DE1435332A1

DE1435332A1 - Faeden und Verfahren zu ihrer Herstellung sowie daraus hergestellte Produkte

Info

Publication number: DE1435332A1
Application number: DE19641435332
Authority: DE
Inventors: Opfell James Edward
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1963-05-14
Filing date: 1964-05-12
Publication date: 1969-01-30
Also published as: BE647768A; JPS4940005B1; FR1396092A; GB1028396A; NL6405399A; US3216186A; ES299794A1; CH428077A

Description

PATtriT/xNV.'ALT MÜNCHEN 5

REICHE.«BACHSTR. Si

A/1440

AIIÜED CHEMICAL CORPORATION, New York, N-Y.,:USA. Fäden und Verfahren au ihrer Herstellung, sowie daraus

hergestellte Produkte

Me Erfindung betrifft thermoplastische Fäden, Verfahren au ihrer Herstellung und daraus hergestellte Produkte.

Bei der Herstellung von guten Fußbodenbelägen, ζ·Β. von Satten und Teppichen, wünscht man im allgemeinen ein gutes, elastisches Verhalten, ein großes Deckvermögen und einen guten Widerstand gegen Verschmutzung,, Eine andere, häufig gewünschte Eigenschaft sind Glanzlichter oder eine Glitzerwirkung der Teppichoberfläche. Blastisches Verhalten und Decksuchte man bei Verwendung von Garnen aus endlosen

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Dr. ExpL j

Fäden im allgemeinen so zu erreichen, daß man Garne verwendete, deren Einzelfäden eine Denierzahl von mehr als etwa 7 aufwiesen, und daß man die Textur oder Voluminösität der Garne dadurch erhöhte, daß man sie vor ihrer Einarbeitung in die Teppiche kräuselte_β 13s zeigte sich jedoch, daß Garne, die eine Voluminösität "besaßen, wie sie für gute Teppiche erforderlich ist, bei der Herstellung der Teppiche nicht gut verarbeitbar waren, z.B₀ beim Tuften, bei dem die Garne durch enge Nadelöhre geführt werden mußte η ο

wurde festgestellt, daß den Teppichgarnen ein latentes Vermögen zur Vergrößerung des Volumens durch eine chemische oder physikalische Modifikation erteilt werden kann, durch die die Garne mechanische Kräuselungskräfte entwickeln, während jlexJEeppich bei höherer Temperatur gefärbt wird, wodurch die Deckkraft und das elastische Verhalten verbessert werden. Garne, die die latente Neigung besitzen, voluminöser zu werden, wenn sie bei höherer Temperatur entspannt werden und keine Spannung zurückbleibt, schrumpfen im allgemeinen, und die Denier zahl des entspannten Garns ist infolgedessen höher· Darüberhinaus zeigte sich, daß, obgleich ein gewisses Ausmaß an VoIuminösität wünschenswerte Verbesserungen der Deokkraft und der elastischen Eigenschaften des Teppichs ergibt, eine zu starke

Schrumpfung des Garne zu einer unerwünschten Minderung der ι
~ Stapelhöhe führt, was zur Folge hat, daß der Teppich verfilzt

aussieht.

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Es wurden I» ereits verschiedene Padenquerschnitte verwendet, um die gewünschten physikalischen und ästhetischen Eigenschaften der Teppiche zu erhalten« So wurden beispielsweise symmetrische Päden mit dreieckigem oder vielblättrigem Quer= schnitt untersuchtt um bessere elastische Eigenschaften infolge des höheren Biegemoduls oder der größeren Steifigkeit ä solcher modifizierter Päden zu erhalten« Querschnitte, die gerade Abschnitte in einem vielflügeligen, vielblättrigem oder polygonalem Muster aufwiesen, wurden untersucht, um bessere, optische Eigenschaften zu erzielen, z*B<, ein besseres Reflexionsvermögen oder höhere Glanzlichter₀ Typische Ausführungsformen, die gerade Abschnitte enthalten, sind in den US-Patentschriften 2 637 893, 2 828 752, 2 939 201 und 2 317 enthalten» Es zeigte sich jedoch, daß die früher vorgeschlagenen Abweichungen vom üblichen, runden Querschnitt gewisse nachteilige Auswirkungen auf die Verarbeitbarkeit, auf die latenten Eigenschaften des Garns zur Vergrößerung seines Volumens oder auf das Ansprechen dieser latenten Eigenschaften auf die abschließenden Bearbeitungsvorgänge zur Polge haben·

Die Erfindung betrifft nun thermoplastische Päden und daraus hergestellte Garne, die ausgesprochene Glanzlichter aufweisen und die bei den Tufting-Arbeitsgängen eine brauchbare Verarbeitbarkeit zeigen und die schließlich nach der Einarbeitung in ein Textilstück, bei höherer Temperatur be-

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hantelt werden ktSnnen, so daß sie bessere elastische schäften und eine hb'here Beckkraft

Die QTflnäimgBgemäBeB. Fäden bestehen 'aus einem im Scbsels-

spinnverfahren verarbeitbäireiia fadenbildenden ₉ thermoplastik sehen Polymer vtnü haben einen dreiblättrigen Querschnitt, der aus einem Mittelblatt wiü swei angelaäpgten Blättern besteht, wobei jedes Blatt durch einen Kreisbogen begrenzt ist un& der Winkels, dar iron den Verbindungslinien zwischen dem Srümmungs-Mittelpunkt des Mittelblattes mit den Krüaaaungsmittelpunkten der angehängtesa Blätter gebildet wirä_a zwischen 80 und 120° liegt, wobei die Blätter an ihren umfang in in?era gekrümmte Bögen getrennt sind, wobei die beiden Bogen zwischen dem Mittelblatt und jedem der angehängten Blätter praktisch identisch sind und größere Krüsasungsraclien aufweisen als der Bogen zwischen den beiden angehängten Blättern, und wobei der Querschnitt nur eine einzige S^nsaetrieliiiia besitat» die durch den KrüMäungsmittelpunkt des Mittelblattes führt und den invers gekrümmten Boden zwischen den beiden angehängten Blättern in der Mitte durchschneidet, und wobei keine andere SyMßetrielinie und kein anderes Symmetriezentrum vorhanden ist und wobei außerdem das Verhältnis des £rUsaaungsradius der angehängten Blätter ssma Abstand vom Krümmungsiaittelpunkt des Mittelblattes zum KrüHämungsmittelpunkt eines der angehängten Blätter zwischen 0,60 und 1,0 liegt und die Kreisbögen dieser drei Blätter an

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ihren entsprechenden Krümmungsmittelpunkten insgesamt 400 bis 800°» vorzugsweise 400 bis 750° umspannen«,

Es aeigte sich, daß Fäden mit diesem Querschnitt einen hohen Siegeaodul aufweisen, der, wenn periodisch Stellen interkristalliner Spannung und Desorientierung auftreten, eine einstellbare Sunahae der Voluminösität in Abhängigkeit von der Ent spannung des Garne ergibt· Wenn man den Effekt der speziellen Quersohnittagestaltung ausnützt, dann konnte ein Garn hergestellt werden, das sich nicht nur bei den Tufting-Arbeitsgängen gut verarbeitet, sondern das darUberhinaus auch Teppiche Bit guter Deckkraft, guten elastischen Eigenschaften und besseren Glanzlichtern ergibt·

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die Zeichnung erläutert, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellt, und in der:

Pig. 1 einen größer dargestellten Querschnitt eines gemäß der Erfindung hergestellten Dreiblattfadens zeigt» Wie aus PIg₀ 1 ersichtlich ist, kann der Umfang des Querschnitte so aufgefaßt werden, als ob er aus drei Kreisen gebildet wäre, deren Mittelpunkte A, B und C sind. In dieser Figur sind die Kreise durch gestrichelte Linien vollständig gemacht. Die Wendepunkte an den Obergängen von einem Kreis zum nächsten sind mit A¹ und A", B¹ und B", C· und C" bezeichnet.

