DE1254815B

DE1254815B - Verfahren zum Herstellen von gekraeuselten Verbundfaeden

Info

Publication number: DE1254815B
Application number: DES72671A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Chem Dr Walte Settele
Original assignee: Societe de la Viscose Suisse SA
Current assignee: Viscosuisse SA
Priority date: 1961-02-22
Filing date: 1961-02-22
Publication date: 1967-11-23

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

DOId

Deutsche KL: 29 a - 6/20

Nummer: 1254 815

Aktenzeichen: S 72671VII a/29 a

Anmeldetag: 22. Februar 1961

Auslegetag: 23. November 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von gekräuselten Verbundfäden, die aus zwei Komponenten, nämlich aus einem Polyamid als der einen und einem andersartigen Polyamid oder einem Polyester als der anderen Komponente bestehen, welche, im Fadenquerschnitt gesehen, nebeneinander liegen.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zum Herstellen derartiger gekräuselter Verbundfäden bekannt. Die Verbundfäden werden dadurch erzeugt, daß die beiden Komponenten durch ein gemeinsames Düsenloch versponnen und dann einer Streck- und/oder Schrumpfbehandlung unterzogen werden. Voraussetzung für den Erfolg dieser Verfahren ist, daß sich die Komponenten der Fäden nicht trennen.

In der USA.-Patentschrift 2 439 814 werden Verbundfäden aus Viscose, Proteinen, Celluloseäthern und -estern, Polyamiden und Polyvinylverbindungen beschrieben. Nach dem Verstrecken über die Elastizitätsgrenze hinaus haben diese Verbundfäden jedoch nur eine potentielle Kräuselung, die durch Wasser-, Quellmittel- oder Wärmebehandlung entwickelt werden muß.

Die USA.-Patentschrift 2 439 815 betrifft das Herstellen von Verbundfäden, deren Komponenten exzentrisch Seite an Seite liegen. Die plastifizieren Verbundfäden werden verstreckt, und die Kräuselung wird durch Wärmebehandlung entwickelt.

Nach der britischen Patentschrift 805 033, der französischen Patentschrift 1124 921 und der USA.-Patentschrift 2 931 091 werden gekräuselte Verbundfäden vorwiegend nach dem Schmelzspinnverfahren hergestellt, und zwar liegen die beiden Polymerkomponenten im Fadenquerschnitt auch exzentrisch. Es werden zwei Polymere mit unterschiedlichen Schrumpfungs- und Erholungseigenschaften verwendet. Die erhaltenen Verbundfäden werden bei Raumtemperatur oder bei einer Temperatur von 70°C und mehr unterhalb des Schmelzpunktes der bei niedrigerer Temperatur schmelzenden Komponente verstreckt. Die gewünschte Kräuselung muß durch eine Schrumpfbehandlung entwickelt werden.

Bei dem Verfahren nach der französischen Patentschrift 1 205 162 können wollähnliche Fäden erhalten werden, wenn zwei ungleiche Polymere, von denen das eine einen geringen Anteil an ionisierbaren Verbindungen enthält, gemeinsam versponnen werden und die Kräuselung nach den üblichen Behandlungen durch Quellbehandlung entwickelt wird.

Bei allen diesen Verfahren entstehen Verbundfäden, deren Kräuselung sich erst nach einer Schrumpfbehandlung, wie Quellen, Benetzen und Erhitzen in entspanntem Zustand, entwickelt.

Verfahren zum Herstellen von gekräuselten
Verbundfäden

Anmelder:

Societe de la Viscose Suisse,

Emmenbrücke (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Meissner und Dipl.-Ing. H. Tischer, Patentanwälte, München 2, Tal 71

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Chem. Dr. Walter Settele,

Luzern (Schweiz)

Schließlich ist noch aus der französischen Patent-

ao schrift 1 217 973 ein Verfahren bekannt, bei dem sich die Verbundfäden aus längsseitig verschweißten Glaskompositionen mit unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten spontan kräuseln sollen, ohne daß eine zusätzliche Behandlung zum Entwickeln der Kräuseiung erforderlich ist. Nach diesem Verfahren sollen auch gekräuselte Fäden aus verschiedenen organischen Polymeren hergestellt werden können, ohne daß aber die Ausführung eines solchen Verfahrens beschrieben wird. Ein Verstrecken der erstarrten Fäden ist nicht erwähnt, sondern nur ein Ausziehen der noch nicht erkalteten und verfestigten Gebilde.

Bei allen bekannten Verfahren sind entweder nur wenige oder gar keine Angaben über den Kräuselungsgrad und den Entkräuselungswiderstand gemacht worden.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, Verbundfäden aus den eingangs genannten Komponenten derart heiß zu verstrecken, daß sich die Verbundfäden spontan kräuseln.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verstreckung bei einer Temperatur von 60°C oder weniger unter dem Schmelzpunkt der bei niedrigerer Temperatur schmelzenden Komponente erfolgt.

