DE2846720A1

DE2846720A1 - Herstellung von garn

Info

Publication number: DE2846720A1
Application number: DE19782846720
Authority: DE
Inventors: Cecil Everett Reese
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1977-10-28
Filing date: 1978-10-26
Publication date: 1979-05-03
Also published as: IT1202788B; IT7829193A0; CA1104777A; NL176286C; NL7810741A; US4153660A; GB2007148A; JPS6114244B2; DE2846720C3; FR2407281B1; NL176286B; FR2407281A1; MX150164A; GB2007148B; DE2846720B2; JPS5482423A

Description

-JR.-ING. WALTER ABITZ 3

jJR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

Patentanwälte

26. Oktober 1978

Posti-nsJirlf. / Fob.al Address Postfach 860109. 80OO München 86

Plenzenauerstraße 28

Telefon 983222 2846720

Telegramme: Chemindus München

Telex: CO) 523992

JDP-1038

E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY löth and Market Streets, Wilmington, Delaware I9898, V. St. A.

Herstellung von Garn

909818/0929

ΠΡ-1038 if

2S46720

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spinnen und Strecken von Polyester-Filamenten, Insbesondere die Erzeugung von Misch-Schrumpf-Garn, das beim Erhitzen auf Grund unterschiedlichen Schrumpfes der Filamente Bauschigkeit entwickelt.

Ton Filamenten mit verschiedenen Warmschrumpfeigenschaften gebildete Garne sind vertraut. Venn man diese zusammengesetzten Garne zum Hervorrufen von Schrumpf erhitzt, bringen die am stärksten schrumpfenden Filamente die weniger schrumpfenden dazu, eine nichtlineare Gestalt einzunehmen, die dem Garn Bauschigkeit erteilt. Allgemein gesehen ist die Bauschigkeit des Garns umso grosser, ge stärker der Filament-Differenzschrumpf ist. Hach einem Verfahren zur Herstellung solcher Garne hat man zwei Filamentbündel vereinigt, die sich dadurch unterscheiden, dass das eine Bündel so vorgeschrumpft worden ist, dass es weniger Restschrumpf als das andere Bündel hat. Konventionelle Einrichtungen zum Herstellen von Textilgarn von gleichmässigem Schrumpf können so betrieben werden, dass man zwei Filamentbündel mit verschiedenen Abkochschrumpfwerten erhält. Die verschiedenen Bündel können dann in einem völlig getrennten Vorgang vereinigt werden, aber der getrennte Arbeitsgang bedeutet zusätzliche Kosten, und es bereitet Schwierigkeiten, die verschiedenen Filamente genügend ineinanderzumengen, um in aus dem Garn hergestellten Waren gleichmässige Bauschigkeit zu ergeben.

Die US-PS 3 199 281 beschreibt das gemeinsame Spinnen von zwei Polyester-Filamentbündeln, getrennte Strecken der Bündel, Warmentspannen des einen Bündels derart, dass es einen geringeren Restschrumpf als das andere Bündel hat, und dann Vereinigen der Bündel mit einer Verflechtungsdüse (Interlacing-Tecbnik) zur- Bildung eines zusammengesetzten Garns in einem kontinuierlichen Prozess. Da die beiden Bündel bei ihrer Vereinigung mit der gleichen Geschwindigkeit laufen müssen, wird ein Ausgleich für den Schrumpf von Filamenten in der War ment spann ungs- Stufe vorgesehen, indem man die Bündel bei

- Λ -909818/0929

DP-1038 _

verschiedenen Geschwindigkeiten erspinnt und/oder die Bündel bei verschiedenen Streckverhältnissen streckt. Die Patentschrift schlägt auch die Anwendung einer "Superdehnung" bei 430 bis 180° G zwecks Vergrosserung der Filamentlänge ohne Einführung der Orientierung vor, die für in herkömmlicher Weise gestreckte filamente charakteristisch ist. Nach dem Verfahren der TJS-PS 3 423 809 werden zwei Filamentbündel bei identischen Bedingungen gesponnen und gestreckt, worauf ein Bündel während des Hindurchtritts durch eine Wasserdampf- Düseneinrichtung bei genügender Zugspannung, um Schrumpf zu verhindern, wärmebehandelt wird und die Bündel dann mit einer Verflechtungsdüse zur Bildung eines zusammengesetzten Garns vereinigt werden. Die Wärmebehandlung vermag eine effektive Schrumpfdifferenz zwischen den Filamentbündeln zu ergeben, ohne dass es einer Einstellung auf den Schrumpf bedarf, der sich bei der oben erwähnten Warm ent spannung s-Behandlung ergibt. Dieses Verfahren erfordert aber für die Wärmebehandlungsstufe eine Einrichtung, die bei der herkömmlichen Produktion von Filamentgarn keine Anwendung findet.

