, die mit dem blossen Auge zu sehen wäre. Ist die Richtungsänderung sehr schwach, so wird sie nicht registriert. Ist der Kapillarfaden nicht nur zweidimensional, sondern dreidimensional gekräuselt (Spirallinie), so sind auch die durch dunklere oder hellere Fadenpartien sichtbaren Richtungsänderungen als Kräuselbögen mitzuzählen.

Anschliessend wird die untere Klemme gelöst und oberhalb der Verklebung ein Gewicht von 1 g angehängt. Die gestreckte Kapillarlänge B (cm) wird abgelesen.

Je nach Anzahl der Bögen und nach der zu erwartenden Streuung werden 10, 20 oder mehr Messungen durchgeführt. Bogenzahlen Z, Fadenlänge A und Fadenlänge B werden jeweils gemittelt (arithmetisch). Aus den Mittelwerten werden berechnet:

Z • 10 (cm)

die Kräuselbogenzahl pro 10 cm = —X~(cm)— '

B (cm) • 10 (mm)

die Kräuselbogenlänge (mm) =

Z (cm)

Zur Verdeutlichung des Unterschiedes im Verhalten von runden und H-profilierten Fäden beim Falschdralltexturieren sind in den Fig. 3 und 4 zwei Photographien dargestellt. Fig. 3 zeigt eine Vergrösserung aus einem falschdralltexturierten Fadenbündel mit ehemals runden Einzelfäden (nicht erfin-dungsgemäss), und Fig, 4 zeigt eine entsprechende Vergrösserung aus einem falschdralltexturierten Fadenbündel mit H-profilierten Einzelfäden.

Beide Vergrösserungen stammen aus Fadenbündeln, deren Grundtiter dtex 76 f 24 ist. Der Einzeltiter der H-Profilfasern wie der Rundprofilfasern ist also etwa dtex 3,2. Beide Fadenbündel sind unter folgenden Bedingungen texturiert worden: Spindeldrehzahl: 221 000 T/min Fadengeschwindigkeit: 71,3 Meter/min aufgebrachter Drall: 3 100 T/Meter Heiztemperatur: 205° C

Fig. 3 lässt deutlich erkennen, wie stark die ehemals kreisrunden Faserquerschnitte unter Bildung von Vier- bis Sechsecken deformiert sind.

Fig. 4 hingegen lässt erkennen, dass die Querschnitte der H-Profilfasern nach wie vor ihre ursprüngliche Form beibehalten haben, d.h. es existieren nach wie vor gewölbte Aus-senflächen und zwischen den Stegflanken deutliche Hohlräume.

Vorzugsweise bestehen die H-Profilfasern aus Polyäthy-lenterephthalat. Das Verhältnis von technischem Aufwand zu erreichtem Erfolg wird dann am besten, wenn die texturierten H-Profilfasern auf einer Länge von 10 cm im Mittel zwischen 200 und 250 Kräuselbögen aufweisen.

Zweckmässigerweise liegt der Einzeltiter bei den H-Profilfasern zwischen dtex 3 und dtex 10, vorzugsweise zwischen dtex 4,7 und dtex 5,6. In dem bevorzugten Bereich wird die Gleichmässigkeit der Kräuseleigenschaften bei allen Einzelkapillaren eines Faserbündels sichergestellt, und die bevorzugten Einzeltiter eignen sich besonders gut für die Herstellung von Gewirken mit grosser Deckkraft, grossem Volumen, weichem Griff und geringem Glanz.

Beispiel

Mit einer in der eigenen schweizerischen Patentschrift Nr. 497 548 beschrieben H-Profildüse mit 24 Spinnöffnungen werden pro min 30 g Polyäthylenterephthalat mit einer Lösungsviskosität von 1,65 bei Temperaturen zwischen 285 und 295°C schmelzgesponnen. Die Lösungsviskosität ist definiert als das Verhältnis t/t„, wobei t die Durchlaufzeit einer Lösung des Polyesters, die 250 mg Polyester in 25 ml Lösung enthält, durch ein Ubbelohde-Viskosimeter bei 25° C

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ist. tQ ist die entsprechende Durchlaufzeit des reinen Lösungsmittels, nämlich m-Kresol. Die entstehenden Fadengebilde werden zu Fadenbündeln dtex 30 f 6 (Einzeltiter dtex 5) verstreckt und zugleich zu einem Bündel dtex 150 f 30 gefacht.

Die Texturierung erfolgt auf einer handelsüblichen Falschdrall-Kräuselmaschine mit 265 000 Spindeltouren. Bei einer Fixiertemperatur von 205°C erhält das Fadenbündel 2 300 T/Meter. Die Texturierung erfolgt ohne Schwierigkeiten.

Die Texturierung führt zu 300 Kräuselbögen pro 10 cm, bei einer Kräuselbogenlänge von 0,42 mm.

Die auf übliche Weise bestimmten weiteren textilen Daten sind:

Effektiver Titer:

Festigkeit (Rkm): Dehnung (%): Kräuseldehnung (%): Krauselkontraktion (%): Kräuselbeständigkeit (%):

dtex 167 f 30 S.

33,0

19,8

16.6

16.7 18,2

Kochschrumpf (%): 1,5

Heissluftschrumpf (%): 2,7

Die beschriebenen H-Profilfasern können zu Gewirken verarbeitet werden; die Gewirke weisen ein gleichmässiges Maschenbild mit wenig Glanz und guter Färbung auf. Die Ware fällt wesentlich besser aus als solche, die aus nach gleicher Methode texturierten Profilfasern mit beispielsweise Sternprofil hergestellt worden ist.

io PATENTANSPRUCH

Verfahren, um einem Bündel von Polyesterfilamanten mit H-förmigem Querschnitt im Zuge einer nicht rein mechanischen Texturierungsbehandlung unter Verminderung des Glanzes und Beibehaltung der Querschnittsstabilität der 43 15 Filamente ein erhöhtes Volumen, erhöhte Deckkraft und einen weicheren Griff zu erteilen, dadurch gekennzeichnet, dass man das Filamentbündel unter solchen Bedingungen torsionskräuselt, dass den Filamenten des Bündels 170 bis 300 Kräuselbögen pro 10 cm Filamentlänge verliehen wer-20 den.

UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyesterfilamente falschdrallgekräuselt werden.

Glanzstoff AG Vertreter: Kirchhofer, Ryffel & Co., Zürich

Entgegengehaltene Schrift- und Bildwerke

USA-Patentschrift Nr. 3 131 428