DE2065805A1 - Verfahren zur herstellung eines texturierten thermoplastischen garns mit hoher nervositaet - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines texturierten thermoplastischen garns mit hoher nervositaet

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DE2065805A1
DE2065805A1 DE2065805*A DE2065805A DE2065805A1 DE 2065805 A1 DE2065805 A1 DE 2065805A1 DE 2065805 A DE2065805 A DE 2065805A DE 2065805 A1 DE2065805 A1 DE 2065805A1
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fluid
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Jean Joly
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Rhone Poulenc Textile SA
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    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
    • D02G1/122—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes introducing the filaments in the stuffer box by means of a fluid jet
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/12—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics using stuffer boxes
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Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. K!ing3eisert - Dr. F, Zumstein jun.
PATENTANWÄLTE
RH 3576
40/m
RHONE-POULENC-TEXTILE, Paris, Frankreich
Verfahren zur Herstellung eines texturierten thermoplastischen Garns mit hoher Nervosität
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung eines texturierten thermoplastischen Garns von hoher Nervosität mit großer Geschwindigkeit.
Es ist bekannt, daß ein besonders schwierig zu lösendes Problem im Falle der Texturierung von thermoplastischen Garnen dasjenige der Fixierung der Kräuselung ist, die durch Wärmebehandlung und Abkühlung des Garns erzielt wird. Diese Behandlung ermöglicht dem Garn, die ihm während seiner Deformation verliehene Form beizubehalten, doch übt sie außerdem einen tatsächlichen Einfluß auf gewisse Eigenschaften des Garns, wie beispielsweise seine Farbaffinität, aus.
Bei den Texturierningsverfahren mit verhältnismäßig geringer Produktionsgeschwindigkeit, wie beispielsweise dem Texturierungsver fahren auf mechanischem Wege, bedient man sich häufig Heizplat- |
ten, über welche das Garn vor der Texturierung läuft, wie beispielsweise in dem Falschdrallverfahren, oder eines erhitzten
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Raums, wie beispielsweise im Falle der Texturierung durch. Kompression in einer Stauchkammer, in der das Garn eine mehr oder weniger lange Zeitspanne verweilt.
Falls man jedoch Garne mit hohem Titer mit erhöhten Produktionsgeschwindigkeiten, wie beispielsweise bei dem Verfahren gemäß der französischen Patentschrift 1 289 491» durch Anhäufen und Kompression der Garne in einem eng beschränkten Raum mittels eines fluiden Mediums unter seitlichem Austritt des fluiden Mediums texturiert, so muß man sich anderer Wärmebehandlungsmittel bedienen, um die Kräuselung zu fixieren. In diesem letzteren Falle dient das Texturierungsmittel, d.h. das erhitzte fluide Medium, als Wärmebehandlungsmittel.
Wenn sich nun dieses Verfahren auch als zufriedenstellend für eine industrielle Produktion von texturierten Garnen erwiesen hat und wenn dieses Verfahren auch für erhöhte Produktionsgeschwindigkeiten geeignet ist, so ist man doch in der Anzahl der Parameter beschränkt, auf die man einwirken kann, wenn man gewisse Eigenschaften des Garns, insbesondere was dessen Nervosität betrifft, variieren will, was für gewisse Anwendungszwecke störend ist. Wenn man die Garnproduktionsgeschwindigkeit noch erhöhen will, so ist man ferner gezwungen, die Düse zu verlängern, wodurch eine praktische Grenze der Rentabilität gesetzt wird und infolgedessen gewisse Produktionsgeschwindigkeiten nicht überschritten werden können.
Man hat versucht, in einer Stauchkammer texturierte Garne von besserer Gleichförmigkeit bezüglich, ihrer physikalischen Eigenschaften und ihrer Farbaffinität herzustellen, indem man die Garne zwei aufeinanderfolgenden Wärmebehandlungen, beispielsweise mittels eines fluiden Mediums, unterzieht»
Man hat auch versucht, am Ausgang einer Texturierungsdüse eine Abkühlung mittels eines Luftstrahls durchzuführen.
