DE2847238A1

DE2847238A1 - Verfahren zur herstellung eines garnprodukts

Info

Publication number: DE2847238A1
Application number: DE19782847238
Authority: DE
Inventors: Andrew John Bobkowicz
Original assignee: Bobtex Corp Ltd
Current assignee: Bobtex Corp Ltd
Priority date: 1977-11-03
Filing date: 1978-10-31
Publication date: 1979-05-10
Also published as: ZA786036B; FR2407995A1; CA1089208A; IN150545B; FR2407995B1; IT1203214B; BE871759A; JPS5477716A; US4244174A; IT7883496A0

Description

PATENTANWÄLTE

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · DR.-ING. ANNEKATE WEISERT DIPU-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-80Ö0 MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-797078 · TELEX 05-212156 kpatd

TELEGRAMM KRAUSPATENT

° 2025 WK/li

THE BOBTEX CORPORATION LIMITED, Montreal (Kanada)

Verfahren zur Herstellung eines Garnprodukts

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-y-

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Garne und insbesondere ein verbessertes Verfahren, das zur Herstellung von Verbund- oder Vielkomponentengarnen geeignet ist.

Neuere Fortschritte in der Textiltechnik umfassen die Bildung von zusammengesetzten bzw. Verbund- und/oder Multikomponentengarnen, die aus einem Substrat eines Bindematerials, beispielsweise einer polymeren Substanz, gebildet werden, wobei das Bindematerial ein äußeres garnbildendes Material aufweist, das in das Bindematerial teilweise eingebettet oder daran angeheftet ist. Das garnbildende Material kann aus vielen bekannten Materialien ausgewählt werden, beispielsweise aus Fäden bzw. Filamenten; Garnen, Fibriden bzw. Fibrillen, Stapelfasern etc. Bei einer Ausführungsform hat der Träger eine Hülle aus einem darum angeordneten polymeren Material, wobei das garnbildende Material in die polymere Hülle eingebettet ist. Es können daher drei gesonderte Komponenten vorliegen, die das Garn bilden,
nämlich der mittlere Träger, das Bindematerial, das die polymere Hülle um den Träger herum umfaßt, und das äußere garnbildende Material oder Fasern, das bzw. die in die Polymerhülle
eingebettet ist bzw. sind. Solche Garne sind zusammen mit Verfahren und Herstellungsvorrichtungen beispielsweise in den CA-PSen 833 433, 880 988 und 983 694 beschrieben.

Bei der Herstellung von Verbundgarnen geht man im allgemeinen so vor, daß man einen Trägerfaden zuführt bzw. von diesem ausgeht, den Trägerfaden durch einen Extruder leitet, wo er mit
einem geschmolzenen polymeren Harz überzogen ist, und sodann
Fasern neben den überzogenen Träger stellt, während dieser
sich in einem klebrigen Zustand befindet.

Der Trägerfaden bzw. das Trägerfilament kann, wie es in den
oben genannten Patentschriften beschrieben und im Stand der
Technik bekannt ist, aus vielen verschiedenen, geeigneten Materialien je nach dem gewünschten Endgarn bestehen. In der

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Praxis wird der Träger im allgemeinen aus einem polymeren Material in Form eines Fadens bzw. Filaments daraus gebildet.Solche

Fäden bzw. Filamente, die auf geeigneten Spulen aufgewickelt sind, sind im Handel ohne weiteres erhältlich. Geeignete Materialien sind z.B. Polyester, Polyamide, Polyolefine etc.

Bei der Herstellung von Verbundgarnen wird der Träger vorzugsweise durch einen Extruder geleitet, wo er mit einem klebrigen Harz überzogen wird, d.h. eine polymere Hülle wird um den Träger herum extrudiert, wenn dieser durch den Extruder hindurchläuft. Danach werden Fasern neben den überzogenen Träger gestellt bzw. daneben angeordnet.

