DE3421154C2 - Textiles Polmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft geschertes Polmaterial wie z. B. Samt, das sich aus Kunststoffpolfäden zusammensetzt und tiefe Farbnuancen und einen weichen Griff hat, wobei die Polfäden gescherte Enden im freien Endenbereich aufweisen, die nicht pilzförmig sind und die der Beziehung d1/d2 ≦ 1,3 genügen, wobei d1 der maximale Durchmesser in diesem freien Endbereich und d2 den Durchmesser des restlichen Teils der Polfäden bedeuten. Das Polmaterial wird unter Verwendung eines Kunststoffadens als Polfaden erhalten, der eine Reißfestigkeit von weniger als 2,8 g/den, eine primäre elastische Dehnbarkeit von mehr als 1,2 g/den, eine Reißdehnung von weniger als 50% und eine primäre elastische Dehnbarkeit von weniger als 10% besitzt. Ein solcher Kunststoffaden kann vorteilhaft durch eine Verstreckkristallisation hergestellt werden.

Description

di/d₂ S 1,3

genügt, wobei di ein Mittelwert eines Durchmessers des restlichen Teils der geschnittenen Polfäden unterhalb des freien Endbereichs ist.

2. Textiles Polmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geschnittenen Polfäden einen Verformungsfaktor D aufweisen, der der Beziehung

D/09 L < 0,1

genügt, wobei der Verformungsfaktor D als maximaler Abstand zwischen einer Sehne und einem Kreisbogen definiert ist, die beide einen freien Endpunkt P mit einem mittleren Punkt Q dieser geschnittenen Polfäden verbinden, wobei der Punkt Q vom Endpunkt P in Richtung zu einem Fußpunkt R der geschnittenen Polfäden 0,9 L entfernt ist und L einer Höhe dieser abgeschnittenen Polfäden, gemessen vom Punkt Pzum Punkt R, entspricht.

3. Textiles Polmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfäden Polyesterfäden sind.

4. Textiles Polmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterfäden aus einem modifizierten Polyester bestehen, der eine dritte Komponente enthält.

5. Textiles Polmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Komponente einen Anteil von mindestens 3 mol-% besitzt.

6. Textiles Polmateriai nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Komponente Natrium-5-Sulfoisophthalat ist.

7. Textiles Polmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das textile Polmaterial ein Samt ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines textlien Polmaterials nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Weben oder Stricken eines ursprünglichen textlien Polmaterials unter Verwendung eines Polfadens aus thermophastischem Kunststoff, der eine kleinere Reißfestigkeit als 2,8 g/den, eine primäre elastische Dehnfestigkeit von mehr als 1,2 g/den, eine Bruchdehnung von weniger als 50% und eine primäre elastische Dehnbarkeit von weniger als 10% besitzt, sowie Scheren von Polfäden des ursprünglichen Polmaterials.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Polfaden vor dem Weben oder Stricken thermofixiert wird, wobei er im wesentlichen im nicht-schlaffen Zustand gehalten wird, so daß er eine thermische Schrumpfung aufweist, die in kochendem Wasser unterhalb von 6% und in Heißluft mit einer Temperatur von 160⁰C unterhalb von 8% liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Schrumpfung in kochendem Wasser weniger als 3% und in Heißluft mit einer Temperatur von 16C⁰C weniger als 5% beträgt.

Die Erfindung betrifft ein textiles Polmaterial mit Kunststoffäden, insbesondere im Polbereich, das ein gutes Aussehen mit satten Farbnuancen und einen weichen Griff aufweist, sowie eine Methode zu seiner Herstellung.
Textile Polmaterialien sind eine Art von gewobener oder gewirkter Ware, die auf der Oberfläche mit einer Vielzahl von Polfäden versehen ist. Textile Polmaterialien haben sowohl ein einzigartiges Aussehen mit elegantem Glanz und satten Farbnuancen als auch einen weichen Griff. Früher wurde das textile Polmaterial, insbesondere dessen Polbereich ausschließlich aus Seide, Rayon, Azetat oder Baumwolle gefertigt. Diese Materialien jedoch hauen funktionell Nachteile, wie z. B. geringe Farbechtheit oder fehlende Knitterfestigkeit. Daher wurden sie durch Kunststoffäden ersetzt, wie z. B.

Polyester oder Polyamidfäden.

Wenn jedoch Kunststoffäden für den Polbereich verwendet werden, ergeben sich andere Probleme im Herstellungsprozeß des textlien Polmaterials. Beim Bürstprozeß können die Polfäden nicht gleichmäßig aufgerichtet werden oder, wenn eine Doppelwebmaschine benutzt wird, neigen die Polfäden beim Wegprozeß dazu, unregelmäßig abgeschnitten zu werden, woraus eine unebene Oberfläche des Polmaterials resultiert.
In diesen Fällen wird das solchermaßen behandelte Polmaterial oftmals einem weiteren Scherprozeß unterzogen um die Enden der Polfäden abzuschneiden, so daß sie eine gleichmäßige Höhe besitzen. Im Scherprozeß jedoch neigen die freien Enden der abgeschnittencne Polfäden dazu, sich pilzförmig zu verformen, wie das in den F i g. 1 a und 1 b dargestellt ist. Als Folge der pilzförmigen Endbereiche besitzt die Oberfläche des Polmaterials einen rauhen Griff. Außerdem streuen die rauhen Enden das auf die Oberfläche des Polmaterials fallende Licht und vermindern dadurch die für das geschnittene textile Polmaterial einzigartige Farbtiefe. Außerdem setzt sich fremdes Material wie z. B. Staub sehr leicht auf den rauhen Enden der Polfäden fest, so daß das textile Polmaterial schnell verschmutzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein textiles Polmaterial zu schaffen, das frei von den obengenannten Nachteilen des Standes der Technik ist, und insbesondere ein textiles Polmaterial mit abgeschnittenen Enden zu schaffen, das Polfäden aus Kunststoff umfaßt, ein gutes Aussehen mit elegantem Glanz und tiefen Farbnuancen auf der Oberfläche des Polmaterials als auch ausgezeichnete Eigenschaften in bezug auf Farbechtheit und Knitterfestigkeit besitzt.

Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft eine Herstellungsmethode des oben beschriebenen textlien PoI-materials durch die die ursprünglichen Eigenschaften des Polfadens so verbessert werden, daß die abgeschnittenen Enden sich nicht pilzförmig verformen und die Polfäden ihre Linearität bewahren, auch nachdem sie einer nachträglichen Hitzebehandlung wie /. B. dem Färben unterworfen worden sind.

Die obengenannten Aufgaben werden gemäß Anspruch 1 durch ein textiles Polmalerial gelöst, das Polfäden aus thermoplastischem Kunststoff umfaßt, wobei

mindestens 50% der Polfäden abgeschnittene Enden im freien Endbereich aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert des maximalen Durchmessers d\ in diesem freien Endbereich der Beziehung

di/d₂ ^ 1,3

genügt, wobei di den Mittelwert des Durchmessers νοτι restlichen Tei! der abgeschnittenen Polfäden unterhalb des freien Endbereichs bedeutet.

Dieses textile Polmaterial kann erfindungsgemäß durch ein Verfahren erhalten werden, das folgende Schritte umfaßt:

Weben oder Stricken eines ursprünglichen Textilmaterials unter Benutzung eines Polfadens aus thermoplastischem Kunststoff, der eine kleinere Reißfestigkeit als 2,8 g/den, eine primäre elastische Dehnfestigkeit von mehr als 1,2 g/den, eine Bruchdehnung von weniger als 50% und eine primäre elastische Dehnbarkeit von weniger als 10% besitzt, sowie das Scheren der Polfäden des ursprünglichen Textilmaterial.

Gemäß einem anderen Anspruch weisen die Polfäden des textlien Polmaterials erfindungsgemäß vorzugsweise einen Verformungsfaktor D auf, der der Beziehung

D/0,9 L < 0,1

genügt, wobei der Verformungsfaktor D als maximaler Abstand zwischen einer Sehne und einem Kreisbogen definiert ist, die beide einen Endpunkt Pmit einem mittleren Punkt Q verbinden, wobei die Erfindung des Punkts Q vom Endpunkt Pin Richtung zu einem Fußpunkt R des Polfadens 0,9 L beträgt, und L der Höhe des Polfadens, gemessen vom Punkt P zum Punkt R, entspricht.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend noch anhand von Zeichnungen näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigt

F i g. 1 a eine mikroskopische fotografische Aufnahme von freien Endbereichen von herkömmlichen gescherten Polfäden;

F i g. 1 b einen vergrößertem fotografischen Ausschnitt von Fig. la;

F i g. 2 eine schematische Seitenansicht eines Endbereichs von einem herkömmlichen gescherten Polfaden;

Fig.3 ein Zug-Dehnungsdiagramm mit Kurven für verschiedene Polfäden;

F i g. 4a und 4b mikroskopische fotografische Aufnahmen einer Probe von Endbereichen von geschorenen Polfäden gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei F i g. 4b eine Vergrößerung von F i g. 4a darstellt;

F i g. 5a und 5b mikroskopische fotografische Aufnahmen der freien Endbereiche von geschorenen Polfäden eines kationisch färbbaren Polyester-Filaments, das auf herkömmliche Weise hergestellt wurde;

F i g. 5c und 5d fotografische Aufnahmen, ähnlich denen von F i g. 5a und 5b, bei denen die polbildenden Filamente durch Versteckkristallisation entsprechend der Erfindung hergestellt sind;

Fig. 6, 9 und 11 fotografische Aufnahmen, ähnlich den vorhergehenden, die verschiedene erfindungsgemäße Proben zeigen;

F i g. 7, 8 und 10 fotografische Aufnahmen, ähnlich zu den vorhergehenden, die verschiedene vergleichbare Proben zeigen;

Fig. 12 eine typische Ansicht eines polbildenden Filaments, das aus einem abgeschnittenen textlien Polmaterials entnommen wurde, wobei darauf geachtet wurde, daß sich deren Form nicht veränderte;

Fig. 13 eine schematische Seitenansicht einer Thermofixiervorrichtung für die Herstellung von Polfäden aus thermoplastischem Kunststoff, die gemäß der Erfindung verwendet werden;

Fig. 14a bis 14c mikroskopische fotografische Aufnahmen von Verformungsgraden einer Probe von polbildenden Fäden entsprechend der Erfindung;

Fig. 15a bis 15c fotografische Aufnahmen, ähnlich denen von Fig. 14a bis 14c, die eine andere Probe von Fäden enthalten;

Fig. 16a bis 16c und 17a bis 17c fotografische Aufnahmen, ähnlich denen von Fig. 14a bis 14c, die jeweils zwei vergleichbare Proben, die nicht der Erfindung entsprechen, enthalten;

Fig. 18 eine mikroskopische fotografische Aufnahme eines Querschnitts durch ein geschnittenes textiles Polmaterial (Samt) entsprechend der Erfindung;

F i g. 19 eine fotografische Aufnahme, ähnlich der von F i g. 18, von einer Vergleichsprobe;

F i g. 20 eine mikroskopische fotografische Aufnahme eines polbildenden Fadens, der aus dem in Fi g. 18 gezeigten Material entnommen wurde; und

Fig.21 eine fotografische Aufnahme ähnlich der in F i g. 20 der Vergleichsprobe, die in F i g. 19 dargestellt ist.

