DE1435640C3

DE1435640C3 - Verfahren zur Herstellung von voluminösem Teppichgarn aus PoIyhexamethylenadipinsäureamid

Info

Publication number: DE1435640C3
Application number: DE1435640A
Authority: DE
Inventors: Ebenezer David Seaford Del. Williams Jun. (V.St.A.)
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1963-12-30
Filing date: 1964-12-28
Publication date: 1979-12-13
Also published as: LU47665A1; US3271943A; DE1435640A1; DE1435640B2; BE681756A

Description

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Die Erfindung betrifft die Herstellung eines voluminösen Teppichgarns gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem solchen bekannten Verfahren gemäß GB-PS 9 05 895 wird das Teppichgarn durch Behändlung eines aus Polyhexamethylenadipinsäureamid bestehenden Garnes bei Plastifizierungstemperatur mittels Heißluft in einer Wirbeldüse, Fixierung in spannungsfreiem Zustand und Aufwickeln unter niedriger Spannung hergestellt. Es genügt den Spezialerfordernissen für hochwertiges Teppichgarn jedoch nicht.

Bei der Herstellung von Tufting-Teppichen ist nämlich die Steuerung der Noppenhöhe ein besonderes Problem. Das gilt insbesondere für die Herstellung von Mustern in gefärbten Teppichen, bei denen je nach dem vorgeschriebenen Muster »hohe« und »niedrige« Schlaufen mit scharfen Übergängen von einer Höhe zur anderen erzeugt werden müssen. Ein Garn, das stark dehnbar ist und in den Tuftingnadeln einen Reibungswiderstand zeigt, ist beim Tuften schädlich. Diese Schwierigkeit wird noch größer, wenn die Noppenbildung in einer Atmosphäre von hoher relativer Feuchtigkeit erfolgt. Das Garn hat die Neigung, sich bei den niedrigen Spannungen, die beim Tuften auftreten, etwas zusammenzuziehen, und diese Neigung zum . Selbstkräuseln ist bei hoher Luftfeuchtigkeit noch stärker als bei niedriger. Das Problem wird noch schwieriger, wenn die Tufting-Maschine angehalten wird und die Garne von der Vorratspackung praktisch unter der Spannung Null stehen. Diese stärkere ^ Kräuselentwicklung erzeugt in den Tuftingnadeln einen höheren Reibungswiderstand und ergibt ein merkliches Variieren der Tufthöhe, wenn die Maschine wieder in Betrieb genommen wird.

Ein bekanntes Verfahren zur Herabsetzung der t,o Dehnbarkeit von gekräuselten Polyamidfäden, die durch Wirken oder Weben weiterverarbeitet werden sollen, besteht darin, die Fäden, nachdem sich ihre Kräuselung voll ausgebildet hat, aufzuhaspeln und sie auf der Haspel bis zu 70% zu dehnen und in diesem Zustand bis zu 30 Minuten bei 1 bis 3 atü zu dämpfen und damit ihre Fadenlänge zu fixieren (DE-PS 9 49 078). Dieses Verfahren, das nicht am laufenden Faden bei voller Produktionsgeschwindigkeit durchgeführt wird, erfordert viel Zeit und apparativen Aufwand.

