DE2259434A1 - Verfahren zur simultanstrecktexturierung von endlosgarnen - Google Patents

Verfahren zur simultanstrecktexturierung von endlosgarnen

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DE2259434A1
DE2259434A1 DE2259434A DE2259434A DE2259434A1 DE 2259434 A1 DE2259434 A1 DE 2259434A1 DE 2259434 A DE2259434 A DE 2259434A DE 2259434 A DE2259434 A DE 2259434A DE 2259434 A1 DE2259434 A1 DE 2259434A1
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Hans Bach
Udo Haensel
Karlaugust Dr Heinroth
Hans-Dieter Jurischka
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    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
    • D02G1/0206—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting
    • D02G1/022—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting while simultaneously drawing the yarn

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

Bayer Aktiengesellschaft
Zentralbereich Patente, Marken und Lizenzen
509 Leverkusen. Bayerwerk
AcT/Ku
r4. DEZ. 1972
Verfahren zur Simultanstrecktexturierunff von Endlosearnen
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines texturierten Endlosgarnes durch eine Simultan-Falschdrall-Strecktexturierung von unverstreckten oder nicht ausgestreckten Fäden aus hochmolekularen, linearen, faserbildenden Polymeren, insbesondere Polyestern, bei dem die amorphen Fäden vor der üblichen Drallfixierung in einem ersten Heizbereich auf Temperaturen oberhalb der Glastemperatur ohne wesentliche mechanische Beanspruchung erwärmt werden.
Die Glattverstreckung von Polyesterfäden zwischen einer beheizten Galette und einer Streckgalette ist bekannt. Die beheizte Galette wird mehrfach umschlungen und bringt den Faden auf eine Temperatur oberhalb der Glastemperatur. Hinter der beheizten Galette ist gewöhnlich noch ein Streckstift zur Streckpunktfixierung und ein weiterer Kontaktheizkörper zur Fixierung angebracht. Das verstreckte Garn wird dann auf gesonderten Texturiermaschinen texturiert.
Ferner sind Konsekutiv-Strecktexturiermaschinen bekannt, bei denen zunächst zwischen zwei Galetten in üblicher Weise verstreckt wird und in einer separaten Zone zwischen Streckgalette und einer weiteren Galette mit dazwischenliegender Drallvorrichtung und Drallfixiervorrichtung texturiert wird.
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Ein weiteres Verfahren ist derart gekennzeichnet, daß man einen unverstreckten Polyesterendlosfaden zwischen Lieferzylindern in einer Heizzone bei Temperaturen von 90 bis 1700C im Verstreckungsverhältnis von 1 : 1,20 bis 1 : 3,80 vorverstreckt, abkühlt und dann durch einen einer zweiten Heizzone nachgeschalteten Heizzone bei Temperaturen von 160 bis 23O0C so nachverstreckt und gleichzeitig fixiert, so daß eine Gesamtverstreckung im Bereich von 1 : 2,5 bis 1 : 4,5 erreicht wird.
Ferner ist die sogenannte Simultanstrecktexturierung beschrieben, bei der zwischen Lieferwerk und Abzugsgalette gleichzeitig verstreckt, falschgedrallt und texturiert wird. Diese Verfahrensweise bringt einmal Anlegeschwierigkeiten mit sich und verlangt darüber hinaus, insbesondere bei höheren Fadengeschwindigkeiten, bei denen eine hohe Fadenbeanspruchung am Drallgeber auftritt, zur Vermeidung von Filamentbrüchen entweder kurze Heizkörper, die wegen der hohen Übertemperaturen zwischen Heizkörper und Faden eine dauernde Ursache von Ungleichmäßigkeiten des texturierten Garnes sind, oder eine wesentliche Verminderung des Streckverhältnisses, welches zu schlechteren Elastizitäts- und Kräuselbeständigkeitseigenschaften führt.
In der deutschen Offenlegungsschrift 2 157 663 wurde speziell für den Fall der Simultanstrecktexturierung von Polyesterfäden auch die Verwendung von Vorheizkörpern unmittelbar vor dem eigentlichen Drallfixierheizkörper vorgeschlagen. Diese Verfahrensweise erlaubt jedoch keine volle Verstreckung ohne Filamentbrüche. Bei der in der vorgenannten deutschen Offenlegungsschrift beschriebenen Verfahrensweise, d.h. Verstreckung im ersten Heizbereich um das 1,5 bis 5,5-fache, treten bei Verstreckungen von etwa 1 : 3 Filamentbrüche auf. Als Folge
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der unzureichenden Ausstreckung müssen feinere Rohtiter für gleiche Endtiter ersponnen werden, welches zu einer Erhöhung der Spinnkosten führt. Darüber hinaus sind die Elastizitätsund Kräuselbeständigkeitseigenschaften noch nicht optimal. Ferner ist zu berücksichtigen, daß das geschilderte Verfahren bei den gemäß der vorliegenden Erfindung gefahrenen Texturiergeschwindigkeiten von 200 bis 600 m/min und bei der notwendigen Verwendung der Friktionsfalschdrallgebung auch bei Verstreckungen<1 : 3 derart zu Filamentbrüchen führt, daß eine Durchführbarkeit unter diesen Bedingungen nicht mehr möglich ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung der Nachteile der oben geschilderten Verfahrensweisen.
