DE2238499A1 - Polyestergarn und seine herstellung und verwendung - Google Patents

Description

-r Hans-A Brauns 4. August 1972

r. Hans ■ ^^ DP-722-A

E.I.DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY lOth and Market Streets, Wilmington, Del., V.St.A.

Polyestergarn und seine Herstellung und Verwendung

Die Erfindung "betrifft ein Textilgarn, insbesondere ein Polyestergarn, das sich besonders zur Herstellung verbesserter, gewirkter bzw. gestrickter Kleidungsstücke eignet, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Polyester-Kunstfasern, wie die in USA-Patentschrift 2 465 .319 beschriebenen, haben sich zu bedeutenden Handelsprodukten entwickelt. I¹Ur aus schmelzgespanenem Polyester hergestellte. Waren ist in deren Frühzeit ein glatter bzw. "schlüpfriger" Griff und ein Mangel an Bauschigkeit charakteristisch gewesen, und man· hat viele Methoden zur Verbesserung der taktilen Eigenschaften und der Bauschigkeit von Polyester-Waren entxvickelt. Zu ihnen gehören viele mechanische Kräuselbehandlungen, wie die in USA-Patentschrift 3 335 477 beschriebene, nach denen man die Fäden gewöhnlich auf Stapel schnei-

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det und die Fasern ähnlich wie Naturfasern zum Garn verarbeitet. Auch viele Arbeitsweisen zur Verbesserung von Endlosgarn sind empfohlen worden. Z. B. beschreiben die USA-Patentschriften 2 783 609 und 2 852 906 ein texturierten Garn, für das Fadenverschlingungen charakteristisch sind und das Waren mit verbesserten Bauschigkeits- und taktilen Eigenschaften liefert. Durch Einsatz von Wasserdampf oder Heissluft in einer Düsenbauschvorrichtung lässt sich bei entsprechenden Bedingungen ein stabiles, gekräuseltes Garn erzielen, das keiner Drehung bedarf, um die Fadenverschlingungen in ihrer Lage zu halten. Ein Garn mit einer hocherwünschten, stabilen Kräuselung zufallsmässiger (statistisch ungeordneter), dreidimensionaler, krummliniger und ausdehnbarer Konfiguration ist in USA-Patentschrift 3 186 155 und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung solcher Garne in USA-Patentschrift 3 14-3 784 beschrieben. Bauschigkeit,ist auch durch Einsatz von Garnen erzielt worden, die von unterschiedliche Schrumpfeigenschaften zeigenden Fäden gebildet werden (USA-Patentschriften 3 199 281 und 2 979 883)- Solche Garne sind "nachbauschbar" in dem Sinne, dass man nichtgebauschtes Garn zum Gewebe verarbeiten und dann später durch eine Wärmebehandlung bauschen kann, welche die Differentialschrumpf-Charakteristiken aktiviert. Eine andere Methode zur Erzeugung eines nachbauschbaren Garns dieses allgemeinen Typs beschreibt die USA-Patentschrift 2 980 492, bei der die unterschiedlichen Schrumpfeigenschaften durch Vereinigen von Fäden verschiedenen Titers erhalten werden. In jüngerer Zeit ist mit der USA-Patentschrift 3 454 460 ein hocherwunscht.es, nachbauschbares Garn beschrieben worden, das von Zwei-Komponenten-Fäden gebildet wird, die eine schraubenlinienförmige Kräuselung auszubilden vermögen. Zu anderen Methoden zur Verbesserung von Bauschigkeit und Griff von Polyesterwaren hat der Einsatz eines spontan ausdehnbaren Polyesterfadens (USA-Patentschrift 2 952 879) gehört, der mit gewöhnlichen Polyesterfäden vereinigt werden kann, um Differentialschrumpfvermögen zu erhalten.

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Obwohl im Sinne der Verbesserung der Bauschigkeit und taktilen Eigenschaften von Waren aus Polyester-Endlosgarn nach bekannten Methoden erwünschte Ergebnisse erzielt wurden, so bedarf es doeh weiterer Verbesserungen für spezielle Endverwendungszwecke, wie gestrickte oder gewirkte Kleidungsstücke, bei denen vorgebauschte Endlosgarne sich als schlecht verarbeitbar erweisen und bekannte nachbauschbare Garne entweder übermässige Kosten in der Herstellung verursachen oder nicht die gewünschten Eigenschaften erbringen»

Eine Methode zur Verbesserung von Kettenwirkwaren (USA-Patentschrift 5 041 861) arbeitet mit einem Mederschrumpf-Garn, das der vorderen (oberen) Legeschiene einer Wirkmaschine zugeführt wird, in Kombination mit einem Hochschrumpf-Garn, dessen Zuführung zur hinteren (unteren) Legeschiene der Maschine erfolgt. Ein folgendes Erhitzen der Ware führt zum Sehr .umpfen der beiden Garne um unterschiedliche Beträge, woraus eine verbesserte Deckkraft der Ware resultiert. Die Bauschigkeit jedoch wird nicht wesentlich verbessert.

Zur Überwindung oder Minimierung dieser und anderer Mangel der bisher bekannten, für den Einsatz bei gewirkten bzw. gestrickten Kleidungsstücken vorgesehenen Polyestergarnen stellt die vorliegende Erfindung ein kontinuierliches, multifiles Polyestergarn zur Verfugung, mit dem Waren erzielbar sind, die beim Einsatz der Garne in Kombination mit geiföhnlichen, im Handel verfügbaren Polyestergarnen eine ausgezeich nete Bauschigkeit und einen ausgezeichneten Griff haben.

Das multifile Garn gemäss der Erfindung stellt einen Aufbau bzw. eine Versammlung von niedrigschrumpfenden Endlosfäden dar, die im wesentlichen kräuselfrei sind. Das Garn besteht aus Fäden aus synthetischem, linearem Polyester, die sich durch eine Orientierung, gemessen als Schallgeschwindigkeit,

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von 1,9 bis 3,0 km/Sek., einen Röntgenkristallinitätswert von 16 bis 35 % und einen Schrumpfspannungs-Einzelscheitel oder -peak bei einer Temperatur von unter 100° C kennzeichnen. Die bevorzugten Garne gemäss der Erfindung haben einen Abkochschrumpf von 1 bis 10 % und einen Schallgeschwindigkeitswert zwischen 2,0 und 2,5 km/Sek. Der Schrumpfspannungsscheitel wird für Temperaturen zwischen 60 und 200° C bestimmt. Vorzugsweise liegt dieser Scheitel bei einer Temperatur zwischen 80 und 100 C vor und liegt die Scheitel-Spannung unter etwa 0,06 g/den. Eine besonders gute Bauschigkeit der Ware wird mit Garnen erhalten, die im wesentlichen aus Äthylenterephthaiat-Po3yester bestehen, der zur Anfärbbarkeit mit basischen Farbstoffen, in der in Beispiel 2 erläuterten Weise leicht modifiziert sein kann. Die ausgezeichnete Verarbeitbarkeit der Garne gemäss der Erfindung beim Wirken dürfte zu einen grossen Teil auf darauf beruhen, dass die Garne im wesentlichen kräuselfrei sind und beim Erhitzen nur eine geringe oder keine Kräuselung entwickeln. Es ist in Anbetracht dieses Nichtvorliegens einer wesentlichen Kräuselung ganz überraschend, dass man beim Erhitzen diese Garne enthaltender Waren ausgezeichnete Bauschigkeit und ausgezeichnete taktile Eigenschaften erhält.

Das Garn gemäss der Erfindung kann, in einem einfachen, mit geringen Kosten durchführbaren Herstellurigsprozess erzeugt werden, für den eine neuartige, für Polyestergarne noch nicht bekannte Kombination von Spinn-, Streck- und ReIaxierbedingungen bezeichnend ist. Dieser Prozess umfasst die Stufen

a) des Schmelzspinnens eines synthetischen, linearen Terephthalat-Polyesters zu Fäden,

b) des Abschreckens der Fäden,

c) des Vereinigens der Fäden zu einem multifilen Bündel bzw. strjmgförm.i gen Gut,

d) des Streckens des multifilen Gutes bei einer Temperatur von über 85° C zwischen Zufuhr- und Streckwalzen,

3 0 9 P Π 7 / 1 7 A 7

e) des Erhitzens des verstreckten Gutes in einem im wesentlichen spannungslosen Zustand in einem plastifizierenden Medium, um sein Schrumpfen in Längsrichtung herbeizuführen,

f) des dann Abkühlens des Gutes und

g) des Aufwickelns des Gutes

und kennzeichnet sich dadurch, dass man

A) das strangförmige Gut bei einem Verhältnis im Bereich von etwa 2 : 1 bis 3 : 1 zur Bildung eines verstreckten MuIti« filgutes mit einem Schallgeschwindigkeitswert im Bereich von 1,9 bis 3,0 km/Sek. streckt,

B) die Temperaturen während der auf die Streckstufe folgenden Stufen auf Höhen lenkt, die der Ausbildung eines Abkochschrumpfs in dem verstreckten Gut im Bereich von 7 bis

20 % entsprechen, und

G) die Zeit, die das Gut in der Schrumpfstufe in dem plastifizierenden Medium dessen Einwirkung unterliegt, und das Medium so lenkt, dass ein Schrumpf von 7 "bi's 20 % ohne Bildung von Kräuselung eintreten kann und Fäden mit einem Kristallinitätswert von nicht über 35 °/° erhalten werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform, der Erfindung wird die

Schrumpfstufe in einem beheizten Gasstrom vorzugsweise Luft- oder Wasserdampf-Strom, geringer Turbulenz in einer Düsenumschliessung durchgeführt.

