DE1660571C3 - Verfahren zur Herstellung von miteinander verklebten Fadenbündeln - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Herstellung von Spandex-Garnen. Spunde» ist ein Fasermaterial, bei dem die faserbildende Substanz zu mindestcns 85 Gewichtsprozent von einem scgmeniierteii Polyurethan gebildet wird. Beim Einarbeiten von Spandcx-Garncn in Strumpfware in einer Einlegebindung haben die crhaltensn Produkte häufig ein fenleihaftcs Aussehen, weil sie Streifen und Ringe /eigen. Die Produktc des Standes der Technik können nach dem in der US-PS 30 94 374 beschriebenen Verfahren zur Herstellung von verkleDten Fäden aus Spandex hergestellt werden. Obwohl nach dem bekannten Verfahren durchaus zufriedenstellende Garne mit beispielsweise einem Tiler von 280 den hergestellt werden konnten, die für viele Zwecke ohne Einschränkung geeignet waren, hat sich herausgestellt, daß bei Fäden mit niedrigerem Titer, wie sie insbesondere für Strumpfwaren benötigt werden, diese dann die obengenannten Fehler in Form von Ringen und Streifen aufweisen. Der uneinheitliche Titcr kann beispielsweise durch geringe Variationen, wie sie beim Spannverfahren auftreten, bedingt sein, beispielsweise durch das Pulsieren der die Spinnlösung fördernden Pumpen. Der Mangel an einem runden Querschnitt kann darauf zurückzuführen sein, daß die Adhäsion zwischen den Fäden nicht groß genug ist. so daß die verbundenen Einzelfäden sich unter Ausbildung ei.ier Bündstruktur nebeneinander legen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur I lerstellung von miteinander verklebten, gleichmäßig runden Fadcnbündeln zur Verfugung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Herstellung von miteinander verklebten Fadenbündcin aus zumindest 85 Gewichtsprozent scgmcntiertem Polyurethan, wobei eine Lösung des Polyurethans in einem Spinnschacht versponnen wird und die noch plastischen Einzelfäden durch Falschdrallen mittels eines Düsendrallgebers miteinander verbunden werden, dadurch gelöst, daß man die frisch gcsponnenen, noch plastischen Einzelfäden zunächst durch Falschdrallen mittels Düsendrallgcber zu Gruppen mit einer Faden- zu-Faden-Haftungsstärke von mindestens 45 mg verbindet und danach die so gebildeten Fadengruppen in plastischem Zustand mit einer Haflungsstärke von 20 bis 50 mg. aber nicht mehr als Zweidriticl der Einzclfaden-Einzelfaden-Haftungsstärke, zu einem Fadenbündel verbindet.

Die erl'indungsgemlllJ erhältlichen Garne einhalten liin/clfilden, die unier Bildung eines einheitlichen (lan-•Ven aneinander !lüften. In dem Verbuiidgiirn liegen zwei deutlich voneinander verschiedene Ihil'lungssiilr· ken vor, und zwar /.wischen Einzelfaden die Haftung der Priiulirstilrkc, mit welcher die Bildung der Faden"· gruppc erhalten wird, und zwischen den das Verbundgarn bildenden Fadengruppen eine I lüftung der Sckundiirsiiirke. die unter der Primilrstilrke liegt. Die Großp der Haftung der Primärslärke kann variieren, aber im ungemeinen ist der Haflungsbetnig innerhalb einer Fadcngnippe ziemlich gleichmäßig. Die Trennungskrafi beträgt mindestens 45 mg und liegt vorzugsweise über 60 mg. Ein optimales Arbeilen wird erbalten, wenn die Primärhaftung von nicht mehr als 10% der Faden einer Gruppe 35 mg unterschreitet. Die durchschnittliche Priniiirhaftung muß ferner mindestens das Eineinhiilbfache der durchschnittlichen Sekundärhaftung betragen und beträgt vorzugsweise mehr als das Zweifache. Die besten Garne werden erhallen, wenn die durchschnittliche Primärhaliung im Bereich des 4- bis öfachen der Sekiindärhaftung liegt. Die Primärhaliung überschreitet gewöhnlich 250 mg nicht: andernfalls wird die Fadcngruppe von einem echten Monofil kaum mehr unterscheidbar. Für die Zwecke der Erfindung soll eine Pnmärhaftung von über 250 mg bei nicht mehr als 10"/» der Fäden einer jeder gegebenen Gruppe vorliegen.

