DE60025440T2

DE60025440T2 - Weichelastische Garne und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE60025440T2
Application number: DE60025440T
Authority: DE
Inventors: Toray Kami-iwasaki 8-7 Takashi Mishima-shi Ochi; Toray Nakatogari 2-21 Katsuhiko Sunto-gun Mochizuki; Toray Yoroizaka B82 Yuhei Maeda
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2020-06-07
Also published as: CN1154755C; ES2255948T3; KR100629813B1; US6803000B2; ID26325A; MY128170A; US6306499B1; EP1059372A3; TW476819B; EP1059372A2; DE60025440D1; US20010055683A1; ATE315673T1; CA2310686A1; CA2310686C; KR20010049484A; EP1059372B1; CN1276444A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft weiche Stretchgarne, die aufgrund ihrer herausragenden Kräuselbarkeit, Stoffen weiche Dehnbarkeit verleihen können, sowie Stoffe, die unter Verwendung solcher Garne hergestellt sind.
Kunstfaserstoffe weisen bezüglich ihrer Haltbarkeit, ihrer einfachen Handhabbarkeit und dergleichen im Vergleich mit Naturfaserstoffen und Halbsynthetikstoffen herausragende Eigenschaften auf und finden breite Anwendung. Verglichen mit Naturfaserstoffen und Halbsynthetikstoffen sind sie in Bezug auf ihr ästhetisches Erscheinungsbild und ihre Handhabung unterlegen, weswegen es in der Vergangenheit zu verschiedensten Verbesserungen gekommen ist. Eine Herangehensweise umfasste das Imitieren von Natur- oder Halbsynthetikfasern. In Bezug auf Erscheinungsbild und Handhabung sind hingegen aktiv Verbesserungen verfolgt worden, die Kunstfasern betrafen, die sich stark von Naturfasern und Halbsynthetikfasern unterschieden. Mit diesen Kunstfasern sind umfassende Studien durchgeführt worden, um die Bereiche zu erweitern, in denen Natur- oder Halbsynthetikfasern schlechte Werte zeigen und Kunstfasern vorteilhaft sind. Dabei ist ein Hauptgebiet die als Dehnung oder Stretch bekannte Eigenschaft.
Bezugnehmend auf das Verleihen von Dehnbarkeit ist bisher beispielsweise ein Verfahren der Beimischung von Polyurethanfasern in ein Textilgewebe angewandt worden, um Dehnbarkeit zu verleihen. Polyurethanfasern erzeugen jedoch Probleme aufgrund von schwieriger Handhabung, die Polyurethanen zu Eigen ist, sowie von Verschlechterung des Tragegefühls und des Faltenschlags des Stoffs. Zudem sind Polyurethane mit den zur Färbung von Polyestern eingesetzten Farbstoffen schwierig zu färben, und bei Verwendung zusammen mit Polyesterfasern kommt es nicht nur zu einem komplizierten Färbevorgang, sondern es wird auch das Färben in einer gewünschten Farbe erschwert.
Als Verfahren, bei dem weder Polyurethanfasern noch falschdrahttexturiertes Garn verwendet werden, sind daher verschiedentlich Polyesterfasern vorgeschlagen worden, wo Verbindungen nebeneinander liegender Polymere zum Einsatz kommen.
Im japanischen Patent 44-2504 und in der JP-A-04-308271 sind nebeneinander angeordnete Zweikomponentenfasern aus Polyethylenterephthalat (PET) mit unterschiedlichen Grenzviskositäten beschrieben; und in der JP-A-5-295634 sind nebeneinander angeordnete Fasern aus Homo-PET und Copolymer-PET mit höherer Schrumpfung als das Homo-PET beschrieben. Wenn solche Polyesterfasern mit latenter Kräuselbarkeit verwendet werden, ist es tatsächlich möglich, einen gewissen Dehnbarkeitsgrad zu erzielen, wobei jedoch der Nachteil auftritt, dass bei Dehnung des Stoffs eine hohe Spannung und somit ein starkes Einengungsgefühl entsteht und ein harter Stoff gebildet wird. Zudem ergibt sich mit nebeneinander angeordneten Zweikomponentenfasern dieser Art das Problem, dass die Fähigkeit, Kräuselungen im Textilgewebe in einem erzwungenen Zustand zu halten, gering ist oder die Kräuselung durch äußere Einwirkungen leicht dauerhaft deformiert wird. Bei nebeneinander angeordneten Zweikomponentenfasern wird nicht die auf einem Substratpolymer, wie z.B. einer Polyurethanfaser, basierende Dehnbarkeit, sondern zur Bereitstellung der Dehnbarkeit jene Kräuselung genutzt, die als Ergebnis der Schrumpfungsdifferenz zwischen den Polymeren in der Konjugatfaser auftritt, wobei das Polymer mit höherer Schrumpfung die Innenseite der Kräuselung bildet. Folglich wird angenommen, dass die zuvor erläuterten Probleme dann auftreten, wenn beispielsweise eine Wärmebehandlung erfolgt, wobei die Schrumpfung des Polymers eingeschränkt ist, wie dies in einem Textilgewebe der Fall ist, und die Wärmestabilisierung in diesem Zustand stattfindet, so dass die Schrumpfungsfähigkeit über diesen erzwungenen Zustand hinaus verloren geht.
Zudem sind nebeneinander angeordnete Zweikomponentenfasergarne unter Verwendung von Polytrimethylenterephthalat (PTT) oder Polybutylenterephthalat (PBT), die Polyester mit leichter Dehnbarkeit darstellen, in der JP-A-43-19108, die der GB-A-1.075.689 entspricht, beschrieben, wobei jedoch in Beispiel 15 dieser Veröffentlichung angemerkt wird, dass zum Dehnen eine große Kraft erforderlich ist. Aus der Garnanzahl des fertigen wärmebehandelten Stoffes berechnet, ist die in Beispiel XV-d erzeugte Spannung bei 30 % Dehnung mit 60 × 10^–3 cN/dtex oder mehr tatsächlich ziemlich hoch, womit es zu einem starken Einengungsgefühl kommt. Bei Durchführung von Folgeversuchen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung darüber hi naus Nachteile festgestellt, die eine schlechte Uster-Ungleichmäßigkeit (U%) und starke Färbeungleichmäßigkeit als Stoff umfassen.
Die vorliegende Erfindung behandelt das Problem des starken Einengungsgefühls und des Grobwerdens des Stoffes, sowie die durch Garnungleichmäßigkeiten verursachten Probleme, die in Zusammenhang mit herkömmlichen nebeneinander angeordneten Zweikomponentenfasergarnen stehen, und stellt weiche Stretchgarne bereit, die Stoffe mit herausragenderer weicher Dehnbarkeit sowie besserer Farbgleichmäßigkeit ergeben als bisher, sowie aus diesen Garnen hergestellte Stoffe.
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem Aspekt ein Garn (Y), das im Wesentlichen Polyesterfasern umfasst (und vorzugsweise daraus besteht), wobei das Garn (Y) exzentrische Konjugat-Polyesterfasern umfasst, worin zumindest eine Komponente der Konjugatfasern Polytrimethylenterephthalat (PTT) ist und die Faser gekräuselt werden kann, um die PTT-Komponente an der Innenseite der Kräuselung bereitzustellen, und worin das Garn nach einer Wärmebehandlung durch 15-minütiges Eintauchen in siedendes Wasser und einer anschließenden 15-minütigen Trockenwärmebehandlung bei 180 °C eine Spannung bei 50 % Dehnung des Garns von nicht mehr als 30 × 10^–3 cN/dtex und gleichzeitig eine prozentuelle Rückverformung von zumindest 60 % aufweist. Die Uster-Ungleichmäßigkeit des Garns beträgt nicht mehr als 2,0 %, und vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Kräuselung nicht mehr als 250 μm. Folglich sind die vorliegenden Fasern vorzugsweise Konjugat-, noch bevorzugter Mehrfachsegment- (nebeneinander angeordnet) oder multizentrierte Hülle-Kern-Konjugat-Fasern (mit exzentrischem Querschnitt) zumindest zweier Komponenten, die jeweils aus unterschiedlichen Polyestern bestehen.