Ein zweckentsprechendes, maximales Maschinenstreckverhältnis für die Streckstufe lässt sich an Hand des Ausdrucks

D.E. = -z errechnen, worin V die Spinngeschwindig-

' s

keit (d. h. die Geschwindigkeit der Zuführwalze) in Einheiten von m χ 0,914 pro Minute bedeutet.

Warum die oben für das Garn gemäss der Erfindung beschriebene, kritische Kombination von Struktureigenschaften überraschend gute Bauschigkeits- und Griff-Eigenschaften ergibt, ist noch nicht voll erkannt. Aber auch wenn die überraschende Yerbes-

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serung der Bauschigkeit nicht im einzelnen erklärbar ist, so ist sie doch eine feststellbare und demonstrable Tatsache bei Garnen mit der oben beschriebenen, kritischen Kombination von Struktureigenschaften.

Die obengenannten Struktureigenschaften sind zur Ausbildung einer brauchbaren Bauschigkeit der Ware ohne ELnbusse an Nützlichkeit notwendig. So müssen die Orientierungs- und Kristallinitätswerte auf die oben genannten Grenzen beschränkt sein, damit die Garne auf die Bedingungen beim Fertigmachen der Ware richtig ansprechen. Bei zu hoher Orientierung, d. h. bei Messwerten des Schallgeschwindigkeitswertes von über 3,0 km/Sek., erscheint der Faser-Biegemodul für den vorliegenden Zweck als zu hoch, da sich die Fasern auf den in der Ware verfügbaren, kurzen Strecken nicht zu biegen vermögen. Bei solchen Bedingungen wird, wie in den Beispielen an Hand der Verwendung von herkömmlichem Garn hoher Orientierung gezeigt, keine verbesserte Bauschigkeit erhalten. Garne sehr geringer Orientierung andererseits neigen bei Kristallisation zur Versprödung, so dass aus solchen Garnen, d. h. solchen mit einem Schallgeschwindigkeitswert von unter etwa 1,9 kg/Sek., hergestellte Waren bei gewöhnlichem Einsatz relativ unbrauchbar wären. Bezüglich der Kriatallinität sind Garne mit einem Kristallini ta tswert von über etwa 35 % z\i kristallin, um auf Grund der gewöhnlichen Behandlungen zum Fertigmachen der Ware die gewünschte Bauschigkeit zu entwickeln, und Garne mit einer Kristallinität von unter etwa 16 % wären so amorph, dass sie beim Erhitzen übermässig schruidpen würden, woraus wiederum inakzeptable Handelswaren resultieren. Ein eigenartiges Merkmal der Garne gemäss der Erfindu ng ist das Vorliegen eines Niedertemperatur-Scheitels (unter 100° C) im Spannungs-Temperatur-Diagramm bzw. -Spektrum. Die Rolle, die diesem Merkmal zukommt, ist nicht voll erkannt; aber dieses Merkmal ist bei allen Garnen gemäss der Erfindung zu finden. Möglicherweise verursacht die Spannungsumkehrung bei einer verhältnismässig niedrigen Temperatur, wie sie in dem Schei-

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tel zum Ausdruck kommt, eine Bewegung der Einzel fasern in Bezug aufeinander und ein blütenartiges "Aufgehen" innerhalb der Abmessungen einer Wirkmasche, während Fäden von Garnen, welche diesen Niedertemperatur-Scheitel nicht zeigen, gemeinsam zu schrumpfen scheinen. Kettenwirkwaren aus Garnen des letztgenannten Typs zeigen bekanntlich massige Veränderungen der Deckkraft, aber keine wesentlichen Veränderungen der Bauschigkeit. Für die Garne gemäss der Erfindung charakteristisch ist auch die Abwesenheit von Kräuselung oder Drall, was zur besseren Handhabung und Wirkbarkeit wie auch verbesserten Gleichmässigkeit der Ware beiträgt.

Die Garne gemäss der Erfindung sind "Niederschrumpf"-Garne in dem Sinne, dass der in normaler Weise gemessene Abkoch-Schrumpf im Bereich von 1 bis 10 % liegt»

Die Garne gemäss der Erfindung eignen sich für den Einsatz in Waren vieler Arten, bieten aber eine aussergewöhnliche Verbesserung von Eigenschaften bei Kettenwirkwaren. Bei Kettenwirkwaren, die unter Zuführung des einen Garns zu der einen Legeschiene und Zuführung eines anderen zu der anderen Legeschiene hergestellt werden (mit dem sogenannten "Bar-on-Bar"-Aufbau), werden, wie in den Beispielen näher erläutert,beim Einsatz der Garne gemäss der Erfindung in Kombination mit herkömmlichen Handelsgarnen ungewöhnlich gute Ergebnisse erhalten. Beste Ergebnisse erhält man bei solchen Waren unter Zuführung des Garns gemäss der Erfindung zur Vorder-Legeschiene. Über den vorgenannten Aufbau hinaus können ausgezeichnete Ergebnisse auch erhalten werden_s indem man die Garne gemäss der Erfindung mit gewöhnlichen Handelsgarnen durch Verdrehen oder durch Einmengung von I'äden zur Bildung eines eine Einheit darstellenden Garns für die Warenherstellung vereinigt.

Es sei hervorgehoben, dass die Garne gemäss der Erfindung von wesentlicher Kräuselung frei sind und dass Warenbauschigkeit

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erst zu beobachten ist, nachdem die Ware aufgebaut und auf eine Temperatur von etwa 100° C oder darüber erhitzt worden ist. Eine solche Erhitzung erfolgt während der normalen Fertigmacharbeiten, wie beim Auswaschen, färben, oder Spannrahm en- Thermofixieren der Ware.

Über die verbesserte Bauschigkeit und den verbesserten Griff hinaus besitzen aus den Garnen gemäss der Erfindung hergestellte Waren ausgezeichnete Färbeeigenschaften, und sie zeigen im Vergleich mit gewöhnlichen wie auch mit fixiertexturierten Polyestergarnen eine bessere Farbausbeute, eine verbesserte Klarheit bzw. Helligkeit der Farbe und eine schärfere Umrissbegrenzung beim Druck.

Die Fig. 1 und 2 der Zeichnung zeigen die Vorder- bzw. Rückansicht eines Trikot-Kettengewirks mit 2-3/1-O-Legung auf der vorderen und 1-0/1-2-Legung auf der hinteren Legeschiene. Ir. beiden Figuren ist das der vorderen Legeschiene zugeführte Garn dunkler als das "der hinteren zugeführte dargestellt.

Die Garne gemäss der Erfindung werden von künstlichem, linearem Terephthalat-Polyester des in den USA-Patentschriften 2 4-65 3^9 und 2 901 466 beschriebenen Typs gebildet. Vorzugsweise wird das Garn von einem Glykolterophthalat-Polyester gebildet, einem Linearpolyester, in dem mindestens etwa 85 % der wiederkehrenden Einheiten Glykolterephthalat-Einheiten,

-O-G-O-C-// ^S-C- sind, worin G einen Glykolrest bedeutet.

Il \ / Il

0 VrrrV O

Hierzu gehören auch Mischpolyester, bei denen bis zu 15 % des Terephthalate durch ein Dicarboxylat eines von äthylenungesättigten Bestandteilen freien Kohlenwasserstoffs oder durch ein Iletallsalz der Sulfoisophthalsäure ersetzt sind. Typische Hicchpolyester lassen sich bilden, indem man bis zu etwa 15 Mol% der Terephthalsäure oder des Derivates dersel-

- 8 3 0 Γι 8 Π 7 / 7 2 /₊ 7

ben durch eine andere Dicarbonsäure oder ein esterbildendes Derivat einer solchen ersetzt, wie Adipinsäure, Dimethylsebacat, Isophthalsäure, Hexahydroterephthalsäure oder Natrium-3,5-dicarbomethoxybenzolsulfonat. Bevorzugte Glykole sind Ä'thylenglykol und Hexahydro-p-xylylenglykol. Glykolterephthalat-Linearpolyester sind leicht in der für die Herstellung der Garne gemäss der Erfindung geeigneten, orientierten, relativ amorphen oder nichtkristallinen Form herstellbar.

Tie Garne gemäss der Erfindung werden von Polymerem mit einem der Eigenschaft der Faserbildung entsprechenden Molekulargewicht gebildet und haben eine Intrinsic-Viscosität von mindestens etwa 0,3. Die Intrinsic-Viscosität ist durch den Ausdruck

¹ⁿ V r Grenzwert des Bruchs —-s— für C gegen G

definiert, worin yj die Viscosität einer verdünnten Lösung des Polymeren in einem Lösungsmittel, dividiert durch die Viscosität des Lösungsmittels als solchem, gemessen in den gleichen Einheiten bei der gleichen Temperatur, und C die Konzentration des Polymeren in g/100 ml Lösung ist. Ein zweckbequemes Lösungsmittel für den Einsatz bei der Messung der Intrinsic-Viscosität von Polyäthylenterephthalat ist eine Mischung von Trifluoressigsäure und Methylenchlorid im Volumenverhältnis von 1 : 3.