Durch diese gegenüber der Vorschrift der französischen Patentschrift 1124 921 höhere Temperatur beim Heißverstrecken wird überraschenderweise die gewünschte spontane Kräuselung der Verbundfäden erhalten.

Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Verbundfäden haben einen Kräuselungsgrad von mindestens 30°/₀ und einen Entkräuselungswiderstand

709 689/373

3 4

von mindestens 1,0 mg/den. Diese Kräuselungswerte Das Aussehen der erfindungsgemäß hergestellten

entsprechen ungefähr den niedrigsten Werten der Verbundfaden entspricht jenen endlosen Fäden, die

nach dem Stauchkräusel- oder dem Falschdrallver- nach einem Falschzwirn-, einem diskontinuierlichen

fahren erzeugten endlosen Polyamidkräuselgarne. vorübergehenden Zwirn-, Stauch- oder anderen Ver-

Zur Verbesserung der Eigenschaften der gekräusel- 5 fahren gekräuselt worden sind. Sie zeichnen sich durch

ten Verbundfäden kann eine Wärmebehandlung vor- hohe Elastizität und Fülligkeit aus. Diese Fäden und

genommen werden. . die aus entsprechenden Stapelfasern gesponnenen

In der nachfolgenden Beschreibung wird der Garne können zum Weben und Wirken der verschie-

»Kräuselungsgrad«, abgekürzter, wie folgt verstanden: densten Textilien verwendet werden. Zum Beispiel

£■ _ § ίο können beim Verweben von solchen Fäden unter

Kr = —--— · 100, Spannung glatte Gewebe erzielt werden, die in entspanntem Zustand einspringen. Dadurch können die

wobei L die Länge eines abgemessenen Fadenstücks Art der Oberfläche und der Griff beeinflußt und hohe

in gestrecktem Zustand unter einer Spannung, die Fülligkeit, Wärmehaltigkeit und Deckfähigkeit erzielt

gerade eben die Kräuselung aufhebt, aber die dem 15 werden. Sie eignen sich ferner auch als Florgarn für

Fadenmaterial inhärente Elastizität noch nicht bean- Teppiche.

sprucht, und S die Länge des gleichen Fadenstücks in Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung

spannungslosem Zustand bedeutet. näher erläutern.

Der »Entkräuselungswiderstand« ist diejenige Kraft Wenn in diesen Beispielen von »logarithmischer

in Milligramm je Denier, die aufgewendet werden 20 Viskositätszahl« die Rede ist, so soll darunter die

muß, um die Fäden um 50°/₀ derjenigen Länge zu folgende Größe verstanden werden,

strecken, die die Differenz der Länge in vollkommen I_n η_τΛ

gestrecktem und ungestrecktem Zustand ausmacht, Logarithmische Viskositätszahl = —-—.

also—=—. In der Praxis wird so gemessen, daß über _, . _n , ., , , ,. ... _ΛΓ , .....

2 6 . > 25 Bei Polyamiden bedeutet η_τΐι die relative Viskosität

die Strecke S bis L ein Kraft-Dehnungsdiagramm auf- einer Lösung mit einer Konzentration c von 0,2 g

genommen wird, aus welchen die Koordinaten für Polyamid in 100 cm³ Lösung, gemessen bei 20° C.

den Mittelwert der Länge abgelesen werden. Als Lösungsmittel wird 94°/₀ige Schwefelsäure be-

AIs »Bogenzahl« gilt die Zahl der Bogen des ge- nutzt.

kräuselten Verbundfadens pro Zentimeter, bezogen 30 Bei Polyestern bedeutet r\_re.i die relative Viskosität

auf die gestreckte Fadenlänge L. einer Lösung mit einer Konzentration c von 0,2 g

Als Ausgangsmaterial für die Polyamidkomponente Polyester in 100 cm³ Lösung, gemessen bei 20° C.

eignen sich beispielsweise Polyhexamethylenadipamid, Als Lösungsmittel wird ein Gemisch aus Phenol—

Polycaprolactam, Polyhexamethylensebazamid und Tetrachloräthan (1:1) benutzt.