In einem Verfahrensaspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren (A) zur Herstellung eines Garns bereit, indem ein Garn aus Konjugatfasern, die zwei Arten von Polyester umfassen, die sich in ihrer Schmelzviskosität unterscheiden, wobei der Polyester mit der höheren Schmelzviskosität PTT ist, mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von zumindest 1.200 m/min gesponnen, bei einer Verstreckungstemperatur von 50 bis 80 °C und einem Verstreckungsverhältnis, das eine Zugdehnung des ver streckten Garns von 20 bis 45 % ergibt, verstreckt und anschließend thermofixiert wird. Das hergestellte Garn umfasst im Wesentlichen Polyesterfasern, die eine Uster-Ungleichmäßigkeit von nicht mehr als 2,0 % aufweisen, und das Garn weist nach einer Wärmebehandlung eine Spannung bei 50 % Dehnung des Garns von nicht mehr als 30 × 10^–3 cN/dtex und gleichzeitig eine prozentuelle Rückverformung von zumindest 60 % auf.
Das obige Verfahren kann angewandt werden, um ein Garn (Y) mit den obigen Eigenschaften herzustellen, wodurch ein weiches Stretchgarn erhalten wird, das die zuvor erläuterten Probleme zumindest teilweise beseitigt.
Im Folgenden werden praktische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 stellt ein Diagramm dar, das die Spannungs-Dehnungs-Hysteresekurve eines erfindungsgemäßen Garns zeigt.
2 ist eine grafische Darstellung von Spinndüsen, die zum Spinnen nebeneinander angeordneter Zweikomponentenfasern in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.
3 ist eine grafische Darstellung verschiedener Faserquerschnittsformen von Polyesterfasern erfindungsgemäßer Garne.
4 ist eine grafische Darstellung des Verfahrens zur Ermittlung des Krümmungsradius der Grenzfläche zwischen zwei Komponenten einer im erfindungsgemäßen Garn vorliegenden Zweikomponentenfaser.
5 ist eine grafische Darstellung einer Spinn/Aufwickel-Maschine zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren.
6 ist eine grafische Darstellung einer Verstreckungsmaschine zur Verwendung in einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren.
7 ist eine grafische Darstellungr eine Verstreckungsmaschine zur Verwendung in einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren.
8 ist eine grafische Darstellung einer direkten Spinn-Verstreck-Maschine zur Verwendung in weiteren erfindungsgemäßen Verfahren.
9 ist eine grafische Darstellung einer weiteren direkten Spinn-Verstreck-Maschine zur Verwendung in Beispiel 14.
10 ist eine grafische Darstellung eines Verfahrens zur Messung des Kräuseldehnungsfaktors.
11 ist eine Elektronenmikroskopaufnahme, die ein Beispiel für eine Kräuselungsform des weichen Stretchgarns zeigt.
In einem erfindungsgemäßen Garn ist es zur Erzielung einer weichen Dehnbarkeit wichtig, dass der Widerstand gegenüber Dehnung des Garns gering ist und die Rückverformung aus der Dehnung hoch ist, wobei diese Eigenschaften durch die Spannung des Garns bei 50 % Dehnung und die prozentuelle Rückverformung in der Spannungs-Dehnungs-Hysteresekurve (1) ermittelt werden können. In der Praxis wird das stranggewickelte Garn wärmebehandelt und gekräuselt, wonach auf das Garn unter Verwendung einer automatischen Zugfestigkeitsprüfmaschine eine Anfangsspannung von 4,4 × 10^–3 cN/dtex (5 mp/d) angelegt wird, anschließend das Garn auf 50 % gedehnt und die Spannung abgelesen wird.
Bei weichem Stretchgarn der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, dass die Spannung bei 50 % Dehnung des Garns nicht mehr als 30 × 10^–3 cN/dtex beträgt, wodurch ermöglicht wird, eine gute weiche Dehnbarkeit zu erzielen, und weiche Stoffe erhalten werden können, die kein Einengungsgefühl vermitteln. Bei herkömmlichem ne beneinander angeordnetem Zweikomponentengarn ist die Spannung bei 50 % Dehnung des Garns hoch und übersteigt 50 × 10^–3 cN/dtex. Zudem ist es zur Erzielung ausreichender Dehnbarkeit wichtig, dass die Rückverformung zumindest 60 % beträgt. Vorzugsweise beträgt die Rückverformung zumindest 70 %.
Wenn der Kräuselungsdurchmesser des weichen Stretchgarns nach erfolgter Wärmebehandlung weniger als 250 μm beträgt, kommt es ohne weiteres zu weicher Dehnbarkeit, wird das Grobwerden des Stoffes bei der Stoffherstellung unterdrückt und ist es möglich, ein Material von hoher Qualität zu erhalten, womit dieser Durchmesser bevorzugt wird. Der Kräuselungsdurchmesser des weichen Stretchgarns beträgt vorzugsweise nicht mehr als 200 μm.
Wenn die Kräuselungsphase zwischen den einzelnen Filamenten einheitlich ist, kann darüber hinaus bei Verarbeitung zu einem Stoff ein feiner Krepp ausgebildet werden, wodurch es möglich wird, Stoffe mit ansprechender Oberfläche zu erhalten. Wenn es hingegen zu einer Abweichung der Kräuselungsphase zwischen den einzelnen Filamenten kommt, ist es einfacher, einen Stoff mit glatter Oberfläche herzustellen, und es ist einfacher, einen Stoff mit guter Glätte zu erzeugen.
Wenn der Kräuselungsdehnungsfaktor (E₀) nach Wärmebehandlung ohne Belastung zumindest 45 % beträgt, wird die Dehnbarkeit zusätzlich verbessert, was bevorzugt wird. Hierin ist der Kräuselungsdehnungsfaktor ein Index, der den Kräuselungsgrad festlegt, wobei je höher der Wert des Kräuselungsdehnungsfaktors desto höher der Grad der Kräuselung und desto besser die Dehnbarkeit. E₀ beträgt noch bevorzugter zumindest 60 %. E₀ zeigt das Ausmaß der Kräuselung ohne Belastung. In dem Fall, bei dem ein nebeneinander angeordnetes Zweikomponentenfasergarn die Form eines stark gezwirnten Garns oder eines Stoffes aufweist, kommt es bisweilen zu einer Einschränkung durch das harte Zwirnen, oder es wirkt eine einschränkende Kraft aufgrund der Webstruktur, so dass es schwierig ist, die Kräuselung aufrechtzuerhalten. Folglich kann der Kräuselungsdehnungsfaktor unter Belastung ebenfalls wichtig sein, wobei diese Eigenschaft aus dem Kräuselungsdehnungsfaktor (E_3,5) ermittelt werden kann, wenn eine Belastung von 3,5 × 10^–3 cN/dtex (4 mp/d) ausgeübt wird. Im Falle des weichen Stretchgarns der vorliegenden Erfindung beträgt E_3,5 vorzugsweise zumindest 10 %. Bei nebeneinander angeordneten Zweikomponentengarnen vom herkömmlichen Polyethylenterephthalattyp beträgt E_3,5 jedoch etwa 0,5 %, womit in Fällen, bei denen ein hart gezwirntes Garn oder ein Stoff hergestellt wird, die Kräuselung nicht ohne weiteres aufrechterhalten wird und es zu schlechter Dehnbarkeit kommt. E_3,5 beträgt vorzugsweise zumindest 14 %.
Wenn weiters die prozentuelle Kräuselungsbeibehaltung nach wiederholtem, 10-maligem Dehnen zumindest 85 % beträgt, zeigt die Kräuselung keine dauerhafte Deformation, und die Formbeibehaltung wird bei Dehnung des Stoffes deutlich gesteigert, was bevorzugt wird. Die Kräuselungsbeibehaltung nach 10-maligem Dehnen beträgt vorzugsweise zumindest 90 % und noch bevorzugter zumindest 95 %. Bei nebeneinander angeordneten Zweikomponentengarnen vom herkömmlichen Polyethylenterephthalattyp beträgt die Kräuselungsbeibehaltung nach 10-maligem Dehnen jedoch weniger als 80 %, und es kommt zu einer schlechten Formbeibehaltung bei Dehnung des Stoffes.
