DE2846720C3

DE2846720C3 - Verfahren zur Herstellung von bauschfähigem Polyester-Filamentgarn

Info

Publication number: DE2846720C3
Application number: DE2846720A
Authority: DE
Inventors: Cecil Everett Kinston N.C. 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: 1984-10-25
Also published as: NL176286B; DE2846720B2; FR2407281A1; CA1104777A; JPS6114244B2; MX150164A; NL176286C; JPS5482423A; IT7829193A0; NL7810741A; GB2007148B; GB2007148A; US4153660A; FR2407281B1; IT1202788B; DE2846720A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bauschfähigem Polyester-Filamentgarn, bei welchem man das geschmolzene Polymere zu in zwei Bündeln getrennten Filamenten verspinnt, dann auf die Filamente eine Spinn-Präparation aufbringt, hierauf dio Filamentbündel einer Streckung bei identischen Behandlungsbedingungen während des Durchlaufs durch eine Trockenwärme-Zone unterwirft und schließlich die Filamentbündel zu einem Garn aus Filamenten mit unterschiedlichen Schrumpfeigenschafter. vereinigt.

Bei einem derartigen, durch die US-PS 34 23 809 bekannten Verfahren werden zwei Filamentbündel bei identischen Bedingungen ersponnen und gestreckt, worauf man eines der beiden Bündel einer Behandlung mit Dampf und Wärme unterwirft und dabei durch hinreichende Fadenspannung Schrumpf verhindert, und dann die beiden Bündel zusammenführt und in einer Verflechtungsdüse zum Garn vereinigt. Durch die Wärmebehandlung des einen Bündels entsteht eine Schrumpfdifferenz zwischen den beiden Bündeln. Dieses Verfahren erfordert aber für die Wärmebehandlungsstufe eine Einrichtung, die bei der herkömmlichen Produktion von Filamentgarn nicht Verwendung findet, Außerdem ist es schwierig, das nichtzubehandelnde Filamentbündel gegen die Beheizung des anderen Bündels abzuschirmen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von bauschfähigem Polyester-Filamentgarn zu schaffen, das sich ohne weiteres zur Anwendung bei herkömmlicherweise zur Herstellung von Filamentgarn einheitlichen Schrumpfverhaltens eingesetzten Spinnanlagen eignet, d. h. das keine zusätzliche Warmentspannungs- oder Wärmebehandlungseinrichtung erfordert

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst

Während des Streckens der Filamente beschränkt die Spinnpräparation auf Wassergrundlage anscheinend aufgrund 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 Schmmpf erhalten. Wenn man andererseits die Filamente mit der im wesentlichen nichtflüchtigen Spinnpräparation streckt, erhöht der Temperaturanstieg aufgrund der Streckwärme die Temperatur dieser Filamente auf mehr als 130° C. Es bildet sich rasch Kristallisation aus, und diese verstreckten Filamente haben relativ hohe Kristallinität und geringen Schrumpf.

Das Verfahren gemäß eier Erfindung zur Herstellung von bauschfähigem Polyester-Filamentgarn kommt gegenüber dem bekannten Verfahren mit einem geringeren apparativen Aufwand aus. Es eignet sich zur Anwendung bei Maschinen, wie sie herkömmlicherweise bei der Erzeugung von Filamenttexiilgarn in einem kontinuierlichen Prozess Verwendung finden, bei dem Polyester-Filamente aus Spinndüsen-Austrittsöffnungen schmelzgesponnen, abgeschreckt, zu einem Filamentbündel zusammengeführt und mit Streckwalzen auf mindestens das natürliche Streckverhältnis verstreckt werden.

Vorzugsweise wird die Spinnpräparation auf Wassergrundlage von einer wäßrigen Emulsion von etwa 2 bis lOGew.% an Filament-Gleitmitteln gebildet. Die andere Spinnpräparation wird vorzugsweise von einer Lösung oder Dispersion von Filament-Gleitmitteln in einer organischen Flüssigkeit gebildet, die bei Temperaturen von bis zu mindestens 16O^1-C im wesentlichen nichtflüchtig ist.