Gemäß dem Anspruch 1 der Erfindung umfaßt das textile Polmaterial einen Polfaden aus thermoplastischem Kunststoff, wobei mehr als 50% der Polfäden abgeschnittene Enden im freien Endbereich aufweisen. Das bedeutet, daß die Erfindung kein Schlingenpolmaterial oder auch gebürstetes Material einschließt, das lediglich durch leichtes Aufrauhen der Polmaterialoberfläche erhalten wird. Außerdem schließt die Erfindung keine geschnittenen Polmaterialien ein, deren Polfäden von unregelmäßiger Länge sind, wie z. B. gebürstetes Material, das ohne Scherbehandlung fertiggestellt wird, oder Fasergestrick. Es ist schwierig, das Aussehen der Oberfläche des Polmaterials von solcher Art zu verbessern, selbst wenn die Methode der Erfindung angewendet wird.

Alle geschnittenen Polfäden des Materials, das der Erfindung entspricht, sind vorzugsweise von derselben Länge. In Extremfälien ist es notwendig, daß zumindest die längsten Polfäden auf die exakt gleiche Länge gebracht werden, z. B. durch die Anwendung eines Scherprozesses oder einem anderen bekannten Verfahren.

Für das erfindungsgemäße textile Polmaterial ist es wichtig, daß das Verhältnis des maximalen Durchmessers d\ des abgeschnittenen Endes des Polfadens zum Durchmesser di des restlichen Teils des Polfadens der Beziehung

d\ld₂ S 1,3

genügt, wie es in F i g. 2 gezeigt ist.

Der Querschnitt durch das abgeschnittene Ende des Polfadens ist nicht immer kreisförmig. Zur Vereinfachung des Meßverfahrens wird jedoch die beobachtbare Breite auf der mikroskopischen fotografischen Aufnahme als Durchmesser angenommen. Für die Ermittlung des Mittelwerts von di/d: sind mindestens 10 Proben nötig, um die Schwankungen im gemessenen Wert der Durchmesser auszugleichen.

Entsprechend den Experimenten, die von den Erfin-

dem durchgeführt wurden, erzeugt die Erfindung ihre Wirkung nur in den Fällen, wo das Verhältnis von d\ld₂ den Wert 1,3 nicht übersteigt. Darüberhinaus wird eine noch ausgezeichnetere Oberfläche des Polmaterials mit gutem Griff und elegantem Glanz dann erreicht, wenn der Wert für das Verhältnis d\ld₂ kleiner als 1,15 ist.

Wie aus den Fig. 5a bis 5d und der Tabelle 1 zu entnehmen ist, zeigt das erfindungsgemäße geschnittene Polmaterial bessere Ergebnisse als es dem Stand der Technik entspricht. Die erfindungsgemäßen geschnittenen Polfäden, die durch Verstreckkristallisation aus kationisch färbbaren Polyester-Filamenten hergestellt wurden, was später beschrieben wird, sind in den fotografischen Aufnahmen der F i g. 5c und 5d abgebildet. Die geschnittenen Polfäden, die dem Stand der Technik entsprechen und die durch normales Verstrecken des gleichen Filaments hergestellt wurden, sind in den fotografischen Aufnahmen der F i g. 5a und 5b gezeigt. Die Werte des Verhältnisses d\ld₂ wurden durch Auswertung der fotografischen Aufnahmen erhalten und sind in Tabelle 1 aufgelistet.

Tabelle 1

Stand der Technik erfindungsgemäß

Fig. Nr.

5a
1,66

5b
1,37

5c
0,93

5d
1,22

Die Erfinder haben entdeckt, daß das thermoplastische Kunststoffilament, das für den Polbereich der Erfindung benutzt wird, ein besonderes Dehnungsverhalten aufweist. In Fig. 3 zeigt die Kurve 1 ein Zugdehnungsverhalten eines voll gereckten Fadens, der gewöhnlich als Polfaden im herkömmlichen textlien Polmaterial verwendet wird, dessen Reißfestigkeit groß ist, während seine Bruchdehnung ziemlich klein ist. Die Kurve 2 stellt eine ähnliche Kurve eines halb gereckten Fadens dar. bei dem die Reißfestigkeit und der Young Modul kleiner sind als bei dem voll gereckten Faden die Bruchdehnung jedoch größer ist.

Keiner dieser beiden Fäden ist jedoch für die Erfindung brauchbar, weil das abgeschnittene Ende des Poifadens eine unerwünschte pilzförmige Gestalt zeigt, und. besonders im Fall des halb gereckten Fadens, fehlt dem gesamten Polmaterial Steifheit und Aufrichtvermögen, und es hat eine kleine Fälligkeit. Im Gegensatz dazu, ist ein speziell hergestellter Faden, der die Zugdehnungskurve 3 besitzt, vorzugsweise für die Erfindung zu verwenden. Die geschorenen Endbereiche des dritten Fadens zeigen keine pilzförmige Gestalt, sondern ein gerade auslaufendes Ende, wie in den Abbildungen 4a und 4b gezeigt ist.

Der Mechanismus für die Bildung der pilzförmigen Enden wird wie folgt angenommen: Wenn der Polfaden beim Burst- oder Scherprozeß reißt, wird auf Filament eine Reiß-Spannung angewendet und eine entsprechende Spannung wird in dem Filament selbst erzeugt. Die Arbeit, die für das Zerreißen notwendig ist, erzeugt im Filament selbst Wärme, wodurch das reißende Ende des Filaments weich wird. Wenn jetzt der Reißvorgang vollständig ist, neigt die gespeicherte Spannung dazu die Filamentstruktur in ihren Ursprungszustand zurückzubringen. Der erweichte Endbereich wird unregelmäßig verformt, entsprechend der Unregelmäßigkeit der Rückstellwirkung der Spannung.