Damit das harte Zwirnen oder die Webeinschränkungen überwunden werden und die Kräuselung dennoch aufrechterhalten bleibt, kann die Schrumpfspannung ebenfalls wichtig sein, und es wird bevorzugt, dass der Maximalwert der Spannung zumindest 0,25 cN/dtex (0,28 p/d) beträgt. Noch bevorzugter beträgt der Maximalwert der Spannung zumindest 0,30 cN/dtex (0,34 p/d). Zudem beträgt die Temperatur, bei der die maximale Schrumpfspannung auftritt, vorzugsweise zumindest 110 °C.
Wenn die Anfangsspannung des Garns nicht mehr als 60 cN/dtex beträgt, ist der Stoff weicher, was bevorzugt wird. Die Anfangsspannung beträgt vorzugsweise nicht mehr als 50 cN/dtex.
Wenn darüber hinaus eine starke Stoffschrumpfung in darauf folgenden Stoffverarbeitungsschritten erfolgt, entstehen Stoffe mit grober Qualität, weswegen bevorzugt wird, dass die Trockenwärmeschrumpfung des weichen Stretchgarns nicht mehr als 20 % beträgt.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Uster-Ungleichmäßigkeit, die ein Maß für die Ungleichmäßigkeit des Garndeniers (Dickenungleichmäßigkeit) darstellt, nicht mehr als 2,0 %. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, das Auftreten ungleichmäßiger Stofffärbung, sondern auch von Garnschrumpfungsungleichmäßigkeiten als Stoff zu vermeiden, und es ist möglich, eine ansprechende Stoffoberfläche zu erhalten. Die Uster-Ungleichmäßigkeit beträgt noch bevorzugter nicht mehr als 1,2 %.
Wiederum beträgt die Festigkeit des weichen Stretchgarns im Hinblick auf reibungslose Absolvierung nachfolgender Verarbeitungsschritte durch das weiche Stretchgarn und Gewährleistung einer geeigneten Zerreißfestigkeit in der Stoffform vorzugsweise zumindest 2,2 cN/dtex (2,5 p/d). Die Festigkeit beträgt noch bevorzugter zumindest 3,0 cN/dtex (3,4 p/d). Zudem beträgt die Dehnung des weichen Stretchgarns hinsichtlich Garnhandhabung vorzugsweise 20 bis 45 %.
Die Struktur eines erfindungsgemäßen weichen Stretchgarns ist ein Garn aus Konjugatfasern mit zumindest zwei Komponenten, wobei die jeweiligen Komponenten im Querschnitt relativ zu einer anderen Komponente exzentrisch angeordnet sind (wobei zumindest eine Komponente PTT ist), also entweder nebeneinander angeordnete Mehrfach-, insbesondere Zweikomponentenfasern oder polyzentrische (exzentrische), insbesondere bizentrische Hülle-Kern-Konjugatfasern sind. Im weiteren Verlauf werden Fasern, die als "exzentrische Konjugatfasern" bezeichnet werden und Garne aus solchen Fasern als "exzentrische Konjugatgarne" bezeichnet. Mit solchen Garnen ist die Spannung bei 50 % Dehnung des Garns leicht zu senken, und zudem kann die prozentuelle Rückverformung gleichzeitig erhöht werden. Wenn darüber hinaus zwei Polyester mit einer großen Differenz ihrer Schmelzviskosität verwendet werden, kommt es zu einer Verbesserung der Dehnungseigenschaften, nämlich der Rückverformung nach 50 % Dehnung des Garns, sowie des Kräuselungsdehnungsfaktors, was bevorzugt wird. Mit PTT an der Innenseite der Kräuselung wird die Dehnbarkeit erhöht, was bevorzugt wird. Wenn PET mit PTT kombiniert wird, wird zudem die Hitzebeständigkeit erhöht, was bevorzugt wird. Wenn PTT mit geringer Viskosität mit hochviskosem PTT kombiniert wird, kommt es zur Verminderung des Youngschen Elastizitätsmoduls, wodurch eine bessere weiche Dehnbarkeit als Stoff erhalten wird, was bevorzugt wird. Erneut wird, wenn PBT mit PTT kombiniert wird, der Kräuselungsbeibehaltungsfaktor erhöht, wodurch es nicht leicht zu dauerhaften Deformationen der Kräuselung kommt, und es wird eine verbesserte Stoffformbeibehaltung, ausgedrückt als Dehnung, erzielt, was bevorzugt wird.
Was das Konjugatverhältnis der Polyester anbelangt, wird bezüglich der Aufrechterhaltung der Kräuselung ein Verhältnis von 3:7 bis 7:3 bevorzugt, wobei ein Verhältnis von 4:6 bis 6:4 noch mehr bevorzugt und ein Verhältnis von 5:5 besonders bevorzugt wird.
Hierin bezieht sich "PET" auf ein Kondensationpolymer unter Verwendung von Terephthalsäure als Säurekomponente und Ethylenglykol als Diolkomponente; "PTT" bezieht sich auf ein Kondensationspolymer unter Verwendung von Terephthalsäure als Säurekomponente und 1,3-Propandiol als Diolkomponente; und "PBT" kennzeichnet ein Kondensationspolymer unter Verwendung von Terephthalsäure als Säurekomponente und 1,4-Butandiol als Diolkomponente. Zudem kann innerhalb bestimmter Bereiche, die 15 Mol-% nicht übersteigen, ein Teil der Diolkomponente und/oder ein Teil der Säurekomponente durch (eine) andere copolymerisierbare Komponente(n) ersetzt werden. Wenn die copolymerisierte Komponente Polyethylenglykol ist, macht sie nicht mehr als 15 Gew.-% aus. Erneut können Additive, wie z.B. andere Polymere, Mattierungsmittel, Flammverzögerer, Antistatikmittel und Pigmente, zugesetzt werden.
Wenn nun die Differenz der Schmelzviskosität der konjugierten Polymere zu groß ist, kann die Verspinnbarkeit deutlich beeinträchtigt werden, da die Garnhandhabung nur unter der Spinndüse stattfindet. Folglich ist es mitunter erforderlich, eine wie in der JP-A-11-043835 beschriebene komplexe Spinndüse (2(b)) vom Einspritztyp zu verwenden. Die Garnherstellungseigenschaften können sodann jedoch aufgrund der unterschiedlichen Verweilzeiten des Polyesters in der Packung oder der Spinndüse deutlich beeinträchtigt werden. Obwohl es nicht unmöglich ist, eine Düse von der in 3 des japanischen Patents 43-19108 gezeigten Art zu verwenden, bei welcher der Fluss zweier Polyester während der Extrusion zusammengeführt und vereinigt wird, neigen erneut die Konjugatform und die Polyesterdurchflussgeschwindigkeiten zu Instabilität, was zu erhöhter Garnungleichmäßigkeit führt, was vorzugsweise vermieden wird. Wenn folglich das Schmelzviskositätsverhältnis der zwei Polyesterarten tatsächlich verringert wird, ist es sogar unter Verwendung einer einfachen Spinndüse vom Paralleltyp (2(a)) möglich, das Problem der eingeschränkten Verspinnbarkeit zu vermeiden, das, wie in Sen'i Gakkai-shi (Journal of the Society of Fiber Sciences and Technology, Japan) 54, 173 (1998), beschrieben, durch Garnkrümmung an der Spinndüse verursacht wird. Eine solche Kombination von Schmelzviskositäten hat den Vorteil, dass es möglich ist, die Betriebseigenschaften deutlich zu verbessern. Das bevorzugte Schmelzviskositätsverhältnis beträgt 1,05:1 bis 5,00:1, noch bevorzugter 1,20:1 bis 2,50:1. Hierin ist das Schmelzviskositätsverhältnis durch die nachstehend angeführte Formel definiert. Die Bedingungen der Schmelzviskositätsmessung sind eine Temperatur von 280 °C und eine Verformungsgeschwindigkeit von 6.080 s^–1, um den Polyesterschmelzspinnbedingungen zu entsprechen. Schmelzviskositätsverhältnis = V1:V2

