DE2318887A1

DE2318887A1 - Verfahren zur herstellung von polyesterfaeden mit niedrigen schrumpfwerten

Info

Publication number: DE2318887A1
Application number: DE2318887A
Authority: DE
Inventors: Hans Stapp; Helmut Dr Werner
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo GmbH
Priority date: 1973-04-14
Filing date: 1973-04-14
Publication date: 1974-10-31
Also published as: FR2225553A1; GB1419211A; DE2318887C3; DE2318887B2; JPS505621A; JPS5720405B2; FR2225553B3

Description

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Verfahren zur Herstellung von Polyesterfäden mit niedrigen Schrumpfwerten

Ak zo GmbH
Wuppertal

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyesterfäden mit niedrigen Schrumpfwerten/ insbesondere mit Schrumpfwerten von weniger als 4%, vorzugsweise weniger als 3%, gemessen in heißer Luft von 190°. Außerdem wird auch der Kochschrumpf der Fäden herabgesetzt.

Es ist allgemein bekannt, daß verstreckte Fäden aus thermoplaste ;'" sehen Polymeren je nach.Grad der Verstreckung ein mehr oder min- ι der hohes Schrumpfvermögen aufweisen. Polyesterfäden, die nach üblichen Verfahren um etwa 300 - 500% verstreckt worden sind, zeigen unmittelbar nach dem Streckprozeß eine Schrumpfneigung von etwa 15% bei Normaltemperatur und 20% relativer Luftfeuchte. Da das Auf- und Abspulen solcher Fäden zu erheblichen Schwierigkeiten führen würde, ist es allgemein-üblich, die Verstreckung mit einer Fixierung zu koppeln, d.h. die Fäden hinter dem letzten Streckorgan unter verringerter Spannung über ein beheiztes Vor-. richtungselement zu führen. Auf diese Weise gelingt es, die Schrumpfung unter Normalbedingungen auf etwa 4% herabzusetzen·. Dadurch werden zwar die Schwierigkeiten beim Spulprozeß vermieden, doch zeigen solche Fäden einen Restschrumpf, der bei Behänd-lungen mit Heißluft und/oder mit heißem Wasser ausgelöst wird und dazu führt, daß aus solchen Fäden hergestellte Textilien beim L ' "■■ ■· "²" -'_J

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Farben und/oder Fixieren eine im allgemeinen nicht akzeptierbare Änderung ihrer Abmessungen erfahren. .

•In der belgischen Patentschrift 612 54.7 wird ein Verfahren zur Herstellung von Polyesterfäden beschrieben/ die im kochenden Wasser eine Schrumpfung von weniger als 4% erfahren. Nach diesem Verfahren werden die Fäden an einem Streckstift, dessen Temperatur oberhalb 100° liegt, verstreckt und unmittelbar danach einer thermischen Behandlung unterworfen, woran anschließend die Aufwicklung mit Geschwindigkeiten, die niedriger sind als die Streckgeschwindigkeit, erfolgt: Vorzugsweise soll die Heißbehandlung bei 190 - 220° erfolgen und die Aufwickelgeschwindigkeit um 10% niedriger sein als die Streckgeschwindigkeit. Man kann durch dieses Verfahren die Schrumpfneigung der Fäden in kochendem Wasser auf Werte von 1% und darunter herabsetzen. Der Restschrumpf in heißer Luft jedoch liegt nach wie vor zu hoch. Er beträgt bei 160° (15 Min.) 4,6% und bei 190° (15 Min.) 9,9%.

Die französische Patentschrift 1 422 735 beschreibt ein Verfahren zur Relaxierung von Polyamidfäden, bei welchem die verstreckten Fäden Über eine Stufengalette geführt werden. Hierbei umschlingen die Fäden zunächst eine erste auf 110° beheizte Stufe und werden anschließend auf zwei weiteren Stufen mit geringerem Durchmesser um 10 - 15% relaxiert. In der ersten Relaxationszone beträgt die Temperatur der Galettenstufe 120 - 200^o _? in der zweiten 130 - 210°. Man kann auf diese Weise offensichtlich den Rest-, schrumpf (Kochschrumpf) auf 3,5 bis 4% herabsetzen. Dieser Wert kann jedoch noch nicht als befriedigend angesehen werden.