Der dritte Faden hat eine Zugdehnungskurve, die verschieden ist von denen bei den oben beschriebenen Fäden und die dadurch charakterisiert ist, daß sie eine kleinere Reißfestigkeit und eine kleinere Bruchdehnung besitzt, obwohl der Young Modul so hoch bleibt wie etwa beim voll verstreckten Faden. Dank diesem bcsondere Reißverhalten, entsteht beim Reißen des Filaments eine kleinere Wärme als bei den anderen Fäden, da die entstehende Wärme dem Betrag der Arbeit entspricht (nämlich dem Produkt aus Dehnung und Zug), wodurch die Beweglichkeit des abgeschnittenen Endes deutlich

ίο verringert wird. Außerdem zeigt das Polmaterial gute Fülligkeit und Aufrichtvermögen, da die Steifheit des Polgewebes gleich gut ist wie beim voll verstreckten Faden, entsprechend seinem höheren Young Modul.

Die Reißfestigkeit T₂ des oben beschriebenen Fadens, der in der Erfindung benutzt wird, soll kleiner als 2,8 g/ den sein, vorzugsweise kleiner als 2,3 g/den. Die Bruchdehnung E₂ soll ebenfalls kleiner als 50% sein, vorzugsweise kleiner als 37%. Außerdem soll die primäre elastische Dehnbarkeit £\ höchstens 10% betragen, vorzugsweise kleiner als 7% sein und die primäre elastische Dehnfestigkeit T₁ soll größer als 1,2 g/den sein. Falls von einem der oben genannten Parameter abgewichen wird, wird der Polfaden einen rauhen und pilzförmig aussehenden Endbereich und/oder mangelnde Steifheit aufweisen.

Ein für die Erfindung brauchbarer Kunststoffaden kann nach verschiedenen Methoden hergestellt werden. Eine bevorzugte Herstellungsmethode ist die Verstreckkristallisation, bei der ein ursprünglich nicht verstreckter und nicht ausgerichteter Faden einer Hitzebchandlung unterworfen wird, um ihm einen ausreichend großen Kristallisationsgrad, z. B. größer als 30%, zu verleihen, und der danach mit einem bestimmten Verstreckverhältnis verstreckt wird, z. B. im Bereich von 1,5 bis 1,7, um eine primäre elastische Dehnfestigkeit, die oberhalb von 1,2 g/den liegt, und eine primäre elastische Dehnbarkeit, die kleiner als 10% ist, zu erreichen. Aufgrund der Kristallisation vor dem Verstrecken werden der Orientierungsgrad der Moleküle im amorphen Bereich und die molekulare Dichte unter einem bestimmten Wert gehalten und das Abgleiten zwischen den Molekülen verläuft gleichmäßig beim Verstreckprozeß, sogar wenn die primäre Elastizitätsgrenze überschritten wird, wodurch eine Bruchdehnung, die 50% nicht überschreitet, erreicht werden kann.

Statt der oben beschriebenen Verstreckkristallisation können ein Hochgeschwindigkeitsspinnprozeß und ein Verspinnen mit schnellem Abschrecken ebenfalls für die Herstellung eines Fadens, der für die Erfindung benutzt

so werden kann, angewendet werden. Falls der Kunststoff des Kunststoffilaments durch eine dritte Komponente modifiziert wird, um den Gleitprozeß zwischen den Molekülen zu verbessern, können die oben beschriebenen Methoden noch wirkungsvoller eingesetzt werden.

Der Anspruch 1 der Erfindung wird weiter erläutert und beschrieben durch die folgenden Beispiele, ist jedoch keinesfalls auf sie beschränkt.

Beispiel 1

Ein ungereckter Faden von 220 den/24 fil, der aus einem Polyester besteht, der 2,6 mol-% von Natrium-5-Sulfoisophthalat enthält, wurde mit einer Geschwindigkeit von 1200 m/min schmelzgesponnen. Der nicht verstreckte Faden wurde in einem Verstreckverhältnis von 2,0 durch eine Heizrolle mit einer Temperatur von 100^DC und einer Heizplatte mit einer Temperatur von 120⁰C verstreckt.

Der halborientierte Faden, der eine Bruchdehnung von 110% besitzt, wurde dann in entspanntem Zustand, der durch eine Speisegeschwindigkeit, die 10% über der Ab/ugsgeschwindigkcil lag, eingestellt wurde, einer Hitzebehandlung bei einer Kristallisationstemperatur von 200⁰C unterworfen. Danach wurde der Faden mit einem Verstreckverhältnis von 1,6 bei Raumtemperatur kaltverstreckt, wodurch ein Faden mit den Eigenschaften T₁ = 1,6 g/den, T₂ = 2,1 g/den, £, =5% und £₂ = 30% hergestellt wurde. Ein rohes Polmaterial wurde unter Verwendung des so bearbeiteten Fadens als Platinenpolfaden durch eine Rundstrickmaschine hergestellt. Das Polmaterial wurde danach einem bekannten Scherprcr/eß unterworfen und anschließend gefärbt. Der geschorene Polfaden des entstandenen Materials (s. F i g. 6) hatte einen c/i/c/₂-Wert von 1,02, was im Bereich der Erfindung liegt, und besitzt ein ausgezeichnetes Oberflächenaussehen mit tiefer Farbe.