Die vorliegende Erfindung ist auf die kontinuierliche Herstellung von warmbauschbarem Mischschrumpf-Polyestergarn mit einem Verfahren gerichtet, das sich zur Anwendung bei herkömmlicherweise zum Erzeugen von Garn mit Filamenten gleichmässigen Schrumpfes eingesetzten Spinnpositionen eignet, z. B. keine zusätzliche Warmentspannungs- oder Wärmebehandlungseinrichtung erfordert. Man kann in einem kontinuierlichen Prozess zwei Filamentbündel aus dem gleichen Polymeren spinnen, bei der gleichen Geschwindigkeit auf das gleiche Streckverhältnis strecken und zur Bildung eines Mischschrumpf-Garns zu einem zusammengesetzten Garn vereinigen. Zur Erleichterung des Ineinandemengens der verschiedenen Filamente kann man die Filamentbündel an den Streckwalzen vereinigen.

Das Verfahren gemäss der Erfindung zur Herstellung warmschrumpfbaren Mischschrumpf-Garns stellt eine Verbesserung

9098187 0929

BP-1038 £

bisher bekannter Methoden dar. Es eignet sich zur Anwendung bei Maschinen, wie sie herkömmlicherweise bei der Erzeugung von Filamenttextilgarn in einem kontinuierlichen Prozess Verwendung finden, bei dem Polyester-Filamente aus Spinndüsen-Austritt so ffnungen schmelzgesponnen, abgeschreckt, zu einem Filamentbündel zusammengeführt und mit Streckwalzen auf mindestens das natürliche Streckverhältnis verstreckt werden. Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung bildet man durch Schmelzspinnen von Filamenten aus künstlichem Ä'thylenterephthalat-Linearpolykondensat zwei FiIamentbündel, bringt auf ein Filamentbündel eine Spinnschlichte auf Wassergrundlage und auf das andere Filamentbündel eine Spinnschlichte auf, die weniger als 10 % Wasser enthält und bei Temperaturen von bis zu mindestens 130° C im wesentlichen nichtflüchtig ist, streckt die getrennten Bündel bei identischen Behandlung sbe dingungen während des Hindurchtritts durch eine Trockenwärrae-Zone und vereinigt dann die verstreckten Filamentbündel vor oder auf den Streckwalzen, um die Filamente ineinanderzumengen und ein Mischschrumpf-Garn zu bilden.

Vorzugsweise werden zur Bildung der beiden Filaraentbündel an einer einzigen Spinnposition die Filamente aus verschiedenen Austrittsoffnungen der gleichen Spinndüse gesponnen. Man kann aber auch benachbarte Spinndüsen einer Spinnmaschine zur Bildung der beiden Filamentbündel verwenden .

Die Filamente werden auf mindestens das natürliche Streckverhältnis gestreckt, da eine weniger vollständige Strekkung in nichtverstreckten Segmenten resultiert, die in der Ware zu ungleichmässiger Färbung und SichrJuh^nfühlen führen. Dabei kann ein herkömmliches Streckverhältnis von etwa 2 bis 5 Anwendung finden (das natürliche Streckverhältnis nimmt mit zunehmemden Spinngeschwindigkeiten ab). Die beiden Filamentbündel werden bei der gleichen Geschwindigkeit und bei den gleichen Bedingungen mit Ausnahme des Unterschiedes zwischen den Schlichten auf das gleiche Streck-

909818/0929

BP-1038 _,

verhältnis gestreckt. Die Beispiele 1 und 2 erläutern ein Strecken in Trockenwasserdampfstrahlen, die gewöhnlich mit Wasserdampf von einer gemeinsamen Quelle mit einem Druck pvon 2,1 bis 10,3 bar (30 bis 150 Pounds/Quadratzoll Überdruck bzw. 2,1 bis 10,5 kg/cm ) und 170 bis 375° C gespeist werden, aber auch jedes bekannte andere Mittel zur Bereitstellung von Trockenwärme ist akzeptabel.

Die Filamente der beiden Bündel werden aus künstlichem Äthylenterephthalat-Linearpolykondensat er spönnen, das Polyäthylenterephthalat-Homopolymeres oder ein Copolymeres sein kann, bei dem mindestens 95 Mol% der wiederkehrenden Struktureinheiten Ithylenterephthalat sind, während der Rest Einheiten darstellt, welche das Verhalten der !Filamente in der Streckstufe nicht nennenswert nachteilig beeinflussen. Z. B. setzt man häufig etwa 2 Mol% 5-(Alkalimetallsulfo)-isophthalat-Einheiten ein, um dem Produkt eine verbesserte Anfärbbarkeit zu erteilen. Die Filamente lassen sich bequem aus geschmolzenem, von der gleichen Quelle zugeführtem Polyester er spinnen. Man kann aber auch Polyäthylenterephthalat-Homopolymeres für das eine Filamentbündel und Ithylenterephthalat-Copolymeres mit 5-(Alkalisulfo)-isophthalat für das andere verwenden, um ein Garn zu bilden, das sich zur Ausbildung von Sprenkeleffekten bei gefärbten Waren eignet.