Im allgemeinen werden zur Bildung der beiden Filamentbündel an einer einzigen Spinnstelle die Filamente aus verschiedenen Austrittsöffnungen 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 Streckung in nichtverstreckten Segmenten resultiert, die in der Ware zu ungleichmäßiger Färbung und rauhem Griff führen. Dabei kann ein herkömmliches Sireckverhältnis von etwa 2 bis 5 Anwendung finden (das natürliche Streckverhältnis nimmt mit zunehmenden Spinngeschwindigkeiten ab). Die beiden Filamentbündel werden bei der gleichen Geschwindigkeit und bei den gleichen Bedingungen mit Ausnahme des Unterschiedes zwischen den Präparationen auf das gleiche Streckverhältnis gestreckt.

Die Filamente der beiden Bündel werden aus Äthylenterephthalat-Linearpolykondensat ersponnen, das Polyäthylenterephthalat-Homopolymeres oder ein Copolymeres sein kann, bei dem mindestens 95 Mol% der wiederkehrenden Struktureinheiten Äthylenterephthalat 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-(Alka!imetallsuIfo)-isophthalat-Einheiten ein, um dem Produkt eine verbesserte

Anfärbbarkeit zu erteilen.

Da die Filamente der beiden Bündel bei den gleichen Geschwindigkeiten 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 Streckv/alzen verflochten werden, indem man sie durch eine Verflechtungsdüse führt, was ein fest zusammenhaltendes Garnbündei ergibt. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung,

Fig.2 im Schnitt ebe Düseneinrichtung, die zur Aufbringung der Trockenwärme in der Streckzone geeignet ist, wobei der Schnitt durch die Achse eines Wasserdampfdurchlasses und iängs der Achse eines Garndurchlasses entsprechend Linie 2-2 von Fig.3 gelegt ist, und

F i g. 3 einen Schnitt der Düseneinrichtung nach Linie 3-3 von F i g. 2.

Wie in Fig. 1 gezeigt, werden die Filame'-te aus der Schmelzspinn-Anordnung 2 zur Bildung von zwei Filamentgruppen 4, 4' gesponnen. Die beiden Gruppen werden getrennt an Führungen 6, 6' zur Bildung von Filamentbündeln 7, 7' zusammengeführt. Auf die Filamente des Bündels 7 wird mit der Walze 8 eine Spinnpräparation auf Wassergrundlage und auf die Filamente von Bündel T mit der Walze 8' eine im wesentlichen nichtflüchtige Spinnpräparation aufgebracht. Die im wesentlichen nichtflüchtige Spinnpräparation soll weniger als 10Gew.% 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 '.treckverhältnis 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 Oberflächeiigeschwmdigkeit arbeite»!. Durch Vereinigen der gestreckten Bündel vor den Streckwalzen oder beim Auflaufen auf und He'umlaufen um die Streckwalzen 16 und 18 läßt sich eine gute Ineinandermengung der Filamente erzielen. Das anfallende, zusammengesetzte Garn wird vorzugsweise durch eine herkömmliehe Verflechtungsdüseneinrichtung 20 geführt, um das Garn zur Bildung einer guten Packung an der Aufwickelstelle genügend zu verflechten. Mit 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 F i g. 2 und 3 zeigen eine Düseneinrichtung, die im Interesse einer bequemen Herstellung vier Platten aufweist, die beim Einsatz miteinander verschraubt 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-Darchlässe 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_a von 2,1 bis 103 bar und mit 170 bis 375° C.

Das Filamentbündel 7 wird durch den Garndurchlaß 40 und das Filamentbündel T durch den Garndurchlaß 40' hindurchgeführt Die verstreckten Filamentbündel werden dann auf den Streckwalzen 16 und 18 vereinigt, so daß die Filamente während $:i Umlaufs um die Walzen zur Bildung eines zusanimt-fif cseizien 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.