Vergleichsbeispiels 1

Der gleiche, nicht verstreckte Faden, der im Beispiel 1 benutzt wurde, wurde einem normalen Verstreckprozeß bei einem Verstreckverhältnis von 3,0 mittels einer Heizrolle mit einer Temperatur von 85°C und einer Heizplatte von 180°C unterworfen. Der erhaltene voll verstreckte Faden hat die Eigenschaften Γι =3,3 g/den, T₂ = 3,8 g/den, £1=8% und £₂ = 27%. Das Vergleichspolniaterial wurde in der gleichen Weise hergestellt wie im Beispiel 1. Das geschorene Polmateria! des Vergleichsmaterials hatte pilzförmiges Aussehen (s. F i g. 7) mit einem d\/d₂-Werl von 1,5 0, der außerhalb der Erfindung liegt, und ein unregelmäßiges und angeschmutztes Aussehen durch Lichtstreuung an der Oberfläche des Polmaterials und durch dort anhaftende Fremdstoffc.

Vergleichsbeispiel 2

Ein halbverstreckter Faden wurde in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, außer daß das Verstreckverhältnis 2,5 betrug. Der dabei entstandene Faden hat die Eigenschaften von T₁ = 1,2 g/den, T₂ = 2,6 g/den, £, = 11% und £₂ = 63%. Ein Vergleichs-Polmaterial wurde in der gleichen Weise hergestellt wie im Beispiel 1. Der gescherte Polfaden in dem Vergleichsmaterial hatte ein pilzförmiges Aussehen (s. Fig. 8) mit einem di/c/2-Wert von 1,45. Das Aussehen und der Griff der Oberfläche des Polmaterials waren unbefriedigend. Wie aus diesen Ergebnissen ersichtlich wird, kann das gewünschte Produkt nicht einfach durch eine Erniedrigung der Reißfestigkeit des Polfadens erreicht werden.

Beispiel 2

55

Ein halbausgerichteter, nicht verstreckter Faden von 130 den/24 fil, der aus reinem Polyäthylen-Terephthalat zusammengesetzt war, wurde mit einer Geschwindigkeit von 3000 m/min schmelzversponnen. Der nicht verstreckte Faden wurde dann in entspanntem Zustand, der durch eine Speisegeschwindigkeit, die 15% über der Abzugsgeschwindigkeit lag, erreicht wurde, einer Hitzebehandlung unterworfen, bei der die Kristallisationstemperatur 220⁰C betrug. Danach wurde der Faden mit einem Verstreckverhältnis von 1,6 kaltverstreckt, wodurch ein Faden mit den Eigenschaften Γι = 1,2 g/den, T₂ = 2,7 g/den. E\ =4% und £2 = 25% hergestellt wurde. Ein geschertes Polmaterial wurde unter Verwendung eines so hergestellten Fadens als Polfaden in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Das geschorene Polmaterial der so erhaltenen Probe (s. F i g. 9) hatte einen c/|/cy₂-Wert von 1,22, was im Bereich der Erfindung liegt, und fühlte sich gut an.

Vergleichsbeispiel 3

Der gleiche halb ausgerichtete nicht verstreckte Faden wie er im Beispiel 2 benutzt wurde, wurde einem normalen Verstreckprozeß mit einem Verstreckverhä'ltnis von 1,5 und einer Temperatur von 160°C unterworfen. Der erhaltene verstreckte Faden hatte die Eigenschaften von Γι =3,6 g/den, T₂ = 4,9 g/den, E\ =9% und £₂ = 26%. Ein Vergleichspolmaterial wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 hergestellt. Das geschorene Polmaterial des Vergleichsmaterials hatte einen unregelmäßigen Endbereich (s. Fig. 10). Der d]/d₂-Wen betrug 1,82, was außerhalb des Bereichs der Erfindung liegt. Das Polmaterial war unbefriedigend in Bezug auf Farbklarheit und Tiefe der Farbnuancen als auch bezüglich des rauhen Griffs.

Beispiel 3

Ein Faden aus Polyester mit einem Natrium-5-Sulfo-Isophthalatgehalt von 3,5 mol-% wurde mittels eines Schnellspinnprozesses mit anschließendem Abschrekken mit einer Geschwindigkeit von 4000 m/min schmelzgesponnen und dann einer Hitzebehandlung durch eine Heizrolle von 200°C zur Kristallisation unterworfen. Danach wurde er durch eine Abschreckrolle gekühlt. Das so hergestellte Filament hatte einen Titer von 75 den/24 fil und die Eigenschaften von T₁ = 1,4 g/ den, T₂= 1,7 g/den, £,=7% und £₂ = 32%. Ein geschorenes Polmaterial wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt. Die geschorenen Polfäden des Materials (s. F i g. 11) hatten einen geraden Verlauf mit einem cfi/c/2-Wert von 1,05. Das Polmaterial war von hoher Qualität mit guter Farbtiefe, Glanz und Griff.

Beispie! 4

Ein nicht verstreckter Filamentfaden von 300 den/ 48 fil eines kationisch färbbaren Polyesters, der 2,6 mol-% von Natrium-5-Sulfo-lsophthalat enthielt, wurde mit einer Geschwindigkeit von 1200 m/min gesponnen. Der nicht verstreckte Faden wurde mit einem Verstreckverhältnis von 2,0 durch eine Heizrolle von 100⁰C und einer Heizplatte mit einer Temperatur von 120°C verstreckt, um einen halborientierten Faden zu erhalten, der eine Dehnbarkeit von 110% besitzt. Danach wurde der halb ausgerichtete Faden in einen 10%ig schlaffen Zustand zur Kristallisation bei 200⁰C entspannt und dann mit einem Verstreckverhältnis von 1,6 bei Raumtemperatur verstreckt, wodurch der dabei erhaltene Faden die Eigenschaften von T] = 1,7 g/den, T₂ = 2,2 g/den, £, = 5% und £₂ = 30% aufwies.