Auch bei dem Verfahren entsprechend der DT-OS 2 023 526 zur Her-= stellung schrumpf armer Polyesterfäden» bei dem die Fäden, unmittelbar nach der Verstreckung 0,02 - 0,5 see über Galetten mit einer Oberflächentemperatur von 230 - 280° geführt und anschließend unter einer Spannung von 0,2 bis 10 p/öteK relaxiert

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werden, führt im günstigsten Fall zu Fäden mit einem Schrumpf von 2% bei 160°.

Ziel der Erfindung 1st die Herstellung von Polyesterfäden mit niedrigen Schrumpfwerten, vorzugsweise einem Restschrumpf von weniger als 3%, gemessen in Heißluft von 190°. Solche Fäden lassen sich nicht nur leichter auf- und abspulen, sie zeigen darüber hinaus auch sehr viel gleichmäßigere Eigenschaften, was sich auf die Weiterverarbeitung günstig auswirkt. Gewebe und Gewirke aus Fäden mit niedrigem Heißluft- und Kochschrumpf zeigen sowohl bei der Herstellung als auch beim Färben und/oder Fixieren eine sehr viel bessere Formstabilität und Farbgleichmäßigkeit.

Erfindungsgemäß kann man den Heißluftschrumpf von Polyester— fäden herabsetzen, wenn man die verstreckten Fäden unter Einhaltung bestimmter Bedingungen in zwei Stufen relaxieren läßt. Das Verfahren.ist dadurch gekennzeichnet, daß man die heißverstreckten Fäden mittels eines beheizten Abzugsorgans aus der · Streckzone abzieht und unter einer Spannung von 0,05 bis 0,5 g/dtex unter einer Relaxation von 5 bis 13% um eine Galette führt, deren Temperatur 50 bis 100° höher liegt als die des Abzugsorgans, jedoch wenigstens etwa 10° unterhalb des Schmelzpunktes des Polyesters, die Fäden anschließend unter einer Spannung von 0,003 bis 0,5 g/dtex um eine zweite unbeheizte Galette leitet, wobei die Fäden nochmals um 3 bis 6% relaxieren.

Es war überraschend festzustellen, daß es nicht möglich ist, durch eine einstufige Relaxation auch nur annähernd gleiche Erfolge zu erzielen. Man kann das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten von Streck- und Schrumpfgalette nicht so wählen, daß eine Relaxation resultiert, die der Summe der Werte in zwei Stufen entspricht, da in einem solchen Fall die Fadenspannung zu gering werden würde. Es kommt dann zu Wicklern oder dergleichen. Auch durch den Einbau zusätzlicher Mittel, beispielsweise

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einer heißen Platte in der Relaxationsstufe, läßt sich der gleiehe Erfolg, wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, nicht erreichen.

Die besten Ergebnisse für Polyäthylenterephthalat-Fäden, die in üblicher Weise um etwa 300 bis 500% bei Temperaturen oberhalb des Umwandlungspunktes 2. Ordnung verstreckt wurden, wobei die Temperatur des Abzugsorgans zwischen etwa 140 und 160 liegt, werden erreicht, wenn man diese in einer ersten Stufe zwischen 8 und 12% relaxieren läßt, wobei die Temperatur der Galette zwischen 210 und 250° liegt. Daran anschließend erfolgt die zweite Relaxation um etwa 6 bis 8% bei verhältnismäßig sehr geringer Fadenspannung. Auf diese Weise ist es möglich, den Restschrumpf der Fäden, gemessen in Heißluft von 190 , auf unter 1% herabzusetzen»

Das Verfahren der Erfindung wird anhand der Schemaskizze durch Beispiele näher erläutert. .

1) Ein Polyäthylenterephthalat-Faden 1 mit einem Titer von dtex 2 80 wird über zwei Streckstifte 2/3, deren Temperaturen 80 bzw. 150 betragen, zu einer Streckgalette 4 (Temperatur 140 ) geführt, die mehrfach umschlungen wird. Der ·· Faden wird im Verhältnis 1:4,6 verstreckt. Der Faden gelangt dann.in die erste Relaxationszone und auf eine auf 240° beheizte Galette 5. Die Fadenspannung beträgt hier 0,054 g/dtex. Das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten zwischen Streckgalette 4 und Galette 5 ist auf 1:0,9 einreguliert. Dann wird der Faden einer weiteren unbeheizten Galette 6 zugeführt, deren Umfangsgeschwindigkeit um 5% geringer ist als die der Galette 5. Die Fadenspannung in dieser zweiten Schrumpfzone beträgt etwa 0,01 g/dtex, eine Dehnung von 26% und zeigt in Heißluft (160°) einen Restschrumpf von 0,4% und von 0,6% bei 190°. Der Kochschrumpf beträgt 0,2%.