Da die Filamente der beiden Bündel bei den gleichen Bündelgeschwindigkeiten auf das gleiche Streckverhältnis gestreckt werden, erzielt man beim Vereinigen der Bündel auf den Streckwalzen eine gute Filament-Ineinandermengung. Die ineinandergemengten Filamente können nach den Streckwalzen verflochten werden, indem man sie durch eine Verflechtungsdüse führt, was ein fest zusammenhaltendes Garnbündel ergibt.

Es ist ausgesprochen überraschend, dass die Aufbringung von Spinnschlichten verschiedener Arten auf die Filamente der beiden Bündel und darauf Streckung bei identischen Behandlungsbedingungen zu einem Mischschrumpf-Garn zu führen vermag.

909818/0929

ΠΡ-1Ο38 g

Die Spinnschlichte auf Wassergrundlage kann von einer wässrigen Emulsion von etwa 2 bis 10 Gew.% an Filament-Gleitmitteln gebildet werden. Die andere Sp inn schlichte kann von einer Lösung oder Dispersion von FIlament-Gleitmitteln in einer organischen Flüssigkeit gebildet werden, die bei Temperaturen von bis zu mindestens 130° C₁ in bevorzugterer Weise bis zu mindestens 160° G, im wesentlichen nichtflüchtig ist. Während des Streckens der filamente beschränkt die Spinnschlichte auf Wassergrundlage anscheinend auf Grund der beim Verdampfen von Wasser aufgenommenen Wärme die Temperatur dieser Filamente auf etwa 100° C oder darunter, so dass nur eine leichte Kristallisation des Polyesters erfolgt; wenn man solche Filamente anschliessend zur Herbeiführung von Kristallisation warmentspannt, wird ein relativ hoher Schrumpf erhalten. Wenn man andererseits die Filamente mit der im wesentlichen nichtflüchtigen Spinnschlichte streckt, erhöht Temperaturanstieg auf Grund der Streckwärme die Temperatur dieser Filamente auf mehr als etwa 130° C. Es bildet sich rasch Kristallisation aus, und diese verstreckten Filamente haben relativ hohe Kristallinitat und geringen Schrumpf. Die Filamente der beiden Arten können dann zur Bildung eines Mischschrumpf-Garns ineinandergemengt werden.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung und eine Vorrichtung zu deren Durchführung,

Fig. 2 im Schnitt eine Streckdüseneinrichtung zur Anwendung bei dem Verfahren, wobei der Schnitt durch die Achse eines Wasserdampfdurchlasses und längs der Achse eines Garndurchlasses entsprechend Linie 2-2 von Fig. 3 gelegt ist, und

Fig. 3 einen Schnitt der Streckdüseneinrichtung nach Linie 3-3 von Fig. 2.

- 5 909818/0929

Wie in Fig. 1 gezeigt, werden die Filamente aus der Sehmelzspiün-Anordnung 2 zur Bildung von zwei Filamentgruppen 4-, 4¹ gesponnen. Die beiden Gruppen werden getrennt an Führungen 6,-6* zur Bildung von Filamentbündeln 7, V zusammengeführt. Auf die Filamente des Bündels 7 "wird mit der Schlichtewalze 8 eine Spinnschlichte auf Wassergrundlage und auf die ^Filamente von Bündel 7¹ mi"fc der Schlichtewalze 8¹ eine im wesentlichen nichtflüchtige Spinnschlichte aufgebracht. Die im wesentlichen niehtfluchtige Spinnschlichte soll weniger als 10 Gew.% an Wasser (vorzugsweise weniger als 5 Gew.% an Wasser) enthalten. Die beiden Bündel laufen dann um Zuführwalzen 10 und 12 und durch getrennte Durchlässe einer Heizeinrichtung 14 und werden vor oder auf den Streckwalzen 16 und 18 zu einem einzigen Garn vereinigt. Die Filamentbündel werden bis nach dem Strecken getrennt gehalten, laufen aber mit der gleichen Geschwindigkeit und werden auf das gleiche Streckverhältnis gestreckt. Die Zuführwalzen sind in der Zeichnung schematisch als einzelner Walzensatz gezeigt, um das Laufen der beiden Bündel mit der gleichen Geschwindigkeit zu unterstreichen, aber man kann bei der Durchführung des Verfahrens auch mit zwei Zuführwalzensätzen mit gleicher Oberflächengeschwindigkeit arbeiten. Durch Vereinigen der gestreckten Bündel vor den Streckwalzen oder beim Auflaufen auf und Herumlaufen um die Streckwalzen 16 und 18 lässt sich eine gute Ineinandermengung der Filamente erzielen. Das anfallende, zusammengesetzte Garn wird vorzugsweise durch eine herkömmliche Verflechtungsdüseneinrichtung 20 geführt, um das Garn zur Bildung einer guten Packung an der Aufwickelstelle genügend, zu verflechten. MLt der Schlichtewalze 22 kann auf das Garn ein herkömmliches, antistatisches Gleitmittel aufgebracht werden. Das Garn wird dann einer Aufwickelstelle zugeführt und dort auf die Packung 24 aufgewickelt, die durch die Antriebswalze 26 oberflächengetrieben wird.