Polyaminoundecansäure. Bei nur aus Polyamiden 35 P₁₁₁₁

bestehenden Verbundfäden sollen zwei chemisch ver- Beispiel

schiedenartige Polyamide Seite an Seite in der Faden- Geschmolzenes Polyhexamethylenadipamid mit einer

längsachse miteinander verbunden sein, z. B. Poly- logarithmischen Viskositätszahl von 1,04 sowie die

hexamethylenadipamid und Polycaprolactam. gleiche Menge pro Zeiteinheit einer Schmelze von

Als Polyesterkomponente können beispielsweise 40 Polycaprolactam mit einer logarithmischen Viskositäts-

Polyäthylenterephthalat, Copolyester von Äthylen- zahl von 0,945 treten gemeinsam durch alle Düsen-

terephthalat—Isophthalat oder Polyester aus Tere- löcher einer Spinnvorrichtung in eine Kühlgasatmo-

phthalsäure und Dihydroxyalkylcyclohexan verwendet Sphäre, erstarren dort zu einem Verbundfaden, bei

werden. dem die beiden Komponenten Seite an Seite in jedem

Die erwähnten Polymere erfüllen die Voraussetzung, 45 Einzelfaden vereint sind, und werden mit einer Spinn-

daß sich die Komponenten nicht trennen. geschwindigkeit von 920 m/Min, aufgespult. Der

Für die Heißverstreckung kommen sämtliche be- Titer des unverstreckten Fadens beträgt 132 Denier

kannten Verfahren in Betracht. Der Faden kann bei- und die Einzelfadenzahl 13. Diese unverstreckten

spielsweise durch erhitzte Zulieferrollen, Streckstifte, Verbundfäden (Faden A₁) weisen einen Kräuselungs-

Heizschlitten oder-röhrchen erhitzt werden. 50 grad von 0°/₀ auf, d.h., sie sind vollkommen glatt.

Die Thermofixierung der in spannungslosem Zu- Der unverstreckte Faden A₁ wird bei einer Aufstand befindlichen Fäden kann unmittelbar nach der spulgeschwindigkeit von 188 m/Min, auf 229 °/₀ kalt Verstreckung folgen oder in jedem beliebigen späteren verstreckt (Faden B₁). Dieser Streckgrad ist der unter Zeitpunkt vorgenommen werden. diesen Bedingungen maximal mögliche. Der kalt-

Die Kräuselung der erfindungsgemäß hergestellten 55 verstreckte Faden B₁ weist einen Kräuselungsgrad

Fäden ist dreidimensional. Die Kräuselung ver- von nur 11 °/₀ auf. Er ist also praktisch nicht gekräuselt,

schwindet bei Anwendung höherer Zugspannung, Der Faden A₁ wird bei einer Temperatur von

tritt aber nach Aufhebung der Spannung spontan 19O⁰C unter Verwendung eines Heizschlittens bei

wieder auf. Eine lange Lagerzeit unter Spannung, einer Aufspulgeschwindigkeit von 188 m/Min, auf

beispielsweise nach unmittelbar nach dem Verstrecken 60 330 °/₀ heiß verstreckt, wodurch man auf dieselbe

erfolgtem Aufspulen unter höherer Spannung, beein- Bruchdehnung wie beim Faden B₁ kommt (Faden C₁).

trächtigt die Kräuselung in keiner Weise. Der Faden C₁ kräuselt sich nach Aufhebung der

Die erfindungsgemäß hergestelllten Verbundfäden Fadenspannung spontan und weist einen Kräuselungskönnen wie die bekannten Kräuselfasern gefärbt, grad von 75°/₀ auf. Der Entkräuselungswiderstand behandelt und veredelt werden. In üblicher Weise ist 65 beträgt 1,3 mg/den. Die Bogenzahl beträgt 5,0.
bei diesen Behandlungen darauf zu achten, daß die Axialbohrung 86 versehen, deren äußeres Ende als Fäden in möglichst spannungslosem Zustand sind, Der heißverstreckte und spontan kräuselnde Fadamit die Kräuselung nicht beeinträchtigt wird. den. C₁ wird während 30 Minuten in spannungslosem

Zustand mit Sattdampf von 123°C unter Druck fixiert (Faden D₁).

Der Entkräuselungswiderstand dieses fixierten Fadens D₁ beträgt 3,5 mg/den. Der Kräuselungsgrad beträgt 77°/₀; er ist also praktisch unverändert. Dies zeigt, daß es sich bei dieser Behandlung nicht um die Entwicklung einer potentiellen Kräuselung handelt. Die Bogenzahl beträgt 4,7.

Beispiel 2

Der Spinnvorrichtung werden gleiche Mengen von zwei verschiedenen Polyamiden zugeführt. Es wird Polyhexamethylenadipamid mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 1,04 sowie Polyhexamethylensebazamid mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 0,83 zu einem Verbundfaden mit einem Titer von 385 Denier in unverstrecktem Zustand und einer Einzelfadenzahl von 13 bei einer Aufspulgeschwindigkeit von 460 m/Min, versponnen (Faden A₂). Dieser Verbundfaden hat einen Kräuselungsgrad von 0°/₀.

Der Verbundfaden A₂ wird bei Zimmertemperatur auf 405 °/o verstreckt (Faden B₂). Der Kräuselungsgrad dieses kaltverstreckten Verbundfadens B₂ ist 0°/₀.