Der Polymerisationsgrad ist in den Beispielen auch in Form von "EV" angegeben, d. h. der relativen Viscosität einer Polymerlösung bei einer Nennkonzentration von 10 %. Der Begriff "EV" bezieht sich auf das Verhältnis der Viscosität einer 10%igen Lösung des Polymeren (2,15 g Polymeres in 200 ml Lösungsmittel) in einem Lösungsmittel zur Viscosität des Lösungsmittels als solchem, gemessen in den gleichen Einheiten bei 25° C. Das in den Beispielen zur Messung der

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relativen Viscosität verwendete Lösungsmittel ist eine Mischung von 10 Gew.teilen Phenol und 7 Gew.teilen 2,4,6-Trichlorphenol ("Fomal"). Eine relative Viscosität von 25 entspricht grob einer Intrinsic-Viscosität von 0,64, und eine solche von 30 einer Intrinsic-Viscosität von 0,70.

Die Garne gemäss der Erfindung werden von Fäden mit einer solchen Molekularorientierung gebildet, dass die Messwerte der Schallgeschwindigkeit zwischen 1,9 und 3>0» vorzugsweise 2,0 und 2,5 km/Sek. liegen. Der Begriff des "Schallgeschwindigkeitswertes" stellt einen Parameter der Polymerstruktur dar, der in Beziehung zur Molekularorientierung längs der Faserachse steht, wobei höiire Werte der Schallgeschwindigkeit einen höheren Orientierungsgrad bedeuten. Die Schallgeschwindigkeit (C) steht zum Elastizitätsmodul (E) nach der Formel

E = 11,3 C in Beziehung, worin E in g/den und C in km/Sek. ausgedrückt ist. Schallgeschwindigkeits-Beziehungen und -Prüfraethoden sind von Charch und Moseley im "Textile Research Journal", Vol. 29, ß. 525 (Juli 1959), beschrieben worden. Kurz zusammengefasst leitet man zur Messung der Schallgeschwindigkeit (in km/Sek.) unter Anwendung einer an sich bekannten Apparatur eine Schallwelle mit einer Frequenz von etwa 10 000 Hz über eine Strecke bekannter Länge durch die Polymerstruktur. Bei der Messung der in den Beispielen genannten Schallgeschwindigkeitswerte wurden, wenn nicht anders angegeben, die Garne bei 22° C und 65 % relativer Feuchte unter Einsatz eines Prüfgerätes der Bauart "Dynamic Modulus Tester Model PPM-5" der H. H. Morgan Company, 90 Sherman Street, Cambridge, Mass., auf einer Spannung von 0,5 bis 0,7 g/den (genügend, um einen Detektor-Probe-Kontakt ohne Dehnung der Probe sicherzustellen) gehalten.

Die Schallgeschwindigkeit dient hier als gegenüber der Doppelbrechung bevorzugtes Mass für die Orientierung, da die Doppelbrechung in dem vorliegenden Bereich (im allgemeinen

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über 0,10) schwer präzis messbar und auch, bei Fäden von unrundem. Querschnitt schwer messbar ist. Ferner wäre, soweit nicht hochgleichmässige Faden untersucht werden, eine übermässig grosse Zahl von Messungen notwendig, um zu einem vernünftigen durchschnittlichen Doppelbrechungswert zu gelangen, da Doppelbrechungs-Messungen an sehr kurzen Fadensegmenten erfolgen.

Die Kristallinitat des die Fäden gemäss der Erfindung bildenden Terephthalat-Polyesters ist nach Röntgenbeugiings-Techniken. bestimmbar. Die in den Beispielen genannte Röntgenkristallinität ist folgendermassen bestimmt worden: Ein Bündel paralleler Fäden von 0,05 cm Dicke wurde mit der Faserachse senkrecht zu einem Strahlenbündel nickelgefilterter, bei 50 kV und 20 mA erzeugter und durch 0,05-cm-Wadellöcher kollimatisierter Cu-Röntgenstrahlen angeordnet, und das Beugungsbild wurde photo graphisch auf Röntgenfilm ("Ilford G") bei einer Probe-Film-Entfernung von 5 cm und bei genügender Belichtungszeit, um eine optische Dichte auf dem entwickelten Film von etwa 1,0 bei dem 0Ί0 Beugungs-Maximum zu erhalten, aufgenommen und der belichtete Film 3 Min. bei.68° C in entsprechend der Herstellerempfehlung angesetztem Röntgenentwiekler ("DuPont") entwickelt. Der Film wurde 30 Sek. in 3%igem Essigsäure-Unterbrecherbad gespült, 6 Min. im Fixier-¹ und Härterbad ("DuPont X-Ray Fixer and Hardener") fixiert, mindestens 1 Std. in laufendem Wasser gewässert und bei Raumtemperatur getrocknet. Die optische Dichte des Films wurde längs des Äquators mittels eines auf eine Platten-Laufgeschwindigkeit von 5 mm/Min, und eine Bchreibblatt-Geschwindigkeit^ von 5,1 cta/Min. eingestellten Mikrophotometers. ("Knorr-Alpers" der Leeds & Northrop, Modell 6700 PI, A2-Aufbau) abgetastet. Die anfallende Kurve zeigt bekanntlich 3 Scheitel oder Peaks, '■ die der Streuung auf Grund der 010, 110 und 100 Beugungsebenen entsprechen (die Haupts.treuung von Glykolterephthalat-Linearpolyester-Krißtalliten wiedergebend). Zur Abschätzung

— 11 — 3 0 ^r-s '■. Π 7/1? 4 7

der Kristallinitat der Probe wurde eine Gerade unter dem 010 Peak und als Tangente zu der Kurve beidseitig dieses Peaks gezogen, worauf vom höchsten Punkt des 010 Peak eine Senkrechte auf die 100-%-Durchtrittsachse gefällt wurde. Die Höhe des Schnittpunktes zwischen dieser Senkrechten und der Tangente zur Kurve wurde dann mit I bezeichnet; sie gibt die Intensität (log ^ ^{deS 8111037}P¹¹⁶¹¹ Hintergrundes wieder. Die Höhe des höchsten Punktes des 010 Peaks selbst wird mit I, bezeichnet. Die Kristallinität wird dann aus der Formel:

^It - ^Ia
Kristallinität = —=-j—- χ 100

^xt

errechnet. Die Garne gemäss der Erfindung werden von Fäden gebildet, die eine Röntgenkristallinität, gemessen nach der obigen Methode, zwischen 16 und 35 % haben.

Nach einer Alternativmethode zur Messung der Röntgenkristallinität, die mit den nach der obigen Methode erhaltenen übereinstimmende Ergebnisse liefert, wird eine mit einem Weitwinkel-Diffraktome.ter und einem Szintillationszähler ausgestattete Eontgenbeugungsapparatur ("Norelco Z-ray Diffraction Unit" der North American Philips Co., Inc., New York) verwendet, wobei eine Hochleistungs-Kupfertarget-Röhre bei einer Spannung von 40 kV und einem Strahlenbündel-Strom von 40 mA eingesetzt und das Eöntgenstrahlenbündel mittels O,5°-Divergenzschlitzen, 0,152-mm-Aufnahme-Schlitzen und 0,5 -Streu-Schlitzen kollimatisiert wird und vor dem Aufnahmeschlitz ein Nickelfilter zur Erzielung monochromatischer Strahlung und auch entsprechend den Herstelleranweisungen die Impulshöhen-Diskriminierung Anwendung findet. Eine parallele Faserschar wird in der Reflexionsweise angeordnet, und die äquatoriale Streuung wird bei einer Abtastgeschwindigkeit von 1°/Min. (Einheit 20) und als Funktion der Intensität (Zählungen pro Sekunde) gegen den Streuwinkel, 20, aufge-

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zeichnet. Die anfallende Kurve ist der bei der oben erstbeschriebenen Methode erhaltenen Densitometer-Kurve äquivalent (die Zählungen pro Sekunde sind der Grosse

Proportional), und die Faser-Kristal-

linität wird aus der Kurve nach der gleichen Methode errechnet.