Schließlich wurde empfohlen, ein gekräuseltes Garn wärmezubehandeln, indem man es mit einem Gas oder einem gesättigten oder
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übersättigten Dampf, gegebenfalls unter Druck, in Kontakt bringt, d.h. kontinuierlich nach der Kräuselung eine Behandlung mit Dampf durch dessen Einführung in einen Durchlaufbehälter für das Garn vornimmt.
Es ist ersichtlich, daß diese Verfahren den gleichen Nachteil aufweisen: Die Wärmebehandlung ist nicht direkt mit der Deformationsbehandlung wie bei dem Texturierungsverfahren gemäß der französischen Patentschrift 1 289 491 verbunden.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung eines texturierten thermoplastischen Garns hoher Nervosität durch Anhäufen und Stauchen eines Garns in einem eng begrenzten Raum mittels eines Stroms eines komprimierten fluiden Mediums, das auf eine Temperatur erhitzt ist, die die Fixierung des Garns erlaubt, geschaffen, bei welchem ein Teil des fluiden Mediums die/-For"btlSeiigljafns gewährleistet und ein anderer Teil seitlich aus dem eng begrenzten Raum entweicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Entweichen des fluiden Mediums zumindest teilweise bei einem Druck erfolgt, der geringer als der Einfuhrungsdruck,"JeSochjhoher^" .als"der Atmosphärendruck ist.
Unerwarteterweise erzielt man so eine Verbesserung der Elastizität, der Nervosität und der Kräuselung des erhaltenen Garns, .außerdem findet eine gute Fixierung der Kräuselung, selbst bei erhöhten Texturierungsgeschwindigkeiten, statt und dies korrelativ zu einer Herabsetzung der erforderlichen Länge der Wärmefixierungseinrichtungen.
Der Austrittdruck des fluiden Mediums ist vorzugsweise geringer als die Hälfte des Einführungs/ 2V1Or feilhaft erweise besteht das verwendete fluide Medium aus gesättigtem Wasserdampf.
Ersichtlicherweise kann dieses Verfahren mit einer kontinuierlichen Behandlung, die gegenüber der Anhäufungsstufe heterogen ist, wie beispielsweise mit einer Färbebehandlung, einer Behandlung mit einem Treibmittel, einer Reservebehandlung und dgl., wie es in der französischen Patentschrift 1 491 449 beschrieben
609813/082?
ist, kombiniert werden.
Das Verfahren kann mittels einer bevorzugten Vorrichtung, die ebenfalls Teil der Erfindung ist, durchgeführt werden. Diese Vorrichtung weist die folgenden Bestandteile auf: eine Saugdüse, die einen Kanal für das Garn und eine Zuführungsleitung für ein fluides Druckmittel aufweist,
eine rohrförmige Kammer, die mit der Düse in Verbindung steht und Öffnungen aufweist,ν
einen abgeschlossenen Raum, der diese rohrförmige Kammer über zumindest eine bestimmte Länge umgibt und mit einem an sich bekannten Druckregelsystem verbunden ist, und
Einrichtungen zur Steuerung der Abgabe des behandelten Materials.
Diese Vorrichtung kann im Falle von gleichzeitig durchgeführten Behandlungen, wie beispielsweise einer Färbung, auch Einrichtungen aufweisen, die diese Behandlung ermöglichen, wie beispielsweise Injektoren, Zerstäuber und dgl.