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Pig· 2 ist ein größer gezeichneter Schnitt durch ein vielfädiges» gemäß der Erfindung ausgebildetes Garn, der zeigt, wie die Fäden aufgrund ihres speziellen Querschnittes gebündelt werden können«

Figo 3 zeigt in einem Grundriß einen Seil einer Spinnbrause 1, wie sie zu der, gemäß der Erfindung erfolgenden, Herstellung vielfädiger Garne brauchbar ist.

Pig· 4 zeigt einen Schnitt durch eine öffnung der Spinnbrause, wobei diese öffnung aus einem zylindrischen Einlaßkanal 2 besteht, der zu drei öffnungen 3 führt, die ein gleichschenkliges Dreieck bilden·

Pig ο 5 1st ein größer gezeichneter Grundriß, der die Anordnung der öffnungen 3 an der Basis des Einlaßkanales 2 zeigt, wobei die in einem Scheitel des gleichseitigen Dreiecke liegende Öffnung in der Mitte des Kanals 2 angeordnet isto Die Mittelpunkte dieser Öffnungen sind mit A, B und 0 bezeichnet und entsprechen den Mittelpunkten der Blätter, die durch die entsprechenden Öffnungen so gebildet werden, wie dies in Pig.1 gezeigt istο

In Pig» t sind die Punkte A, B und C die Krümmungsmittelpunkte der drei einzelnen Blätter, wobei die Blätter mit den Mittelpunkten A und G praktisch den gleichen Krümmungsradius r aufweisen» Das Blatt, das den Mittelpunkt B besitzt, hat einen

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Krümmungsradius von 1/2 r tie zwei T₉ ist jedosh vorzugsweise gleich r (Wie in der Eigur dargestellt)» Die Punkte A% A", B¹, B", C* undC sind Wendepunkte der Kreisbögen eines jeden Blattesο zwischen den Wendepunkten A' und B^f, A" und C^B» und B"..und G* 4-st die Krümmung invers. Zur bequemeren Bezeichnung des Blattes mit dem Mittelpunkt B wird dieses Blatt als Mittelblatt bezeichnete während die beiden anderen Blätter angehängte Blätter genannt werden« Die Linien zwischen B und A und zwischen B und G sind gleich lang und dieser Abstand wird im folgenden als "Ausdehnung" bezeichnete Der Schnitt zwischen den Auedehnungslinien schließt den Winkel α eine Die Winkelhalbierende des Winkels α trifft den ausgeprägtesten der drei Sektoren mit inverser Krümmung, A^w - G" in der Mitte und bildet die Symmetrielinie des Querschnitts. Der Blattradiue r beträgt insbesondere bei Teppichgarn 5 bis 20 Mikron_β

Bel den einzelnen fäden eines Garns können die Querschnitte etwas unterschiedlich seinο Vorzugsweise schließen alle ?äden eines einzelnen, gemäß der Erfindung ausgebildeten Garnes, durchschnittlich Insgesamt 400 bis 600° des Kreisbogens ein und der eingeschlossene Winkel α beträgt etwa 90° und das Verhältnis des Blattradius zur Ausdehnung liegt zwischen 0,8 und 1,0a Dies entspricht einem Querschnitt, bei dem die beiden angehängten Blätter durch sich überlappende Kreise gebildet werden_t während das Mittelblatt durch einen Kreis

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gebildet wird, der die Überlappungsfläohe etwa in der Mitte schneidet, wobei die drei Kreise praktisch gleiche Radien "be= sitzen«

Die Abmessungen und die geometrischen Verhältnisse der Querschnitte der erfindungsgemäßen fäden können so erhalten werden« daß man Mikrophotographien der Padenquerschnitte bei bekannter Vergrößerung ausmißt <> Die hier angegebenen Werte sind „ wenn nicht in anderer Weise angegeben, Durchschnittswerte, wobei die Durchschnitte aus etwa 20 Päden des Quer» Schnitts eines Garnes genommen sind.

Die bevorzugten, erfindungsgemäßen Seppichgarne sind endlose ρ texturierte, vielfädige_f thermoplastische Garne, die den oben beschriebenen 3?adenquersehnitt aufweisen, wobei die Denierzahl des Gesamtgarnes zwischen 2000 und 4500 liegt_e während die Denierzahl eines Einzelfadens 7 bis 25. beträgt, und der Fackungskräuselungsindex zwischen 4 $> und 11 fo beträgt, der Index bei entspannter Kräuselung um 8 bis 15 $> Einheiten größer ist als der Packun gskräuselungs index <>

Die laden des erfindungsgemäßen Teppichgarns sind zick» zack-förmig oder sägezahnförmig gekräuselt, wobei die Kräuselungestellen zwischen sonst geraden Fadenabschnitten liegen. Die Kräuselungsstellt-in zeigen bei Betrachtung mit polarisiertem Licht eine scharf definierte Spannungszone. Wenn aufeinander-

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folgende Fadenabschnitte herausgenommen und mit Röntgenstrahlen untersucht Herden« dann zeigt sich, daß sich das Röntgenstrahlenbild an der Kräuselungsetelle unvermittelt ändert« wobei es an diesen Stellen merklich diffuser ist als in den geraden Abschnitten, «as ein Zeichen für die Abnahme interkristalliner Orientierungen um wenigstens etwa 20 $> ist« Die λ Häufigkeit des Auftretens dieser Kräuselungsstellen und der Durchschnitt des Winkels β _v der durch die geraden Seiten b an den Kräuselungsstellen bestimmt wird« definiert das Kräuselungsverhalten der Fäden· Die durchschnittliche Anzahl der Kräuselungsstellen pro Längeneinheit des nicht gespannten Fadens und der Durchschnittswert des Winkels B können durch mikroskopische Untersuchung festgestellt werden= Bin bequemeres HaS für das Kräuselungsverhalten erhält man durch das Verfahren sur Bestimmung des Kräuselungsindex., Bei diesem Ver~ fahren wird eine länge einer Faser gemessen« die unter einer Last von 0₉1 g pro Denier 2 Sekunden lang (Länge L₁) aufgehängt wird, wobei sich unter dieser Verhältnissen der Kräuselungswinkel effektiv auf 180° aufweitet, und wobei dann die Länge der gleichen Faser 15 Sekunden nach einer vorhergehenden Spannung (L₂) gemessen wird« Der Kräuselungsindex wird dann gemäß folgender Formel errechnet:

L₁ - L₉

Kräuselungsindex = — ■^Ι ' x 100 Ji

^h1

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το

Die erfindungsgemäßen Garne werden üblicherweise für die industrielle Verwendung aufgewickelt verpe&t, z_eBv auf Bobinen» Rollen« Spulen und Weberbäumen _o Der Kräuselungsindex des verpackten Garnes vor der Verwendung oder anschließenden Behand-* lung wird im folgenden als Packungskräuselungsindex bezeichnet _o

Xm entspannten Zustande nimmt bei den erfindungsgemäßen Garnen der Winkel Q fortlaufend ab und damit der Kräuselungsindex zu«. Es zeigte sich, daß eine Zunahme des KräuselungsIndex von wenigstens 8 # Einheiten erforderlich ist, damit man ein befriedigendes elastisches Verhalten und eine brauchbare Beckkraft bei Seppichen erhält, jedoch erhält man eine unerwünschte Verfilsungsvjirkunge wenn der Kräuselungs index um mehr als etwa 15 fo sunimmto Dieser vergrößerte Wert des Kräuselungsindex kann als Entspannungskräuselungsindex bezeichnet werden» Entspannungen, wie sie für die Vergrößerung des Kräuselungsindex der erfindungsgemäßen Garne brauchbar sind, sind Verhältnisse, bei denen die Garn spannung Hull ist, die Temperaturen über der Glasübsrgangstemperatur zweiter Ordnung des Garnes liegen und vorzugsweise eine Berührung mit Weichmachern vor= liegt ο Bei speziellen Entspannungsbehandlungen werden die Teppiche trockener Hitze oder Dampf ausgesetzt und in heiße, wässerige Spülbäder oder lärbebäder eingetaucht, Behandlungstemperaturen zwischen 125 und 250° C können einige Sekunden bis ein© Stunde lang angewandt werden ₉ was von der Art des Garns und von anderen Paktoren abhängt« Polycaproamidgarn wird für