Der Begriff der Schrumpfspannung bezieht sich auf die Eetraktionskraft, die ein Garn beim Erhitzen zeigt. Die Schrumpfspannung von Terephthalat-Polyester-Fäden ändert sich gewöhnlich beträchtlich mit der Temperatur, auf der die Fäden erhitzt werden. Im Temperaturbereich, von 60 bis 200° C zeigen die Garne gemäss der.Erfindung in dem Spannungs-Temperatur-Spektrum einen Einzelscheitei, und dieser Scheitel tritt bei. einer Temperatur von unter 100° C auf. Bei den bevorzugten Garnen gemäss der Erfindung liegt der Wert der Scheitel-Schrumpfspannung unter etwa 0,06 g/den. Zur Messung der Schrumpf spannung ordnet man eine in Schlingenform gebrachte Garnprobe zwischen Haken aus einer 36-%-ITi-64—%-Fe-Legierung ("Invar") in einem kleinen Ofen an, der mit Einrichtungen zur Erhitzung und Temperaturanzeige versehen ist, wobei ein Haken mit einen Spannungs-Meseer verbunden und d?r andere in einer Entfernung fest angeordnet ist, die eine gestraffte Schlinge (messbare Minimal spannung) liefert. Durch Wärmezufuhr zum Ofen erhöht man die Temperatur mit etwa 30° C/Min. Die Temperatur und die Spannung werden gleichzeitig gemessen und als Punktion der Spannung gegen die Temperatur graphisch aufgetragen, um eine bequeme Ablesung der Temperatur bei der Scheitelspannung zu ermöglichen. Messungen dieser Art sind von Weidner in "Chemiefasern", 10, 751 (1968Ϊ), beschrieben worden.

Die Garne gemäss der Erfindung werden von Endlosfäden gebildet, die von einer Drehung einzelner Fäden im wesentlichen frei sind. Im Falle unrunder Fäden lässt sich Fadendrehung leicht durch Untersuchung unter dem Mikroskop feststellen. Zu den Methoden zur Drehungs-Ermittlung bei Rundfäden gehört

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eine mikroskopische Untersuchung der Fäden unter Beleuchtung mit polarisiertem Licht. Bei Rundfäden, die wesentliche Mengen an TiOp enthalten, lässt sich die Fadendrehung unter Anwendung der Techniken untersuchen, die von Astle-Fletcher, "Journal of the Textile Institute", Vol. 48, T-128-132 (1957)» und Woods, "Journal of the Textile Institute; Vol. 55, T-243-250 (1964) beschrieben worden sind.

Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung spezieller Ausführungsformen der Erfindung.

Beispieli

Es wurden Polyäthylenterephthalat-Endlosgarne aus Fäden von dreiflügeligem (trilobalem) Querschnitt nach herkömmlichen Schmelzspinn/Streck-Verbundmethoden bei einer Spinngeschwindigkeit (der Zuführwalze) von 1358 m/min, aus Polymeren mit einem Gehalt von 2 Gew.% an TiOp und mit einer relativen Viscosität von 29,0 bis 29_}7 hergestellt und einstufig in siner Wasserdampf-Düse ähnlich der in USA-Patentschrift 3 452 132 beschriebenen unter Verwendung von Wasserdampf bei einer Temperatur von 160° C und einem Druck von 3*4- Atm. Überdruck verstreckt, wobei die (auf die in Tabelle I genannten Temperaturen aufgeheizten) Streckwalzen zur Einführung eines Streckverhältnisses von 2,02 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 2743 m/Min, umliefen. Von den Streckwalzen durchlief das Fadengut eine zweite Düse (Relaxation) mit einer Bauart ähnlich der in Fig. 1 und 2 von USA-Patentschrift 3 261 071 gezeigten, in der das Fadengut bei verminderter Spannung mit Luft behandelt wurde, deren Zuführung mit 220° C und 3,9 atü erfolgte. Die Spannung in dieser zweiten Düse wurde durch überleiten des die Düse verlassenden Fadengutes über Bremsstäbe vor der Zuführung zur Aufwicklung (Aufwickelgeschwindigkeiten siehe Tabelle I) auf sehr geringer Höhe gehalten. Nach dieser allgemeinen Arbeitsweise wurden unter Anwendung der speziellen Bedingungen gemäss

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Tabelle I verschiedene (mit B, C und D bezeichnete) Prüfgarne hergestellt. Die Untersuchung der Prüfgarne zeigte, dass sie von wesentlicher Kräuselung frei sind und keine Anzeichen für Einzelfadendrehung erkennen lassen.

Zum Vergleich wurde ein herkömmliches Garn (A) in der gleichen Weise wie oben schmelzgesponnen, aber in einem wässrigen Bad des in USA-Patentschrift 5 091 805 beschriebenen allgemeinen Typs bei einer Temperatur von 91 "bis 92° C und einem Streckverhältnis von 2,4 sowie bei einer Streckwalzen-Aufheizung auf 115° C hergestellt. Eine Warmrelaxations-Düse wurde nicht eingesetzt.

Als zweites herkömmliches Garn (E) diente ein im Handel verfügbares, mattes (2 % TiO₂ enthaltendes) 27-fädiges Polyethylenterephthalat-Garn mit einem Gesamttiter von 40 den, einer Festigkeit von 4,27 g/den, einer Bruchdehnung von 27,6 % und einem Abkoch-Schrumpf von 8 %. Dieses Garn hatte einen Schallgeschwindigkeitswert von 3,81 km/Sek., eine Eöntgenkristallinität von 28 % und einen Schrumpfspannungs-Scheibel bei 155° G als Kennwerte.

Mt den oben beschriebenen Prüf- und Vergleichsgarnen wurden in Garnkombinationen nach Tabelle IH Trikotgewirke hergestellt. Die Aufbauparameter der Rohware waren so eingestellt, dass sich bei allen Proben der gleiche Aufbau im Fertigzustand der Ware einstellte. Zum Fertigmachen wurden die Waren einer Auswaschung im entspannten Zustand unterworfen, bei der sie unter Verwendung einer wässrigen Lösung von 0,5 S eines zweckentsprechenden Netzmittels wie "Duponol EA ^ ^" (Na-SaIz eines modifizierten Alkohol sulfat es) oder "Alkanol HCS" und 0,5 g Te tranatri umpyr ophosphat pro Liter "von Raumtemperatur zum Kochen erhitzt und dann 20 bis JO Mn. beim Sieden gehalten wurden. Nach dem Spülen wurde die Ware auf einem Nadelspannrahmen 60 Sek. bei 190° C unter genügender Spannung thermofixiert, um 19 x 19 Maschenreihen- bzw. stäbchen/cm zu erhalten. Die Eigenschaften der Fertigware nennt die Tabelle II -

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Tabelle la
Verfahrensbeding.ung.en

Garn-	EV des	29,4 29,0 29,7 29,0	Spinntem	- Streck	Streckwalze . .	Verweil zeit, Sek.	in des Handels	AKS+'des	Zuführung	Aufwicklung,
bezeich- Folyme- nung ren	peratur, 0C	verhält nis	Tempe ratur, C	0,35 0,43 0,43 0,43	verstreck ten Garns, %	zur Ent- • spannungs- düse mit einer Vor eilung, von %	m/Min.
A B C O τ?++> cc DD ·— —	297-298 297-298 295-198 297-298	2,37 2,02 2,02 2,02	115 99 98,5 112	(N.A.) 18,6 17,5 7,8	15,8 9,5 3,1	2738 2368 2505 2661
tr* ++'	) Abkochschrumpf: Schrumpf, %, kochendem Wasser ) Polyäthylenterephthalat-Garn

CaI OQ

	den/Faden	Schallge- schwindig- keitswert, km/Sek.	Röntgen- kristal- linität	T a b e 1 1	e Ib	0,243	AKS, %
	40/27	3,09	35	Garneißenschaften	0,022	8,6
Garn- Td ez ei ch- nung	40/14	2,19	29	Schrumpf sp annungs^Scheitel Temp era- Sp an,η ung, tür, 0C g/den	0,056	0,7
A-	39/14	2,39	33	126	. 0,035	7,1
B	40/14	2,36	. 30	92	0,293	3,3
C	40/27	5,81	28 ·	91		8,0
D			91
E			155

-fr-CD CO

Tabelle II

Garn

Ware Nr.

E

47

A

141-1

A

48

B

39

C

50

D

10

ro

\

\

Vordere Lege schiene

46

E

A

E

A

A

A

X1 (4-6% BOS) *~

Hintere Lege schiene

2-3/1-0

2-3/1-0

2-3/1-0

2-3/1-0

2-3/1-0

2-3/1-0

X2(14% BOS)

Legung Vordere Lege schiene

1-0/1-2

1-0/1-2

1-0/1-2

1-0/1-2

1-0/1-2

1-0/1-2

2-3/1-0

fs»

Ein tere Lege schiene

163,6 119,9

159,3 116,3

157 111,8

157,2 118,1

161,8 115,6

157,2 118,1

1-0/1-2

CJ ca

309

Einlauflängen, cm Vordere Lege- φ schiene - .: Hintere Lege schiene

1,37/1

1,37/1

1,41/1

1,33/1

1,40/1

1,33/1

167,1 121,9

4>- CD CO

807

Vorder/Hinter- Verhältnie

22,9

20,3

20,3

20,3

20,3

20,3

1,37/1

N)

Ware, cm pro 480 Maechen (15BaCk")

25,4

Stäbchen χ Seihen

18,1x20»5

18,9x18,9

20,5x19,7

18,1x18,9

18,9x18,9

18,9x18,9

pro cm V1Im Ir er ti g- zufltand)

92

95

92

88

92

95

18,1x19,

Gewicht, g/o2

95.