Der Verbundfaden A₂ wird bei einer Temperatur von 19O⁰C auf 550 °/₀ verstreckt (Faden C₂). Dieser Faden kräuselt sich in spannungslosem Zustand spontan. Der Kräuselungsgrad dieses Fadens beträgt 80°/₀; die Bogenzahl 4,7 und der Entkräuselungswiderstand 1,1 mg/den.

Der heißverstreckte Verbundfaden C_a wird in spannungslosem Zustand durch Kochen in siedendem Wasser während 30 Minuten thermofixiert (Faden D₂). Der Kräuselungsgrad dieses Fadens beträgt 78 °/₀, der Entkräuselungswiderstand 3,5 mg/den und die Bogenzahl 5,5.

B e i s ρ i e 1 3

Ein geschmolzenes Polyhexamethylenadipamid mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 0,965 und eine gleiche Menge geschmolzenes Polyäthylenterephthalat mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 0,66 werden mit einer Spinnvorrichtung zu einem Verbundfaden Seite an Seite versponnen, durch einen Kühlluftstrom abgezogen und mit 920 m/Min, aufgespult. Dieser Verbundfaden hat einen Titer von 165 Denier in unverstrecktem Zustand und besteht aus 13 Einzelfäden. Der unverstreckte Verbundfaden wird unter Verwendung eines Heizschlittens bei einer Temperatur von 190⁰C auf 410 °/₀ heiß verstreckt. Dieser heißverstreckte Faden (Faden A₃) kräuselt sich nach Aufhebung der Fadenspannung spontan und weist einen Kräuselungsgrad von 6O°/o> einen Entkräuselungswiderstand von 1,3 mg/den und eine Bogenzahl von 5,8 auf.

Der heißverstreckte, spontan gekräuselte Verbundfaden A₃ wird während 30 Minuten in spannungslosem Zustand mit Sattdampf von 123⁰C unter Druck heiß fixiert (Faden B₃). Der Faden besitzt nach dieser Behandlung einen Kräuselungsgrad von 74°/₀, einen Entkräuselungswiderstand von 3,1 mg/den und eine Bogenzahl von 7,2.

Beispiel 4

Es wird ein Verbundfaden hergestellt, indem einer Spinnvorrichtung gleiche Mengen von geschmolzenem Polyamid und Polyester zugeführt werden. Polyhexamethylenadipamid mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 1,12 und ein Copolyester 90: 10 PoIyäthylenterephthalat—Isophthalat mit einer logarithmischen Viskositätszahl von 0,63 werden von je einer Titerpumpe ausgepreßt. Es wird ein Verbundfaden gesponnen und mit einer Geschwindigkeit von 920 m/Min, aufgespult. Der Verbundfaden (Faden A₄)

*5 hat in unverstrecktem Zustand einen Titer von 135 Denier, eine Einzelfadenzahl von 26 und einen Kräuselungsgrad von 0°/₀.

Der Verbundfaden A₄ wird bei einer Temperatur von 185° C auf 336 °/₀ verstreckt (Faden B₄). Dieser heißverstreckte Verbundfaden B₄ kräuselt sich in spannungslosem Zustand spontan. Er hat folgende Eigenschaften: Kräuselungsgrad = 75°/₀, Entkräuselungswiderstand = 1,8 mg/den und eine Bogenzahl von 7,9.

Der heißverstreckte Faden B₄ wird während 30 Minuten in spannungslosem Zustand mit Sattdampf von 123° C unter Druck thermofixiert (Faden C₄). Dieser thermofixierte Faden hat einen Kräuselungsgrad von 79°/₀, einen Entkräuselungswiderstand von 6,6 mg/den und eine Bogenzahl von 7,2.

Der Entkräuselungswiderstand des Fadens C₄ ist mit demjenigen eines durch Hochdrehen, Fixieren und Rückdrehen über den Nullpunkt hinaus erhaltenen Polyamid-66-Fadens (Kräuselgarn D₄) vergleichbar, der beispielsweise 7,0 mg/den betragen kann. Er ist besser als bei einem nach dem Stauchkräuselverfahren erhaltenen Faden (Kräuselgarn E), der beispielsweise einen EntkEäuselungswiderstand

von 4,0 mg/den aufweist.
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Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen von gekräuselten Verbundfäden, die aus zwei Komponenten, näm-4-5 Hch aus einem Polyamid als der einen und einem andersartigen Polyamid oder einem Polyester als der anderen Komponente bestehen, welche, im Fadenquerschnitt gesehen, nebeneinander liegen, wobei die erhaltenen Fäden heiß verstreckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstreckung bei einer Temperatur von 60° C oder weniger unter dem Schmelzpunkt der bei niedrigerer Temperatur schmelzenden Komponente erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 636 284;
österreichische Patentschrift Nr. 160 896;
französische Patentschrift Nr. 1124 921.

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