Auch die Sekiindärhaftung kann variieren, soll im allgemeinen aber 'iemlich gleichmaßig sein. Sie betriigi im Durchschnitt 20 bis 50 mg. Bei einer zu niedrigen Sckiindärhiiftung kann eine vorzeitige Trennung der Fadengruppen eintreten und Verarbeiiungsschwicrigkeiten hervorrufen. Solche Schwierigkeiten werden im allgemeinen vermieden, wenn bei den Messungen der .Sekundärhaftung in dem Verbundgarn in nicht mehr als 10% der Fälle ein Wert von unter 10 mg erhallen wird. Allgemein sollen 70 mg bei nicht mehr als 10% der Sekundärhaftunis-Meßwerte überschritten werden.

)ede Fadeugruppc in dem Verbundgarn enthüll mindestens zwei, /weckmäßig jedoch mehr als zwei Einzelfäden. Vorzugsweise beträgt der Gesamuitcr der Einzclfadengruppe mindestens 20 den. Das Verbundgarn enthält mindestens zwei, zweckmäßig mehr als zwei solche Gruppen und hat vorzugsweise einen Titer von mindestens 40 den. Die Verbindgarne können an sich eine beliebige Stärke haben, aber Verbundgarne mit einem Titer von etwa 100 den oder darunter sind um interessantesten.

Nach der in F i g. I gezeigten Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Spinnlösung einer Spinnanordnung 10 zugepuinpt. die in dem Trockenspinnschachi 12 angeordnet ist. Beim Austritt aus den Austrittsöffnungen I) der Spinndüse trifft die Lösung mit einem gleichsinnigen Strom eines heißen, inerten Gases zusammen, das in den Schacht durch den Einlaß 14 eingeführt wird. Das Lösungsmittel der Spinnlösung wird in das heiße, inerte (Jas abgedampft, wodurch die Strahlen der Spinnlösung auf ihrem Weg im Schacht nach unten sich zu Endlosfädcn 15 verfestigen. Die Fäden werder. zu zwei Gruppen 16. 17 vereinigt. Die Zeichnungen sind hierbei zur Erläuterung vereinfacht, in der Praxis wird man normalerweise eine größere Zahl von Fäden und bzw. oder Fadcngruppcn auspressen. Man kann auch am Schachtboden durch den Einlaß 18 einen Gegenstrom inerten Gases einführen, um ein Abtropfen von Lösungsmittel aus dem Schacht auf einem Minimum zu hallen. Die beiden, aufeinandertreffenden Inertgasströme werden durch

eine Saugvorrichtung 20 abgezogen, Das Lösungsmittel kann aus dem abgezogenen Gas für den erneuten Einsatz bei üer Herstellung weiterer Spinnlösung wiedergewonnen werden.

Jede l'adengruppc tritt durch eine kleine öffnung 30 in dem Sehachlboden aus und läiul'i durch den einen Drallgeber eines Dusendrallgcber-Paars 22 zu der ortsfesten Führung 25 und dann Förderwalz.c 28, Die öffnung in dem Schiichibodcn und die Düscndrallgebcr sind dabei so zur Führung 25 angeordnet, daß die FiI- ro den auf ihrem Weg von der Spinndüse zur Führung den Sehachlboden oder die Düscnwaiidtingen nicht berühren.

Die Düscndrallgcbcr 22 werden jeweils durch die Einlasse 24 mil einem stetigen Luftstrom versorgt und üben auf jede sie passierende Fadengruppe eine Dral· hing aus, Der Luftstrom zur Düse wird so eingestellt, daß dieser Drall in den Schacht bis zu einem Punkt 27, der den ersten Punkt einer Faden-Faden-ßerührung darstellt, zurückläuft.