Die Heizeinrichtung 14 liefert Trockenwärme in der Streckzone. Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Streckdüseneinrichtung,

- 6 909818/0929

ΉΡ-1038 .,,

Au

die im Interesse einer bequemen Herstellung vier Platten aufweist, die beim Einsatz miteinander ver schraubt werden. Die Deckplatte 38 ist auf der unteren Fläche mit Nuten versehen, um Garndurchlässe 40, 40' zu bilden. Die Fig. 3 zeigt zwei Durchlässe, aber man kann je nach der-Zahl zu behandelnder Filamentbündel jede beliebige Zahl von Durchlässen vorsehen. Jeder Garndurchlass wird durch einen Wasserdampfdurchlass 42 aufgeschnitten. Die Wasserdampf-Durchlässe sind so unter einem Winkel durch eine zweite Platte 44 hindurchgebohrt, dass sie, wie in Fig. 2 gezeigt, die Achse des Garndurchlasses unter einem Winkel von 30° treffen. Eine Aushöhlung einer dritten Platte 46 bildet eine gemeinsame Wasserdampfkammer 48 zur Zuführung von Wasserdampf bei gleichmässigen Bedingungen zu den Durchlässen. Die Bodenplatte 50 vervollständigt den Aufbau. Die öffnung 52, die zweckmässigerweise zum Ansetzen einer · Wasserdampf-Zuführleitung mit Gewinde versehen ist, leitet den Wasserdampf in die Kammer 48. Normalerweise arbeitet man mit Wasserdampf-Zuführung mit einem Druck, p^ von 2,1 bis 10,3 bar und mit 170 bis 375° C.

Das Filamentbündel 7 wird durch den Garndurchlass 40 und das Filamentbündel 7' durch den Garndurchlass 40' hindurchgeführt. Die verstreckten Filaraentbündel werden dann in Überlapptbeziehung\auf den Streckwalzen 16 und 18 vereinigt, so dass die Filamente während des Umlaufs um die Walzen zur Bildung eines zusammengesetzten Garns ineinandergemengt werden. Man kann die Streckwalzen zum Wärmefixieren des Garns beheizen oder das Garn nachfolgend wärmefixieren. Man arbeitet mit Wärmefixiertemperaturen im Bereich von 90 bis 120° C bei genügend kurzer Erhitzungsdauer, um die gewünschten Mischschrumpf-Eigenschaften auszubilden. Bei scharfer Wärmefixier-Behandlung kann der Fall eintreten, dass kein genügender Unterschied im Restschrumpf der beiden Filamentarten vorliegt.

Spinnschlichten werden herkömmlicherweise dazu verwendet,

- 7 909818/0 92 9

ΠΡ-1038

Filamente während des Streckens zu schützen. Man hat hierzu eine breite Vielfalt'von Stoffzusammensetzungen eingesetzt. Geeignete Zusammensetzungen sind in US-PS 3 701 248 und 3 772 872 beschrieben. Man bringt solche Stoffzusammensetzungen unter Ausbildung von 0,1 bis 2 Gew.% Trockenschlichte auf dem Garn (Finish-onYarn » I¹OY), vorzugsweise etwa 0,2 bis 1 Gew.% EOY auf.Eine Schlichte kann als wässrige Lösung oder Emulsion oder als Lösung oder Dispersion in einer organischen Flüssigkeit aufgebracht werden. Gemäss der vorliegenden Erfindung kann die auf das eine Filamentbündel aufgebrachte Schlichte auf Wassergrundlage von einer wässrigen Emulsion von etwa 2 bis 10 Gew.% Filament-Gleitmitteln gebildet werden; beim Aufbringen in der üblichen Weise ergibt das Wasser eine genügende Kühlung, um Kristallisation des Ithylenterephthalatpolymeren während des Streckens der Filamente wirksam zu verzögern. Geraäss der Erfindung kann die im wesentlichen nichtflüchtige Spinnschlichte, die auf das andere Filamentbündel aufgebracht wird, von einer Lösung oder Dispersion von Filament-Gleitmitteln in einer organischen Flüssigkeit gebildet werden, die bei Temperaturen von bis zu mindestens 130° C, in bevorzugterer Weise von bis zu mindestens 160° C, im wesentlichen nichtflüchtig ist; bei Aufbringung in der üblichen Weise ergibt diese Schlichtekeine nennenswerte Verzögerung von Kristallisation des Polymeren während des Streckens der Filamente.

Die in Beispiel 1 und 2 eingesetzte Spinnschlichte auf Wassergrundlage ist eine 2gew.%ige wässrige Emulsion einer Stoffzusammensetzung mit einem Gehalt von 49 Gew.teilen Isocetylstearat, 24,5 Teilen ETatriumdi-(2-äthylhexyl)-sulfosuccinat und 24,5 Teilen des Kondensationsproduktes von 1 Mol Stearylalkohol mit 3 Mol Ithylenoxid, 1 Teil Triäthanolamin und 1 Teil ölsäure. Beim Arbeiten mit.einer 10- anstatt 2%igen wässrigen Emulsion werden ebenfalls gute Ergebnisse erhalten.