Die Einrichtungen zur Steuerung der Abgabe des behandelten Materials können beliebige bekannte Vorrichtungen aufweisen, wie beispielsweise Rollen, von denen zumindest eine angetrieben wird, oder ein perforiertes Rohr, das eine Selbstregulierung gewährleistet, oder jede andere äquivalente Einrichtung, wobei das Abziehen des behandelten Materials durch Einwirkung des fluiden Druckmittels erfolgt.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausfiihrungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels und
Fig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung wird ein Garn 1 in den
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Längskanal 2 einer Düse 3 eingeführt, in die gesättigter Dampf . durch, eine Leitung 4 eingespritzt wird. Das Garn läuft unter der Wirkung des Druckmittels in eine rohrförmige Kammer 5, die mit Öffnungen 6 versehen ist, durch die das Druckmittel in einen geschlossenen Raum 7 entweicht, der mittels eines bekannten Reglers 8 unter einem vorbestimmten Druck gehalten wird. Die Austrittsgeschwindigkeit des Garnhaufens wird durch zwei Rollen, einer angetriebenen Rolle 9 und einer nicht angetriebenen Rolle 10, gesteuert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der gleichen Vorrichtung (Pig. 2) bestehen die Steuereinrichtungen aus einem Rohr 11, das die rohrförmige Kammer 5 verlängert und mit Öffnungen 12 versehen ist.
Beispiele 1 bis 7
In diesen Beispielen verwendet man die in Pig. 1 gezeigte Vorrichtung, die eine Gesamtaussenlänge von etwa 50 cm aufweist; das fluide Texturierungsmedium ist gesättigter Dampf.
Man behandelt Garne aus Polyhexamethylenadipinsäureamid (Polyamid 6.6) verschiedener Titer.
Die Arbeitsbedingungen und die Eigenschaften der erhaltenen Garne sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben, in der P1 defr rungsdruck des Druckmittels in die Düse 3 und Pp dessen Druck in dem geschlossenen Raum 7 bedeuten.
Die Drucke sind die am Manometer abgelesenen.
Die Elastizität wird durch den folgenden Test bestimmt:
Ein Strang von 10 m des zu prüfenden Garns wird 5 Minuten bei 130 .C in gesättigtem Yfasserdampf in einem Ofen behandelt.
Dann belastet man eine Länge von 50 cm Garn, das aus diesem Strang entnommen ist, mit einer Last von 0,045 g/dtex(0,05 g/den)
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des Garns vor der Texturierung.
Man misst dann eine Garnlänge L-, ·
Dann ersetzt man die Last durch eine andere geringere Last von 0,0009 g/dtex (0,001 g/den) des Garns vor der Texturierung.
Man beläßt diese Last 1 Stunde und misst dann die Garnlänge Lp. Die Elastizität ist durch folgende Beziehung gegeben:
L1 - L2 χ 100
Der angegebene Wert entspricht dem Mittel aus sechs Versuchen.
Bei
spiele		 Material
Polyamid 6.6		 Laufge
schwindig
keit des
Garns
in m/min		 Druck des
fluiden
Mediums ?
in kg/cm		 P2 Elastizi
tät
in % 		Kräuselung
(1/2 Welle
je cm)
1
2
3
4		 1160 dtex,
60 Einzel
fäden
H
Il
Il		 400
400
400
400		 P1 0,5
1
1,5
2		 12,3
16,2
15,9		 6,1
6,1
8,3
8,2
VJI 1160/60 1125 7
7
7
7		 2,75 20 8,6
6 580/30 400 10 1,3 29,7 10,1
7 110/34 400 7 0,6 15,3 12,1
7
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Beispiele 8 und 9
Diese Beispiele sollen den Wert des erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsverfahrens mit Hilfe eines Tests zeigen, der gemäß der von Statton in Journal of Polymer Science, B, Band 2, Seiten 1113 - 1116 (1964) und Zubov und Tsvankin in Polymer Science URSS, Band 6, Nr. 12, Seiten 2358 - 2367 (1964) beschriebenen Methode darin besteht, die Kurve der Beugungsintensität'nach dem Meridian als Punktion des Beugungswinkels zu bestimmen.
Unter Berücksichtigung der Diffusionskurve der Luft und des Einflusses der Menge an Mikrorissen bestimmt man einen integrierten Wert der Beugungsintensität, die eine ansteigende Punktion der Temperatur und der Dauer der Wärmebehandlung der Garne ist, der im folgenden abgekürzt mit Grad des Einflusses der Wärmebehandlung bezeichnet wird.
Diese Methode ermöglicht, Garne zu vergleichen, die sich untereinander nur durch die Intensität und Dauer der vorgenommenen Wärmebehandlung unterscheiden.