Obgleich das Herstellungsverfahren für Verbundgarne erhebliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Techniken, beispielsweise dem Ring- und Trogspinnen, hat, sind die theoretischen maximalen Geschwindigkeiten jedoch nicht immer erzielt worden. Ein Problem, das dabei auftritt, besteht darin, daß die Hülle um den Faden herum, wenn sie mit den gewünschten hohen Geschwindigkeiten extrudiert wird, Brüche zeigt. Solche Brüche in der polymeren Hülle zeigen sich in dem Endgarn dadurch an, daß die Fasern nicht daran haften.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Verbundgarnen zur Verfügung zu stellen,bei dem eine bessere Adhäsion bzw. Haftung der Fasern an dem Träger erhalten wird.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundgarns, bei dem ein Träger mit einem Bindematerial überzogen wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen Träger aus einem teilweise orientierten Material zuführt bzw. von diesem ausgeht und danach dieses Material streckt und orientiert, und daß man den Träger mit einem Bindematerial überzieht, während er gestreckt wird,oder unmittelbar danach.

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Weiterhin wurde festgestellt, daß durch Anwendung eines ungestreckten Fadens bzw. Filaments oder Garns als Träger bei der Herstellung eines Verbund- oder Vxelkomponentengams und durch Strecken des ungestreckten Trägers gerade vor oder während der Zeitperiode, in der der Träger durch den Extruder hindurchläuft, um mit de» Bindematerial überzogen zu werden, eine bessere Faseradhäsion erhalten wird.

Der ungestreckte Träger kann aus vielen verschiedenen, geeigneten Materialien bestehen. So können z.B. Polyester, Polyamide, Polyolefine etc. den ungestreckten oder teilweise orientierten Träger bilden. Der Träger kann durch viele verschiedene, dem Fachmann bekannte Maßnahmen bzw.Einrichtungen gestreckt oder orientiert werden, beispielsweise durch Führungswalzen, Walzen etc.

Bei einer besonders vorteilhaften Anordnung kann ein zweistufiges Strecken angewendet werden. Auch hier können wieder bekannte Einrichtungen bzw. Maßnahmen zum Strecken verwendet werden. Bei einer Ausführungsform kann eine Quelle für ein ungestrecktes oder teilweise orientiertes Trägermaterial vorgesehen sein und diese kann über ein Spannrad zu einem Extruder und sodann zu einer positiv angetriebenen Walze geleitet werden. Zwischen der Quelle für das Trägermaterial und dem Spannrad kann auf das Garn mittels eines geeigneten Gewichts eine Zugspannung angelegt werden. Diese Anordnung würde eine erste Streckstufe darstellen, während eine zweite Streckstufe oder -zone zwischen dem kontrollierbaren Spannrad und der. positiv angetriebenen Walze vorliegen würde. Je nach dem Material, das als Träger verwendet wird, können die Parameter dieses Prozesses so eingestellt werden, daß die gewünschten Ergebnisse erhalten werden. Somit kann das Strecken in der ersten Stufe so erfolgen, daß in dieser ein erhebliches Ausmaß des Gesamtstreckens erfolgt, während in der zweiten Stufe zwischen dem Spannrad und der positiv angetriebenen Walze ein geringeres Ausmaß des Streckens er-

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folgt. Alternativ kann auch eine umgekehrte Anordnung angewendet werden»

Das Ausmaß des Streckens des nicht-orientierten oder teilweise orientierten Trägermaterials kann auch entsprechend dem jeweiligen Material und den Betriebsparametern des Prozesses variieren. Es reicht aus, wenn man sagt, daß das Strecken zwischen 1,5:1 und 9:1 oder sogar höher variieren kann. Auch hier können wiederum solche Parameter je nach den betreffenden Materialien und den Endeigenschaften des Garns vom Fachmann leicht aufgestellt werden.

Hierin kann als Trägermaterial entweder ein nicht-gestrecktes Material oder ein teilweise orientiertes Material verwendet werden. In der Praxis sind die meisten Trägermaterialien, wie sie im Handel erhältlich sind, mindestens teilweise orientiert, obgleich für die Zwecke der Erfindung auch jedes beliebige Material geeignet ist, das orientiert werden kann. Als Bindekomponente können alle geeigneten bekannten Materialien verwendet werden. Viele unterschiedlichen polymeren Materialien sind schon als Bindemittel eingesetzt worden. Gleichermaßen kann die äußere Garnkomponente aus denjenigen Materialien ausgewählt werden, die dem Fachmann für solche Zwecke bekannt sind. Die äußere Garnkomponente kann in Form von Fasern, Fibriden bzw. Fibrillen, kontinuierlichen Fäden bzw. Endlosfäden, diskontinuierlichen Fäden, Stapelfasern, Garnen aus Fäden oder Fasern etc., vorliegen.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Beispiele 1 bis 6