In dem Schacht 12 erlangen die Fadengruppen 16 und 17 beim Zusammenwachsen der klebrigen Fiiden in der Nahe von Punkt 27 einzeln für sich die Haftung der Primiirsiärkc. In der Nähe der ortsfesten Führung 25 laufen die beiden Gruppen 16 und 17 zusammen und verwachsen unter Ausbildung der Haftung der Sekundärstärke. Man kann auch an Stelle der Führung 25 eine dritte, ähnlich der Düse 22 ausgebildete Dralldüse einsetzen, um die Fadengruppen 16 und 17 zusammenzuführen. In jedem Fall muß die Temperatur der in den Gruppen befindlichen Fäden beim Erreichen von Fuhrung 25 so hoch sein, daß sich die Gruppen miteinander verbinden. Gegcncnfalls wird man auch die den Dusendrallgebcrn 22 zugeführte Luft erhitzen, um die Temperatur der Fäden auf der gewünschten Hohe zu hallen.

Da die mit den Düsendrallgeberri erzeugte Drehung einen Falschdrall darstellt, ist das von der Walze 28 ablaufende Garn im wesentlichen drallfrei. Das Garn liiuft über die Schlichtcwalze 32. auf der aus dem Vorrutsbchültcr 33 ein Gleitmittel aufgebracht wird, weiter zu einer zweiten Fördcrwalzc 34 und schließlich zu einer Aufspulvorrichiung. die von einer Changiereinrichtung 36. einer Tricbwalzc 38 und einer Spule 40 gebildet wird. Jc nach den gewünschten Titer-, Spinngeschwindigkcits- und Spinnstreckverhältnis-Werten kann man die Walze 34 mit einer etwas niedrigeren, der gleichen oder einer etwas höheren Lineargeschwindigkeit als die Walze 28 arbeilen lassen. Die relative Geschwindigkeit dieser Walzen wird so eingestellt, daß die Reibung überwunden wird, die sich beim Aufbringen der Präparation an der Walze 32 ergibt. Zwischen den Walzen 34 und 38 kann man das Vrbundgarn teilweise oder völlig entspannen, um die gewünschte Aufspulspannung in der üurnpuckiing /u erhalten und die gewünschten physikalischen Eigenschaften des Endproduktes hervorzurufen.

Der Düscndrallgcbcr (wie der Drallgeber nach der eingangs genannten USA. Patentschrift 30 94 374) ist in herkömmlicher Weise gebaut und besteht im wesentli dien aus einer ringwulstförmigcn Sammclkammer, die von einem langcntialcn Lufteinlaß 24 gespeist wird. Das Garn läuft durch eine in der Mitte des Ringwulstcs befindliche Öffnung und wird von dem hmimwirbeln· den Lüflvorgang gedreht, der senkrecht zum Fadenlauf austritt.

Fig. 2 zeigt eine andere, vereinfachte Anordnung zur Durchführung de=. criindungigemiiiicn Verfahrens.

wobei der F i g, I entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, Bei dieser Ausführungsform werden keine getrennten Diisendnillgeber 22 be. nöiigi, um einzelne Fiidcngruppen zu bilden, sondern die Bildung von zwei oder mehr Fadcjigruppcn wird schon durch die Abstandsbemessung dsr Aiistrittsöffinnigen Π in der Flüche der Spinndüse 10 bewirkt, Die Aiisirittsoffnungen sind auf der Spinndiisenfläehe in Form von in Abstünden vorgesehene*! Gruppen angeordnet, d, h, innerhalb jeder Gruppe sind die Aus-Iriitsöl'fnungcn in geringen Abstünde·« voneinander vorgesehen, wiihrcnd die Gruppen selbst eine beträchtlich größere Entfernung voneinander haben. Die Entfernung zwischen den ÖITnungsgruppgn soll mindestens das Doppelte desjenigen zwischen Einzelöffnungen in jeder öffnungsgruppc betragen. Unter der Einwirkung des Drallens in der Düse 22 werden die von jeder Öfl'nungsgruppe erhaltenen Fäden indcr Niihc von Punkt 27 zusammengebracht und vcrwaohsen unter Bildung der getrennten Fadengruppen 16 und 17. Da die öffnungen jeder Öffnungsgruppe von denjenigen jeder anderen Öffnungsgruppe relativ weit enlfernl sind, haben die Fiiden einer jeden gegebenen Gruppe innerhalb des Spinnschachtes nur eine geringe oder keine Tendenz, diejenigen einer anderen Gruppe zu berühren und mit diesen zu verwachsen. Nach dem Verlassen des Spinnschachtes, wobei die Klebrigkeit beträchtlich verringert ist, laufen die Fadengruppen an oder üb;r der Düse 22 zusammen, wobei die Haftung der Sekundärstarke erhalten wird. Das so erhaltene Verbundgarn wird dann in der oben für F i g. 1 beschriebenen Weise weitervera rbeilct.