Die angegebenen Werte, die von den experimentellen Bedingungen, insbesondere der Probe und der Apparatur, abhängen, sind wie in den oben genannten Veröffentlichungen in willkürlich gewählten Einheiten angegeben.
■In diesen Beispielen behandelt man ein Garn aus Polyhexa31ethylenadipinsäureamid (Polyamid 6.6) von 1160 dtex, 60 Einzelfäden, das auf einen Grad von 4553 verstreckt ist, unter den in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Bedingungen, in der wie in den vorhergehenden Beispielen P^ den Speisedruck des gesättigten Wasserdampfs und T?~ den Druck des gesättigten Wasserdampfs im Innern des geschlossenen Raums 7 bedeuten.
Zu Vergleichszwecken sind in dieser Tabelle die Werte angegeben, die -für identische Proben erhalten wurden, die unter dem Druck P.J behandelt wurden, wobei der Druck Pp Null war, die jedoch ggf. im Autoklaven 2 Stunden bei 145 0C fixiert wurden. Die angegebenen Drucke sind die am Manometer abgelesenen.
609813/082?
- SS -
Diese beiden Beispiele unterscheiden sieb, untereinander nur durch die Texturiervüigsgeschwindigkeit.
Bei
spiel		 Art des
Garns		 Druck des
fluiden
Mediums
in kg/cm^		 P2 Laufge
schwin
digkeit
des
Garns
in m/min		 Grad des
Einflus
ses der
»Värmebe-·
handlung		 EIa-
sti-
zi-
tät
1° 		VoIu-
rninö-
sität
cm Vg		 Cräu-
selung
(1/2
Welle ·
je cm)
nichtfixierte
Vergleichs
probe		 P1 - 425 - 8,2 8,3 1,8 5
nichtfixierte
Vergleichs
probe		 3,5 - - 9,4 14,7 2,20 7,2
2 h bei 1450C
fixierte Ver
gleichsprobe		 8 - 26,'6 22,4 2,40 6,4
2 h bei 1450C
fixierte Ver
gleichsprobe		 3,5 - - 26,1 29,5 2,8 757
8 erfindungsge
mäß behandel
tes Garn		 8 2 16,7 28 2,8 9,6
nichtfixierte
Vergleichs
probe		 8 - 850 7,4 8,1 1,75 4,9
nichtfixierte
Vergleichs
probe		 3,5 _ 9,0 11,7 2,1 6,9
2 h bei 1450C
fixierte Ver
gleichsprobe		 '8 - - 22,9 i 17,1 2,2 6,6
2 h bei 1450C
fixierte'Ver
gleichsprobe		 3,5 - - 22,8 21,9 2,7 8
9 erfindungsge-
niäß behandel
tes Garn		 8 2 14,7 1,7,6 2,25 9
8
Die Voluminösität ist die im Test nach Koningh bestimmte. Aus dieser Tabelle geht hervor:
Einerseits die Bedeutung der Verbesserung der Wärmebehandlung (höherer Wert des Grades des Einflusses der Wärmebehandlung), der Elastizität und der Kräuselung und
. 809 813/0822
andererseits, daß bei einer Vergleichsprobe eine große Erhöhung des Druckes P1 (nichtfixierte Vergleichsprobe, behandelt mit
1 ρ
Drucken P1, die 3,5 bzw. 8 kg/cm betragen) einem geringen Unterschied in dein Grad des Einflusses der Wärmebehandlung entspricht, im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es Beipiel 10 erläutert.
Beipiel 10
In diesem Beipiel wird der Einfluß des Druckes Pp gezeigt. Zu diesem Zweck behandelt man ein Garn aus Polyhexamethylenadipin-'säureamid von 1160 dtex, 60 Einzelfäden, das auf einen Grad von 4,4, verstreckt ist, ebenfalls mit gesättigtem Dampf.
Die folgende Tabelle zeigt die Werte der Drucke P- und Pp und des Grades des Einflusses der'entsprechenden Wärmebehandlung für die gleiche Text'urierungsgeschwindigkeit von 1000 m/min.