909818/0929

KP-1033

Beispiel 1 /\%

Polyethylenterephthalat mit einer relativen Viscosität von etwa 22 wurde aus einer 34—Loch-Spinndüse bei einer Spinntemperatur von 297° C zu Filamenten versponnen. Die Filamente wurden in Luft von 21° C abgeschreckt, in zwei Gruppen zu je 17 Filamenten unterteilt und zur Bildung von zwei Filamentbündeln zusammengeführt. Das eine Bündel wurde über eine Schlichtewalze geführt, mit der eine 2%ige wässrige Emulsion von Filament-G-leitmitteln aufgebracht wurde, und das andere über eine Schlichtewalze, die eine im wesentlichen nichtflüchtige Spinnschlichte auftrug. Die beiden Bündel liefen dann um Zuführwalzen mit 1620 m/min und durch getrennte Durchlässe einer Streckdüseneinrichtung, die mit Wasserdampf mit einem Druck p„ von 3>4- bar und von 180° C gespeist wurde, und wurden auf nichtbeheizten Streckwalzen bei 3500 m/rain zur Bildung eines 34-fädigen 70-den-Ms chschrumpf-Garns (7*8 tex) vereinigt. Das Garn hatte eine Festigkeit von 4,5 g/den und eine Dehnung von 25,6 %. Die Niederschrumpf-Filamente hatten einen Abkochschrumpf von 8,1 % und die Hochschrumpf-Filamente einen Abkochschrumpf von 15,9 % (vor dem Wärmefixieren).

Beispiel 2

Die folgenden Beispiele erläutern die Auswirkung von Wärmefixierung der Filamente bei verschiedenen Temperaturen auf der Streckwalze auf den Abkochschrumpf (Boil-Off-Shrinkage, kurz BOS) und den Trockenwärmeschrumpf bei 160° C (Dry-Heat-Shrinkage, kurz 160 DHS).

Polyethylenterephthalat mit einer relativen "Viscosität (HRV) von 23,4 wurde bei einer Spinntemperatur von 297° C zu Filamenten versponnen und in Luft von 21° C abgeschreckt. Die abgeschreckten Filamente liefen über eine.Spinnschlichtewalze, um Zuführwalzen mit 610 m/min, durch eine Streckdüseneinrichtung, die mit Wasserdampf von 180° C und einem

- 9 909818/092 9

DP-I038

Druck p.. von 3,4 bar gespeist wurde, und entsprechend der Ausbildung eines Streckverhältnisses von 3,83 um umschlossene Streckwalzen mit 2332 m/min. Wie in der folgenden Tabelle gezeigt, wurde die Temperatur der Streckwalzen zwischen Baumtemperatur (etwa 25° C) und 140° G variiert. ItLr die Niederschruinpf-Filaiiiente wurde eine im wesentlichen nichtflüchtige Spinnschlichte und für die Hochschrumpf-Filamente eine 2%ige wässrige Spinnschlichte-Emulsion eingesetzt.

Streckwalzen	Me der s ehr ump f-	160 DHS, %	Ho chschrump f-	DHS, %
temperatur, °C	filamente	T4,9	Filamente	21,1
λ/ 25	BOS, %	14,2	BOS, % 160	19,4
90	11,2	13,4	19,3 -	14,8
110	11,7	13,1	16,4	14,2
120	9,5	12,3	10,2	13,1
130	8,9	11,4	9,2	12,0
140	7,5	7,7
6,2	5,4

Wie diese Werte zeigen, nimmt mit Erhöhung der Temperatur der Streckwalze: der Schrumpf der Hochsehrumpf-Filamente rascher als derjenige der Hiederschrumpf-Filamente ab. Die mit dem Garn des vorliegenden Beispiels erhaltene Bauschigkeit ist unerwünscht gering, wenn man bei den höheren Temperaturen wärmefixiert. Die Schrumpfdifferenz (Abkochschrumpf der höherschrumpfenden Filamente minus Trockenwärmeschrumpf der niedrigerschrumpfenden Filamente) regelt die Bauschigkeitsausbildung. Wenn eine Wärmebehandlung des Garns vor dem fertigmachen in der Ware diese Schrumpfdifferenz herabsetzt oder eliminiert, wird die erwünschte Bauschigkeit nicht ausgebildet.