Garne wurden gemäß Tabelle I auf einer Bobtex Mark I ICS-Maschine hergestellt, welche von der Bobtex Corp. hergestellt worden war. Das teilweise orientierte Trägermaterial wurde zu einem Spannrad geleitet und sodann durch den Extruder zu

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positiv angetriebenen Walze geleitet. Auf den Träger wurde folgende Spannung ausgeübt:

Anzahl der Trägerbündel	1 VOG Spannung (g) vorne hinten	20 50	2 TOG Spannung (g) vorne ' hinten	70 200
2 3	70 100	70 100

voll orientiertes Garn aus einem 150 den Polyestermultifilament

teilweise orientiertes Garn aus einem 220 den Polyestermultifilament

Das teilweise orientierte Garn wurde von 25 tex zu 17 tex gestreckt, was in der Größenordnung von ungefähr 1,5:1 liegt.

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Tabelle I ICS-Garnbeispiele

"Si. Ö

Beisp. Nr. ■	1	2	3	4	5	6
Feinheitsnummer (tex)	75	80	95	89	190	140
Zusammensetzung
Faser (%)	W 55	W 57	A 45	A 44	V 60	W/MA 27
Polymeres (%)	PPA23	PPA22	PPA1 9	PPA19	PPA14	SA4 9
Faden (%)	PETP22	PETP21	PETP36	PETP37	PETP26	GLASS24
Anzahl der Träger	IxVOG	1xV0G	2xT0G	2xT0G	3xP0G	1
Geschwindigkeit(m/min)	442	620	655	808	622	622
Lauf spannung (%)	36	65	30	40	150	50
Wirksamkeit¹ (%)	85	85	90	90	90	70
2 Adhäsionsindex	3	1	4	5	5	5
Bruchfestigkeit(g)	633	650	1275	870	1050	2500
Dehnung (%)	30	29	21	26	46	3,3
Schrumpfung (%)	7	5	5	7	13	0

Erhältliche Betriebslaufwirksamkeit

Maß der Fähigkeit, die Faserpolymerhülle von dem Trägerkernfaden abzustreifen, anhand einer Skala mit 1-5. 1 bedeutet ein leichtes Abgleiten mit fast keinem Widerstand. bedeutet kein Abstreifen, d.h. die Kraft, die zum Abstreifen erforderlich ist, ist größer als die Gesamtgarnbruchfestigkeit

Schrumpfung in entspannter Form, 15 min. langes Trocknen bei 110,0⁰C, Mittelwert von drei Messungen

Abkürzungen: A = Acryl V = Viscose SA = Saranlegierung PPA = PP-Legierungscopoly meres PP = Polypropylen W = Wolle MA = Modacryl PETP = Polyester

Es wird ersichtlich, daß die Oberflächenadhäsion an das ungestreckte oder teilweise orientierte Trägermaterial signifikant größer ist als die Adhäsion mit dem vollständig orientierten Garn oder Träger. Das Ausmaß der Dehnung und der Schrumpfung in dem Endgarnprodukt kann unter Anwendung eines ungestreckten oder teilweise orientierten Trägers reguliert werden.

Es wurde festgestellt, daß das überlegene Verhalten von teilweise orientiertem oder ungestreckten Garn in seiner Fähigkeit liegt, den Laufspannungen zu widerstehen. Der breitere Plastizitätsbereich des teilweise orientierten Garns in der Stress-Spannungskurve gestattet es, daß dieses den angelegten Spannungen besser widersteht, wodurch höhere Wirksamkeiten erhalten werden. Dazu kommt noch, daß eine höhere Verzwirnungsretention in dem Endgarnprodukt aufgrund eines intermolekularen Gleitens und einer permanenten Trägerdeformation durch eine durch Verdrehung eingeführte Axialrotation, z.B. Verzwirnung, erhalten wird.

Zu den oben genannten Vorteilen kommt noch, daß die Anwendung eines teilweise orientierten oder ungestreckten Garns oder Trägers deswegen günstig ist, weil der teilweise orientierte Träger nur teilweise bearbeitet ist und daher billiger ist. Da weiterhin eine größere Packung eines ungestreckten Trägers im Handel erhältlich ist, können längere, nicht-unterbrochene Produktionsläufe ein geringeres Handhaben der Packung, längere knotenlose Läufe, eine geringere Aufspleissung, geringere Stillegungszeiten und eine höhere Betriebswirksamkeit erzielt werden.