Ein Polmaterial wurde unter Verwendung des so erhaltenen Fadens für alle Fäden auf einer Doppelsamtwebmaschine hergestellt. Das Polmaterial wurde gefärbt, nachdem durch eine Schermaschine eine gleichmäßige Polfadenhöhe von 2 mm erreicht wurde. Der so erhaltene Samt hatte glattgeschnittene Polfäden mit einem d,/c/₂-Wert von 1,03. Das Aussehen und der Griff der Oberfläche des Polmaterials waren herkömmlichem Samt überlegen.

Vergleichsbeispiel 4

Ein nicht verstreckter Faden von 300 den/48 fil eines kationisch färbbaren Polyesters, der 2,6 mol-% von Natrium-5-Su!fo-Isophthalat enthält, wurde mit einer Geschwindigkeit von 1200m/min gesponnen. Der nicht verstreckte Faden wurde mit einem Verstreckverhältnis von 3,0 in bekannter Weise durch eine Heizrolle mit einer Temperatur von 85^s C und einer Heizplatte mit einer Temperatur von 180°C verstreckt, wodurch ein vollverstreckter Faden mit den Eigenschaften Γ, =3,3 g/den, T₂ = 3,8 g/den, E, =8% und E₂ = 27% erhalten wurde.

Ein Vergleichssamt wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 4 hergestellt. Die Qualität jedoch war nicht so gut wie im Beispiel 6, insbesondere in der Tiefe der Farbnuancen und der Reinheit der Oberfläche des Polmaterials.

Unter Benutzung eines zweiten Aspekts der Erfindung ist es möglich, die Farbtiefe auf der Polmaterialoberfläche des geschorenen Polmaterials weiter zu verbessern. Dieser Teilaspekt läßt sich vorzugsweise auf ein samtartiges geschorenes Polmaterial anwenden, das zumindest im Polbereich ein thermoplastisches Kunststoffilament enthält, wie das beim ersten Teilaspekt der Fall ist. Der Polfaden zeigt hier eine gute Geradlinigkeit, auch nachdem das Material einer nachträglichen Wärmebehandlung unterworfen wurde. Das Maß für die Geradlinigkeit ist ein Verformungsfaktor D, der mit Bezug auf F i g. 12 wie folgt definiert ist:

Ein einzelnes Filament F, das den Polbereich bildet, wurde mit Sorgfalt aus dem geschorenen Polmaterial entnommen, so daß sich seine Gestalt nicht veränderte. Das Filament F wird mikroskopisch fotografiert und seine Gestalt vermessen durch 1) Messen einer Höhe L des Filaments F, definiert durch den Abstand zwischen einem oberen Punkt P und einem Fußpunkt R, 2) Bestimmung eines Punktes Q des Filaments F, der vom oberen Punkt P in Richtung zum Fußpunkt R einen Abstand von 0,9 L hat, 3) Verbinden der beiden Punkte Pund Q mit einer Sehne und 4) Messung des maximalen Abstands D zwischen dem Kreisbogen PQ und der Sehne TQ.

Erfindungsgemäß soll der Wert von D/0,9 L nicht mehr als 0,1 betragen.

Es gibt viele Faktoren, die die Geradlinigkeit des polbildenden Filaments erniedrigen. Der Hauptfaktor ist die Freisetzung der internen Spannung, die während des Herstellungsprozesses des Filaments gespeichert wird. Deshalb ist es notwendig, die interne Spannung des Filaments abzubauen und die restliche Spannung zu beseitigen, bevor das Filament in einem Polmaterial Verwendung findet. Die Erfinder haben beobachtet, daß die freigesetzte interne Spannung im Falle des modifizierten Polyesters, der eine dritte Komponente enthält, größer ist als im Fall von reinem Polyester. Ungleichmäßige Verteilung der dritten Komponente im Kunststoffmaterial, Unregelmäßigkeiten beim Abschrecken im Schmelzspinnprozeß, kleinere Unterschiede in der Temperaturvorgeschichte von benachbarten Teilen des Filaments, die bei einem heißen Verstreckvorgang erzeugt wurden, usw. bewirken eine unregelmäßige Spannung im fortlaufenden Filament, und die Spannungskräfte solcher Art werden freigesetzt durch entspannende Bedingungen, wie z. B. Reinigungsprozesse, Färben oder Thermofixieren, nachdem das Filament zum Polmaterial verarbeitet ist. Deshalb ist es entsprechend der Erfindung notwendig, ein Filament als polbildenden Farben zu benutzen, das frei ist von unregelmäßigen internen Spannungen. Ein solcherart verbessertes Filament kann erhalten werden, dadurch, daß ein normal verstrecktes thermoplastisches Kunststoffilament einer weiteren Thermofixierung unterzogen wird, bevor es zu einem Polmaterial verarbeitet wird.

Jede Art von Wärmebehandlung kann für diesen Zweck angewendet werden, wie z. B. ein kontinuierliches Verfahren, in welchem der Faden in einem Durchlauf durch einen berührungsfreien Heizer oder durch einen Kontaktheizer wie z. B. eine Heizplatte oder eine Heizrolle geführt wird oder aber auch in einem chargenweisen Verfahren, in dem der Faden auf der Haspel oder auf dem Garnkörper behandelt wird.