Tabelle II (Fortsetzung)

	Ware Nr *	47	141-1 ■	48	39	-	5,0	50	10	I
	46				4,1			ro ro
Bauschigkeit, cm3/g, bei einer Belastung mit		3,6	3,58	5,8	3,2	4,8	3,8
	3,3	3,2	3,14-			4,1	3,3
40 g/cm2	3,0	2,8	2,81	3,4	3,1	2,8
239 g/cm2	2,7 ■

DP-722-A

Zum weiteren, die Verbesserung gemäss der Erfindung gegenüber Mischschrumpf-Wirkwaren des in USA-Patentschrift 3 041 861 beschriebenen Typs erläuternden Vergleich diente die Waren Nr. 10, die mit einem 4-6-%-Abkochschrumpf-Garn an der vorderen und 14-%-Abkochschrumpf-Garn an der hinteren Legeschiene gewirkt wurde (die Herstellung dieser Garne - X, und Xp - ist später beschrieben, vgl. Beispiel 6). Die gemessene Bauschigkeit der Ware 10 (siehe Tabelle II) ist nicht wesentlich grosser als diejenige der Waren 46, 47 und 141-1, die aus Garnen mit geringem oder ohne Schrumpfunterschied gewirkt wurden.

Zur Messung der Waren-Bauschigkeit misct man die Warendicke und dividiert diese (in cm) durch die Flächendichte (g/cm ) , wodurch die Bauschigkeit in der Einheit cmvg erhalten wird. Die Dickenmessung erfolgte bei Belastung mit 3» 40 und 239 g/cm , um einem Bereich taktiler Umgebungen entsprechende Bauschigkeitseigenschaften zu erhalten.

Eine Betrachtung der Werte von Tabelle II zeigt klar, dass die mit den Prüfgarnen gemäss der Erfindung in Kombination mit herkömmlichen Garnen hergestellten Trikotwaren eine wesentliche Verbesserung der Bauschigkeit ergeben. Darüberhinaus ergibt eine Untersuchung der Waren, dass die aus den Prüfgarnen gemäss der Erfindung hergestellten Waren einen attraktiven, gespinstartigen Griff ohne die beanstandbare Glattheit herkömmlicher Synthetikwaren haben.

Beispiel 2

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Garns gemäss der Erfindimg aas einem basisch anfärbbaren Äthylen· terephthalat-Mischpolymeren.

Ein Mischpolymeres von Polyäthylenterephthalat mit einem Gehalt von 2 Mol% an 5~(Natriumsulfo)-isophthalat im MoIe-

- 20 309807/1247

kül und mit einer relativen Viscosität von 20,5 wurde zu einem 14-fädigen Garn aus Fäden von dreiflügeligen Querschnitt schmelzgesponnen. Nach der allgemeinen Arbeits,-weise von Beispiel 1 wurde das unverstreckte Fadengut . über eine mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 1356 W Min. umlaufende Zuführwalze, durch eine Wasserdampf-Streckdüse und denn über mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 27^-4 m/Min, umlaufende Streckwalzen geführt. V/eitere spezielle Arbeitseinzelheiten sind in Tabelle III zusammengestellt. Von der Streckwalze lief das Fadengut durch eine mit Luft von 3>7 Atm. "Überdruck betriebene und auf 250° C aufgeheizte "Relaxier"-Düse und von dieser zur Aufwicklung, die mit 2529 m/Min, erfolgte. Dieses Garn ist in Tabelle III als Prüfgarn 1 bezeichnet.

Ein zugehöriges "Herkömmliches" Garn wurde durch Spinnen von Polyäthylenterephthalat-Hompolymerem (KV 30) bei einer Spinngeschwindigkeit von 737 m/Min." hergestellt. Das Fadengut durchlief ein auf 92° G gehaltenes, wässriges Bad, in dem die Streckung erfolgte, und dann zu mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 274O m/Min, umlaufenden Streckwalzen. Weitere Arbeitseinzelheiten nennt die Tabelle III. Dieses 27fädige 40-den-Gern wurde als Vergleichsgarn 2 bezeichnet.

Die in der obigen Weise erzeugten Garne wurden untersucht, wobei sie die in. der Tabelle genannten Strukturmerkmale ergaben.

Unter Einsatz des oben beschriebenen Prüfgarn 1 und "Herkömmlichen" Garns 2 gemäße Tabelle IV wurden Jersey-Trikotwaren gewirkt und diese zum Fertigmachen einer. Ent8pannt-Auswaschung unterworfen, bei der sie unter Verwendung einer wässrigen Lösung eines zweckentsprechenden Netzmittels, wie Ilatriumlaurylsulfonat ("Duponol^ ' D") und von Tetra-

— 21 — 3098 07/1247

DP-722-A

2233499

natriumpyrophosphat in einer Menge von je 0,5 Kaumtemperatur zum Kochen erhitzt und dann 30 Hin. beim Sieden gehalten wurden. Nach Spülen und Trocknen wurde die Ware auf einem Nadelspannrahmen 60 Sek. bei 190° C unter genügender SpannungIhermofixiert, um die Stäbcheii- und Reihen-Dichten nach Tabelle IV zu erhalten.

Eine Betrachtung der Werte von Tabelle IV zeigt klar, dass das Prüfgarn gernäss der Erfindung eine wesentliche Verbesserung der Bauachigkeit erbringt, und eine subjektive Bewertung hat gezeigt, dass die Trikotware aus dem Prüfgarn einen ausgeprägten, gespinstartigen Griff besitzt, der im Gegensatz zu dem glatten, fadenartigen Charakter der herkömmlichen Kunstfaden-Waren steht.

- 22 -

30 9 Π η 7/1247

... ^- \'.-'.'[.', Tabelle III

Garn-Bezeichnung · 1

Polymeres / RV " 20,5 30

Spinntemperatur, °"C 293 307

Streckwalze ■

Temperatur, ⁰C 109 .119

Zeit, Sek. " 0,43. 0,35'

Streckverhältnis ' 2,02 3^72

Aufwicklung, m/Min. 2529 2703

Zuführung mit % Voreilung⁴''' 8,6 1,3

den/i'aden 39/1A- 40/27

SG^{4 +} ), ktn/Sek. " ' 2,24 3>63

Röntgenkrxstallinitat, % 30 33

Schrumpfspannungs-Maximum (⁶G)/Spannung (g/den) 90/0,035 144/0,274

Abkochschrumpf des Garns, % 5>4- 8?°

⁺^ Zuführungsüberschuss

⁺⁺' SG c Schallgeschviindigkeitswert

* 23 -3 0 9 8 Π 7 / 1 ? A 7

Tabelle IV

1 2	CUCU
2-3/1-0 1-0/1-2	2-3/1-0 1-0/1,2
157,5 111,8	157,5 111,8
1,41	1,41
20,3	20,3
18,9x21,3	19,7x21,3
91,5	91,5
4,9 4,0 3,4	3,6 3,2 3,0

Garn (Tabelle III) Vordere Legeschiene Hintere Legeschiene

Legung

Vordere Legeschiene Hintere Legeschiene

Einlauflänge, cm Vordere Legeschiene Hintere Legeschiene

Vorder/Hinter-Verhältnis Ware, cm, pro 480 Maschen

Stäbchen χ Reihen/cn im

Fertigzustand ο Gewicht, g/ra

Bauschigkeit, cmVg, bei

3 g/cmp Belastung

40 g/cmp Belastung

239 g/cm Belastung

Beispiel ^

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung von Garnen gemäss der Erfindung aus Mischpolymeren aus Terephthalsäure und einer aliphatischen Die ar bonsäure.

Ein Mischpolymeres aus Äthylenglykol, Terephthalsäure und Sebacinsäure, bei dem die Sebacinsäure-Reste 10 Mo1% der Säureeinheiten in dem Polymeren bildete* mit einer relativen Viscosität von 30,1 wurde bei 298° C zu einem 27fädigen Fadengut mit Fäden von dreiflügeligem Querschnitt schmelzgesponnen, das in einer mit Wasserdampf von 160° C und 3,4 Atm. Überdruck betriebenen Wasserdampfduse (wie in Beispiel 1 beschrieben) verstreckt und dann über mit 2743 m/Min. Oberflächengeschwindigkeit arbeitende Streckwalzen geführt wurde. Das verstx'eckte Fadengut lief hierauf durch eine mit Luft von 3,7 Atm· Überdruck betriebene und

- 24 -3 0 P Π f: 7 / 1 "> /, 7

auf 404° C erhitzte Relaxierdüse und weiter zur mit 2697 m/Min, erfolgenden Aufwicklung. Dieses Garn wurde als Prüfgarn 3 bezeichnet (vgl. Tabelle V).

Zum Vergleich wurde ein "Köntroll"-Garn 4 wie oben mit der Abänderung hergestellt, dass das verstreckte Garn die Relaxierdüse umging und direkt zur Aufwicklung lief. Die Arb ei ts einzelheit en nennt die Tabelle.