In der AT-PS 2 05 646 ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Endlosgarnen aus Polyhexamethylenadipinsäureamid mit verminderter Dehnbarkeit beschrieben, die durch vorübergehendes Hochdrehen, Heißfixieren in diesem Zustande und Zurückdrehen erhalten werden. Bei diesem Verfahren erfolgt die Verminderung der Dehnbarkeit von anfänglich 350% auf 50 bis 100% dadurch, daß die zurückgedrehten Garne unter Vermeidung einer Auskräuselung in ausgestrecktem Zustande unter konstanter Spannung einer weiteren feuchten oder trockenen Hitzebehandlung unterworfen werden, wobei die Garne auf Spulen aufgewickelt oder kontinuierlich durch die Erhitzungsvorrichtung geführt werden, und daß man die Garne nachfolgend in spannungslosem Zustande auskräuseln läßt. Eine derartige Hitzebehandlung, die das Garn für die Weiterverarbeitung als Strickgarn für Oberbekleidung geeignet machen soll, ist für die Zwecke der Erfindung ungeeignet, da Garne mit einer Dehnbarkeit von 50 bis 150% als Teppichgarne nicht verwendet werden können.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Abänderung des bekannten Verfahrens zur Herstellung eines Teppichgarns derart, daß es für das Tuften bessere Eigenschaften hinsichtlich verringerter Dehnbarkeit und verminderter Neigung zur Selbstkräuselung unter niedriger Spannung, insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die erfindungsgemäß hergestellten Garne haben auch einen verhältnismäßig hohen Modul bei hoher relativer Feuchtigkeit. Außerdem ist das Dehnungsverhalten des erfindungsgemäß hergestellten Garnes bei niedriger Zugspannung weniger empfindlich gegen Schwankungen in der relativen Feuchte der Umgebung als bei Garnen, die nicht mit Wasser unter Spannung behandelt wurden.

Andererseits haben die erfindungsgemäß hergestellten Garne ihre Fähigkeit behalten, bei der Ausrüstungsbehandlung der aus ihnen hergestellten Teppiche bei hohen Temperaturen Kräusel und Voluminosität zu entwickeln.

Wenn der Wassergehalt des Garns 10 Gewichtsprozent wesentlich überschreitet, werden Wassertröpfchen von dem laufenden Garn auf die Verarbeitungsanlage gespritzt, und außerdem sind die aufgewickelten Garnkörper übermäßig feucht und durchnäßt.

Die Wasserbehandlung wird bei normalen Temperaturen durchgeführt. Je nach der geographischen Lage und den zur Verfügung stehenden Anlagen wird das Verfahren normalerweise bei Temperaturen von 5 bis 40° C, meistens von 15 bis 35° C, durchgeführt. Es ist also nicht nötig, das zur Garnbehandlung verwendete Wasser zu erhitzen oder zu kühlen.

Hinsichtlich der Reinheit des Wassers brauchen keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen getroffen zu werden, sofern es nur frei von Stoffen ist, die die Fäden schädigen. Es braucht nicht destilliert oder entmineralisiert zu werden. Häufig kann es zweckmäßig sein, dem Wasser Appreturmittel, antistatische Mittel oder andere Stoffe zuzusetzen, um die Eigenschaften des Garns zu modifizieren. Zum Aufbringen des Wassers können verschiedene bekannte Vorrichtungen verwendet werden, z. B. Zerstäubungsdüsen, mit Nuten ausgestattete Auftragevorrichtungen, Filze, Tauchbehälter oder ande-

Teppichgarne kennzeichnen, wie die herabgesetzte Dehnbarkeit und verhältnismäßige Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit und Feuchtigkeitsschwankungen, erhalten.

Ein Maß für die Dehnbarkeit des voluminösen Garns ist die Dehnung eines Garnbündels unter einer geringen Zugspannung, für die willkürlich ein Wert von 0,027 g/den (eine Zugspannung von 100 g für ein Garn von 3700 den) festgesetzt wird. Der Widerstand gegen

ίο das Ausrecken ergibt sich aus dem Modul. Die Neigung zur Selbstkräuselung oder das Wiederzusammenziehen des Garns bei Nullspannung wird durch Messung der prozentualen Längenabnahme einer Garnlänge bei 10 Minuten langem freiem Hängen nach Aufhebung der Zugspannung bestimmt. Die Kräuselkraft ist die Kraft, die von einer gegebenen Länge des Garns auf die feststehenden Klemmen einer Zugspannungsprüfvorrichtung nach Verstreichen von 10 Minuten ausgeübt wird. Die nach diesen Methoden bestimmten Fadeneigenschaften ergeben sich aus den folgenden Beispielen.