Fig. 13 veranschaulicht eine bevorzugte Thermofixierung, die für die obigen Zwecke benutzt wurde. Ein ursprünglicher Faden 10, der durch einen normalen Spinn- und Verstreckprozeß hergestellt wurde, wird kontinuierlich durch den Heizer 11, der zwischen einem Rollenpaar 12 und einem anderen Rollenpaar 13 angeordnet ist, beheizt und wird auf einen Garnkörper 14, der von einer Spulmaschine gehalten wird, aufgewickelt. Bei der Wärmebehandlung muß Sorgfalt darauf verwendet werden, daß der Faden 10 sich in dem Heizer 11 in einem entspannten Zustand befindet, er aber andererseits auch gestreckt gehalten wird (in anderen Worten, es soll ein freies Durchbiegen vermieden werden). Dies läßt sich dadurch erreichen, daß der Faden 10 von dem Rollenpaar 12 mit einer relativ zur Geschwindigkeit des Rollenpaars 13 passender Geschwindigkeit eingespeist wird.

Die Schrumpfung des entstandenen Fadens in kochendem Wasser und in heißer Luft von 160⁰C wird als Maß für die restliche interne Spannung verwendet. Entsprechend dem zweiten Aspekt der Erfindung besitzt der resultierende Faden, der als polbildendes Filament benützt wird, notwendigerweise eine Schrumpfung in kochendem Wasser von weniger als 3%, vorzugsweise wengier als 2%, und in heißer Luft bei 160"C von wcniger als 5%, vorzugsweise weniger als 3%.

Jedes thermoplastische Kunststoffilament kann unter dem zweiten Aspekt der Erfindung benutzt werden, besonders zu bevorzugen ist jedoch Polyester wegen seiner ausgezeichneten Steifheit und guten Funktionalität.

Ein bevorzugter Polyester ist modifiziert und enthält eine dritte Komponente, um seine Färbbarkeit zu verbessern. Diese Verbesserung ist besonders wünschenswert für ein geschorenes Polmaterial, wie z. B. Samt, da das Färben dann unter atmosphärischem Druck durchgeführt werden kann.

Wie zuvor festgestellt wurde, hat der modifizierte Polyester eine größere Tendenz zur Verformung, verglichen mit dem reinen Polyester. Dementsprechend kann die Erfindung besonders wirkungsvoll auf einen modifizierten Polyester angewendet werden, der mindestens 3 mol-% der modifizierenden Komponente enthält. Natrium-5-Sulfo-Isophthalat ist die bevorzugte Komponente für die Modifizierung des Polyesters in bezug auf seine Affinität zu kationischen Farbstoffen, so daß eine ausgezeichnete Farbreinheit der Polmaterialoberfläche beim gefärbten Material erzielt werden kann.

Samt, insbesondere derjenige, der auf einer Doppclsamtwebmaschine hergestellt wurde, ist das bevorzugte textile Polmaterial für die Anwendung des zweiten Aspekts der Erfindung, da er Polfäden in gleichmäßiger Anordnung und mit hoher Dichte enthalten sollte.

Die Wirkungen der Erfindung werden im folgenden beschrieben, wobei Bezug genommen wird auf die mi-

kroskopischen fotografischen Aufnahmen in den Fig. 14a bis 21, die die Gestalt der polbildenden Filamente entsprechend den Beispielen des zweiten Aspekt der Erfindung und vergleichbaren Beispielen davon zeigen.

Zwei Fadenproben A und B werden durch ein Verfahren hergestellt, wie es in Fig. 13 dargestellt ist, mit einem ursprünglichen Filament von 120 den/36 fil, das aus kationisch färbbarem Polyäthylen-Terephthalat besteht, daß mit 2,6 mol-% Natrium-5-Sulfo-Isophthalat modifiziert ist.

Prozeßbedingungen und Eigenschaften des resultierenden Fadens in Tabelle 2 aufgelistet.

Tabelle 2

ursprünglicher
Faden
(Vergleichsprobe)

Probe A

Probe ß

Heiztemperatur - 230⁰C 23O⁰C

Behandlungsdauer — 0,6 see 0,6 sec

Zuliefer- - 0% 0%

Überschuß*)

Wickeige- —

geschwindigkeit

Zug 137 g

Dehnung 33%

Schrumpfung in 5,6%

kochendem Wasser

Schrumpfung in 7.8% 2,4% 1,1%

160"C heißer

100 m/min 100 m/min

139 g 138 g

35% 31%

1,9% 1,0%

der Fadenprobe B bzw. des ursprünglichen Fadens als Polkette hergestellt, entsprechend den folgenden Punkten:

Ursprüngliches Material
Grundkette:

Schuß:

ίο Kettendichte:
Schußdichte:
Typ der
Webmaschine:

Nachbehandlung
Reinigung:
Thermofixieren:
Färbung:

nicht-thermofixiertes kationisch färbbares Polyester-Filament von 100 den/48 fil.
wie oben

90,6 Faden/3,79 cm
140 Faden/3,79 cm

Doppelsamtwebmaschine

9O⁰C

170⁰C

60 min bei 98°

Die mikroskopischen fotografischen Aufnahmen der Schnitte durch die Proben 1 und Il sind in den Fig. 18 bzw. 19 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Polfäden von Probe I, verglichen mit Probe II, eine bessere Geradlinigkeit zeigen. Um deren Geradlinigkeit besser abschätzen zu können, wurde eine Vielzahl von polbildenden Filamenten aus den Proben 1 und Il entnommen (s. F i g. 20 und 21). Hiervon wurden dann die Verformungsfaktoren D bestimmt. Die Ergebnisse der Werte von D/0,9 L sind in Tabelle 3 aufgelistet.

Tabelle 3

*) prozentualer Überschuß der Zuliefer- gegenüber der Abzugsgeschwindigkeit.