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die Durchführung der Erfindung "besonders bevorsugt, äa es gut auf die Entspannungsverhältnißse anspricht, die "bei der .abschließenden Bearbeitung des Seppiehs auftreten, SoBo beim Färben und der Dampfbehandlungο

Obwohl die Erfindung nicht von irgendeiner theoretischen Erklärung abhängig sein soll« so wird doch angenommen$ daß der neuartige» gemäß der Erfindung vorgesehene Querschnitt, eine günstige, mäßigende Wirkung auf die Kräfte an den Fadenkräuselungestellen ausübt, die den Kräuselungswinkal zu verkleinern suchen« wenn die Fäden entspannt werden* Die erfindungsgemäßen Fäden, die im Querschnitt eine einzige Syinaetrielinie aufweisen, zeigen eine geringere Zunahme des Krauselungsindex beim Ent·= spannen als Fäden mit kreisförmigem, Y-förmigen, dreiblättrigem oder kleeblattförmigem Querschnitt (und daher mehr als eine Symmetrielinie oder mehr als ein Symmetriezentrum) und bei diesen Querschnitten wird der Kräuaelungsindex stärker erhöht als bei dreiblättrigen Fäden* bei denen der Winkel _α größer als 120° istο Die dreiblättrige Form ergibt einen Biegewiderstand und diese Steifigkeit hat zur Folge, daß die Fäden unä aarne im Seppleh ein besseres Federungsvermögen ergeben. Die Abrundung der Blätter ermöglicht ee, daß sich die Einzelfäden frei Übereinander bewegen können und sich dadurch mit benachbarten Fäden vermischen, so daß man bei der nachbehandlung des Teppichs eine bessere Deckkraft erhält« Da keine scharf begrenzten

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inneren Kanten oder Ecken "bei den erfindungsgemäßen Fäden vor=» handen Bind, wie diese bei den üblichen Fäden mit Querschnitten in Form eines dreiblättrigen Kleeblattes oder bei T-f öriöigem Querschnitt vorhanden sind₉ e© ist die lieigung der Garne gering Schmutz anzuziehen und au halten. Da gerade Abschnitte völlig fehlen ₉ so kann das Fadenbündel leichter vorübergehend zusam~ mengedrückt werden, während es durch das Öhr einer !Dufting» Nadel geführt wird_e Es ist überraschend, daß die Fäden, obwohl sie keine flachen Oberfläehenabschnitte besitzen« ein starkes Glanslicht ergeben, das die Glanzlichter übertrifft, die bei winkeligen, runden oder dreiblättrigen Fäden auftreten, die mehr als eine Symmetrielinie aufweisen _a

Die erfindungßgeisäßen Fäden werden im SchmeIsspinnverfahren aus einem thermoplastischen Polymer hergestellt, das eine fadenbildende Viskosität aufweist, wobei das Polymer durch die Öffnung einer Spinnbrause geführt wird, die aus einem Einlaßkanal besteht, der au drei kreisförmigen Öffnungen führte deren Mittelpunkte ein gleichschenkliges Dreieck bilden, wobei der Scheitelwinkel 80 bis 120° beträgt und wobei der ausgepreßte Faden mit einem nicht turbulenten Gasstrom in Berührung gebracht wird₉ während dieser Faden unter einer Spannung steht, die weniger als 0,1 g pro Denier beträgt, bis dai schmelzflüseige Polymer, das aus den drei Öffnungen austritt verschmilzt und sieh unter Bildung eines Fadens mit Γ »eiblätt:, * gem Querschnitt verfestigte

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Sine Spinndüsenplatte, die mehrere solche Öffnungen aufweist, 1st in Pig. 3 dargestellt, Die Struktur der einseinen öffnungen ist aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich« Jede dieser öffnungen besteht im wesentlichen aus drei nahe beieinanderliegenden, getrennten, kreisförmigen öffnungen₉ die an den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind« Die Spinnbedingungen sind so_e daß das Verschmelzen der drei getrennten, schmelzflüssigen PolymerstrBme in geregeltem Ausmaß vor der Verfestigung des Polymers auftritt«

Das Ausmaß des Verschmelzens der drei getrennten Polymerströme ändert sich mit dem Abstand der drei Ströme des schmelz= flüssigen Polymers, der Spinntemperatur, der Geschwindigkeit des Auspressens, der Abkühlgeschwindigkeit und der Viskosität dee ausgepreßten Polymers. Diese Paktoren müssen genau überwacht werden, damit man gleichförmige Ergebnisse erhält«

Der Abstand der Ströme des schmelzflüssigen Polymers wird ausreichend durch den Abstand der Öffnungen bestimmt, jedoch tritt auch ein sogenannter "Knoteneffekt" auf„ Dieser Effekt besteht in einer Heigung einer unter hohem Druck durch einen engen Kanal ausgepreßten Schmelze, sich beim Austritt aus diesen Kanal auszudehnen oder zu verdicken« Vorzugsweise verwendet nan zylindrische oder nach unten zu etwas enger werdende öffnungen, öffnungen mit Durchmessern zwischen etwa 0,13 bis 0,5 mm

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und Längen .wischen etwa 0_#25 aim und etwa 1,3 mm werden üblicherweise bei der Herstellung von Teppichgarn verwendete Der Abstand zwischen den Umfangen benachbarter öffnungen liegt vorzugsweise zwischen Op025 und 0,13 mau

Die Splnnteiaperatur für Polycaproamid liegt zweckmäßig im Bereich zwischen 250 und 285⁰C, vorzugsweise zwischen 255 und 275⁰G und wird dadurch konstant gehalten, daß die Spinnüüee in einen Mantel eingeschlossen wird«, Die Auspreßgeachwindigkeit wird durch ein präzises Zuführungs- und Abführungssystem gesteuert und die Kühlgeschwindigkeit wird durch eine nicht turbulente Strömung eines Gases mit konstanter Temperatur und konstanter Feuchtigkeit reguliert, im allgemeinen Luftj, die in den Spinnturm eingeführt wirdo

Die Viskosität des Polymers ist ein sehr wichtiger Faktor und sie sollte innerhalb + 2 Einheiten der relativen Viskosität der Ameisensäure, vorzugsweise innerhalb hh 1 Einheit gehalten werden. Bei Polycaproamid liegen geeignete Viskositäten des Polymers zwischen 30 und 75, gemessen als relative Viskosität der Ameisensäure in einer 90 ^igen, wässerigen Ameisensäurelösung von 11 g des Polymers in 100 ml des Lösungsmittels bei 25°C (ASTM Verfahren D~789~53T). Das Polycaproamid sollte nicht mehr als 0,2$ !feuchtigkeit und nicht mehr als 2 ^cß> des Monomers enthalten.