Es wurde gefunden, daß eine Simultan-Strecktexturierung von faserbildenden Polymeren, insbesondere Polyestern ohne Verminderung des Streckgrades auch auf langen Fixierheizkörpern ohne Filamentbrüche möglich ist, wenn man dafür sorgt, daß der amorphe bzw. nicht ausgestreckte Faden auf eine Temperatur oberhalb der Glastemperatur aufgeheizt wird, ohne daß eine wesentliche mechanische Beanspruchung des Fadens unterhalb seiner Glästemperatur erfolgt.
,Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines texturierten Endlosgarnes durch Simultan-Falschdrall-Strecktexturierung unverstreckter oder nicht ausverstreckter Fäden aus hochmolekularen, faserbildenden, linearen Polymeren, insbesondere Polyestern unter Verwendung mindestens zweier räumlich voneinander getrennter, zwischen Lieferzylinder und Abzugsgalette angeordneter Heizbereiche, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Fäden mit Texturiergeschwindigkeit von 200 bis 600 m/min vom Lieferzylinder einem ersten Heizbereich zugeführt werden, in diesem Heizbereich ohne wesentliche mechanische Beanspruchung bei Fadenspannungen von < 0,05 p/dtex
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auf eine Fadentemperatur, die im Bereich T = Glaatemperatur bis T + 50 liegt, erwärmt werden und nach erfolgter Aufheizung bei sich zwischen erstem und zweitem Heizbereich oder bereits im ersten Heizbereich aufbauenden Fadenspannungen von 0,1 bis 0,5 p/dtex unter gleichzeitiger Friktionsfalschdrallgebung und. Wärmefixierung bei Fadentemperaturen >16O C zwischen Lieferzylinder und Abzugsgalette im Verhältnis 1 : 1,5 bis 1 : 4,5 verstreckt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht praktisch filamentbruchfreie Strecktexturierung bei hohen Fadengeschwindigkeiten von mehreren 100 m/min, selbst von nahezu völlig unorientiertem Spinnspulenmaterial, welches z.B. mit 900 1100 m/min ersponnen wurde, ohne daß das Streckverhältnis gegenüber einer üblichen Glattverstreckung erniedrigt werden müßte bzw, kurze Drallfixierheizkörper mit hohen Übertemperaturen und somit Texturiergleichmäßigkeitsrisiken verwendet werden müssen. Dadurch kann eine wesentliche Erhöhung der Reißfestigkeit und der Kräuselbeständigkeit des texturierten Garnes erreicht werden und die kostenerhöhende Verspinnung feinerer Rohtiter vermieden werden.
Gemäß Fig. 1 gestaltet sich der Verfahrensablauf in seiner allgemeinsten Ausführungsform wie folgt:
Der von der Spule (1) kommende unverstreckte oder nicht völlig ausgestreckte Faden wird über eine Umlenkrolle (2), die Fadenbremsen (3) und die Lieferzylinder (4) einem ersten Heizbereich (5) zugeführt und dort bei Fadenspannungen <"0,05 p/dtex auf eine Fadentemperatur, die im Bereich T = Glastemperatur bis T + 500C liegt, ohne wesentliche mechanische Beanspruchung erwärmt. Dieses kann einmal so geschehen, daß als erster Heizbereich eine beheizte Galette (12) (s.Fig. 2),
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ein Kontaktheizkörper (13) (s. Fig. 3) oder ein Hot-Pin (14) (s. Fig. 4) verwendet wird. Bei diesen Ausführungsformen ist es wichtig, daß der Faden zwischen erstem und zweitem Heizbereich über einen Streckstift (15) (s. Fig. 2, 3 und 4) läuft. Durch die Reibung des Fadens am Streckstift wird die Fadenspannung im ersten Heizbereich so niedrig gehalten, daß die Aufheizung ohne wesentliche mechanische Beanspruchung erfolgt. Der Streckstift kann dabei an beliebiger Stelle zwischen den 0,2 bis 1 m voneinander entfernten Heizbereichen (5) und (6) angeordnet sein. Die Lage wird u.a. durch den Fadentiter beeinflußt. Nach Passieren des Strecks.tifts beträgt die Fadenspannung 0,1 bis 0,5 p/dtex, vorzugsweise 0,3 bis 0,4 dtex.