V₁:: Schmelzviskositätswert des Polymers mit der höheren Schmelzviskosität
V₂:: Schmelzviskositätswert des Polymers mit der geringeren Schmelzviskosität

Wenn die Schmelzviskosität des Polyester mit geringerer Viskosität 300 bis 700 Poise beträgt wird die Verspinnbarkeit zusätzlich erhöht, werden Garnungleichmäßigkeit und Garnrisse reduziert und die weiche Dehnbarkeit weiter verbessert, was bevorzugt wird.
In einem erfindungsgemäßen Garn unterliegt der Querschnitt der Faser keinerlei Einschränkungen, und es können beispielsweise Querschnitte der in 3 angeführten Art in Betracht gezogen werden. Davon kann im Hinblick auf ein Gleichgewicht zwischen Kräuselbarkeit und Handhabung ein kreisrunder Querschnitt durch Nebenei nanderanordnung von Halbkreisformen ausgewählt werden, aber wenn das Ziel die trockene Handhabbarkeit ist, wird ein dreieckiger Querschnitt gewählt, oder wenn das Ziel geringes Gewicht und Wärmeisolierung ist, kann ein hohles nebeneinander angeordnetes Konjugat (3f und 3g) oder eine exzentrische Hülle-Kern-Faser mit einem hohlen Abschnitt (3j) oder an anderer derartiger geeigneter Querschnitt gemäß der jeweiligen Anwendung ausgewählt werden.
In einem erfindungsgemäßen Garn, bei dem die Grenzfläche in der nebeneinander angeordneten Zweikomponentenfaser zum Filamentquerschnitt linear verläuft, kommt es zu einer leichteren Ausbildung von Kräuselung, und die Dehnbarkeit wird verbessert. Ein Index für die Linearität der Grenzfläche ist der Krümmungsradius R (μm) des Kreises, der die drei Punkte a, b und c auf der Grenzfläche in dem in 4 gezeigten Filamentquerschnitt berührt, wobei a und b Punkte sind, die von der Filamentoberfläche weg zur Mitte hin in 2 μm Tiefe liegen, und c einen Punkt im Mittelpunkt der Grenzfläche darstellt. Es wird bevorzugt, dass R ≥ 10 × D^0,5 ist. Dabei ist D die Feinheit des Filaments (dtex).
Ein erfindungsgemäßes weiches Stretchgarn kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden:
Das Verfahren umfasst ein Garn aus Konjugatfasern, vorzugsweise exzentrischen Konjugatfasern, die zwei Arten von Polyester umfassen, die sich in ihrer Schmelzviskosität unterscheiden, und worin der Polyester mit höherer Schmelzviskosität PTT ist, die mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von zumindest 1.200 m/min gesponnen, bei einer Verstreckungstemperatur von 50 bis 80 °C vorzugsweise in einem solchen Verhältnis verstreckt werden, dass eine Zugdehnung des verstreckten Garns von 20 bis 45 % erhalten wird, gefolgt von Thermofixierung.
Wenn hierin, bezogen auf die Kombination der zwei Typen von Polyestern, die die Konjugatfaser bilden, das Schmelzviskositätsverhältnis 1,05:1 bis 5,00:1 beträgt, wird die Verspinnbarkeit erhöht, und wenn zumindest einer der Polyester PTT ist, kommt es leicht zu weicher Dehnbarkeit, was bevorzugt wird. Zur Unterdrückung von Garnungleichmäßigkeiten sind wiederum die Auswahl der Spinntemperatur und der Aufnahmegeschwindigkeit wichtig. Da der Schmelzpunkt von PTT etwa 30 bis 35 °C unter dem Schmelzpunkt von PET liegt, ist die Spinntemperatur niedriger als die normale Spinntemperatur für PET und wird vorzugsweise auf 250 bis 280 °C eingestellt. Auf diese Weise kann thermische Zersetzung von PTT oder ein starker Viskositätsabfall unterdrückt und eine Verminderung der Garnfestigkeit vermieden werden, und Garnungleichmäßigkeiten können reduziert werden. Durch Einstellung einer Aufnahmegeschwindigkeit von zumindest 1.200 m/min wird der Abkühlvorgang beim Spinnen stabilisiert, können Garnschwankungen und Abweichungen des Erstarrungspunkts des Garns deutlich unterdrückt werden, und es ist möglich, Garnungleichmäßigkeiten im Vergleich mit Garn, das bei geringeren Geschwindigkeiten gesponnen wurde, deutlich zu unterdrücken. Auch hier ergibt sich der Vorteil, dass die Garnfestigkeit erhöht werden kann. Bei einer Aufnahmegeschwindigkeit von etwa 3.000 m/min können die Dehnungseigenschaften des weichen Stretchgarns jedoch vermindert werden, so dass dies vorzugsweise vermieden wird.
Es ist erwünscht, dass die Tatsache berücksichtigt wird, dass beim Verstrecken und bei der Thermofixierung die Glastemperatur und der Schmelzpunkt von PTT im Vergleich zu PET niedriger sind und die Hitzebeständigkeit niedriger ist. Insbesondere ist die Auswahl der Verstreckungstemperatur wichtig, um Garnungleichmäßigkeiten zu unterdrücken, wobei die Verstreckungstemperatur 50 bis 80 °C beträgt. Auf diese Weise werden übermäßige Kristallisation und thermische Zersetzeung des Garns beim Vorheizen verhindert. Folglich werden Garnungleichmäßigkeiten und ebenso Garnrisse aufgrund von Garnschwankungen oder einer Veränderung des Verstreckungspunkts auf der Walze oder dem heißen Dorn, die zum Erhitzen eingesetzt werden, reduziert und die Garnfestigkeit erhöht. Die Verstreckungstemperatur beträgt noch bevorzugter 65 bis 75 °C. Zum Zwecke der Reduzierung der Trockenwärmeschrumpfung des verstreckten Garns wird nach dem Verstrecken eine Thermofixierung durchgeführt. Die Schrumpfung kann bei weniger als 20 % gehalten werden, wenn bei Verwendung einer Heizwalze die Temperatur etwa 120 bis 160 °C beträgt und wenn bei Verwendung einer Heizplatte die Temperatur etwa 110 bis 180 °C beträgt. Wenn eine Heizplatte als Thermofixierungsmittel dient, kann die Thermofixierung in einem Zustand durchgeführt werden, bei dem die Molekülketten unter Spannung stehen, so dass die Garnschrumpfspannung erhöht werden kann, was bevorzugt wird. Zudem ist das Verstreckungsverhältnis wichtig für die Ausbildung der weichen Dehnungseigenschaften der vorliegenden Erfindung, und es wird bevorzugt, dass dies so eingestellt ist, dass die Dehnung des verstreckten Garns 20 bis 45 beträgt. Auf diese Weise ist es möglich, Probleme, die in Zusammenhang mit übermäßig hohen Verstreckungsverhältnissen stehen, wie z.B. Risse während des Verstreckens, Verminderung der weichen Dehnbarkeit und Auftreten von Rissen bei der Stoffherstellung, unterdrückt werden, und es ist darüber hinaus möglich, Probleme, die auf ein niedriges Verstreckungsverhältnis zurückzuführen sind, wie z.B. Verminderung der Dehnbarkeit und Spulenblockaden bei der Stoffherstellung, zu vermeiden. Das Verstreckungsverhältnis wird noch bevorzugter so eingestellt, dass die Faserzugdehnung 25 bis 35 % beträgt.
Es kann ein zweistufiges Spinn- und Verstreckverfahren (erste bevorzugte Ausführungsform) angewandt werden, bei dem das gesponnene Garn vorübergehend aufgewickelt und anschließend verstreckt wird, oder ein direktes Spinnverfahren, bei dem die gesponnene Faser so, wie sie ist, ohne zuvor erfolgte Aufwicklung verstreckt wird (zweite bevorzugte Ausführungsform). Im Folgenden erfolgt eine spezifischere Erklärung des zweistufigen Spinn- und Verstreckverfahrens anhand der Zeichnungen. In 5 werden die geschmolzenen Polyester im Spinnblock 1 unter Verwendung eines Filters, wie z.B. eines Vliesfilters 2, filtriert und aus der Spinndüse 3 gesponnen. Das gesponnene Garn 5 wird mit Kühlgeräten, wie z.B. einem Kühlkamin 4, gekühlt und mit einer Schmälzeinrichtung 6 geschmälzt, wonach Verwicklung gegebenenfalls mit einer Verflechtungsdüse, wie z.B. einer Luftdüse 7, herbeigeführt und die Aufnahme mit einer ersten Aufnahmewalze (1GD) 8 und einer zweiten Aufnahmewalze (2GD) 9 durchgeführt wird, gefolgt vom Aufwickeln mittels Aufwickler 10. Hierbei ist die Umfangsgeschwindigkeit von 1GD 8 die Aufnahmegeschwindigkeit. Als nächstes wird das aufgewickelte unverstreckte Garn 11 einer Verstreckung und einer Thermofixierung mittels einer bekannten Verstreckungsmaschine unterzogen. In 6 wird das unverstreckte Garn 11 beispielsweise von Zufuhrwalze (FR) 12 zugeführt, wonach es mit einer ersten Heißwalze (1HR) 13 vorgeheizt wird und zwischen 1HR 13 und der zweiten Heißwalze (2HR) verstreckt wird. Zudem läuft das Garn nach Thermofixierung bei 2HR über eine Kühltrommel 15 und wird als verstrecktes Garn 16 aufgewickelt. In 7 ist wieder ein Beispiel angeführt, bei dem eine Heizplatte 17 statt 2HR 14 als Thermofixierungsmittel verwendet wird. Hier ist die Temperatur von 1HR 13 die Verstreckungstemperatur, die Temperatur von 2HR 14 oder der Heizplatte 17 ist die Thermofixierungstemperatur, und die Geschwindigkeit der Kühltrommel 15 ist die Verstreckungsgeschwindigkeit.
Als erfolgt eine spezifischere Erklärung für das direkte Spinnverstreckverfahren anhand der Zeichnungen. In 8 werden die geschmolzenen Polyester unter Verwendung eines Filters, wie z.B. eines Vliesfilters 2, filtriert und aus der Spinndüse 3 gesponnen. Das gesponnene Garn wird mit Kühlgeräten, wie z.B. einem Kühlkamin 4, gekühlt und mit einer Schmälzeinrichtung 6 geschmälzt, wonach Verwicklung gegebenenfalls mit einer Verflechtungsdüse, wie z.B. einer Luftdüse 7, herbeigeführt und das Garn mit einer ersten Nelson-Heißwalze (1HNR) 18 aufgenommen wird, gefolgt von Vorheizen und Verstrecken zwischen dieser und einer zweiten Nelson-Heißwalze (2HNR) 19. Nach Thermofixierung mit 2HNR 19 wird das Garn mit einem Aufwickler 10 aufgewickelt. Hierbei ist die Umfangsgeschwindigkeit von 1HNR 18 die Aufnahmegeschwindigkeit, die Temperatur von 1HNR 18 die Verstreckungstemperatur und die Temperatur von 2HNR 19 die Thermofixierungstemperatur.