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Der eingeschlossene Winkel α des Fadenquersehnitts der Figβ 1 wird durch den Winkel zwischen den Mittelpunkten der drei öffnungen in der Spinndüssnöffnung bestimmt, der zwischen 80 und 120°, vorzugsweise etwa 90° "betragen solle

Die ausgepreßten Fäden werden unter einer Spannung abgenommen, die nicht mehr als 0_f1 g pro Denier beträgt, so daß eine ungebührliche Streckung vermieden wird» Die natürliche Tendenz der schmelzflüssigen Fäden unter diesen Spinnverhält«=· niesen dicker zu werden, trägt zum raschen, gesteuerten Verschmelzen bei» Über einer ersten Zone im Spinnturm werden die frisch ausgepreßten Fäden mit einer nicht turbulenten Luft«= gegenströmung in Berührung gebracht, die die Außenflächen der Fäden erstarren läßt« Diese Luft nimmt Monomerdämpfe von z.B. dem Polycaproamid mit, wodurch spätere Schwierigkeiten vermie-= den werden, die infolge Übermäßiger Mengen des Monomers im Polymer auftreten könnten. Die erste Zone ist im allgemeinen etwa 7,62 cm bis etwa 30,5 oder 61 cm Ia^g, so daß die äußerliehe Verfestigung vollständig oder praktisch vollständig wird« Die Fäden gelangen dann in eine nicht turbulente gleichgerich» tete Gasströmung, die nach unten gerichtet ist und wenigstens das Doppelte der volumetrische)! Strömungsgeschwindigkeit der Gegenströmung beträgt und die Fäden werden dadurch weiter währei einer Bahnstrecke abgekühlt, die wenigstens fünfmal so lang ist als die Balmstrecke, in der das Gas in gleicher Richtung

strömteο

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Die so hergeßt eilten Pad en werden Üblicherweise veretreekt _$, wobei gegebenenfalls Wärme angewendet wird_f wodurch die. Mole-* küle des Polymers orientiert werden lind die !festigkeit der^ Fäden dadurch vergrößert wird»

Die erfindungsgemäßen,, gekräuaelten Garne erhält man so, daß die in den oben beschriebenen Arbaitsgängen verstreokten Garne gekräuselt werden, eo daS öle Mden eine WiBkelkräuselung erhaltenρ wobei die Temperatur nicht unter 10O⁰G liegt und nicht über den Temperaturen .in der Heiazone₉ die uptsß beschrieben wirde Zweckmäßige KräusölungBverfshren eiad bei-» spielsweise Verfahren unter Verwendung von Staukästen, wie sie in den US-Patentschriften 3 037 260 und 3 031 734 beschrieben sindρ Strahlprallverfahren, wie sie in der US«Patentschrift 3 005 251 beschrieben sind, oder ICräuseluiigsv erfahren unter Verwendung von Bändern odar Zahnrädern, wie sie in der US·» Patentschrift 2 751 661 beschrieben sind, sowie andere gleichwertige Verfahren«.

Das so hergestellte« gekräuselte Garn wird anschließend verstreckt, "wodurch man eine latente Kontraktion erhält, die ausgelöst, werden kann, wobei das Garn in einem Verfahren behandelt wirde bei dem das gekräuselte Garn aus der Kräuselunge« kammer abgenommen und in entspannter Form gekühlt wird. Das Garn wird φ*ηη gespannt„ damit es verstreckt wird und ee.-Wircl·.,/

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durch einen Heizrau» geführt, der auf Temperaturen gehalten «lrd₉ die über der Übergangstemperatur zweiter Ordnung des Garne liegen, vorzugsweise innerhalb etwa SO⁰C unter dem Solunelapunkt den Polymere. Bei Polyoaproamid beträgt der Sobmelzbereien etwa 215 - 225⁰C. Die Verweilzeit des Garns in der Streoksone beträgt im allgemeinen 3 bis 30 Sekunden ₀Dae Garn wird dann gekühlt, während es noch unter Spannung steht, so daß es seine geatreckte Form behält.

Durch d&a Verstrecken wird der Kräuseiungswinkel β iip allgemeinen vm. 5 bis 15° vermindert« Das Garn kann anschließend geewirnt, verfilsst, willkürlich angeordnet oder einer Nachbehandlung unterwarfen werden, bevor es verpackt wird, Ee können verschiedene Textilhilfemittel auf das Garn aufgebracht werden, vor oder nachdem es gekräuselt wird, so daß die verschiedenen Arbeitegänge bei der Textilverarbeitung erleichtert werden.

Da ee keine allgemein anerkannten, objektiven, quantitativen Prüfungen für die verschiedenen, wünschenswerten Eigenschaften von Bodenbelägen gibt, so wurden die Vorteile, die «an gemäß der Brfindtmg erhält, noch am suverlässigsten durch ein subjektives Beurteilungßeystem ermittelt, wobei 6 Personen Ale gleiche Probe auf die gleichen Eigenschaften untersuchen. 9Or die Beurteilung wurde ein Maßstab von t bis 5 angelegt, wobei die Beurteilung 5 einen hohen Wert der gewünschten Eigenschaft darstellt und die Beurteilung 1 einem unbefriedigenden

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Wert der entsprechenden Eigenschaft entspricht» Der !Durchschnitt! wert dieser 6 Personen bildet dann die Beurteilung einer speziellen Eigenschaft einer bestimmten Probe» Auf diese leise wurden Eigenschaften wie Glanslicht, Deckkraft, elastisches Verhalten» Verachmutzbarkeit und Verfilzungsera eheinungen beurteilt»

Die folgenden, speziellen Beispiele erläutern bevorzugte Verfahren sur Durchführung der Erfindung· Die Angabe "^" in den Beispielen bedeutet bei Konzentrationen (xewiehts-jS.

Beispiel 1

Es wurde Polycaproamidpolymer verwendet, das einen Feuchtigkeitsgehalt von 0,05 bis 0_r10 # aufwies, die Gesamtbestandteile durch heißes Wasser von T bis 2 $* extrahiert werden konnten und

die relative Ameisensäureviskosität 57 betrüge Das Polymer enthielt etwa 0,2 # eines Titandioxydmattierungemlttels, Das Poly- . mer wurde in einer Strangpresse geschmolzen und die Schmelze wurde bei 2S5°O mit einem Drück von 125 atü durch ein Sandfilter

einer Spinndttaenplatte gefördert, In der 70 Dreifachöffmingen längs zweier konzentrischer Kreiae angeordnet waren, 50 in einem Kreis mit 8,9 cm Durchmesser und 40 in einem Kreis mit tt,4 cm DurchmeßBer, wobei die drei öffnungen ein gleichschenkliges Dreieck bildeten»

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Die das filter und die Spinndüse enthaltende Einheit «ar mit mit einem Hantel versehen, der eine hochsiedende Flüssigkeit (Dowtherm) enthielt, die auf einer konstanten Temperatur von 257°O gehalten wurde»

Jede dieser 70 öffnungen hatte einen zylindrischen Einlaßkanal, der etwa 3,18 cm tief war und einen Durchmesser von 2,38 mm aufwies und zu einer Gruppe von 3 öffnungen führte, von denen jede etwa 0,5 mm tief war und einen Durchmesser von etwa 0,336 am aufwies· Die drei öffnungen einer jeden Gruppe bildeten ein gleichschenkliges Dreieck mit einem Scheitelwinkel von 90°, wobei jeder Schenkel 0,42 mm lang war und der Abstand zwischen dem Um» fang der Mittel- oder Scheitelöff»ung und jeder der äußeren öffnungen 0,058 mm betrugt,

Die Oberfläche der Spinndüse war mit einem flüssigen PoIysiloxanentspannungemittel überzogen. Der Durchsatz betrug 14,75 kg Polyaar pro Stunde. Die frisch ausgepreßten Fäden wurden zu einem Spinnturm geführt, in den Luft bei 27,8⁰C und mit 65 # relativer Feuchtigkeit etwa 20,3 cm unter der Spinndüse eingelassen wurde* Der Turm hatte einen Durchmesser von 22,9 cm und war 4f5>7 m-lang» Bin kleinerer !eil (etwa 1/5) der eintretenden Luft wurde nach oben als nicht turbulenter Strom in Gegenstromberührung mit den nach unten wandernden Fäden gezogen· Der größere Teil der eintretenden Luft strömte als nicht turbulenter

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Strom lffi 6-iöIüiistroa mit -Sen naüii unten

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Danie? -

Garn mit 12OUV^hielt, ^?olj0i Jedox* ^ey TO I?gäeB 17 S'ialijx· hat-fec &QS glebsnß t»urde- dae Garii in 5 Sötten über

eti geführt_f ate auf 185 bis- 190⁰O gehalten öen_s wie dlöe ia de* US"Patentsehr^>iit,2 859 472 -li-eeehrieben i'st« - ■ .·".■.■■"■■ V . :.■■.;■.