Die Erfindung ist hier speziell an Hand der Ausbildung von zwei Haftungsstärken in den Verbundgarn beschrieben, aber in der Praxis kann man auch mehr als zwei Hafiungsstärken ausbilden, solange nur die Haftungswerte in den obengenannten Bereichen liegen und die Haftung zwischen den Gruppen weniger als Zwcidrittcl derjenigen zwischen den Fäden in den Gruppen beträgt. Zum Beispiel kann man bei der Anordnung von F i g. 1 die Lage einer der Düsen 22 in bezug auf die andere nach oben oder unten verschieben oder aber den Luftzustrom zu der Düse verstärken oder vermindern, so daß sich der Verwachsungspunkt 27 bei jeder Fadengruppe in einem anderen Abstand von den Austritt'iöffnungen ergibt. Die Faden-Faden-Haftungsstärke liegt weiter über 45. ist aber in den beiden Gruppen verschieden. Wenn die Gruppen an der Führung 25 vereinigt werden, ergeben sich in den Verbundgarn drei verschiedene Haftungsstärken.

Allgemein wird das Primärverkleben von gewöhnlichen, durch Trockenspinnen erhaltenen Spandexgarnen bei einer Fadentemperatur über 140' C, das Sekundiirverkieben dagegen am besten bei einer Fadentemperatur unter etwa 100⁰C durchgeführt Die Vcrbundgarnc können auch durch Naßspinnen erhalten werden, wobei man in diesem Falle, wenn das Spandexmatcrial, wie durch zurückgehaltenes Wasser und bzw. oder Lösungsmittel, genügend plastifiziert ist. das Primärverkleben bei Temperaturen über etwa 60°C und Sekundärverkleben bei Temperaturen unter etwa 50"C durchführen kann.

Die erfindungsgemäß hergestellten Verbundgarne scheinen von den gewöhnlichen, verkJcbten Spandexgarnen äquivalenten Titers nicht merklich verschieden /u sein, zerlegen sich aber unter den Spannungsbeanspruchungen beim Wirken in Fadengruppen. Auf diese Weise wird eine besser aussehende Strumpfware crhnl-

ten. was in besonderem Maße für eine Strumpware mit eingelegtem Spandexgarn gilt. Die Auftrennung des Verbündgarns hat zur Folge, die unansehnlichen Streifen in der Strumpfware zu beseitigen, die sich gewöhnlieh durch das konzentrierte Aussehen gewöhnlichen, verwachsenen Spandexmaterials ergeben.

Ein andereren verschiedenen Fällen in Erscheinung tretender Vorteil der erfindungsgemäß erhaltenen Verbundgarne liegt in der besseren Längsgleichmäßigkeil des'Titers, d, h. der Herabsetzung von Titervariationen längs des Garns.