In einer anderen Ausführungsform wird auf den Streckstift verzichtet. Erfindungsgemäß passiert der Faden in diesem Fall einen Hot-Pin (14) (Fig. 5) mit einem Umschlingungswinkel von >_ 270°, bevorzugt > 720 , bevor er in die Fixierheizung (6) einläuft. Durch die mindestens 270° betragende Umschlingung erfolgt die Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb oder gleich der Glastemperatur des Fadenmaterials im wesentlichen ohne mechanische Beanspruchung bei Fadenspannungen <£ 0,05 p/dtex. Gleichzeitig baut sich die Fadenspannung infolge der zunehmenden Reibung durch die mehrfache Umschlingung des Hot-Pins derart auf, daß der Faden mit der gewünschten Fadenspannung von 0,1 bis 0,5 p/dtex, bevorzugt 0,3 bis 0,4 p/dtex den Hot-Pin verläßt und so in den zweiten Heizbereich einläuft. Der zweite Heizbereich (6) dient in beiden beschriebenen Ausführungsformen, d.h. sowohl bei ausschließlicher Verwendung eines Hot-Pins (Fig. 5) als auch bei Verwendung eines unbeheizten Streckstifts mit vorausgehendem ersten Heizbereich, als Fixierheizstrecke, in welcher der durch den Friktionsfalschdrallgeber (8) erzeugte Falsch-
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drall fixiert wird. Für eine ausreichende Fixierung ist zusätzlich eine hinreichend lange Kühlstrecke (7) nachgeschaltet, die bei gröberen Titern vorteilhaft als Zwangskühlung ausgeführt ist (z.B. kontaktkühler) und den Faden auf eine Temperatur nahe der Glastemperatur abkühlt, bevor der Faden in den Drallgeber einläuft. Anschließend an den Falschdrallgeber wird der Faden über eine mehrfach umschlungene Galette (9), gegebenenfalls zwecks thermischer Nachbehandlung nach Passieren einer zusätzlichen Heizzone (Kontaktheizung oder Konvektionsheizung), geführt und erreicht von dort eine Präparationseinrichtung (10). Danach wird der Faden auf eine Aufwickelvorrichtung (11) aufgewickelt.
Die Gesamtverstreckung, gemessen zwischen Lieferzylinder (4) und Abzugsgalette (9) beträgt 1 : 1,5 bis 1 : 4,5. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Texturierung faserbildender Polyamide und Polyester.
Die eingesetzten Polyesterfäden sind aus hochmolekularen linearen Polyestern, insbesondere nach dem Schmelzspinnverfahren, hergestellt. Besonders geeignet sind Produkte aus Terephthalsäure und Äthylenglykol oder Cyclohexan-1,4-dimethanol bzw. Mischungen Äthylenglykol/Cyclohexan-1,4-dimethanol.
Aus der Reihe der synthetischen, thermoplastischen Fäden sind insbesondere solche aus Polyamiden (Polycaprolactam und Polyhexamethylenadipinamid außerdem für das Verfahren geeignet.
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Beispiel 1
Ein Polyesterfaden mit dem Rohtiter 290 dtex und 17 Einzelfilamenten wird gemäß Fig. 1 bzw. 4 über ein Umlenkorgan (2) und eine Fadenbremse (3) dem L.ieferzylinder (4) zugeführt, anschließend über einen auf 1150C beheizten Hot-Pin (14), der einen Durchmesser von 70 mm besitzt mit einem Umschlingungswinkel von 360° fast spannungslos umschlungen. Der Faden wird dann um einen Streckstift (15) geführt und zwischen Lieferzylinder (4) und Galette (9) im Verhältnis 1 : 3,76 verstreckt, wobei der Streckpunkt durch den Streckstift fixiert ist. Die Drellgebung erfolgt mit einem Innenfriktionsfalschdrallgeber (8), dessen Oberflächengeschwindigkeit 3mal so hoch ist wie die Texturiergeschwindigkeit des Fadens von 400 m/min. Die Fixierung des gedrallten Fadenbündels erfolgt auf einem Kontaktheizkörper (6), der eine Temperatur von 2000C hat. Das so texturierte Garn wird anschließend durch teilweise Rückführung über den Fixierheizkörper (Berührungslänge 18 cm) gesettet. Anschließend wird ein Durchspulöl aufgebracht und das Garn aufgezwirnt. Der Endtiter ist 78 f 17 dtex.
1)
Das Garn hat eine Einkräuselung ' von 26 % und eine
1 ^
Kräuselbeständigkeit KB- n J von 62 %. Die Reißfestigkeit
ι ,u
beträgt 38 Rkm und die Dehnung 25 %, der irreversible Schrumpf ist weniger als 3 %.