Der ärxäibl&fetrigö Querschnitt Öas ^eMlüeton ß-arnos hatte öiii^aßbselinittlii?li einen eiiigeeelilostfenmi "Winkel « "τ-οη etwa 90° t ein jBThWiinlis vuü BlattraMuß ym AusöeibäuQ^-von ciavsi

§09805/0787 - ;^: BAD

~ 21

τ? on et¥Ja 750° "Alle Blätter hatten praktisch gleiche Radien toh

Das Garn ^urde dann kontinuie rlteli in einem Stau*»KrSusel» kasten behandelt» wobei im wesentliche» die Vorrichtung vsendet 'ßurüöf die in der US-Patentschrift 5 0'37"25Q beschrieben ist und es wurden im wesentlichen Yerrahrenslböäingungen eingehalten» die in der US-Pstentsehrift 3 03t 734 beschrieben' sind« Iiisbesonäere wurden 60 getreimfre. Ende» dea nach obiger Beschreibung hergestellten ßarns_B die au 2ö_ilye4©ndlgeß üruppen komb ini^rt -wurden ₉ ]&2η$φ^&®&^±ι&τ^ΓΊίΪΜ& jQimU.Tmkamm.&r ge führ fe

Dampf von 172⁰C enthielt. -JDae mit etwa 140⁰C

auo der Vorwäxiakanimer auotretöHÖ© 0-as vmrde direkt i» 20 sndige slruppen zu dem Walaenspalfc siner KrSusoluiigseiffi" lchtung geführte wobei der Walsendruck 1,05 kg/cm wntl dar Brück am Auslaßgatter 2_S46 kg/cm betrug_r während In äieuer Krauselungs kammer aine !Eemperatur von etwa 125⁰O aufrechterhalten -wurde=, Daß aus dem KrM,uselungaka»ten austretende "Garn vmrde in kompakter Ii¹OCTi auf 70⁰C abgekühlt=. Di··? 20 Dr&ifaebgax-ne wurden dann getrennt imd kontinuierlich d'irch elna Yurötreckkaramer n» die Lampi* mit einem .Oruck .von 0_&0?ί>3 k^bel einar-

fempera ¹JUr /on 175⁰C eaöi.sUj v/obai jedes (farn unter e üpannun ί 7on 775 & otandL Die Verwoltkö'i'fe das Q-a:meB In Kammer uetrug etwa 17 Sokniiden* BeIm Austritt aus den S tier 7er si -TsjkkBEuaer wurde, das Garn «ntor Spannung

BAD 9098Q5/O787^:. '■·.;.' --

435332

damit es t/ährend ies KuhXesm gespsnn-t. blieb und das £arn wurde dann-'auf Rolirstiitzea- aufgewickelt.» Das verpackte farn hatts eilte Beaiersahl von etwa 5.600 und bestand aus 2TO Bas Garn iaatte eiiieß Eaekungs-KräitiBelungsiiidex von 6_P.7 elaen EäfipSnötiiigs-KränselHngsindex../von 20., 7 :?s_e der bestimmt wurde, nachdem eine .Probe des Uarns oliiie Spannung eine Stunde in kochendes Y/asser gelegt wurde»

Das verpackte-öarBρ das so hergestellt war» wurde zur stellung eines mit Scblingerratapeln getufteteat Seppiefeis ν er« , ."..,., wendetχ v/obei 2_tA- Tufts auf de« cm trafen und das Pläühengewicht 67B g pro ta betrug» Die Stiftnadel hatte eine ofale Öse_s die 4»77 mm hoch unü 2j38 mm breife war und die mit einer G-eaehwlxi&Igkeit von 520 lufts pro--Minute arbeiteten Das Verhalten; dee Garriö während des !Euftens war ausgeseiclinet und es traten keine Arbeitsunterbreöhungen auf, die darauf beruhten, daß das &arn nicht frei dureh das Nadelöhr lief_n Eine Probe "' des getuftetan- Teppichs wurde dann bei tOO°C gespült, blau ge»"'". färbt und eine genormte Latexdiaperalon wurde auf^Jdie Mickseiie dee Probeetüoks aufgebrachfe* Das Tepplchprobestuck wurde dann auf yersciiieöene Eigenschaften untersucht*.

Die tfersehmutKbarkeit 7/urde so bastimmt'₉ daß JBepp ich proben,, verwendet wurden, die sorgfältig;, einer normalen-Beniitzuiag in Korridoren.von.Gebäuden ausgeeetat wurden_s wobei überwacht wurde _x

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κ9 0 9: 8 0 57 0 7%'T '■ "■- '- '- · ^!- : BAD ORIGINAL

wie stark dieses Probestück begangen wurde. Das Ausmaß AßT Verschmutzung der Probe vraräe durch Vergleich mit einer lbr dee ursprünglichen Teppichs vor-gtmomHien uM Proben s,a<äer«j? Teppiche„ die in UT)IIoher Weise hergestellt waroa, b©± ö®H jedoch fäSen mit r-tmdem Querschnitt &n Stell© -ae^gSSSOS Erfindung vorgasehene23 Mäon verwendet wurden»

Die Deekkraft wurde durch vieuall© Beatimnrang "beurteilt wobei darauf geachtet wurde_f Gb die welJSe Teppiohmsterlagö die aufgebrachten Paoern von oben gesehen werden

Das Glanslichti'erhältLiie wurfl® so bestimmt $ daß die Teppich probe in einem Winkel von 45° im normalen Tageslicht beobachtet wurde „ wobei mit Vergleichsproiben *?cra UJeppiehen verglichen Viui'de, die iäden mit rundem Querschnitt hatten sowie Fgöeii -mit dreiblättrigem Querschnitt _s jedoch mit mehr als "einer SyraniQ-trie linie«, Per !3?eppieh mit den" erfinduiigsgemäSe'ia Fäflen,zeigte sin sehr hohes ßlanslieht, ein Grlitaern wie von Diamanten oder Kristallen,, wobei man den Eindruck hatte, daß der feppleli dick ist, was auf dem Kontrast der funkelnden Stellen g^g«m &®n dunkleren, umgebenden Untergrund aurüökzuf uhren ist« Startens Glanalicht ergibt «ich eher aus der Lichtbrechung und nicht aus der einfachen Reflexion, die mn* einen Gl&ns erzeugt»

Die ermittelten !eigenschaften eier !'eppiehprobe dieseß Beispiels sind in !Eabelle I im Vergleich mit tfersehieäeaeß

gleicbeproben susammsngeotellt,,

BAD ORIGINAL

.909 80 5/07 8 7

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Beurteilung derl Eigenschaften

Probe. .. ' ■ · 3-j(.analich't · , \ ■ Blast is cow , . Deckkraft ■

';.,■■ . ; ' . '. ί 'verhalten ■'■ ' ' , ' gegen Yi

A üJeppish n&Qh diesem; Beispiel' - 4?5 ■.;."] 4,2 , .4*1 > .'. 3*4

B Vergleicbsprobö mit; rwnden ■,.

yergäeiobgprobe* ; '.· ■ 3»6; ■ ^:' /.,: . 4,0 /'; - .· ■■ 3'„$. '^j.- ' ■ 3^4

¥@rsGbmolgiene₉ söohsf ädige ·,', ' .■ , ■ ■ _; ■ ;■ ,' .' " ■ ■ ■ ; ,

Tejpgleichsprotef. ■'.'.' . ' . ^⁹* ',.. ' ²*° V ■ ' 5·,4 -■..■■ ',"'^⁶

C-. OP

C Synssetyische Vescl^.^hspTOij? ■ ' . ■,■''. ^; ■ ■ ■ ■ ■ ■ "■. ' .. ■ * · ',-. ^i:. ' *-?■

mit dreiblättigen Päöen² ' '^: ■· ^3?7, ^: '■ '' ^; ;⁴;'⁶ / . 4^4 ■ . ' 3_V5 ■" .... ■ ' ■;..■' ^;* ό;.\ jjj'

Vcr^l2ichc-srobe¹ dreiblättriges·" ■■ . '.„.". ' ■ ^: ■ ^{: ;} ■■.■■" ... ;. : ■'■·*:■■ °3.