Um das thermische Verhalten des speziell hergestellten Fadens der Erfindung zu klären, wurde ein Experiment durchgeführt, bei welchem die Fadenproben A tind B und der ursprüngliche Faden verschiedenen Wärmebehandlungen auf verschiedenen Temperaturstufen im losen Zustand unterworfen wurden. Der unterschiedliche Grad an Verformung der Fadenprobe A ist in den mikroskopischen fotografischen Aufnahmen in den Fig. 14a bis 14c wiedergegeben, wobei Fig. 14a den Zustand vor der Wärmebehandlung, Fig. 14b den Zustand nach der Wärmebehandlung bei 160⁰C und F i g. 14c den Zustand nach der Wärmebehandlung bei 180" C zeigen. In ähnlicher Weise zeigen die Fig. 15a bis 15c die Fadenprobe B und die Fig. 16a bis 16c den ursprünglichen Faden als Vergleichsprobe, wobei a, b oder c in den Abbildungsnummern jeweils die oben angegebene Bedeutung besitzen. Wie aus den Abbildungen deutlich wird, werden die Fadenproben, insbesondere die Probe B, weniger stark verformt als die Vergleichsprobe.

Die Fig. 17a bis 17c zeigen den Verformungsgrad eines anderen Vergleichsfadens der aus einem kationisch färbbaren Polyester, der 5 mol-% von Natrium-5-Sulfo-isophthaIat enthält, hergestellt wurde. In diesem Fall ist die Verformung größer als bei den vorigen Proben. In den Figuren haben a, b, c die gleiche Bedeutung wie oben.

Zwei Samtproben I und Il wurden unter Verwendung

10
Mittelwert

Probe I	Probell
erfindungs	Vergleichs
gemäß	probe
0,01	0,13
0,05	0,08
0.02	0,19
0,03	0,15
0.01	0,0b
0,06	0,10
0,04	0.12
0,01	0,17
0,00	0,09
0,02	0,14
0,025	0,123

Daraus läßt sich ablesen, daß der Wert D/0,9 L in guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen eines Fühltests steht.

Bei weiteren Tests an Proben, die unter verschiedenen Bedingungen bei der Wärmebehandlung hergestellt wurden, wurde herausgefunden, daß der Wert von Dl 0,9 L nicht mehr als 0,1 betragen soll, damit der Zweck des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung erreicht wird.

Die Wirkungen des zweiten Aspekts der Erfindung werden in den folgenden Beispielen deutlich werden:

Beispiel 5

Das kationisch färbbare Polyester-Filament, das in Beispiel 1 benutzt wurde, wurde einer weiteren Thermofixierung unterzogen, wobei es um eine Heizrolle mit einer Temperatur von 220⁰C gewickelt wurde, so daß der Faden Schrumpfungseigenschaften von 1,5% und 2,8% in heißem Wasser bzw. 160° C heißer Luft aufwies.

13

Mit dem resultierenden Faden als Platinenpolfaden wurde ein textiles Poimaterial in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt. Die Oberfläche dieses Polmaterials zeigte ein elegantes Ausssehen mit tiefen Farbnuancen entsprechend dem multiplikativen Effekt der glatt abgeschorenen Enden und der guten Geradlinigkeit der Polfäden. Bei diesem Material betrug der Wert von (I_xId₂ 1,02 und der Wert von D/0.9 L 0,04.

Beispiel 6

Ein Polyester-Filament, das im Beispiel 2 benutzt wurde, wurde weiter durch das in Fig. 13 dargestellte Verfahren thermofixiert, wobei der Faden durch eine Spaltheizung mit einer Temperatur von 240⁰C läuft und die Zuliefergeschwindigkeit 2% über der Abzugsgeschwindigkeit liegt. Auch mit dieser erhöhten Zuliefergeschwindigkeit konnte der Faden die Heizung geradlinig durchlaufen, da der Faden in der Heizung schrumpft Der so entstandene Faden hatte Schrumpfeigenschaften von 1,7% und 2,4% in kochendem Wasser bzw. 160° C heißer Luft. Ein textiles Polmaterial wurde aus dem resultierenden Faden ab Platinenpolfaden in der gleichen Weise hergestellt wie im Beispiel 1. Die Oberfläche dieses Polmaterials hatte ein ausgezeichnetes Aussehen, insbesondere eine tiefe Farbnuance. In diesem Beispiel betrug der Wert von d\ld₂ 1,19 und der Wert für D/0,9 L 0.08.

Beispiel 7

Der Beispiel 4 entsprechende Faden wurde einer weiteren Hitzebehandlung mittels einer Heizrolle mit einer Temperatur von 220° C unterzogen, so daß der thermofixierte Faden Schrumpfeigenschaften von 1,5% und 2,8% in kochendem Wasser bzw. in 160° C heißer Luft aufwies. In der gleichen Weise wie im Beispiel 6 wurde Samt hergestellt. Dieser Samt hatte bessere Eigenschaften als derjenige von Beispiel 6 entsprechend dem multiplikativen Effekt der nicht verformten Enden und der guten Geradlinigkeit der Polfäden. In diesem Zusammenhang betrugen die Werte von d\ld₂ 1,02 und der Wert D/0,9 L 0,05.

Entsprechend der Erfindung besitzt die Oberfläche des Polmaterials sowohl einen guten und weichen Griff als auch tiefe Farbnuancen, weil die geschorenen Polfäden des Polmaterials keine pilzförmige Gestalt in den Endbereichen haben. Ferner haben die Polfäden eine bessere Geradlinigkeit, auch nachdem sie einer nachträglichen Wärmebehandlung unterzogen wurden, wodurch das Aussehen des Materials in großem Ausmaß verbessert wird.

Hierzu 16 Blatt Zeichnungen 55

Claims (1)

1. it st-

   Patentansprüche:

   !.Textiles Polmateriai mit Polflächen aus thermoplastischem Kunststoff, wobei mindestens 50% der Polfäden freie Endbereiche mit abgeschnittenen Enden aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelwert eines maximalen Durchmessers d\ dieser freien Endbereiche der Beziehung