Die hier genannten Haftungsstärken können auf einem Zugfestigkeilsprüfer bestimmt werden. Die Stärke der Sekundärhaftung wird bestimmt, indem man zunächst ein geeignetes Längsslück des Verbundgarns wählt. Wenn in dem Garn nur zwei Fadengruppen vorliegen, beginnt man mit der I.ängstrennung von Hand und setzt diese fort, bis die freien Enden genügend lang sind, um sie in die Klemmen des Prüfgerätes einzuspannen. Man läßt die Klemmen dann mit 5 cm/min auseinanderlaufen und bestimmt die Kraft, die zur weiteren Trennung benötigt wird. Wenn in dem Garn mehr als zwei Fadengruppen vorliegen, muß zunächst eine Unterteilung des Garns erfolgen, um die zur Trennung jeder Fadengruppe von jeder zu ihr benachbarten Fadengruppe, an der sie haftet, benötigte Kraft zu bestimmen. Man zerlegt das Verbundgarn hierzu in Paare benachbarter, aneinanderklebender Gruppen, mißt die Trennungskraft für jedes Paar in der obigen Weise und mittelt die Werte der so gemessenen Paare. Auch die Trennungskraft jedes Paars soll als Mittelwert der Messungen bestimmt werden, die man in Abständen längs des Paars durchführt. Die Stärke der Primärhaftung wird in der gleichen Weise bestimmt, wobei man jedoch die einzelne Gruppe unterteilt und die durchschnittliche Kraft zur Trennung von Einzelfäden voneinander mißt.

In den Beispielen sind Teil- und Prozentangaben, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen. Die Titervariabiliiäi wird bestiimnt, indem man die Faser durch eine Kapazitälslehre führt.

In den Beispielen wird aus den Spandex-Garnen ein Siüizstrurnpi durch Rundwirkers auf einer Cottonmaschine hergestellt. Bei den Einlege-Bindungen wird das Spnndexgut durch Nylonmaschen geführt, ohne in die Masche eingewirkt zu werden. Bei den Einwirkbindungen werden in jeder Masche abwechselnde Reihen aus Nylon und Spandex zusammengewirkt. Die Einlegeware wird durch Wirken von 30-den-Nylon mit 114,3 cm je Maschenreihe hergestellt, wobei das Spandexgarn in das Nylon unter einer solchen Spannung cingelcgi wird, daß eine Reihenlänge von 3,8 cm erhalten wird. Beim Abnehmen von der Wirkmaschine hat der Schlauch 15,7 Maschen/cm. Die Einwirkware wird hergestellt, indem man abwechselnde Reihen aus 40-den-Nylon (97,8 cm/Reihe) und 70-dcn-Spandex (34,3 cm/Reihe) wirkt und 20-den-Nylon in einer Länge von 59,7 cm/Reihe einlegt. Beim Abnehmen von der Wirkmaschine weist die Schlauchware 34,6 Maschen/cm auf. Das Auswaschen, Färben und Formen werden bei jedem Strumpfwarentyp entsprechend den üblichen kommerziellen Verfahren durchgeführt.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die gleichzeitige Herstellung von licht liin/clgurncn unter Verwendung eines gemeinsamen Spinnschaehls und einer Vorrichtung ähnlich F i g. 2, wobei jedes der acht Garne von zwei Fadengruppcn gebildet wird, deren jede drei HtLii aufweist. ·■:·.-.. ' ,

Durch Umsetzung von Polytet.ramethylcnäiherglyköl mit einem Molekulargewicht von etwa 20Q0. p.p^v-Wcthylcndiphenyldiisocyänat und m-Xylyjendiahnin wircl in der üblichen Weise eine ?osung^J eines SpandcxpV lymerisats' in Dimethylacefamid hergestellt. Diese Spinnlösung, die etwa 37 Gewichtsprozent Feststoffe

ίο enthält, wird auf eine Temperatur von 60"C erhitzt und durch eine Spinndüse ausgepreßt, die 48 Löcher Von jeweils 0.178 mm Durchmesser enthält, welche in Gruppen von jeweils drei Löchern bei einem Lochabstand innerhalb der Gruppe von 6,25 mm und bei einem Abstand jeder Dreiloch-Gruppe von benachbarten von 26,4 mm angeordnet sind. Nach Passieren eines vertikalen Spinnschacht, dem ein gleichsinniger Strom auf 345°C erhitzten Gases zugeführt wird, laufer Ji; Fäden von benachbarten Paaren von Dreiloch-Gruppen je-