Zu Tabelle Xt

K Ein Teppich_f hergestellt nach diesem Beispiel unter Verwendung von Garn» das nach diesem Beispiel hergestellt ist; außer daß die Fäden kreisförmigen Querschnitt haben_o

2ο Ebenso wie bei 1» außer daß Sie Fäden einen dreiblättrigen Querschnitt haben, der dem der Fig_e 2 der US-Patentschrift 2 939 201 ähnlich ist.

3» Ebeneojjl5 bei 1, außer daß diese Fäden im Querschnitt die Form eines d^öIUlairtrigen Kleeblattes haben,, ähnlich wie in Fig· 2 der US οPatentschrift 2 968 857»

4· Ebenso wie in 1, außer daß die Fäden einen Y~£örmigen Querschnitt haben ₉ der dem de:r|Pig_e 1 der US-Patentschrift 2 828 752 entspricht»

5» Ebenso wie in 1» außer daß die Fäden aus .6 kreisförmigen Fäden bestehen, die miteinander verschmolzen sind, ähnlich wie in Fig» 1 der US-Patentschrift 2 959 839o

Wie die Daten der Tabelle I zeigen* weisen die erfindungsgemäßen Fäden ein überraschend hohes ölanzlicht auf und die Beurteilungen für elastisches Verhalten, Beckkraft und Beständigkeit gegen Verschmutzen sind gut im Vergleich zn äen Fäden mit den bisher bekannten Quers chnittsausbildungen*,

SAD ORIGINAL ,$09805/0787

Beispiel 2

Um die Auswirkung des Verhältnisses des Blattradius zur Ausdehnung auf die Eigenschaften der erfindungsgesnäßen Mden festzustellen.,, wurden Reihen von Garnen hergestellt, wobei die Spinndüse und die S^nnverhältnisse des Beispiels T, jedoch · Polyeaproamidpolymere in verschiedenen Viskositäten verwendet wurden«, Es wurde festgestellt,, daß das Verhältnis von Blattladius zur Ausdehnung mit Abnahme der relativen Ameisensäure-Viskosität des verwendeten Polymers aunimmt, Es wurde auch festgestellt» daß dann, wenn das Polymer weniger als 0₉2 °/a feuchtigkeit erhielt _s ein unzureichendes Verschmelzen der drei ausgepreßten Ströme erfolgte« lie so hergestellten G-arne hatten alle einen Makel α .von-90°, sie wurden gekräuselt, verstreckt unönach dem Verfahren des Beispiels 1 zu Teppichen verwebte Die üfatur der hergestellten Proben und die mit diesen Proben

erhaltenen Prüfergebnisse sind in Tabelle Il gezeigt*.-■-

Wie aus dieser Tabelle II ersichtlich'ist, ist das Verhältnis von Blattradius zu Ausdehnung ein kritischer Parameter für die gewünschten Vorteile„ die gemäß der Erfindung erreichbar sindo Verhältnisse von etwa 1₉0 ergeben ein geringeres Grlanzlicht und ein übermäßig hoher Kräuselungsindex bei der Entspannung gibt ein verfilzfees Aussehen₆ Verhältnisse unter jetwa O₆60 ergeben ei» geringeres Glanzlicht und man erhält ein nicht angemessenes Ansprechen auf dte^Eötepannuiigsverhältnisse, ^ _H ^... -.._■

909805/Ο7δ7· *, ,^ BAD original

Tabelle II

Probe

YiBkoöität I-euohtigkeitsd«B -j gehalt des Poly«

Polymers mere in $r

Terhältnie

Grlanzlicht

Dehnung

G	31	0,05	Entspsmiungs- Kräuselungs·"=· index	1.2--	3,	2
H	42	O₉OS .	0,93	4₉	7
I	48	0,11	0,75	4,	5
J	49	0,09	0,60	4₉	2
K	59	0_s15	0,53	"2f	8

probe	Packunga-Kräus e~ lungsindes		Prozentsatialäer Einheiten der Zu nahme des Krause- ⁴ lungsindex

Q	7_S2
H	7,0
I	6_f8
J	7,2
K	6.5

23,6

21_S5 16_t6 15,8 12., 7

16,4' 14,5 9,8 8,6

1 ο In Einheiten üer

2ο Teppichprobe ergibt ein unerwünsehtee νerfilztee Auesehen und eine unbefrieäigeiaöe Beurteilung der Lägerang von 1,3»

3 ο Die Teppiehprobe ergibt die von 1.»5- iür die Deckkraft«

Beurteilung

4 ο HXe Polymerpraben enthielteii laotam, §0980,5/0787

0,85

Bei#pie| f - ■-■■■'■· - ■ ■■'^v '*■■ _' ■ ' '- ■■■ '

JJm die Auewirkung des Winkele α auf die Eigenschaften der erfindungsgemäßen 3?äden festzustellea, wurden Eeihen schmelz» gesponnener Garne hergestellt, wobei Spinndüsen verwendet wurden, bei denen verschiedene Viinkela bei dem Dre'ilochmuster verwendet wurden. Die Loehabstände und die Yerfabrensbedingunges wurden sorgfältig überwacht, damit man bein Verhältnis von Blattradius zu .Ausdehnung von 0,69 - 0*74 bei allen hergestellten Proben erhielt» Die Barne wurden auf Rollen auf das

unfmm# I % SIt lil§«SiifWm§ ■ §f? di§ djmif e.f|a|fi^ei-frgflnisjBt-find

•v-fi&ffp&^S-tilMi*

Jj Pplypa.proamid

$§■■ P^lyca^roamid .*-.

|ϊ Poly {hex ame thy lenadipamid) tff^ ;f|§

§ Poly(hexamethylenadipamid) ..fSfäß

§ Polypropylen f#^

:■■■■■-.■ fi§^§-

PpIy { äthylentereph thalat)

BAD ORiGiNAL

Wie die Daten der Tabelle III zeigen, sind die unerwartet kritischen Auswirkungen des Kinkels α so, daß Winkel außerhalb dee Bereiche 80 -120° ein deutlich geringeres Glanzlicht ergeben· Die Proben L, P und R, die außerhalb des Rahmens der Erfindung liegen, zeigen Glanzlichter mit Beurteilungen von etwa 4«» Die Daten der Tabelle III sind auch insofern beachtlich, als sie zeigen, daß die wünschenswerte Qualität des ßlanzlichts von der neuen Ausbildung der Fäden abhängen und daß Paktoren, wie beispielsweise die Art des Polymers , die Kräuselung und das Gewebemuster diese Eigenschaft nicht beeinflussen«

Beispiel 4

Die Verarbeitbarkeit des Garnes beim Tuften wurde unter Anwendung der Tufting-Verhältnisse des Beispiels T an verschiedenen Proben von Polycaproamidgarnen untersucht; Als Maß fiir Äle Verarbeitbarkeit wurde die Zahl der Unterbrechungen oder Qualitätsmangel pro 8$36 m gezählt, die auf das Verhalten des Garnes zurückzuführen ware«, Als befriedigend wird die Arbeit im. allgemeinen dann betrachtet, wenn weniger als 24 Unter*-

" ■ p -- ■ ■ ■

brechungen oder Mängel pro 8,36 m auftreten. Die Zusammen— nutzung der untersuchten Proben und die damit erhaltenenErgehnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt <■ Alle lint ersuchten Garnproben hatten 0,295 Drehungen pro cm Z Zwirnung und sie enthielten die gleiche Menge einer üblichen Schmiermittel'-Avivage auf Mineralölbasis_o g^ · '