P1 -
kg/cm		 P2
ρ
kg/cm		 Grad des Einflusses der
Wärmebehandlung,
■willkürliche Einheiten
8,2
Il
II.
Il 		2,5
2,0
1,5
1,1		 24,2
'18,4
. 15,6
14,3
Es ist somit ersichtlich, daß man durch Veränderung der Werte ' des Drucks Pp unerwarteterweise beträchtlich auf den Grad des Einflusses der Wärmebehandlung einwirken kann. Es sei jedoch bemerkt, daß das Garn in diesem Beispiel bezüglich seines .Verstreckungsgrades und seiner Spinnbedingungen von demjenigen der Beipiele 8 und 9 verschieden war und die angegebenen Werte in den gleichen willkürlichen Einheiten des Grades des Einflusses der Wärmebehandlung nicht mit denjenigen der Beispiele 8 und 9 vergleichbar sind.
609 813/0822
Beispiel 11
In diesem Beispiel behandelt man ein Garn aus Polyhexamethylenadipinsäureamid mit zwei Enden ..von 580 dtex, 30 Einzelfäden, mit der gleichen Vorrichtung wie in den vorhergehenden Beispielen und ebenfalls unter Verwendung von gesättigtem Dampf, wobei jedoch die Texturierungsgeschwindigkeit des Garns 2500 m/min beträgt, -die lineare Umfangsgeschwindigkeit der angetriebenen Rolle 9 7,55'm/min beträgt, der Speisedruck P1 des gesättigten Dampfes 10 kg/cm beträgt und der Druck Pp 1,95 kg/cm beträgt. Das erhaltene Garn weist eine Elastizität von 24 °ß> und eine Kräuselung von 9>4 Halbwellen/cm auf.
Beispiel 12
In diesem Beispiel verwendet man eine Vorrichtung, wie sie in Pig. 2 gezeigt ist, mit einer Gesamtlänge von 560 mm, wobei die Länge des Rohres 11 120 mm beträgt.
Man behandelt ein Garn aus Polyhexamethylenadipinsäureamid von 1160 dtex, 60 Einzelfäden, unter den folgenden Bedingungen:
P1 =7,4 kg/cm2
P2 =1,0 kg/cm2
Texturierungs-
geschwindigkeit = 400 m/min I
Das erhaltene Garn weist eine Elastizität von 23 $ auf.
Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß man durch Einwirkung auf einen einzigen Parameter, den Druck Pp des fluiden Mediums in dem geschlossenen Raum, die Elastizität, die Kräuselung und den Grad des Einfluss.es der Wärmebehandlung beeinflussen kann. Dies-es unerwartete Ergebnis ist industriell um so interessanter, als einerseits das fluide Texturierungsmittel selbst verwendet wird und andererseits nur eine Vorrichtung mit geringen Abmessungen und einfachem Aufbau erforderlieh ist.
60 9.8M 3/082 2
Ausserdem ermöglicht dieses Texturierungsverfahren, wie in Beispiel 12 gezeigt ist, mit vollständig unüblichon Texturierungsgeschwindigkeiten bei normalen Texturierungsdrucken zu arbeiten.
Die erfindungsgemäss erhaltenen Garne eignen sich insbesondere
für Teppiche.
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Claims (3)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung eines texturierten thermoplastischen Garns mit hoher Nervosität durch Anhäufung und Stauchung eines Garns in einem eng "begrenzten Raum mittels eines Stroms eines fluiden Druckmediums, das auf eine Temperatur erhitzt ist, die die Fixierung des Garns ermöglicht, wobei ein Teil des fluiden Mediums die Fortbewegung des Garns gewährleistet und ein anderer Teil seitlich aus diesem eng begrenzten Raum entweicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt des fluiden Mediums zumindest teilweise unter einem Druck erfolgt, der geringer als der Einführungsdruck, jedoch größer als der Atmosphärendruck ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsdruck des fluiden Mediums geringer als die Hälfte
    . des Drucks ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als fluides Medium gesättigter Wasserdampf verwendet wird.
    60981 3/082?
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