Beispiele 1 bis 5

Voluminöse Polyhexamethylenadipinsäureamidgame aus endlosen Fäden werden wie in der Zeichnung erläutert hergestellt. Polyhexamethylenadipinsäureamidgarne aus 204 Fäden mit dreiflügligem Querschnitt und einem Gesamttiter von 3700 den werden in einem plastifizierenden Heißluftstrom unter identischen Bedingungen gekräuselt. Die voluminösen Garne werden

jo bei unterschiedlichen Spannungen mit unterschiedlichen Mengen Wasser befeuchtet und dann bei Geschwindigkeiten von mehr als 457 m/Min, zu Garnkörpern aufgewickelt. Das Wasser und die Atmosphäre haben 25° C. Die physikalischen Eigenschaften der behandelten Garne ergeben sich aus der Tabelle.

Die Fäden sind stark gekräuselt, was sich aus der Kräuselfrequenz ergibt. Nach dem Abkochen, d. h. dem Eintauchen in siedendes Wasser im Laboratorium ähnlich den Wasch- und Färbebedingungen bei der technischen Verarbeitung, ist die Kräuseldehnung, d. h. die Dehnung auf Grund der Kräuselung, wie sie in der GB-PS 9 05 895 beschrieben ist, beträchtlich. Dies bedeutet, daß die Garne selbst nach der Verarbeitung zum fertigen Teppich eine hochgradige Voluminosität beibehalten. Wenn die Garne der verschiedenen Beispiele zu Teppichen verarbeitet werden, erweist sich das Garn gemäß Beispiel 5 als überlegen hinsichtlich der Tuftbildung und Klarheit des Teppichmusters.

Die in den obigen Beispielen beschriebenen dreiflügligen Fäden werden bevorzugt. Es können aber auch Fäden mit runden, kreuzförmigen, deltaförmigen, bandförmigen, hanteiförmigen und anderen nichtkreisförmigen Querschnitten verarbeitet werden. Die Fäden können verschiedene Titer aufweisen. Ferner können auch Gemische von Fäden mit verschiedenen Titern und Querschnitten erfindungsgemäß verarbeitet werden.

re, den jeweiligen Umständen angepaßte Einrichtungen. Die Garngeschwindigkeit bei dem Verfahren ist nur durch die mechanischen Begrenzungen der Auftragevorrichtung beschränkt, und daher kann die Garhbehandlung zweckmäßig mit anderen Garnbehandlungsverfahren kombiniert werden.

Die Garnspannung beim Aufwickeln muß, wie oben erläutert, mindestens 0,02 g/den (0,18 g/Tex) betragen. Eine Spannung von 0,15 g/den (1,35 g/Tex) wird bevorzugt, da sie ein Garn liefert, welches die gewünschte Dehnbarkeit aufweist, ohne daß mechanische Schwierigkeiten beim Aufwickeln des Garnkörpers auftreten. Höhere Spannungen sind zulässig, um die Dehnbarkeit des Garnes weiter zu verringern, sofern nur die elastische Grenze der Fäden nicht überschritten wird.

Die Zeichnung erläutert ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung von voluminösen Garnen gemäß der Erfindung.