. ■■ .- 30 -;_ ;,;: ■ T ab e 1 1 e IV

"_e'4

Probe ^Denie^DenierQuerschnitt* Packungs-Kräuse-

Garn Faden _α- Verhältnis Bogen² lungsindex

Tufting-Verarbeit- Teppich·
b3i* qualität2

1200

12

90*

0,85

425

U	2400	12	90"	0,85
ν	3S00	12	90°	0,85
W	4300	12	90°	0,85
1	3100	30	90°	0,90
Y	2400	5	90°	OpSO

425'

425

8,4

8,4 8,4 8,4

410'

10,4

gut

gut
gut
unbefriedigend

brauchbar
gut

gute Deck-¹ kraft

gut
gut

Eufting-Mängel'

geringe
Deckkraft

schlechtes elastisches
Verhalten6

1 ο Querschnitt gemäß der Erfindung, entsprechend Fig. 1, definiert in fterten des

Kinkels α _t das Verhältnis von Blattradius zu Ausdehnung und der Blattbogen in Grad

2» Nach abschließender Bearbeitung nach dem Vorfahron des Beispiele 1»

3» Der Winkel des Blattbogena ist eine angenäherte Sah1» da es schwierig ist, die Lage . der sechs Wendepunkte genau festzustellen«

"N. LO O CO

die Daten der Tabelle IV anzeigen, erhält man im Bereich der gekräuselten Teppichgarne gemäß der Erfindung eine gute Tuftingverarbeitbarkeit und qualitativ gute Teppiche. DIe-Probe 3?, deren Denierzabl unter dem bevorzugten Bereich liegt, der gemäß der !Erfindung für gekräuselt es Teppichgarn vorgesehen ist, ergibt Teppiche mit geringer Deckkraft ο Die Probe W₁ deren Denierzahl über dem bevorzugten Bereich liegt, ergibt eine unbefriedigende Tufting-Verarbeitung« Die Proben 3C und Y aeigen die Auswirkungen der Denier-Zahlen der Fäden über und unter dem bevorzugten Bereich, Die Daten zeigen allgemein die kritischen Erfordernisse für Garn- und Faden-Denier-Zahlea in ihrer Auswirkung für die gekräuselten Teppichgarne, die sich nicht nur gut verarbeiten lassen sondern auch qualitativ gute fegpiche ergeben»

Damit pan eine ausreichende Erhöhung des Kräuselungsindex von »wischen 8 und 15 ^c/> Einheiten erhält_s wenn das Garn entspannt ist, ist es von Bedeutung, daß das $arn die Winkelkräuselungen aufweist, die hier vorgeschrieben sind und bei denen schaff definierte innere Spannungen vorliegen, die durch polarisiertes Lieht feststellbar sind, sowie eine kristalline Disorientierung an den Kräuselungssteilen, die durch HSntgen-

bestimmt werden können« Obgleich übliche

i jSoJJ« das Verfahren mit dem Staukaetea figk§^k3Päuselung ergibt, so ergeben diese Verfahren öoeh

keine brauchbaren inneren Spannungen an den Kräuselungestellen· Nach einem Merkmal der Erfindung wird die innere Spannung bei der Mnkelkräuselung durch einen thermischen Streckvorgang erreicht j bei dem die temperatur, die Behandlungszeit und die Spannung überwacht werden. Obgleich die theoretischen Ifaktoren, die dem Streckvorgang zugrunde liegen, nicht völlig klar sind, so nimmt man doch an, daß das Polymer am umfang der J?aser an der Kräuselungsstelle erweicht wird, so daß der ϊ/inkel ß durch die an das Garn angelegte Spannung flexibel erweitert werden kann. Wenn das Garn aus der erwärmten Verstreekzone unter Spannung austritt, dann erhärtet das Polymer wieder am Umfang und dadurch werden die inneren Spannungen oder die potentielle mechanische Energie an der Kräuselungsetelle eingeschlossen oder eingefroren. Wenn das so hergestellte« verstreckte Garn Entspannungstemperaturen ausgesetzt wird, dann wird die Umfaagslage des Polymers neuerdings weich und wenn keine Spannung vorhanden ist, dann nimmt der unter innerer Spannung stehende 3?eil den spannungslosen Zustand wieder an« Sie Wirkung ist also gleich der einer gestreckten Feder, die dann, wenn die Streckkräfte wegfallen, wieder ihre ursprüngliche Länge einnimmt»

Obgleich man durch die Kombination der neuen Querschnittsausbildung gemäß der Erfindung mit der Y/inkelspannungskräueelung in einer thermoplaetischen Faser unerwartete Yerbesserung

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.9 0.9 8 0 5 / 0 7 8 7

bei der Herstellung von Fußbodenbelägen erhält, so sind doch die Fäden, die die erfindungsgemäße Querscbnittsausbildung haben, für zahlreiche andere Anwendungen im Textilgebiet als Stapelfäden und endlose Fäden aus Eomofasern und Mischungen in gekräuselter oder ungekräuselter Fora brauchbar« Xn Anbetracht der wünschenswerten, ästhetischen Qualität durch das Glanzlicht, das die Faser aufweist, sind typische Anwendungen auf dem Textilgebiet Bekleidungen, z.B. gewebte Herrenstoffe, Hemdenstoffe, Bettuchstoffo und Damenunterwäsche, (Trikots, rund» gestrickte If irkwaren, feinwollene Tücher und Satins« In Anbetracht der verhältnismäßig hohen Oberfläche, Steife und Festigkeit sind die erfindungsgemäßen Fäden für industrielle Anwendungen brauchbart _z„b» beim Herstellen von nähfaden, faserverstärkten Schichtstof fen, Reifenleinwand, Polsterungen, Tüchern, Vorhängen, Segeltuch und für andere Anwendungsgebiete α

Die Garne können verschiedenartige Zusätze enthalten, wodurch sie spezielle Eigenschaften erhalten. So können z.B. die Zusätze sum Garn so EUgegeben werden, daß sie entweder dem Polymer vor dem Spinnen beigefügt werden oder durch Nachbehandlungen des Garne oder Gewebes, einschließlich feuerhemmender Mittel, β„Β* Verbindungen von Antimon, Phosphor und Halogenen, Titanaioxyd als Mattierungsmittel, antistatische Mittel, baftförderndo Mittel ε.B. Isocyanate und Epoxyde, Wärme- und Lichtstabilisatoren, z.B. anorganische, reduzierende Ionen, Metallionen,

BAD

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SeBo von Mangan_e Kupfer unö Simi» Phosphite und organische Amißs_f ΖαΒ_β alkylierte aromatische Amine und ketoaromatisehe Aminkondeiisate, thermisch stabile Pigmente, 2.B₀ Quindo-Magesita (Allied Chemical Corp«) und anorganische Pigmente, fluoreszierende Mittel und Aufheller, SeB« Tißopal POE, Vernetauugemittelj bakteriostatisefae Mittel, ζ,,Ββ Phenole uns! quartersäre Amine» kolloidale Torstärkungsteilohen, schmutzab¥jeissncle Überzüge ζ _eB_o kolloidales S ilisiusioxyd und Boehmit, sowie schließlich andere Zueätz© und Bebandluxiger! „ Wesentlich ist jedo&h» daß keine flüssigen Zusätze, s_eB_c Nasser oder LSemagasittel in äas Polymer vor dem Auspressen gegeben v/erden, da ilies ein zufriedenstellendes Terschiaelzesi der Ströme des schmelsflüssigen Polymers störte Die Anweeenheit von Weichmachen! wirkt sieh jedoch günatig auf dieses Terachmelzen aus und sie können nach der IPadenbildung gewünschtenfalls wieder entfernt werden«. Wenn Polycsproamiäpolymer verwendet wird, dann erleichtern 0,5 bis 2 $> monomeres Lactam, das als Weich— maehei* wirkte ein Versöbmelsen des ausgepreßten Guts und dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung _β

Sfaermiseh stabile Strömungesteuörmittel oder oberflächenaktive Mittel, durch die (Sie freie Oberflächenenergie vermindert wird,, können in das Polymer gegeben werden^ bevor es ausgepreßt wird, damit das Versehnielsen gefördert wird und dadurch

BAD. ORIGINAL 909805/0787

wird das Verhältnis des Blattradius zur Ausdehnung vergrößert, Beispiele solcher Mittel sind: Metallsalze langkettiger aliphatischer Carbonsäuren, langkettige aliphatisehe Alkohole, langkettige aliphatische Amide und fluorierte und andere oberflächenaktive Mittel.