Wenn das direkte Spinn- und Verstreckverfahren auf diese Weise statt des herkömmlichen zweistufigen Spinn- und Verstreckverfahrens übernommen wird, ergibt sich daraus der Vorteil, dass das Herstellungsverfahren effizienter gestaltet und die Kosten reduziert werden können. Zudem ist die Kräuselungsphase im weichen Stretchgarn tendenziell zufälliger, wobei es insbesondere in Fällen, bei denen das Garn ohne Zwirnung eingesetzt wird, zu zufälliger Schrumpfung des Garns im Stoff kommt, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass ein glatter Stoff mit guter Glätte leicht erhältlich ist.
Zu Bezugszwecken wird ein direktes Spinn- und Verstreckverfahren, das keine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, anhand 9 erklärt. Hierbei wird ein kontaktloses Heizelement 20 in der Spinnlinie zwischen Spinndüse 3 und 1GD 8 bereitgestellt und durch Aufnehmen des zuvor erwähnten Konjugat-, vorzugsweise exzentrischen Konjugat-Garns mit einer hohen Aufnahmegeschwindigkeit von zumindest 4.000 m/min, kommt es im kontaktlosen Heizelement 20 zu einer automatischen Verstreckung aufgrund des Luftwiderstands, wonach Thermofixierung stattfindet, vorzugsweise mittels eines Dampffixiergeräts 21. Dabei findet das Verstrecken und Thermofixieren zwischen den einzelnen Filamenten zufällig statt, da das Garn das kontaktlose Heizelement in nichterzwungenem Zustand passiert, und die Differenz der Kräuselungsphase im weichen Stretchgarn kann sogar noch zufälliger erfolgen als beim zuvor erläuterten direkten Spinn- und Verstreckungsverfahren mit einer Heißwalze, was bevorzugt wird.
Ebenfalls zu Bezugszwecken wird ein Verfahren zur Herstellung eines weichen Dehnungsgarns mittels eines Hochgeschwindigkeits-Spinnverfahrens, das keine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, anhand 5 erklärt. Hierbei kommt es durch Aufnahme des zuvor erläuterten mehrfachzentrierten Konjugatgarns mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 5.000 m/min oder darüber zwischen Spinndüse 3 und 1GD 8 zu einer automatischen Verstreckung aufgrund des Luftwiderstands, und es erfolgt Thermofixierung aufgrund der Eigenwärme des Garns.
Wenn nun eine Zwirnung von zumindest 100 Drehungen/m des weichen Stretchgarns der vorliegenden Erfindung erfolgt, ist die Kräuselungsphase leicht einheitlicher zu machen und die Dehnbarkeit im Stoffzustand einfacher bereitzustellen, was bevorzugt wird. Wenn, allgemein gesagt, ein nebeneinander angeordnetes Zweikomponentengarn als stark gezwirntes Garn hergestellt wird, ist die Kräuselbarkeit schlecht und die Dehnbarkeit ist verringert, wobei im Fall des weichen Stretchgarns der vorliegenden Erfindung E_3,5 im Vergleich zu einem nebeneinander angeordneten Garn vom herkömmlichen PET-Typ sehr hoch ist, so dass es sogar bei stark gezwirnten Garnen zur Ausbildung geeigneter Dehnbarkeit kommt. Die Bezeichnung "stark gezwirnt" bezieht sich hierin auf einen Zwirnungskoeffizienten von zumindest 5.000, und bei einem Garn mit einer Feinheit von 56 dtex beträgt die Anzahl der Zwirnungen zumindest 700 Drehungen/m. Der Zwirnungskoeffizient ist als Produkt der Anzahl an Zwirnungen (Drehungen/m) und der Quadratwurzel der Denier (dtex × 0,9) definiert.
Ein erfindungsgemäßes weiches Stretchgarn kann auch ungezwirnt eingesetzt werden, und wenn es zu einer Abweichung der Kräuselungsphase zwischen den einzelnen Filamenten des Garns kommt, ist in diesem Fall die gewebte Materialoberfläche glatt, und das Garn kann als dehnbares Futter mit ausgezeichneter Glätte eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Fülligkeit, verglichen mit einer einheitlichen Anordnung der Kräuselung, höher ist.
Wenn ein weiches Stretchgarn als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Strickmaterial verwendet wird, ist es möglich, herausragende dehnbare Strickwaren mit weichen Dehneigenschaften herzustellen, die bei herkömmlichen Strickwaren nicht erzielbar sind. Insbesondere bei Strickwaren, die in einem Zustand unter schwacher Einwirkung einschränkender Kräfte in den nachfolgenden Verarbeitungsschritten schrumpfen, wobei die sichtbare Schrumpfung anhand von Kräuselungen deutlich wird und es zu geschlossenen Strickmaschen kommt, ist der Stoff in Fällen, bei denen ein Stretchgarn verwendet wird, leicht grob zu machen. In einer Strickware ist die weiche Dehnbarkeit, über die das Garn selbst verfügt, ein wichtiger Parameter, und durch Verwendung des weichen Stretchgarns der vorliegenden Erfindung ist es möglich, weiche, dehnbare Strickwaren herzustellen, die bisher nicht erhältlich waren. Wenn ein weiches Stretchgarn verwendet wird, in dem die Kräuselungsphase einheitlich angeordnet ist, bilden sich leicht eine feine Kräuselung zwischen den Strickmaschen und ein feiner Krepp, wodurch es möglich wird, eine äußerst ansprechende Strickware zu erhalten.
Wenn zudem ein erfindungsgemäßes weiches Stretchgarn in Form eines Verbundfilamentgarns zusammen mit einem schrumpfarmen Garn aus Polyester oder Nylon mit einer Schrumpfung in siedendem Wasser von nicht mehr als 10 % verwendet wird, kommt es nicht nur zu einer Verstärkung des weichen Griffs, sondern auch der Fülligkeit und der Elastizität, was wünschenswert ist. Wenn sich das schrumpfarme Garn relativ gesehen am äußeren Rand des weichen Stretchgarns befindet, dient dies zur Dämpfung, wodurch der weiche Griff weiter verstärkt wird. Es kommt erneut zu einer Vergrößerung des Garndurchmessers als Multifilament, wodurch das Fülligkeitsgefühl verstärkt wird. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn die Schrumpfung des schrumpfarmen Garns in siedendem Wasser gering ist. Noch bevorzugter beträgt die Schrumpfung in siedendem Wasser nicht mehr als 4 %, insbesondere nicht mehr als 0 %. Es ist wiederum von Vorteil, wenn die Anfangsspannung des Garns ebenfalls gering ist, also vorzugsweise nicht mehr als 60 cN/dtex beträgt. Je feiner der denier der einzelnen Filamente des schrumpfarmen Garns, desto stärker der weiche Griff, so dass die Feinheit der einzelnen Filamente vorzugsweise nicht mehr als 2,5 dtex, noch bevorzugter nicht mehr als 1,0 dtex, beträgt.
Wenn ein erfindungsgemäßes weiches Stretchgarn im Gemisch mit Naturfasern und/oder halbsynthetischen Fasern verwendet wird, ist es möglich, Dehnbarkeit zu verleihen, ohne die Feuchtigkeits-Absorptions/Freisetzungs-Eigenschaften und das ausgezeichneten Tragegefühl, wie z.B. Kühle und Elastizität, der natürlichen oder halbsynthetischen Fasern zu beeinträchtigen. Gemisch bezieht sich hierin auf ein kombiniertes Garn, eine kombinierte Webart oder eine kombinierte Strickart. Zur Ausbalancierung der Eigenschaften, über die das weiche Stretchgarn verfügt, und des Tragegefühls der natürlichen oder halbsynthetischen Fasern wird bevorzugt, dass das Gesamtgewicht an natürlichen Fasern oder halbsynthetischen Fasern 10 bis 90 % des Stoffgewichts beträgt.
Erfindungsgemäße Garne können vorteilhafterweise für Textilien, wie z.B. Socken, Hemden, Blusen, Strickjacken, Hosen, Röcke, Einteiler, Anzüge, Sportbekleidung, Unterwäsche und Futter, verwendet werden.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der folgenden Beispiele detaillierter beschrieben, in denen die nachfolgenden Verfahren als Messverfahren angewandt wurden.
A) Spannung bei 50 % Dehnung des Garns und prozentuelle Rückverformung
Zuerst wurde das Garn in Form eines Strangs aufgewickelt und anschließend einer Wärmebehandlung durch 15-minütiges Eintauchen in siedendes Wasser in im Wesentlichen unbelastetem Zustand unterzogen. Als nächstes wurde an dieses wärmebehandelte Garn mit einer Anfangsprobenlänge von 50 mm unter Verwendung einer automatischen Zugfestigkeitsprüfmaschine eine Anfangsspannung von 4,4 × 10^–3 cN/dtex (5 mp/d) angelegt, danach das Garn mit einer Dehnungsgeschwindigkeit von 100 %/min um 50 % gedehnt, wonach das Garn mit gleicher Dehnungsgeschwindigkeit sofort auf 0 % Dehnung zurückgebracht und die Hysteresekurve gemessen wurde (1). Die maximale Spannung wurde bezogen auf die Anfangsspannung als Spannung bei 50 % Dehnung angenommen. Die prozentuelle Rückverformung wurde aus 1 unter Verwendung folgender Gleichung ermittelt: prozentuelle Rückverformung (%) = [(50 – a)/50] × 100 %. Hierin steht "a" für die prozentuelle Dehnung an jenem Punkt, wo die Spannung im Rückformungsvorgang der Hysteresekurve die Anfangsspannung erreicht.
B) Kräuselungsdehnungsfaktor (10)