Unter Einsatz der Mischpolymer-Prüfgarne (3) und Mischpolymer~"Kontroll"-Garne (4) an der vorderen Legeschiene und des in Tabelle III beschriebenen, herkömmlichen Garns 40-27 als gemeinsamem Garn.an der hinteren Legeschiene wurden Jersey-Trikotv*aren gemäss Tabelle VI gewirkt. Diese Waren wurden 30 Min. beim Sieden in einer wässrigen Lösung von Natriumlaurylsulfonat und Tetranatriumpyrophosphat in einer Menge von jeweils 0,5 g/l ausgewaschen, gespült, geschleudert und getrocknet. Die getrocknete Ware wurde auf einem Nadelspannrahmen 60 Sek. bei 190° C auf die in Tabelle VI genannten Stäbchen- und Reihen-Dichten thermofixiert. Die bei den drei Druckbelastungen gemessenen Werte der Warenbauschigkeit zeigen klar die durch die Mischpolymer-Prüfgarne gemäss der Erfindung im Vergleich mit den entsprechenden Kontrollgarnen herbeigeführte Verbesserung der Bauschigkeit. Bei den Prüfgarn-Waren ist auch leicht ein weicher, gespinstartiger Griff erkennbar, der im Gegensatz zu dem glatten, fadenartigen Griff der Kontrolltrikotwaren steht.

- 25 -

3 0 Γ: 8 ij 7 / I 2 4 7

DP-722-A	Tab	Garnbeschreibung	e 1 1 e V	223849
Garnbezeichnung	2G-T/10 (90/10)	4m 4hm W W *T \J
Spinngeschwindigkeit, m/M η.	3	2G-T/10 (90/10)
Streckverhältnis	1310	4
Temperatur der Streck walze, 0G	2,09	678
Luftzufuhr zur Relaxier- düse Temperatur, C Druck, Atm.	94	4,05
Aufwicklung, m/Min.	404 3,7	145
Titer, den	2696	-
SG, km/Sek.	68,0	2707
Rontgenkristallinität, %	1,93	70,0
SchrumpfspeiinungE-Scheitel Sp annung, g/den	32	2,91
Schrumpf, %	64 0,031	50
	6,2	150 0,142
9,5

309807/ 1 2 Λ 7

DP-722-A

T abe.l 1 e VI

Vordere Legeschiene (Tabelle V) 3 4

Hintere Legeschiene (Tabelle III) 2 2

Legung

Vordere Legeschiene 2-3/1-0 2-3/1-0

Hintere Legeschiene 1-0/1-2 1-0/1-2

Einlauflänge, cm

Vordere Legeschiene 165,1 162,6

Hintere Legeschiene 111,8 109,2

Vorder/Hinter-Verhältnis 1,47 11^9

Ware, cm, pro 480 Maschen . 20,3 20,3

Stäbchen χ Reihen/cm im

Fertigzustand 18,9x19,7 18,5x23,2

Gewicht, g/m 139 ' 136

Bauschigkeit, cmvg, bei

3 e/cm² Belastung 4,4 3,6

40 g/cmS Belastung 3,8 2,9

239 ß/cni Belastung 3,2 2,6

- 27 -

3 0 '; ": fj 7 / 1 ? /. 7

DP-722-A ,_ft

Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert eine Alternativmethode zur Herstellung eines Polyestergarns gemäss der Erfindung.

Polyäthylenterephthalat mit einer relativen Viscosität von 30,2 und einem Gehalt von TiO^ von 2 Gew.% wurde bei 294 C zu einem Bündel von 14 Fäden von drei flügeligem Querschnitt schmelzgesponnen, und die abgeschreckten Fäden wurden um eine mit 1311 m/Min, laufende Zuführwalze und dann durch eine mit Wasserdampf von 160° C und 3*4- Atm. Überdruck betriebene Wasserdampf-Streckdüse (ähnlich der in Beispiel 1 verwendeten) und weiter zu und um Streckwalzen geführt, die auf 1O1° C aufgeheizt waren und mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 274-7 m/Min, arbeiteten, wobei das Streckverhältnis 2,09 und die Verweilzeit auf der heissen Streckwalze 0,43 Sek. betrug. Das verstreckte 38-den-Fadengut wurde mit 2752 m/Min, aufgewickelt. Ein Strang dieses Garns wurde dann sich 10 Min. in Wasser von 66 C entspannen gelassen, wobei ein Schrumpf von 5»0 % festzustellen war. Nach dem Trocknen wurde die Schrumpfspannung des Garns als Funktion der Temperatur gemessen, wobei das Garn einen Schrumpfspannungs-Scheitel bei 95° C und eine maximale Schrumpfspannung von 0,027 g/den zeigte. Eöntgenbestimmungen ergaben eine Kristallinitat von 23 % und Schallgeschwindigkeits-Bestimmungen bei einer Spannung von 0,7 g/den einen Wert von 2,4-2 kra/Sek. Das Garn war im wesentlichen kräuselungsfrei, und eine Untersuchung unter dem Mikroskop zwischen gekreuzten Nikols erbrachte kein Anzeichen für Einzelfadendrehung.

Unter Verwendung des obigen Garns (als Prüfgarn 7 bezeichnet) auf der vorderen Legescheine in Kombination mit einem herkömmlichen Hintergarn (2 nach Tabelle III) wurde ein Jerseytrikot gewirkt und das Gewirk dann nach der Arbeitsweise von Beispiel 3 fertiggemacht und mit einem Kontroll-

- 28 3 0 9 8 Π 7 / 1 7U7

trikot (vgl. Tabelle IV) verglichen, bei dessen Herstellung der vorderen wie hinteren Legeschiene das herkömmliche, in entsprechender Weise fertiggemachte Garn 2 zugefüh rt wurde. Die in Tabelle VII wiedergegebenen Waren-Kennwerte zeigen, dass die das Garn gemäss der Erfindung enthaltende Trikotware eine beträchtlich stärkere Bauschigkeit hat. Bei der subjektiven Bewertung der Waren war der "natürliche", gespinstartige Griff der Prüfgarn-Trikotware klar erkennbar.

T a b-e 1 1 e VII

Garn

Vordere Legeschiene

Hintere Legeschiene (Tabelle

III)

Legung

Vordere Legeschiene Hintere Legeschiene

Einlauflänge, cm Vordere Legeschiene Hintere Legeschiene

Vorder/Hinter-Verhältnis Ware, cm, pro 480 Maschen

Stäbchen χ Reihen/cm im Fergigzustand Gewicht, g/m
Bauschigkeit, cm /g, bei 3 g/cmo Belastung

40 g/cmp Belastung

239 g/cm Belastung

7	2
2	2
2-3/1-0 1-0/1-2	2-3/1-0 1-0/1-2
157,5 111,8	157,5 111,8
1,41	1,41
20,3	20,3
18,5x20,9	19,7x21,3
84,1	91,9
5,9 4,7 3,7	3,6 3,2 3,0

- 29 -3 0 9 8 0 7 / 1 2 A

DP-722-A

. j©. 2238Λ99

Beispiel 5

Poly-(cyclohexan-i,4-dimethylenterephthalat) mit einer relativen Viscosität von 34,9 und einem TiO^-Gehalt von 0,28 Gew.% wurde bei 310° C zu einem 34-fädigen Garn schmelz gesponnen. Die abgeschreckten Fäden liefen um eine mit 914 m/Min, umlaufende Zuführwalze und dann durch ein auf 90° C gehaltenes, wässriges Streckbad, weiter zu und um nichtbeheizte, mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 2514 m/MIn. umlaufende Streckwalzen und hierauf zur Aufwicklung, die mit 2437 m/Min, erfolgte. Das Garn hatte einen Abkoch-Schrumpf von 40,6 %.

Ein aus diesem Garn erhaltener Strang wurde 10 Min. in Wasser von 80° C entspannt, wobei ein Schrumpf von 11,4 % eintrat, und dann getrocknet und wieder aufgespult. Das 7i-<3en-Garn hatte eine Kristallinität von 18 %, einen Schallgeschwindigkeitswert von 2,24 km/Sek., einen Sehrumpfspannungs-Scheitel von 0,035 g/den bei 80° C und einen Abkoch-Schrumpf von 5»6 %· Dieses Garn wurde als Prüfgarn 8 bezeichnet.

Mit diesem Garn an der vorderen Legeschiene wurde in Kombination mit dem herkömmlichen Garn 2 (Tabelle III) an der hinteren Legeschiene ein Trikotgewirk hergestellt und dieses entspannt ausgewaschen, getrocknet und thermofixiert (wie in Beispiel 3)· Die Wareneigenschaften nennt die Tabelle VIII. Das Prüfgarn führte bei dem Trikotgewirk einen beträchtlichen Betrag an Bauschigkeit wie auch verbesserte taktile Eigenschaften herbei.

Die Messung der Röntgenkristallinität von Fasern aus PoIy-(cyclohexan-1,4-dimethylenterephthalat erfordert eine Abänderung der obenbeschriebenen Massnahmen, da das Polymere eine Mischung von eis- und trans-Isomeren des Glykols enthält, wobei die beiden Kristalldimensionen leicht verschieden sind. Bei der abgeänderten Methode, die sich für Kristallini tätswerte im Bereich von 16 bis 35 % als geeignet

- 30 309807/1247

erwiesen hat, wird die Kurve der Intensität gegen den Streuungswinkel (20) wie üblich gewonnen, wobei man die Kurvenpunkte bei 2Q*-Werten von 18,5 und 26,7° ermittelt, und beide mit einer Linie verbindet, worauf von der Grundlinie zur Intensitätskurve bei einem 20-Vert von 22,3° (ungefähre Lage der 100 Beugung) eine Vertikale gezogen wird, welche die Intensitätskurve am Punkt I und die zuerst gezogene Linie

am Punkt I, schneidet, und die Kristallinität (%) nach der Formel

»100

errechnet wird.