Dae erfindungsgemäße Garn kann mit Garnen von rundem Querschnitt oder mit verschiedenen,, modifizierten Querschnitt ten gleicher oder anderer Denierzahl und gleicher und anderer chemischer Zusammensetzung vermischt Y?erden_c wodurch man verschiedene, spezielle Wirkungen erhält α

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Claims

Patentansprüche

Λ j Faden eines fadenbildenden, thermoplastischen Polymere mit dreiblättrigem Querschnitt, bestehend aus einem Mittelblatt und zwei angehängten Blättern» wobei jedes Blatt durch einen Kreisbogen begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, der zwischen den Linien eingeschlossen wird, die den Krümmungsmittelpunkt des Hittelblattee mit den Krümmunge-

verbinden mittelpunkten der beiden angehängten BlätternYSwiseben 80 und 120° beträgt, wobei die Blätter an ihren Umfangen durch invers gekrümmte Bugen getrennt werden, und wobei die beiden Bögen zwischen dem Mittelblatt und jedem der angehängten Blätter praktisch identisch sind und größere Krümmungsradien aufweisen als der Bogen zwischen den beiden angehängten Blättern, und wobei der Querschnitt eine einzige Symmetrielinie besitzt, die durch den KrUmmungsmittelpunkt des Hittelblattes führt und den Bogen inverser Krümmung zwischen den beiden angehängten Blättern teilt, wobei jedoch keine andere Symmetrielinie und kein anderes Synune triezen trum vorhanden 1st, und wo» bei das Verhältnis des Krümmungsradius der angehängten Blätter zum Abstand vom Krümmungsmittelpunkt des Mittelblattes zum Krümmungemittelpunkt eines der angehängten Blätter 0,60 bis 1,0 beträgt, und wobei schließlich die Kreisbögen der drei Blätter,, gerechnet von ihren entsprechenden Krümmungsmittelpunktenρ insgesamt einen Winkel von 400 bis 800° aufspannen.

90.9805/078 7 8AOORIG₁NAL

2β Faden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel« der zwischen den Linien eingeschlossen ist, die den KrUsmungsiaittelpunkt des llittelblatteB mit den Krümmungemittelpunkten der beiden angehängten Blätter verbinden, etwa 90° beträgt, und daß das Verhältnis des Krümmungsradius der angebängten Blätter zum Abstand vom KrUmmungsmittelpunkt des Mittelblattes bis «um KrUmmungsmittelpunkt eines der angehängten Blätter 0,8 bis 1,0 beträgt, und daß die Kreisbögen der drei Blätter Insgesamt einen Winkel von 400 bis 600 auf» spannen.

3· Faden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden aus Folycaproamld besteht, das eine relative Ameisensäure-Viskosität von zwischen 30 und 75 aufweist.

4% Mehrfädiges Garn, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Fäden nach einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestellt isto

5. Hehrfädigee, im Schmelzspinnverfahren hergestelltes Garn« dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden nach einem der Ansprüche 1 bis 3 hergestellt sind, wobei jeder Faden eine Denierzahl zwischen 7 und 25 aufweist und solche Winkelkräuselungen besitzt, daß der Packungs-Kräuselungsindex 4 bis 11 $> beträgt und der EntepannungB-Kräuselungsindex um zwischen θ und 15 # Einheiten großer ist als dieser Packungs~Kräueelungsindex₀

909805/0787 ^BA° °^R'^G'^NAL

6o Garn nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß diese Mnkelkräuselungen an den Kräuselungssteilen scharf definierte innere Spannungen aufweisen, die durch polarisiertee Licht feststellbar sind, sowie scharf definierte Zonen kristalliner Desorientation_o

7ο Mehrfädiges Garn nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine Gesamtdenierzahl zwischen 2000 und

8· Verfahren zum Herstellen eines dreiblättrigen Paäens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ₉ daß ein fadenbildendes, thermoplastisches Polymer im Schmelzspinnverfahren nach unten durch eine Spinndüsenöffnung geführt wird, die einen Einlaßkanal aufweist» der zu drei kreisförmigen öffnungen führt« die mit ihren Mitten so angeordnet sind, daß sie ein gleichschenkliges Dreieck bilden, dessen Scheitelwinkel 80 bis 120 betragt, und daß der ausgepreßte faden mit einem nicht turbulenten Strom eines Gases in Berührung gebracht wird, wählend dieser Faden unter einer Spannung steht, die weniger als 0,1g pro Denier beträgt, bis die Ströme des schmelzfluss igen Polymers aus diesen drei Öffnungen verschmelzen und sich unter Bildung eines Fadens mit dreiblättrigem Querschnitt verfestigen»

BAD ORiG;--:. 909805/0787

9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet« daß das thermoplastische Polymer ein lineares Polyamid ist, vorzugsweise Polycaproamid, das eine relative AmeisensSure-Viskositat zwischen 30 und 75 Einheiten aufweist und nicht mehr alß 2 Gewichts-^ Monomer und nicht mehr als 0,2 Gewlchta-Jt Feuchtigkeit enthält, und daß das Schmelzspinnen zwischen und 285⁰C durchgeführt wird.

10· Verfahren nach Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, daS das Polycaproamid 0,5 bis 2 Gewichts-?» Monomer enthält.

11« Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzspinnen bei 255 bis 275⁰C durchgeführt wird·

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den umfangen benachbarter öffnungen In der Spinndüse 0,025 bis 0,127 mm betragt.

13« Verfahren nach einem der Ansprüche 8 biß 12, dadurch gekennzeichnet _t daß jede öffnung einen Durchmesser von 0,127 bis 0,51 mm aufweist und die Mittelpunkte der öffnungen ein gleichschenkliges Dreieck bilden, das einen iicheitelviinkel von etv-a 90° besitzt«

BAD ORiGlNAL

909SG5/0787

Η« Verfahren nach Anspruch 12 oder 13* dadurch gekennzeichnet, daß die auegepreßten Ströme dee Schmelzflussigen Polymers zuerst durch ein im Gegenstrom strömendes Gas und dann durch ein gleichsinnig strömendes OaB «andern, das wenigstens die doppelte -volumetrische Strömungsgeschwindigkeit wie das im Gegenstrom strömende Gas besitzt, wobei die Wegl&nge in Gleichstrom wenigstens fünfmal so lang 1st wie die im Gegenstrom. ^;> '--ό*^*

15 ο Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis Ht dadurch gekennzeichnet, daß der Faden mit dreiblättrigem Querschnitt nach dem Spinnen bei einer Kräuselungstemperatur von nicht unter 100⁰C eine ftinkelkräuselung erhält, daß der gekräuselte Paden im entspannten Zustand gekühlt wird, daß der Faden unter Spannung gesetzt wird, damit er verfestigt wird und daß er. dann auf eine Temperatur erwärmt wird, die unter dem Schmelzpunkt des Polymers jedoch nicht über der Übergangstemperatur zweiter Ordnung und der Kräuselungstemperatur liegt, und daß der gekräuselte Paden dann gekühlt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Spannung stehende, gekräuselte Faden auf eine Temperatur innerhalb des Bereichs von 50⁰C vom Schmelzpunkt des Polymere'erwärmt wird.

BAD ORIGINAL

■909805/0787

17o Verfahren nach einem der .Ansprüche β biß 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fäden gesponnen und unter Bildung eines mehriädigen Garns behandelt werden.

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