Kräuselungsdehnungsfaktor (%) = [L1 – L2)/L1] × 100 %
L₁:

Stranglänge unter einer Belastung von 180 × 10^–3 cN/dtex, nachdem der Faserstrang 15-minütiger Behandlung in siedendem Wasser und anschließend 15-minütiger Trockenwärmebehandlung bei 180 °C unterzogen wurde.

L₂:

Stranglänge, wenn die Belastung nach erfolgter Messung von L₁ von 180 × 10^–3 cN/dtex (0,2 p/d) auf 0,9 × 10^–3 cN/dtex (1 mp/d) verändert wird.

E₀:

Kräuselungsdehnungsfaktor nach Wärmebehandlung im Wesentlichen ohne Belastung.

E_3,5:

Kräuselungsdehnungsfaktor nach Wärmebehandlung unter einer Belastung von 3,5 × 10^–3 cN/dtex (4 mp/d).

C) Prozentuelle Kräuselungsbeibehaltung
E₁ wurde unter einer Belastung während der Wärmebehandlung bei der Messung des Kräuselungsdehnungsfaktors von 0,9 × 10^–3 cN/dtex (1 mp/d) gemessen. Zudem wurde nach schwerer Belastung (180 × 10^–3 cN/dtex) und leichter Belastung (0,9 × 10^–3 cN/dtex) und 9-maliger Wiederholung der Anlegung derselben die Stranglänge L₁₀' unter der leichten Belastung gemessen, so dass die Dehnung bzw. Rückverformung insgesamt 10-mal erfolgte.
Der Kräuselungsdehnungsfaktor E₁ ¹⁰ (%) nach dem Dehnen wurde aus der nachstehend angeführten Gleichung ermittelt, und die prozentuelle Kräuselungsbeibehaltung wurde aus dem Verhältnis, bezogen auf den Anfangskräuselungsdehnungsfaktor, bestimmt. Prozentuelle Kräuselungsbeibehaltung (%) = [E1 10/E1] × 100 (%) E1 10 (%) = [L0' – L10')/L0'] × 100 (%)
D) Kräuselungsdurchmesser
Nach der Messung von E₀ wurde vom Garn in einem Zustand, bei dem möglichst keine Kraft ausgeübt wurde, eine Probe gezogen und anschließend mit einem Rasterelektronenmikroskop (11) untersucht. Der Durchmesser (Außendurchmesser) von 100 beliebig ausgewählten Kräuselungen wurde gemessen und deren Mittelwert als Kräuselungsdurchmesser herangezogen.
E) Uster-Ungleichmäßigkeit (U%)
Diese wurde unter Verwendung des Uster-Testgeräts 1 Modell C, hergestellt von Zellweger Co., im normalen Modus gemessen, während das Garn mit einer Geschwindigkeit von 200 m/min zugeführt wurde.
F) Schrumpfspannung
Diese wurde unter Verwendung eines von Kanebo Engineering Co. hergestellten Wärmespannungsmessgeräts bei einer Heizrate von 150 °C/min gemessen. Probe = 10 cm × 2 Maschen, Anfangsspannung = Feinheit (Decitex) × 0,9 × (1/30) p.
G) Zugfestigkeit und -dehnung
Mit einer Anfangsprobenlänge von 50 mm und einer Dehnungsgeschwindigkeit von 50 mm/min wurde die Spannungs-Dehnungs-Kurve unter den in der japanischen Industrienorm (JIS) L1013 angegebenen Bedingungen ermittelt. Die Dehnung, geteilt durch die Anfangsprobenlänge wurde als Zugdehnung herangezogen.
H) Schmelzviskosität
Gemessen wurde unter Stickstoffatmosphäre unter Verwendung eines Capilograph 1B, hergestellt von Toyo Seiki Co. Die Messung erfolgte 3-mal bei einer Messtemperatur von 280 °C und mit einer Verformungsgeschwindigkeit von 6.080 s^–1, wobei der Mittelwert als Schmelzviskosität herangezogen wurde.
I) Grenzviskosität
Gemessen in o-Chlorphenol bei 25 °C.
J) Anfangsdehnungskoeffizient
Gemessen gemäß JIS L1013.
K) Schrumpfung in siedendem Wasser und Trockenschrumpfung

Schrumpfung in siedendem Wasser (%) = [(L0'' – L1'')/L0''] × 100 %
L₀'':

Ursprüngliche Stranglänge, wenn das verstreckte Garn unter einer Anfangsbelastung von 0,18 cN/dtex (0,2 p/d) zu einem Strang aufgewickelt wird.

L₁'':

Stranglänge unter einer Anfangsbelastung von 0,18 cN/dtex (0,2 p/d), nachdem der zur Messung von L₀'' verwendete Strang 15 Minuten lang im Wesentlichen ohne Belastung in siedendem Wasser behandelt und anschließend luftgetrocknet wurde.

Trockenwärmeschrumpfung (%) = [(L0'' – L2'')/L0''] × 100 %
L₂'':

Stranglänge unter einer Anfangsbelastung von 0,18 cN/dtex (0,2 p/d), nachdem der zur Messung von L₁'' verwendete Strang einer 15-minütigen Trockenwärmebehandlung bei 180 °C im Wesentlichen ohne Belastung unterzogen und anschließend luftgetrocknet wurde.