1) J Entsprechend DIN 0053840 Entwurf 197Oj
KB1 Q = Kräuselbeständigkeit bei 1 p/dtex Beständigkeitslast
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Beispiel 2
Ein Polyesterfaden mit dem Rohtiter 320 dtex und 26 Einzelfilamenten wird wie in Beispiel 1 simultan-strecktexturiert, Jedoch mit einem Verhältnis 1 : 4,11 verstreckt. Die Temperatur des Hot-Pin (14) beträgt 125°C und der Umschlingungswinkel 720°. Der Kontaktheizkörper (6) ist auf eine Temperatur von 2200C eingestellt und die Abzugsgeschwindigkeit auf 600 m/min. Die Drehzahl des Drallgebers (8) beträgt 20 000 U/min. Während der Aufheizung innerhalb des SET-Prozesses ist eine Relaxation des Fadens von 8 % eingestellt. Der Endtiter ist 78 f 26 dtex.
EK1) = 28 %, KB1 0 1) = 55 %
Reißfestigkeit = 40 Rkm
Dehnung = 22 %
Schrumpf = 1,2 %
Beispiel 3
Anstelle des Hot-Pin ist in diesem Fall eine beheizte Galette (12) eingebaut (s. Fig. 2).
Ein Polyesterfaden mit einem Rohtiter von 650 dtex und 34 Einzelfilamenten wird wie im Beispiel 1 und 2 simultanstrecktexuriert.
Die Temperatur der beheizten Galette (12) ist auf 850C eingestellt und der Faden wird 7mal umschlungen. Im Abstand von 2 cm befindet sich ein einmal umschlungener Streckstift (15). Das Streckverhältnis ist 1 : 3,76.
Der Kontaktheizkörper (6) hat eine Länge von 1 m und wird durch Umlenkung 2mal vom Faden berührt, die Temperatur be-
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trägt 22O0C. Die Abzugsgeschwindigkeit ist 300 m/min. Der Drallgeber (8) läuft mit 14 000 U/min. Die thermische Nachbehandlung erfolgt in einer 1,5 m langen zweiten Konvektionsheizung bei einer Temperatur von 160 C. Die Relaxation des texturierten Garnes ist auf 12 % eingestellt. Die Kühlstrecke (7) beträgt 60 cm und ist als Kontaktkühler mit einer Oberflächentemperatur von 300C ausgebildet. Der Endtiter ist 167 f 34 dtex
EK1) = 26 %, KB1 0 1) = 1 p/dtex = 65 % Reißfestigkeit =37,0 Rkm
Dehnung = 27 % '
Schrumpf = 1 %
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Claims (5)

  1. Patentansprüche;
    l./ Verfahren zur Herstellung eines texturierten Endlosgarnes durch Simultan-Falschdrall-Strecktexturierung unverstreckter oder nichtausverstreckter Fäden aus hochmolekularen, faserbildenden linearen Polymeren, insbesondere Polyestern unter Verwendung mindestens zweier räumlich voneinander getrennter, zwischen Lieferzylinder und Abzugsgalette angeordneter Heizbereiche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden mit Texturiergeschwindigkeiten von 200 bis 600 m/min vom Lieferzylinder einem ersten Heizbereich zugeführt werden, in diesem Heizbereich ohne wesentliche mechanische Beanspruchung bei Fadenspannungen von < 0,05 p/dtex auf eine Fadentemperatur, die im Bereicht T = Glastemperatur bis T + 50 liegt, erwärmt werden und nach erfolgter Aufheizung bei sich zwischen erstem und zweitem Heizbereich oder bereits im ersten Heizbereich aufbauenden Fadenspannungen von 0,1 bis 0,5 p/dtex unter gleichzeitiger Friktionsfalschdrallgebung, und Wärmefixierung bei Fadentemperaturen O60°C zwischen Lieferzylinder und Abzugsgalette im Verhältnis 1 : 1,5 bis 1 : 4,5 verstreckt werden.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zwischen erstem und zweitem Heizbereich aufbauenden Fadenspannungen von 0,1 bis 0,5 p/dtex an einem Streckstift aufbauen.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Heizbereich ein Hot-Pin, eine beheizbare Galette oder ein Kontaktheizkörper verwendet wird.
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  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß .sich die bereits im ersten Heizbereich aufbauenden Fadenspannungen von 0,1 bis 0,5 p/dtex an einem > 270° umschlungenen Hot-Pin als erstem Heizbereich aufbauen.
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zwischen erstem und zweitem Heizbereich oder bereits im ersten Heizbereich aufbauenden Fadenspannungen 0,3 bis 0,4 p/dtex betragen.
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