Spinnpräparationen werden herkömmlicherweise dazu verwendet. Filamente während des Streckens zu schützen. Man hat hierzu eine breite Vielfalt von Stoffzusammensetzungen eingesetzt. Geeignete Zusammensetzungen sind in US-PS 37 01 248 und 37 72 872 beschrieben. Man bringt solche Stoffzusammensetzungen unter Ausbildung von 0,1 bis 2 Gew.% Trockenpräparation auf dem Garn, vorzugsweise etwa 5,2 bis 1 Gew.% FOY auf. Eine Präparation kann als wäßrige Lösung oder Emulsion oder als Lösung oder Dispersion in .iner organischen Flüssigkeit aufgebracht werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die auf das eine Filamentbündel aufgebrachte Präparation 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 Äthylenterephthalatpolymeren während des Strekkens der Filamente wirksam zu verzögern. Gemäß der Erfindung kann die im wesentlichen nichtflüchtige Spinnpräparation, die auf das andere Filamentbündel aufgebracht wird, von einer Lösung oder Dispersion von F^;la.Tient-Gleitmitteln in einer organischen Flüssigkeit gebildet werden, die bei Temperaturen von bis zu mindestens 13O⁰C, in bevorzugter Weise von bis zu mindestens 160°C, im wesentlichen nichtflüchtig ist; bei Aufbringung in der üblichen Weise ergibt diese Präparation keire nennenswerte Verzögerung von Kristallisation des Polymeren während des Streckens der Filamente.

Die im Beispiel eingesetzte Spinnpräparatbn auf Wassergrundlage ist eine 2 gew.%ige wäßrige Emulsion einer Stoffzusammensetzung mit einem Gehalt von 49 Gew.teilen Isocetylstearat, 24,5 Teilen Natriumdi-(2-äthylhexyl)-sulfosuccinat und 24,5 Teilen des Kondensationsproduktes von 1 Mol Stearylalkohol mit 3 Mol Äthylenoxid, 1 Teil Triethanolamin und 1 Teil ölsäure. Beim Arbeiten mit einer !0- anstatt 2%igen wäßrigen Emulsion werden ebenfalls ente F.rcehnir.sp prhaltpn

Beispiel

Polyethylenterephthalat mit einer relativen Viskosität (HVR) 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 Walze geführt, mit der eine 2%ige wäßrige Emulsion von Filament-Gleitmitteln aufgebracht wurde, und das andere über eine Waize, die eine im wesentlichen

nichtflüchtige Spinnpräparation auftrug. Die beiden Bündel liefen dann um Zuführwalzen mit 1620 m/min und durch getrennte Durchlässe einer Düseneinrichtung, die mit Wasserdampf mit einem Druck pa von

3.4 bar und von 180⁰C gespeist wurde, und wurden auf nichtbeheizten Streckwalzen bei 3500 m/min zur Bildung eines 34fädigen 70-den-Mischschrumpf-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).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche: <■■■* ι?

1. Verfahren zur Herstellung von bauschfähigem Polyester-Filamentgarn, bei welchem man das geschmolzene Polymere zu in zwei Bündeln getrennten Filamenten verspinnt, dann auf die Filamente eine Spinn-Präparation aufbringt, hierauf die Filamentbündel einer Streckung bei identischen Behandlungsbedingungen während des Durchlaufs durch eine Trockenwärme-Zone unterwirft und schließlich die Filamentbündel zu einem Garn aus Filamenten mit unterschiedlichen Schrumpfeigenschaften vereinigt, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das eine Filamentbündel eine Spinnpräparation auf Wassergrundlage aufbringt, während man auf das andere Filamentbündel eine Spinnpräparation aufbringt, die weniger als 10% Wasser enthält und bei Temperaturen bis zu mindestens 130° C nichtflüchtig ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Spinnpräparation auf Wassergrundlage eine wäßrige Emulsion verwendet, die etwa 2 bis 10Gew.% an Gleitmitteln für die Filamente enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man a^!.s weniger als 10% Wasser enthaltende Spinnpräparation 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.