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Unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Anordnung werden Polyäthylenterephthalat-Fäden mit einem Titer von etwa 300 dtex im Verhältnis 1 : 4,6 verstreckt und anschließend unter Einhaltung der aus der Tabelle ersichtlichen Bedingungen in zwoi Stufen relaxiert.

tabelle"

Beisp.	Abz.org. (4)	Titer dtex	Galette Faden- (5) spann.	•	g/dtex	Relaxa- Galette tion (6)	Dehnung %	Faden spann.	Relaxa tion	-
	Temp.	301	Temp		0,067	% Temp.	26	g/dtex	%
2	140°	298	240°		0,O50	10 unbehzt.	24,5	0,03	7
3	160°	310	240°		0,113	10	28	0,04	7
4	140°	24OO	11	0,003	8
			Fadeneigenschaften
Beisp.		Festigkeit Rkm	Schrumpf (190O)
2		64	2,5 %
3		65	2,2 %
4		58	0,1 %

Vergleichsbeispiel 1

Wenn man zum Vergleich hierzu die Relaxation in einer Stufe vornimmt, und zwar derart, daß der Faden von der Streckgalette unter einer Spannung von ebenfalls 15 g (- 0,05 g/dtex) auf eine Schrumpfgalette führt, deren Umfangsgeschwindigkeit 10 % geringer 1st als die der Streckgalette, so wird bei 160° ein Restschrumpf

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- - 6 von 11,3 gemessen. - ■ '

Vergleichsbeispiel 2

Etwas bessere Ergebnisse kann man erzielen, wenn man zwischen Streckgalette und Schrumpfgalette eine heiße Platte anordnet. Bei einem Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten zwischen Streck- und Schrumpfgalette von IsQ,9 und einer Plattentemperatur von 205° beträgt die Fadenspannung 30 g (ca. 0,1 g/dtex). Die Restschrumpfwerte betragen 4,6 (160°) bzw. 9,9 % (190°).

Zur Bestimmung der Schrumpfwerte werden jeweils 120 cm lange Fadenstücke verwendet, die in einem Abstand von etwa 100 cm mit Knoten versehen werden. Man läßt die Proben fre.ihängend etwa 2 Stunden lang in Normklima relaxieren und spannt sie dann in einen Meßständer ein, wobei der eine Knoten unmittelbar am unteren Klemmrand liegt. Die Meßstange wird nach oben geschoben und ein Vorspanngewicht von 5 g unterhalb des unteren Knotens angebracht. Die Ausgangslänge zwischen den beiden Knoten ist L_a.- Zur Schrumpfbehandlung werden sie Fadenstücke zu 8 bis 10 cm langen Strängchen zusammengelegt und entweder 1 Stunde lang in destilliertem Wasser gekocht und dann zum Trocknen mindestens 8 Stunden lang in Normklima ausgehängt (Kochschrumpf) oder in einen auf 160° bzw. 190° eingestellten Trockenschrank gebrachtp in dem sie 15 Minuten verbleiben, wonach diese Strängchen 8 Stunden lang klimatisiert werden (Heißluft-Schrumpf) _e Nach der Schrumpfbehandlung wird - wie oben beschrieben - die Länge der Fadenstücke gemessen (L_e). Aus dem·Längenunterschied der Proben vor und nach der Schrumpfbehandlung wird der Schrumpfwert in Prozent berechnet.

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Patentanspruch

Verfahren zur Herstellung von Polyesterfäden mit niedrigen Schrumpfwerten durch Schrumpfbehandlung heißverstreckter Fäden in zwei Stufen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fäden mittels eines beheizten Abzugsorgans aus der Streckzone abzieht und unter einer Spannung von 0,05 bis 0,5 g/dtex unter einer Relaxation von 5 bis 13% um eine Galette führt, deren Temperatur 50 bis 100° höher liegt als die des Abzugsorgans, jedoch wenigstens etwa 1O° unterhalb der Schmelztemperatur des Polyesters, die Fäden anschließend unter einer Spannung von 0,003 bis 0,5 g/dtex um eine zweite unbeheizte Galette leitet, wobei die Fäden nochmals um 3 bis 8 % relaxieren.

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