Die aus der Spinndüse 2 kommenden Fäden 1 werden durch die quer zur Fadenrichtung strömende, aus der Kammer 3 zugeführte Kühlluft einseitig abgeschreckt, konvergieren zum Fadenführer 4 hin und laufen um das Rollenpaar 5. Das Garn wird um den Verstreckungsstift 6 herumgeführt und fortlaufend verstreckt, indem es in mehreren Windungen um das Rollenpaar 7 herumgeführt wird, welches mit höherer Geschwindigkeit umläuft. Das verstreckte Garn läuft über die Leerlaufrolle 8 in die Wirbeldüse 9, wo es plastifiziert und mit einem tubulenten Heißluftstrom behandelt wird. Nach dem Austritt aus der Wirbeldüse 9 wird die Kräuselung des voluminösen Garns auf der umlaufenden Siebtrommel 10 fixiert, und während das Garn in spannungsfreiem Zustand auf der Oberfläche der Trommel mitgeführt wird, wird es einem Sprühstrahl 11 der Schmierappretur ausgesetzt, der aus der Zerstäubungsdüse 12 austritt. Das voluminöse Garn wird von der Trommel 10 über die Rolle 13 zur Aufnahmerolle 14 geführt. Das Garn wird in mehreren Windungen um die Aufnahmerolle 14 und die Leerlaufrolle 15 herumgeführt. Flüssiges Wasser wird fortlaufend dem Garn zugeführt, während es durch eine Nut in dem Auftrageblock 16 hindurchläuft, dem das Wasser durch eine (nicht dargestellte) Pumpe oder sonstige Vorrichtung zur Strömungsregelung zugeführt wird. Das Garn läuft dann unter der erforderlichen Spannung weiter durch den Garnführer 17 und wird auf der zylinderförmigen Spule 19 zu einem Garnkörper aufgewickelt, der durch die Antriebsrolle 20 durch Oberflächenberührung angetrieben wird.

Nachdem das mit Wasser behandelte voluminöse Garn unter Spannung aufgewickelt worden ist, kann sich die aufgetragene Flüssigkeit allmählich beim Versand, bei der Hantierung des Garnkörpers oder bei der Verwendung des Garns an die Atmosphäre verflüchtigen. Unabhängig von diesen Änderungen im Feuchtigkeitsgehalt bleiben aber die verbesserten Eigenschaften, die die erfindungsgemäß hergestellten

Tabelle

Einfluß der Garnspannung und des Feuchtigkeitsgehaltes auf voluminöses Garn aus Polyhexamethylenadipinsäureamid

Beispiel

Garnspannung, g/den	0	0,013 bis 0,02	0,15	0,013 bis 0,02	0,15
beim Auftragen von Wasser	0,12	0,013 bis 0,02	0,15	0,013 bis 0,02	0,15
beim Aufwickeln

Fortsetzung

Beispiel 1

Garnfeuchtigkeit, Gewichtsprozent Appreturgehalt, Gewichtsprozent Festigkeit, g/den Bruchdehnung, % Kräusel je cm nach dem Abkochen Kräuseldehnung nach dem Abkochen, %

Spannungs-Dehnungseigenschaften bei 85% relativer Feuchtigkeit:

Garndehnung bei 0,027 g/den Zugspannung, %

Anfangsmodul, g/den Wiederzusammenziehen, % Kräuselkraft, g/den

1,0 bis 1,5	Hierzu	3	3	6	6
0,1	0,75	0,75	0,75	0,75
	3,4	3,4	3,4	3,5
	55	53	50	49
	7,1	7,9	7,9	6,3
	83	83	77	■H ⁶⁷
7,5	7,5	5,5	5,3	3,6
2,1	1,1	2,2	2,5	3,6
8,3	8,0	7,0	4,0	4,0
2,1	2,1	3,7	2,1	1,4
1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von voluminösem Teppichgarn aus Polyhexamethylenadipinsäureamid, wobei ein Fadenbündel kontinuierlich ersponnen, verstreckt, durch Heißluft als plastifizierendes Strömungsmittel hindurchgeführt und dabei voluminös gemacht sowie in spannungsfreiem Zustand fixiert und unter Spannung aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn nach der spannungsfreien Fixierung unter einer Spannung von mindestens 0,02 g/den bei Raumtemperatur mit Wasser von 5 bis 40° C behandelt wird, wobei die Menge des dem Garn zugeführten Wassers mindestens 50% des Gleichgewichtsgehalts der Fäden bei 100% relativer Feuchtigkeit und 20⁰C beträgt und so groß ist, daß das Garn auf einen Wassergehalt im Bereich von 4 bis 10 Gew.-% gebracht wird, wobei ausgeschlossen wird, daß das Garn vor Erreichen der Zone der Wasserbehandlung mit wesentlichen Wassermengen versehen wird.