M weils durch einen von acht Wirbeldüsen-Drallgebern, deren jeder einen offenen Anspinnschlitz aufweist. Die Düsendrallgeber werden mit Luft mit etwa 21 l/min gespeist; die so erhaltene Drehkraft genügt, um jede Gruppe von drei Einzelfäden an einem (in de;.ι Spinn-

schacht liegenden) Punkt etwa 2 m über dem Düscndrallgeber zusammenzudrehen. Die Drehkraft ergibt weiter eine Zusammendrehung der beiden Fadengruppen, wobei diese Drehung sich aber nur auf etwa 5 bis 7'/2cm über dem Düsendrallgeber (also bis zu einem

gut außerhalb des Spinnschachtes liegenden Punkt) erstreckt. Nach dem Passieren der Düsendrallgebcr werden die acht getrennt voneinander erhaltenen Verbundgarne, deren jedes einen Titer von etwa 70 den hat, mit einer Präparation behandelt und aufgewickelt.

Die so erhaltenen Verbundgarne werden in der oben beschriebenen Weise auf die Faden-Faden-Haftung gc prüft, Bei den Einzelgarnen, die aus zwei Gruppen von je 35 den aus verklebten Fäden bestehen, haften die beiden Gruppen mit einer durchschnittlichen Kraft von 30 mg aneinander und beträgt die Faden-Faden-huftung in jeder Gruppe 60 mg. Ein Verbundgarn gemäß dem vorliegenden Beispiel ergibt eine Titervariabilitä'

tmn 1 CO/» *■**. l/_M„_l_Al_l. *\ nn/ ι -ΐ r__ ty 4-..II

vwii ι,_? /u im TVIgICIUM CU Δ,~3^ν/ί3 DCI CUlCIIl rwUllllt»" garn, das bei sonst identischen Bedingungen hergestellt wird, jedoch nur eine Haftungsstärke in sich aufweist.

Eine Strumpfware, die das mit der Doppelhaftungs stärke erzeugte Spandexgarn enthält, zeigt im wesentli chen keine Streifen. Eine Strumpfware, die ein Kon trollgarn aus Spandex enthielt, wies dagegen Ringe unJ $0 Bänder auf.

Beispiel 2

Die Spinnlösung von Beispiel 1 wird in der hier bcschricbencn Weise mit der Abänderung versponnen, daß man mit einer Vorrichtung ähnlich Fi g. 1 arbeitet, wobei jede Dreifadengruppe getrennt durch einen Düsendrallgebcr geführt wird, den man mit Luft mit 34 l/min speist. Die beiden Faderigruppen werden dann vereinigt, indem man sie unmittelbar vor der Präparationswalze durch eine gemeinsame Führung führt. Das Spandexvcrbundgarn von 70 den hat eine durchschnittliche Haftung der Fadengruppen von 36 mg und eine Fadcn-Fadcn-Haflung von 160 mg. Strumpfwaren mil den eingelegten und eingewirkten Slandcxgarncn erweisen sich im Aussehen den Kontrollprobcn überlegen. Die Tiicrvariabilität beträgt 1,5% im Vergleich zu 2.9% bei der Kontrollprobc.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfuhren /w Herstellung von miteinander verklebten Fadenbündeln aus zumindest 85 Gewichtsprozent segmeniiertem Polyurethan, wobei eine Lösung des Polyurethans in einem .Spinnschacht versponnen wird und die noch plastischen Einzelfäden durch Falschdrallen mittels eines Düsendrallge· bers miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die frisch gesponnenen, noch plastischen Einzelfäden zunächst durch ,Falschdrallen mittels Düscjidrallgebcr zu Gruppen mit einer Faden-zu-Faden-Haliungsslärke von min· dest.ens 45 mg verbindet und danach die so gebildeten Fadengruppen in plastischem Zustand mit einer Haftungsstärkc von 20 bis 50 mg, aper nicht mehr als Zweidrittel der Einzelfaden-Hafiuiigsslärke. zu einem Fadenbündel verbindet,