L) Bewertung des Tragegefühls
Die in den Beispielen und Bezugsbeispielen erhaltenen Stoffe wurden auf einer Skala von 1 bis 5 hinsichtlich Weichheit, Fülligkeit, Elastizität, Dehnbarkeit, Farbgleichmäßigkeit und Oberflächenoptik (Attraktivität der Stoffoberfläche) bewertet. Eine Bewertung von 3 oder mehr war annehmbar.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand der Beispiele 1 bis 5, 7 bis 9 und 13 veranschaulicht. Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Garne sind in den Beispielen 14 und 15 dargelegt.
Beispiel 1
Titanoxid-freies Homo-PTT mit einer Schmelzviskosität von 400 Poise und Homo-PET mit einer Schmelzviskosität von 370 Poise, das 0,03 Gew.-% Titanoxid enthielt, wurden getrennt voneinander bei 260 °C bzw. 285 °C geschmolzen und anschließend unter Verwendung Edelstahlvliesfilter mit einem maximalen Porendurchmesser von 15 μm filtriert, wonach sie bei einer Spinntemperatur von 275 °C aus einer Spinndüse vom Paralleltyp mit 12 Löchern (2(a)) gesponnen wurden, um eine nebeneinander angeordnete Zweikomponentenfaser (3(b)) mit einem Konjugatverhältnis von 1:1 zu bilden. Das Schmelzviskositätsverhältnis betrug dabei 1,08.
Mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 1.500 m/min wurde verstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 168 dtex aufgewickelt. In der Folge wurde unter Verwendung der in 6 veranschaulichten Verstreckungsmaschine mit Heißwalzen mit einem Dehnungsverhältnis von 3,00 verstreckt, wobei die Temperatur von 1HR 13 70 °C und die Temperatur von 2HR 14 130 °C betrugen. Sowohl beim Spinnen als auch beim Verstrecken war die Garnproduktion gut, und es kam zu keinen Garnrissen. Die Eigenschaften des Garns sind in Tabelle 2 angeführt, und ausgezeichnete Kräuselbarkeit zeigte sich mit PTT an der Innenseite der Kräuselung. Zudem war der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser mit 200 μm äußerst klein, so dass ein außerordentlich hochqualitatives Produkt gebildet wurde. Außerdem war das Garn mit einem Anfangsdehnungskoeffizienten von 42 cN/ dtex ausreichend weich, und die Schrumpfung war bei einer Trockenwärmeschrumpfung von 11 % ausreichend gering. Die Temperatur, bei der das Schrumpfspannungsmaximum angezeigt wurde, war mit 128 °C ausreichend hoch. Der Krümmungsradius der Grenzfläche der zwei Konjugatfaser-Komponenten betrug 80 μm.
Beispiel 2
Unter Verwendung einer Polymerkombination aus Titanoxid-freiem Homo-PTT mit einer Schmelzviskosität von 700 Poise und Homo-PET mit einer Schmelzviskosität von 390 Poise, das 0,03 Gew.-% Titanoxid enthielt, wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 gesponnen und ein unverstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 168 dtex aufgewickelt. Das Schmelzviskositätsverhältnis betrug dabei 1,75, und eine nebeneinander angeordnete Zweikomponentenfaser wurde in der Form aus 3(b) ausgebildet. Anschließend wurde unter Verwendung der in 7 veranschaulichten Verstreckungsmaschine mit Heizplatte bei einem Verstreckungsverhältnis von 3,00 verstreckt, wobei die Temperatur von 1HR 13 70 °C und die Temperatur der Heizplatte 17 165 °C betrugen. Sowohl beim Spinnen als auch beim Verstrecken war die Garnproduktion gut, und es kam zu keinen Garnrissen. Die Eigenschaften des Garns sind in Tabelle 2 angeführt, und ausgezeichnete Kräuselbarkeit zeigte sich mit PTT an der Innenseite der Kräuselung. Zudem war der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser mit 190 μm äußerst klein, so dass ein außerordentlich hochqualitatives Produkt gebildet wurde. Außerdem war das Garn mit einem Anfangsdehnungskoeffizienten von 44 cN/dtex ausreichend weich, und die Schrumpfung war mit einer Trockenwärmeschrumpfung von 11 % ausreichend gering. Die Temperatur, bei der das Schrumpfspannungsmaximum angezeigt wurde, war mit 145 °C ausreichend hoch. Der Krümmungsradius der Grenzfläche der zwei Konjugatfaser-Komponenten betrug 40 μm.
Beispiel 3
Unter Verwendung einer Polymerkombination aus Titanoxid-freiem Homo-PTT mit einer Schmelzviskosität von 1.900 Poise und Homo-PET mit einer Schmelzviskosität von 390 Poise, das 0,03 Gew.-% Titanoxid enthielt, wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 1.350 m/min unter Verwendung der in der JP-A-9-157941 beschriebenen Spinndüse vom Einspritztyp mit 12 Löchern (2(b)) gesponnen und ein unverstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 190 dtex aufgewickelt. Das Schmelzviskositätsverhältnis betrug dabei 4,87, und eine nebeneinander angeordnete Zweikomponentenfaser wurde in der Form aus 3(b) mit einem Krümmungsradius von 25 μm ausgebildet. Anschließend wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 2 bei einem Verstreckungsverhältnis von 3,40 verstreckt. Sowohl beim Spinnen als auch beim Verstrecken war die Garnproduktion gut. Die Eigenschaften des Garns sind in Tabelle 2 angeführt, und ausgezeichnete Kräuselbarkeit zeigte sich mit PTT an der Innenseite der Kräuselung. Zudem war der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser mit 190 μm äußerst klein, so dass ein außerordentlich hochqualitatives Produkt gebildet wurde. Außerdem war das Garn mit einem Anfangsdehnungskoeffizienten von 44 cN/dtex ausreichend weich, und die Schrumpfung war mit einer Trockenwärmeschrumpfung von 11 % ausreichend gering. Die Temperatur, bei der das Schrumpfspannungsmaximum angezeigt wurde, war mit 145 °C ausreichend hoch. Wenn auch innerhalb des zulässigen Bereichs, kam es beim Spinnen und Verstrecken im Vergleich mit den Beispielen 1 und 2 zu einer Zunahme der Garnrisse. Der Krümmungsradius der Grenzfläche der zwei Konjugatfaser-Komponenten betrug 25 μm.
Beispiel 4
Eine Polymerkombination aus Titanoxid-freiem Homo-PTT mit einer Schmelzviskosität von 1.500 Poise und Titanoxid-freiem Homo-PET mit einer Schmelzviskosität von 400 Poise wurden getrennt voneinander bei 270 °C bzw. 260 °C geschmolzen, wonach auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 bei einer Spinntemperatur von 265 °C und einer Aufnahmegeschwindigkeit von 1.350 m/min unter Verwendung der in der JP-A-9-157941 beschriebenen Konjugatfaserspinndüse vom Einspritztyp mit 12 Löchern (2(b)) gesponnen und ein unverstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 132 dtex aufgewickelt. Das Schmelzviskositätsverhältnis betrug dabei 3,75, und eine nebeneinander angeordnete Zweikomponentenfaser wurde in der Form aus 3(b) ausgebildet. Anschließend wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 2 bei einem Verstreckungsverhältnis von 2,35 verstreckt, wobei die Temperatur von 1HR 13 65 °C und die Temperatur von 2HR 14 130 °C betrugen. Sowohl beim Spinnen als auch beim Verstrecken war die Garnproduktion gut. Die Eigenschaften des Garns sind in Tabelle 2 angeführt, und ausgezeichnete Kräuselbarkeit zeigte sich mit hochviskosem PTT an der Innenseite der Kräuselung. Zudem war der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser mit 190 μm äußerst klein, so dass ein außerordentlich hochqualitatives Produkt gebildet wurde. Außerdem war das Garn mit einem Anfangsdehnungskoeffizienten von 22 cN/dtex ausreichend weich, und die Schrumpfung war mit einer Trockenwärmeschrumpfung von 12 % ausreichend gering. Die Temperatur, bei der das Schrumpfspannungsmaximum angezeigt wurde, war mit 125 °C ausreichend hoch. Wenn auch innerhalb des zulässigen Bereichs, kam es beim Spinnen und Verstrecken im Vergleich mit den Beispielen 1 und 2 zu einer Zunahme der Garnrisse. Der Krümmungsradius der Grenzfläche der zwei Konjugatfaser-Komponenten betrug 60 μm.
Beispiel 5