Tabelle VIII

Vordere Legeschiene 8 Hintere Legeschiene (Tabelle III) 2

Legung

Vordere Legeschiene 2-3/1-0

Hintere Legeschiene 1-0/1-2

Einlauflänge, cm

Vordere Legeschiene . . 162,6

Hintere Legeschiene 111,8

Vorder/Hinter-Verhältnis 1,45

Ware, cm, pro 480 Maschen 20,3

Stäbchen χ Eeihen/cm im

Fertigzustand 15?7 x 21,7

Gewicht, g/m 119,7

Bauschigkeit, cm7g, bei

3 g/cmi~ Belastung ' 4,3

40 g/cm Belastung 3,6

239 g/cm2 Belastung 3,0

- 31 -

30" . Ί7 / 1 7. hl

Beispiel 6

Zur Gegenüberstellung zu der ausgezeichneten Bauschigkeits-Verbesserung, welche die Garne gemäss der Erfindung nach Beispiel 1 zeigen, wurde eine typische Ware des Standes der Technik, wie in USA-Patentschrift 3 041 861 erläutert, aus herkömmlichen Polyestergarnen hergestellt, wobei entsprechend dieser Patentschrift ein Kettengewirk unter Einsatz des einen Garns auf der einen und eines anderen, ein sehr verschiedenes Schrumpfvermögen aufweisenden auf der anderen Legeschiene (Bar-on-Bar-Aufbau) hergestellt und dieses dann direkt mit einem aus einem einzigen Garn (d. h. mit ein und demselben Schrumpf) bei entsprechenden Bedingungen hergestellten Gewirk verglichen wurde. Zur Garnherstellung wurde Polyethylenterephthalat mit einer relativen Viscosität von 30 und einem Gehalt an TiO₂ von 2,0 Gew.% bei etwa 308° C durch eine Spinndüse mit 54 Y-förmigen Öffnungen gesponnen, und die dreiflügeligen Fäden wurden mit einem Luft-Querßtrom von 3,5 nr/Min. und 21° C abgeschreckt und dann um eine auf 852 m/Hin, gehaltene Zuführwalze (in 4 Umschlingungen) , durch ein wässriges Schlichtebad von 92° C und auf bzw. zu einem Satz Streckwalzen (in 13 1/2 Umschlingungen), die mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 274-1 m/Min, arbeiteten, und schliesslich zu einer zur Aufrechterhältung einer Fadenlauf-Spannung von 15 g mit 2862 m/min, arbeitenden Zwillingsaufwicklung geführt, wobei das Streckverhältnis 3,2 : 1 betrug und die Streckwalzen auf 140° C gehalten wurden. Hierbei wurden zwei solche 27fadige 40-den-Garne (mit X. bezeichnet) mit typischen Eigenschaften in Form einer Festigkeit von 4,0 g/den, einer Bruchdehnung von 24 %, einem Anfangsmodul von 129 g/den und einem Abkochschrumpf (AKS) von 4 bis 6 % gewonnen. Typische Proben dieser Garne ergaben einen Schallgeschwindigkeitswert (SV) von 3,22, eine Röntgenkristallinität von 45 % und einen Schrumpfspannungs-Scheitel von 180° C.

- 32 -

309807/12 4 7

DP-722-A

Unter Anwendung der obigen Arbeitsweise wurde mit der Abänderung ein "hochschrumpfendes" 40-27-Polyäthylenterephthalat~ Garn hergestellt, dass die Streckwalzen auf 94·° C gehalten wurden. Typische Eigenschaften dieses - mit Xo bezeichneten Garns sind eine Festigkeit von 3»7 g/den, eine Bruchdehnung" von 30 %, ein Anfangsmodul von 145 g/den, ein Abkoch-Schrumpf von etwa 14 %, ein Schallgeschwindigkeitswert von 3,92 km/ Sek., eine Eontgenkristallinitat von 16 % und ein Schrumpfspannungs-Scheitel bei 134° C.

Das in Beispiel 1 mit A bezeichnete, normalschrumpfende PoIyäthylenterephthalat-Garn 40-27 wurde auf beiden Legeschienen zur Herstellung einer Trikot-Kontrollware (nr. 47 in Tabelle II) eingesetzt.

Bei diesem Vergleiehsversuch wurden die Garne für das Wirken durch Umspulen auf Cones und dann Üb erführen auf 18-cm-Abschnittbäume für das Virken auf einer 28-gg-Trikotmaschine vorbereitet. Wirk- und Varendetails nennt die Tabelle IX. Die Wirkbedingungen bei der Herstellung der die Niederschrumpf-Hochschrumpf-Garn-Kombination enthaltenden Ware wurden auf die Bildung einer Rohware eingestellt, die bei Fertigmachung bei geringer Zugspannung das gewünschte Waren-Flächengewicht lieferte. Dabei kamen solche Fertigmach-Bedingungen, d. h. Entspannt-Auswaschung und darauf Thermofixierung bei Trockenbreite, zur Anwendung, dass sich die maximale verfügbare Bauschigkeit entwickeln konnte. Es zeigte sich, dass bei diesen Bedingungen, die optimal sind, gegenüber der zweiten, aus Garnen ohne Schrumpfunterschied erzeugten Ware nur eine mar.ginale Verbesserung der Waren-Bauschigkeit erhalten wurde.

- 33 -

309807/1247

DP-722-A

Tab	Ware	eile IX	Normal
Garn Vordere Legeschiene Hintere Legeschiene	Mischschrumpf	X5 X5
Legung Vordere Legeschiene Hintere Legeschiene	X1 X2	2-3/1-0 1-0/1-2
Einlauflänge, cm Vordere Legeschiene Hintere Legeschiene	2-5/1-0 1-0/1-2	159,5 116,5
Verhältnis	167,0 122	1,57/1
Ware, cm, pro 480 Maschen	1,57/1	20,5
Stäbchen χ Reihen/cm im Pertigzustand	25,4	18,9 x 18,9
Gewicht, g/m	16,9 x 21,5	94,9
Bauschigkeit, cmVg, bei* 5 g/cm2 Belastung 40 g/cm^ Belastung 259 g/cm2 Belastung	91,5	5,6 5,2 2,8
5,9 5,5 2,9

Der oben beschriebene Vergleichsversuch zeigt, dass man keine wesentliche Verbesserung der Bauschigkeit erhält, wenn zwei herkömmliche Garne des Standes der Technik, die sich im Abkoch-Schrumpf um einen derart hohen Betrag wie 10 % unterscheiden, in einem Trikotgewirk vereinigt werden. Im Gegensatz hierzu ergeben die Garne gemäss der Erfindung, wie in den früheren Beispielen erläutert, in Kombinationen mit gewöhnlichen Polyester-Handelsgarnen eine ausgeprägte Verbesserung der Bauschigkeit wie auch eine Verbesserung der taktilen Eigenschaften. Ferner bieten die Garne gemäss der Erfindung, da sie von wesentlicher Kräuselung frei sind, eine aussergewohnliche Verarbeitbarkeit bei Wirkarbeiten, während vorgebauschte Garne schwer zu wirken sind. Obwohl die Vorteile der Garne gemäss der Erfindung primär bei Kettenwirkviaren, wie Trikot, zum Ausdruck kommen, eignen sich die Garne geraäss der Erfindung naturgemäss auch zur Herstellung von Kulierware, wie formgerechter Wirkware und Rundstrickware, und auch

- 34 309807/1247

DP-722-A „^ 2 23 8 U 99

für Webwaren, wie solche mit Taft-, Köper-, Oxford-, Atlas- und Würfelbindung. Kettenwiirkwaren eignen sich besonders für Herrenhemden, Damenkleider, Uniformen, Blusen und Unterwäsche.

Beispiel 7

Polyäthylenterephthalat mit einem Gehalt an TiOp von 2 Gew.% wurde zu einem I4fädigen Bündel aus Fäden dreiflügeligen Querschnitts schmelzgesponnen, und das abgeschreckte Bündel. wurde über eine mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 1162 m/Min, arbeitende Zuführwalze, dann durch eine mit Wasserdampf von 190° C und 3,4 Atm. Überdruck betriebene Düsenumschliessung und hierauf um mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 2798 m/Min." arbeitende Streckwalzen geführt, wobei das Streckverhältnis 2,4 : 1 betrug und die Streckwalzen von einem mit umgewälzter, auf 92 bis 93° C gehaltener Luft beheizten Kasten umschlossen waren. Von den Streckwalzen lief das verstreckte Fadengut durch eine mit Luft von 3?7 Atm. Überdruck und 290° C gespeiste "Relaxier"- bzw. Schrumpfdüsenumschliessung und nach Passieren einer Umlenkwalze zu einem angetriebenen, mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 2377 m/Min, laufenden "Reduzier"-Walzenaufbau und weiter zur Aufwicklung, die mit 2417 m/Min, erfolgte. Der Zuführungsüberschuss zur Relaxierdüse, bezogen auf die Geschwindigkeit der Reduzierwalzen, betrug 17»3 % uncL der Netto-Zuführungsüberschuss, bezogen auf die Aufwickelgeschwindigkeit, 15,5 %-

Eine Probe verstrecktes Garn, die unter Umgehung von Relaxierdüse und Reduzierwalze durch direkte Zuführung von den Streckwalzen zur Aufwiclung erhalten wurde, hat die Eigenschaften gemäss Tabelle X.