Wenn man die Filamente bei Geschwindigkeiten von über 2740 m/min (3000 Yards/min), gemessen an den Zuführwalzen 10 und 12, spinnt, unterliegen die Filamente Spinn-Orientierung, und man benötigt zur Ausbildung eines kommerziellen, verstreckten Garns nur noch einen kleinen Betrag

9 0-9 #9fr/ 092 9

DP-1038

/If

an Streckung. Diese Streckung kann auf einer Strecktexturiermaschine bewirkt werden, wie sie in US-PS 3 772 872 beschrieben ist. Gemäss einer Abänderung des schon beschriebenen Verfahrens schmelzspinnt man künstliches Äthylenterephthalat-Linearpolykondensat zur Bildung zweier -Filamentbündel, bringt auf das eine Filamentbündel eine Spinnschlichte auf Wassergrundlage und auf das andere eine im wesentlichen nichtflüchtige Spinnschlichte auf und vereinigt die Filamentbündel vor oder auf Streckwalzen mit einer Geschwindigkeit von mindestens 2740 m/min, um die Filamente ineinanderzumengen und ein Mischschrumpf-Ausgangsgarn für die Streckt ext urierung zu erhalten. Für diese Arbeitsweise wird die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung abgeändert, indem man die Heizeinrichtung 14 weglässt und die Zuführwalzen 8 und 10 durch Mittel ersetzt, um die zwei Filamentbündel zusammen auf Streckwalzen 16 und 18 aufzuführen, die dann dazu dienen, die Filamente zur Ausbildung von Spinn-Orientierung von der Schmelzspinn-Anordnung 2 wegzuziehen.

Wie in US-PS 3 772 872 beschrieben, ist für ein bei einer Geschwindigkeit von mindestens 2740 m/min erzeugtes Garn eine Bruchdehnung von weniger als 180 % und eine Doppelbrechung von mindestens 0,025 kennzeichnend. Das wie oben erzeugte Garn kennzeichnet sich weiter durch Filamente von höherem warmschrumpf (mit einer Spinnschlichte auf Wassergrundlage behandelte Filamente) und Filamente von niedrigerem Warmschrumpf (Filamente, die mit einer im wesentlichen nichtflüchtigen Spinnschlichte behandelt wurden). Wenn das Garn strecktexturiert wird, setzt der Different!alschrumpf der Filamente am ersten Heizorgan der Maschine die Höherschrurapf-Filamente unter- eine höhere Zugspannung als die Hiedrigerschrumpf-Filamente, woraus ein Kern, der Höherschrumpf-Filamente enthält, und eine Oberflächenschicht von Niedrigerschrumpf-Filamentenresultieren. Wenn die auf den Niedrigerschrumpf-Filamenten eingesetzte Spinnschlichte einen Filament-Filament-Grenzfläche-Reibungskoeffizienten (FS 70° C) ergibt, der niedriger als derjenige der Höher-

- 11 909818/0929

EP-1038

schrumpf-Filaments ist, unterliegen die Niedrigerschrump!-Filamente einer bevorzugten Herausdrückung aus dem Kern. Die Beispiele der US-PS 3 772 872 nennen mit verschiedenen Spinnschlichten erhaltene Werte des FS 7O⁰-.

Beispiel 3

Durch Schmelzspinnen von Polyäthylenterephthalat-Homopolymerem mit einer relativen Viscosität von 22 und einem Gehalt an TiO₂ von 0,3 % wurde ein Mischschrumpf-Ausgangsgarn für die Strecktexturierung hergestellt. Unter Heranziehung von Spinndüsen in benachbarten Spinnpositionen wurden" zwei FiIamentbündel mit je 34· Filamenten gebildet. Jede der 34 Kapillaren in jeder Spinndüse hatte einen Durchmesser von 0,38 mm und eine Länge von 1,52 ram. Die Filamente wurden abgeschreckt und mit Schlichte versehen. Die beiden FiIamentbündel, deren jedes eine andere Schlichte aufwies, wurden dann vereinigt, um Aufnahraewalzen mit 3200 m/min herumgeführt und mit einer Geschwindigkeit von 3Ί60 m/min als 68fädiges 250-den-Garn aufgewickelt.

Bei dem obigen Prozess wurde ein Filamentbündel mit der Spinnschliehte auf Wassergrundlage der vorhergehenden Beispiele behandelt, wobei diese aber 3i9 Gew.% der nichtwässrigen Schlichte-Komponenten enthielt. Die Aufbringung erfolgte so, dass etwa 0,5 % Schlichte; auf dem Garn erhalten wurden. Mit dieser Schlichte behandelte Filamente haben einen FS-70°-C-Wert von mindestens 0,40. Das andere Filamentbündel wurde so behandelt, dass es zwischen 0,7 und 1,25 % Schlichte auf dem Garn in Form von Tetraäthylenglykol-di-2-äthylhexoat ("Flexol®¹ 4GO) der Formel

C₇H₁ CC-OCH₂CH₂OCH₂CH₂OCH₂Ch OCH₂CH₂O-C C₇H₁₅

aufwies. Mit dieser Schlichte behandelte Filamente haben einen FS-70°*-C-Wert von höchstens 0,36.