Die oben beschriebenen Beispiele dienten lediglich dem Zweck der Veranschaulichung und viele Modifikationen können durchgeführt werden. Die hierin verwendete Bezeichnung "Faser" schließt naturgemäß viele unterschiedliche Typen von Materialien ein, die auf die äußere Oberfläche des Endgarnprodukts

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aufgebracht werden können. So können z.B. nicht nur Stapelfasern verwendet werden, sondern auch Fäden bzw. Filamente,Garne, die aus Fasern gebildet sind, Garne, die aus Fäden bzw. Filamenten gebildet sind,etc.

Die hierin verwendete Bezeichnung "teilweise orientiert" oder "ungestreckt" soll Garne oder Fäden bezeichnen, die sich in einem teilweise orientierten Zustand befinden. Die handelsüblichen Garne oder Fäden sind bis zu einem bestimmten Ausmaß je nach dem betreffenden Material orientiert. Eine Orientierung von mindestens 20% ist normal. Die erfindungsgemäß vorgesehene Streck- oder Orientierungsstufe kann entweder eine volle Stufe oder eine teilweise Stufe, je nach dem jeweils gewünschten Garn, sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf alle beliebigen geeigneten Verbundgarne anwendbar, bei denen der Träger vor oder während des Durchlaufs durch den Extruder, um beschichtet zu werden, weiter orientiert oder gestreckt werden kann. Mit anderen Worten, eine in situ erfolgte Deformation des Trägers erfolgt durch eine Axialrotation, die durch eine Verdrehung bewirkt wird. Es hat sich gezeigt, daß diese zu den oben angegebenen verbesserten Ergebnissen führt.

Das Strecken oder die Orientierung ergibt in Kombination mit der in situ erfolgenden Deformation des Trägers, wie oben beschrieben, eine größere Verarbeitbarkeit des Garns. In diesem Zusammenhang wurde darauf hingewiesen, daß die Verzwirnungsstufe für die erfindungsgemäßen Produkte nicht wesentlich ist. Sie stellt lediglich eine bevorzugte Ausführungsform dar.

Für den Fachmann wird weiterhin ersichtlich, daß bestimmte Ausführungsformen der Erfindung Produkte umfassen können, bei denen der Mittelkern oder Träger nicht vollständig ge-

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streckt oder orientiert ist, d.h. daß nur eine teilweise Verstreckung erfolgt, welche einer Orientierung entspricht, die kleiner ist, als wie sie maximal erhältlich ist.

Ende der Beschreibung.

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Claims

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1. Verfahren zur Herstellung eines Garnprodukts mit einem Träger, der sodann mit einem Bindematerial und einer äußeren Garnkomponente überzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Träger aus einem teilweise orientierten oder ungestrecktem Material zuführt, das Trägermaterial streckt und orientiert,und daß man den Träger mit einem Bindematerial überzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Stufe des Überziehens des Trägers während des Streckens des Trägers durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Garn zwischen 1,5:1 und 9:1 streckt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckstufe eine zweistufige Streckstufe ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Verbundgarnprodukts, dadurch gekennzeichnet, daß man einen teilweise orientierten Träger zuführt, den Träger einer in situ erfolgenden axialen Deformation unterwirft, den Träger mit einem geschmolzenen polymeren Material überzieht, während der Träger der Deformation unterworfen ist, und daß man eine äußere Schicht aus einem garnbildenden Material auf den überzogenen Träger aufbringt, während das polymere Material klebrig ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Aufbringens des äußeren garnbildenden Materials die Stufe der Aufbringung von Fasern auf den überzogenen Träger umfaßt.

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7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe des Unterwerfens des Trägers der in situ erfolgenden Deformation die Stufe der Orientierung des Trägers vor der Überziehungsstufe und die nachfolgende Unterwerfung des Garns einer Verzwirnungsstufe umfaßt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Träger ein Polyestermaterial verwendet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindematerial ein Polypropylen verwendet.

10. Verbundgarnprodukt mit einem inneren Träger, einer um den inneren Träger herum angeordneten polymeren Hülle und einer an der polymeren Hülle haftenden äußeren Garnkomponente, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Träger nur teilweise orientiert ist.

11. Verbundgarnprodukt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material ein Polypropylen-Vinylacetat-Copolymeres umfaßt.

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