- 35 3 0 9 P η 7/1247

DP-722-A	T a b e	-3fc-
Eigenschaften ver	1 1 e X
Titer, den	streckten Garns
Festigkeit, g/den	35,7
Dehnung, %	3,05
Modul, g/den	73,1
Abkoch-Schrumpf, %	100,2
17,2

Schallgeschwindigkeitswert,

km/Sek. 2,68

Das entspannte Garn, das bei dem weiter oben beschriebenen Prozess zur Aufwicklung kommt, hat die Eigenschaften gemäss Tabelle XI.

Tabelle XI Eigenschaften entspannten Garns

Titer, den 42,8

Festigkeit, g/den 2,44

Dehnung, % 100,8

Modul, g/den 50,2 ,

Abkoch-Schrumpf, % 4,9

Schallgeschwindigkeitswert,

km /Sek. 2,17

Schrumpfspannungs-Peak, ⁰C 82

Maximale Schrumpfspannung,

g/den 0,026

Eontgenkrxstallinität, % 25

Unter Verwendung einer Ein-Garn-Schärvorrichtung wurde das wie oben erhaltene Prüf garn (VII- 1) auf der vorderen Legeschiene zusammen mit einem Polyester-Handelsgarn (T-57) ähnlich dem Garn E von Tabelle Ib auf der hinteren Legeschiene zu Trikotgewirk verarbeitet. Das ßohgewirk wurde ähnlich wie das Gewirk von Beispiel 1 fertiggemacht. Die

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Parameter des Warenauf"baus wie auch die Eigenschaften der fertiggemachten Ware sind in Tabelle XEI zusammen mit entsprechenden Parametern und Eigenschaften einer Vergleichsware genannt, die unter Einsatz des herkömmlichen Garns auf beiden Legeschienen hergestellt wurde.

Tabelle XEI

Eigenschaften von Trikotware

Garn

Vordere Legeschiene Hintere Legeschiene

Legung

vordere Legeschiene hintere Legeschiene

Einlauflänge cm Vordere Legeschiene Hintere Legeschiene

Vorder/Hinter-Verhältni s Ware, cm, pro 480 Maschen Gewicht, g/m

Stäbchen χ Reihen/cm im Fertigzustand

Bauschigkeit, cmVg, bei

3 g/cm² Belastung

40 g/cm.2 Belastung

259 g/cm^ Belastung

Test VII-1 T-57	T-57 T-57
2-5/1-0 1-0/1-2	2-5/1-0. 1-0/1-2
157,5 : 111,8	157,5 111,8
1,41	1,41 -
20,3	20,5
97,5	94,9
16,1 χ 24,5	16,1 χ 25,6
4,77 5,82 5,12	5,55 5,02 2,77

Beispiel 8

Nach der allgemeinen Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde PoIyäthylenterephthalat mit einem Gehalt an TiOo von 2 Gew-% durch eine 14-Loch-Spinndüse zu einem JTadengut aus Fäden dreiflügeligen Querschnitts schmelzgesponnen. Das abgeschreckte ,unv.erstreckte Fadengut lief über eine mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 878 m/Mn. umlaufende Zuführwalze,, durch eine mit Wasserdampf von 190° C und 5,4 Atm. Überdruck betriebene Düsenumschliessung und dann

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über mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 2752 m/Min, arbeitende Streckwalzen, wobei das Streckverhältnis 3>14 : betrug und die Streckwalzen von einem mit umgewälzter Luft von 78° C beheizten Kasten umschlossen waren _v so dass ein verstrecktes Fadengut mit einem Abkoch-Schrumpf von 17 % anfiel. Von den Streckwalzen lief das Fadengut durch eine mit Luft von 3»7 Atm. Überdruck und 268° C gespeiste "ßelaxier"-Düsenumschliessung und weiter um eine leerlaufende Walze zu einem angetriebenen, mit einer OberfjLächengeschwindigkeit von 2371 m/Mi*¹· umlaufenden "Reduzier"-WaI-zenaufbau. und schliesslich zur Aufwickelvorrichtung, die mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 2406 m/Min, umlief. Messungen der Fadenlauf-Spannung am Garn unmittelbar vor dem Eintritt in die Relaxierdüse ergaben einen Wert von 6,0 g und unmittelbar nach der Relaxierdüse, aber vor den Heduzierwalzen einen solchen von 0,2 g. Die unmittelbar vor der Aufwicklung gemessene, auf das Garn wirkende Spannung betrug 12 g. Eine Berechnung der Voreilung bei der Zuführung zur Helaxierdüse auf"Grundlage der Reduzierwalzen-Geschwindigkeit ergab einen Wert von 16,2 % und auf Grundlage der Aufwickelgeschwindigkeit von 14,5 %, Die Eigenschaften des entspannten Garns sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

T a b e	lie	XIII	Titer, den	, °c	41,0
Eigenschaften des entspannten Garns	Festigkeit, g/den	g/den	2,97
Dehnung, %	Sek.	51,9
Modul, g/den		68,0
Abkochschrumpf	3,9
Schrumpfspannungs-Scheitel	98
Maximale Schrumpfspannung,	0,057
Schallgeschwindigkeit, km/	2,64
Kristallinität, %	31

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Mit dem einzelnen Prüf garn unter· Einsatz auf der vorderen Legeschiene und unter Einsatz eines 27fädigen 40-den-Polyäthylenterephthalat-Handelsgarns (T-57) auf der hinteren Legeschiene wurde ein Trikotgewirk hergestellt. Die Rohware wurde dann ähnlich wie in Beispiel 1 fertiggemacht. Die gemessenen Eigenschaften nennt die Tabelle XIV zusammen mit Eigenschaften eines Vergleichsgewirks, das unter Einsatz des T-57-G^ar2is auf beiden Legeschienen hergestellt wurde. Die Tabellenwerte zeigen die mit der Prüfware, er-,haltene Verbesserung der Bauschigkeit.

Tabelle XEV

	Varenei genschaft en	Vergleichsgarn
Ware	Prüf garn VIII
Garn		T-57 T-57
Vordere Legeschiene Hintere Legeschiene	Test T-57	20,5 χ 22,0
Stäbchen χ Reihen/cm im Fertigzustand	18,1 χ 23,6	106,5
Gewicht, g/m	106, Π	2,47 2,24 1,98
Bauschigkeit, cm /g, bei 3 g/cmp Belastung 40 g/cm^ Belastung 239 g/cm2 Belastung	3,89 3,24 2,76

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Claims (1)

Patentansprüche

1. Multifiles Polyestergarn aus niedrigschrumpfenden, im wesentlichen kräuselungsfreien Endlosfäden aus künstlichem, linearem Terephthalat-Polyester, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyesterfäden einen Schallgeschwindigkeitswert von 1,9 bis 3>0 km/Sek., einen Röntgenkristallinitätswert von 16 bis 35 % mid einen Schrumpfspannungs-Scheitel bei einer Temperatur von unter 100° C haben, wobei dieser Scheitel der einzige zwischen 60 und 200° C auftretende Scheitel ist.

(2.\ Verfahren zur Herstellung des Garns gemäss Anspruch 1, unter Schmelzspinnen eines künstlichen, linearen Terephthalat-Polyesters zu Fäden, Abschrecken der Fäden, Vereinigen der Fäden zu einem strangförmigen Gut, Strecken des multifilen Gutes bei einer Temperatur von über 85° C zwischen Zuführ- und Streckwalzen, Schrumpfen des verstreckten Gutes in Längsrichtung durch Erhitzen in einem im wesentlichen spannungslosen Zustand in einem plastifizierenden Medium, Abkühlen des Gutes und Aufwickeln desselben, dadurch gekennzeichnet, dass man

A) das strangförmige Gut bei einem Streckverhältnis von 2 : 1 bis 3 : 1 zur Bildung eines verstreckten Multifilgutes mit einem Schallgsschwindigkeitswert im Bereich von 1,9 bis 3>0 km/Sek. streckt,

B) die Temperaturen beim und nach dem Strecken entsprechend der Ausbildung eines Abkoch-Schrumpfs in dem verstreckten Garn im Bereich von 7 bis 20 % lenkt, und

C) die Zeit, die das Gut in der Schrumpfstufe in dem plastifizierenden Medium dessen Einwirkung unterliegt, und die Temperatur des Mediums so lenkt, dass ein Schrumpf von 7 bis 20 % ohne Bildung von Kräuselung eintreten kann und Fäden mit einem Kristallinitäts-

3 0 ° ' Π 7 / 1 ? V?

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wert von nicht über 35 % erhalten werden.

5· Verwendung des Garns gemäss Anspruch 1 in Kombination mit gewöhnlichem Polyestergarn zur Herstellung von Kettenwirkware.

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