- 12 909818/0929

Das vereinigte Garn wurde der Strecktexturierung auf. einer Maschine der Bauart ARCT-440 bei einer Spindelgeschwindigkeit von 389 600 U/min,.einer Drehung mit 2600 Drehungen/m, einer Temperatur des ersten Heizorgans von 220° C, einem Zuführungsüberschuss am zweiten Heizorgan von 12 % und Garnaufnahme mit Unterantrieb im Interesse einer akzeptablen Packungsbildung unterworfen. Wenn man ein Strecktexturier-Streckverhältnis vorsieht, das eine Vorspindelspannung von 28 + 2 g ergibt, ergibt sich während der Garnherstellung ein bevorzugter Bruch der mit Spinnschlichte auf Wassergrundlage behandelten Filamente. Die gebrochenen Filamente werden in dem Garnbündel partiell eingefangen, erstrecken sich nicht sehr weit über die Oberfläche des texturierten Garns hinaus und stehen in dem Bündel durch ungebrochene Filamente unter Haltekräften. Aus dem texturierten Garn wurde auf einer Wirkmaschine (Bauart Lawson PAK) ein Schlauch gewirkt. Die erhaltene Ware wurde ausgewaschen und mit blauem Farbstoff ("Latyl" Blue FLW) gefärbt. Die gefärbte Ware wurde durch eine Prüfergruppe subjektiv bewertet, wobei erwünschte Empfindungseigenschaften ähnlich.denjenigen einer aus Gespinstgarn hergestellten Ware festgestellt wurden. Bei der Pilling-Prüfung unter zufallsmässiger Umwälzung (Eandom Tumble Pill Testing) ergab die Ware eine akzeptable Bewertung von etwa 4,0 nach 60 und 90 min.

Vergleichsbeispiel

Das Beispiel 3 wurde mit der Abänderung wiederholt, dass eine Spinnschlichte auf Wassergrundlage verwendet wurde, die einen FS-70°-C-Wert von unter 0,37 ergab, und das Strecktexturier-Streckverhältnis entsprechend der Erzielung einer ähnlichen Zahl von Filamentbruchenden erhöht wurde. Eine Untersuchung des texturierten Garns zeigte lange, freie Enden, die sich mehrere Zoll (1 Zoll = 2 1/2 cm) von der Garnoberfläche wegerstreckten. Aus dem Garn hergestelltes, fertiggemachtes und/oder gefärbtes Lawson-Schlauchgewirk erwies sich als inakzeptabel und zeigte

9 0 9 8 1 8 /"θ 9 2 9

DP-1038

lange krause oder haarige Enden störenden Aussehens (Prüfergruppen-Bewertung).. Bei der Pilling-Prüfung unter zufallsmässiger Umwälzung erreichte die Ware eine völlig inakzeptable Bewertung mit weniger als 2,5 in weniger als 30 min; sie zeigte nach 60 und 90 min weiter inakzeptables Pilling.

Prüfme tho den

Die relative Yiscosität (HRV) ist das Verhältnis der Viscosität einer Lösung von 0,8 g Polymerem, gelöst bei Baumtemperatur in 10 ml Hexafluorisopropanol mit einem Gehalt von 100 ppm an H₂SO^, zur Viscosität des IL^SO^-haltigen Hexafluorisopropanol s selbst, jeweils bei 25° C in einem Kapillarviscosimeter gemessen und in den gleichen Einheiten ausgedrückt.

Der Abkoch-Schrumpf (BOS) und der Trockenwärmeschrumpf bei 160° C (160 DHS) werden wie folgt bestimmt:

Man wickelt das zu prüfende Garn auf eine Haspel, und zwar in soviel Windungen, viie zur Bildung eines Schlingentiters von 3000 den nach der Formel η =■ 1500/D notwendig» worin η die Zahl der Windungen und D den Titer des Garns in Denier bedeutet. Der Schlingen tit er nimmt je Windung um 2D zu. Gewöhnlich arbeitet man bei diesen Schrumpfprüfungen mit einer Haspel von 1,125 m Umfang. Man nimmt die Schlinge dann von der Haspel ab, hängt an sie ein Gewicht von 26,4 g und bestimmt ihre Länge (L_Q). Dann wird das Gewicht abgenommen und die Schlinge 1 h in siedendes Wasser von 100° G gehängt, worauf man die Schlinge aus dem siedenden Wasser entnimmt, wiederum das Gewicht an sie anhängt und ihre Länge misst (L_ß). Dann gilt BOS (%) « 100 (L_Q - L₅)A₀-

Zur Trockenwarmeschrumpf-BeStimmung bildet man in der gleichen Weise eine Schlinge,- hängt an diese ein Gewicht von 26,4 g und misst ihre Länge (L_Q)> nimmt das Gewicht ab und hängt die Schlinge 30 see in einen Ofen von 160° G Trocken-

9O98-1WO92 9

DP-1038

wärme, entnimmt dann die Schlinge aus dem Ofen und lässt sie abkühlen, worauf das Gewicht wieder an die Schlinge angehängt und deren Länge gemessen wird (Lg)· Es gilt 160 DHS (%) = 100 (L₀ - Lg)ZL₃.

Die Prüfungen auf Festigkeit, Bruchdehnung, Filament- . Filament-Grenzfläche-Reibungskoeffizient (I¹S 70° G) und Doppelbrechung sind in US-PS 3 772 872 beschrieben.

Die Pilling-Prüfung unter zufallsmässiger Umwälzung (Random Tumble Pilling Test, kurz RTPT) wird gemäss der ASTM-Prüfnorm D 1375-72 durchgeführt, die von dem American National Standard Institute als American-Hational-Standardtest anerkannt worden:ist. Bei dieser Prüfung wird das Prüfgerät der Bauart Random Tumble Pilling Tester verwendet, das von der Atlas Electric Devices Company, Chicago, 111., V.St.Α., verfügbar ist. Das Prüfgerät arbeitet mit korkausgekleideten, zylindrischen Kammern von 14-6 mm Durchmesser und 198 mm Länge, in denen Warenproben durch umlaufende Flügelräder von 121 mm Länge umgewälzt werden, die mittig so angeordnet sind, dass zwischen dem Rad und der Kammer--wand ein freier Raum von 12,7 mm verbleibt. Die Proben und kleine Mengen kurzstapliger Baumwollfaser werden in einer zufallsmässigen Reibbewegung zur Bildung von Pills umgewälzt, die den beim tatsächlichen Tragen entstehenden dem Aussehen und dem Gefüge nach ähneln.

Aus jeder zu prüfenden Warenprobe werden drei Prüfstücke von 105 x 105 mm unter einem Winkel von 45° zum Maschenstäbchen geschnitten. Durch Aufbringen eines Kittstreifens von nicht über 3,2 mm Breite werden die Prüfstückränder verschlossen. Nach dem- Trocknen wälzt man die drei Prüfstücke und etwa 25 mg Baumwoll faserb and von etwa 5 mm Länge 30 min in einer der Kammern um. Dann werden die Prüfstücke aus der Kammer entnommen und durch Vakuum von überschüssigem Lint befreit, worauf man die Prüfstücke auf das Ausmass des Pilling bewertet. Die Prüfstücke und etwa 25 mg Baum-

9098*1 β7 0*929

DP-1038

wollfaserband werden dann wieder in die Kammer eingegeben und weitere 30 min umgewälzt. Man befreit die Prüfstücke erneut von überschüssigem Lint und bewertet den Pilling-Grad nach der Umwälzgesamt.^sit von 60 min. Die Prüflinge werden hierbei unter einer Schreibtischlampe auf die Pillingbeständigkeit nach folgender Skala bewertet:

5 - ausgezeichnet (kein Pilling) 4 - gut (leichtes Pilling)

3 - mittel (massiges Pilling) 2 - schlecht (starkes Pilling) 1 - sehr schlecht (sehr starkes Pilling)

Ein Satz fünf fotografischer Darstellungen zur BIPT-Einstufung von Prüflingen ist von den ASTM-Headquarters, Philadelphia, Pa., V.St.A., beziehbar.

Ende der Beschreibung

- 16 -909818/0929

Leerseite

Claims

2.

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von Garn, das Filamente aus künstlichem Itnylenterephthalat-Linearpolykondensat enthalt, unter Schmelzspinnen des Polymeren, Abschrecken, Zusammenbringen der anfallenden, festen Filamente mit einer Spinnscnlichte und dann Strecken der Filamente, dadurch gekennzeichnet, dass man das Polymere zu in zwei Bündel getrennten Filamenten verspinnt, auf das eine Bündel eine Spinnschlichte auf Wassergrundlage aufbringt, während auf das andere Bündel eine Spinnschiiente aufgebracht wird, die weniger als 10 % an Wasser enthält und bei Temperaturen bis zu mindestens 130° C nichtflüchtig ist, die getrennten Bündel Streckung bei identischen Behandlungsbedingungen während des Hindurchlaufs durch eine Trockenwärme-Zone unterwirft und die Bündel an oder vor den Streckwalzen vereinigt und hierdurch die Filamente zur Bildung eines Garns aus Filamenten des gleichen Polymeren, aber mit unterschiedlichen Schrumpfeigenschaften ineinandermengt.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die beiden Filamentbündel durch Spinnen des Polymeren aus ein- und derselben Spinndüse bildet.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die getrennten Bündel bei einem Streckverhältnis von etwa 2 bis 5 streckt.

9098T8¹/ö929

JiP-I O 38

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die getrennten Bündel in Trockenwasserdampfstrahlen streckt, die von einer gemeinsamen Quelle mit Wasserdampf mit einem Druck von etwa 2 bis 10 kPa und einer Temperatur von 170 bis 375° C gespeist werden.

5· Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die ineinandergemengten Filamente durch Hindurchführen durch eine Verflechtungsdüse verflicht.

6- Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Filamente aus geschmolzenem Poly-(äthylenterephthalat) spinnt, das von der gleichen Quelle zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man als Spinnschlichte auf Wassergrundlage eine wässrige Emulsion verwendet, die etwa 2 bis 10 Gew.% an Gleitmitteln für die Filamente enthält.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man als weniger als 10 % Wasser enthaltende Spinnschlichte eine Lösung oder Dispersion von Gleitmitteln für die Filamente in einer organischen Flüssigkeit verwendet, die bei Temperaturen bis zu mindestens 160° C im wesentlichen nichtflüchtig ist.