Eine Polymerkombination aus Titanoxid-freiem Homo-PTT mit einer Schmelzviskosität von 700 Poise (Eigenviskosität 1,18) und Homo-PBT mit einer Schmelzviskosität von 600 Poise (Grenzviskosität 0,82), das 0,03 Gew.-% Titanoxid enthielt, wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 4 gesponnen, und ein unverstrecktes Garn aus 12 Fila menten mit 168 dtex wurde aufgewickelt. Das Schmelzviskositätsverhältnis betrug dabei 1,17, und eine nebeneinander angeordnete Zweikomponentenfaser wurde in der Form aus 3(b) ausgebildet. Anschließend wurde unter Verwendung der in 7 veranschaulichten Verstreckungsmaschine mit Heizplatte bei einem Verstreckungsverhältnis von 3,00 verstreckt, wobei die Temperatur von 1HR 13 65 °C und die Temperatur von der Heizplatte 17 160 °C betrugen. Die Eigenschaften des Garns sind in Tabelle 2 angeführt, und ausgezeichnete Kräuselbarkeit zeigte sich mit PTT an der Innenseite der Kräuselung. Zudem war der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser mit 220 μm klein, so dass ein hochqualitatives Produkt gebildet wurde. Außerdem war das Garn mit einem Anfangsdehnungskoeffizienten von 34 cN/dtex ausreichend weich, und die Schrumpfung war mit einer Trockenwärmeschrumpfung von 12 % ausreichend gering. Die Temperatur, bei der das Schrumpfspannungsmaximum angezeigt wurde, war mit 153 °C wiederum ausreichend hoch. Der Krümmungsradius der Grenzfläche der zwei Konjugatfaser-Komponenten betrug 28 μm.
Beispiel 6 (Bezugsbeispiel)
Unter Verwendung einer Polymerkombination aus Titanoxid-freiem Homo-PTT mit einer Schmelzviskosität von 1.150 Poise und Homo-PET mit einer Schmelzviskosität von 300 Poise, das 0,03 Gew.-% Titanoxid enthielt, wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 4 gesponnen. Das Schmelzviskositätsverhältnis betrug dabei 3,83, und eine nebeneinander angeordnete Zweikomponentenfaser wurde in der Form aus 3(b) ausgebildet. Anschließend wurde unter Verwendung der in 7 veranschaulichten Verstreckungsmaschine mit Heizplatte bei einem Verstreckungsverhältnis von 3,00 verstreckt, wobei die Temperatur von 1HR 13 65 °C und die Temperatur der Heizplatte 17 160 °C betrug. Die Eigenschaften des Garns sind in Tabelle 2 angeführt, und ausgezeichnete Kräuselbarkeit zeigte sich mit PTT an der Innenseite der Kräuselung. Der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser betrug 290 μm, so dass die Qualität im Vergleich mit Beispiel 1 etwas schlechter war. Das Garn war mit einem Anfangsdehnungskoeffizienten von 31 cN/dtex ausreichend weich, und die Schrumpfung war mit einer Trockenwärme schrumpfung von 11 % ausreichend gering. Die Temperatur, bei der das Schrumpfspannungsmaximum angezeigt wurde, war mit 150 °C ausreichend hoch. Der Krümmungsradius der Grenzfläche der zwei Konjugatfaser-Komponenten betrug 46 μm. Verglichen mit den Beispielen 1 und 2 kam es zu einer Zunahme der Garnrisse beim Spinnen und Verstrecken.
Beispiel 7
Schmelzspinnen wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Aufnahmegeschwindigkeit auf 3.000 m/min eingestellt und ein unverstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 77 dtex hergestellt wurde. Unter Verwendung dieses unverstreckten Garns wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 verstreckt, mit der Ausnahme, dass das Verstreckungsverhältnis auf 1,40 eingestellt wurde. Die Garnproduktion war sowohl beim Spinnen als auch beim Verstrecken gut, und es kam zu keinen Garnrissen. Die Eigenschaften des Garns sind in Tabelle 2 angeführt, und ausgezeichnete Kräuselbarkeit zeigte sich mit PTT an der Innenseite der Kräuselung. Zudem war der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser mit 220 μm klein, so dass ein außerordentlich hochqualitatives Produkt gebildet wurde.
Beispiel 8
Schmelzspinnen wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass statt des nebeneinander angeordneten Zweikomponentengarns ein Mehrzentren-Hülle-Kern-Konjugatgarn (3(h)) hergestellt wurde und die Polymere und Konjugatverhältnisse wie folgt verändert wurden. Als Hüllenpolymer wurden dabei 60 Gew.-% PET mit einer Schmelzviskosität von 400 Poise, das 0,40 Gew.-% Titanoxid enthielt, und als Kernpolymer 40 Gew.-% Titanoxid-freies PTT mit einer Schmelzviskosität von 700 Poise verwendet. Das unverstreckte Garn wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 verstreckt, mit der Ausnahme, dass das Verstreckungsverhältnis auf 2,60 und die Temperatur von 2HR 14 auf 140 °C eingestellt wurde. Die Garnproduktion war sowohl beim Spinnen als auch beim Verstrecken gut, und es kam zu keinen Garnrissen. Die Eigenschaften sind in Tabelle 2 angeführt, und es zeigte sich ausgezeichnete Kräuselbarkeit. Zudem war der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser mit 240 μm klein, so dass ein hochqualitatives Produkt gebildet wurde.
Beispiel 9
Schmelzspinnen wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Faserquerschnitt ein hohler Abschnitt (3(f)) war, und es wurde ein unverstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 168 dtex aufgewickelt. Unter Verwendung dieses unverstreckten Garns wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 verstreckt, mit der Ausnahme, dass das Verstreckungsverhältnis auf 2,95 eingestellt wurde. Die Eigenschaften sind in Tabelle 1 angeführt, und es zeigte sich ausgezeichnete Kräuselbarkeit mit PTT an der Innenseite der Kräuselung. Zudem war der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser mit 240 μm klein, so dass ein hochqualitatives Produkt gebildet wurde.
Beispiel 10 (Bezugsbeispiel)
Spinnen wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass das PTT aus Beispiel 1 durch Titanoxid-freies Polybutylenterephthalat (nachstehend als PBT bezeichnet) mit einer Schmelzviskosität von 390 Poise ersetzt wurde, und es wurde ein unverstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 168 dtex aufgewickelt. Die Verstreckung erfolgte bei einem Verstreckungsverhältnis von 3,00 unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, und es wurde ein weiches Stretchgarn erhalten. Die Eigenschaften sind in Tabelle 2 angeführt, und es zeigte sich gute Kräuselbarkeit. Die Spannung bei 50 % Dehnung überstieg hierbei 10 × 10^–3 cN/dtex, und die Rückverformung betrug weniger als 70 %, so dass Weichheit und Dehnbarkeit im Vergleich zu Beispiel 1 etwas schlechter ausfielen. Zudem betrug der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser 300 μm, so dass die Produktqualität im Vergleich mit Beispiel 1 ebenfalls etwas geringer war.
Beispiel 11 (Bezugsbeispiel)
Spinnen wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass das PTT aus Beispiel 2 durch Titanoxid-freies PBT mit einer Schmelzviskosität von 1.050 Poise ersetzt wurde, und es wurde ein unverstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 190 dtex aufgewickelt. Die Verstreckung erfolgte bei einem Verstreckungsverhältnis von 3,40 unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, und es wurde ein weiches Stretchgarn erhalten. Die Eigenschaften sind in Tabelle 2 angeführt, und es zeigte sich gute Kräuselbarkeit. Die Rückverformung bei 50 % Dehnung betrug hierbei weniger als 70 %, so dass die Dehnbarkeit im Vergleich zu Beispiel 2 etwas schlechter ausfiel. Zudem betrug der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser 280 μm, so dass die Produktqualität im Vergleich mit Beispiel 1 ebenfalls etwas geringer war. Darüber hinaus war die Kräuselungsphase, verglichen mit Beispiel 2, zufällig angeordnet. Mit einem Anfangsdehnungskoeffizienten von 55 cN/dtex war die Weichheit im Vergleich mit Beispiel 2 ebenfalls etwas schlechter, wobei die Trockenwärmeschrumpfung mit 12 % ausreichend niedrig war. Die Temperatur, bei der das Schrumpfspannungsmaximum angezeigt wurde, war mit 128 °C ausreichend hoch. Wenn auch innerhalb des zulässigen Bereichs, kam es beim Spinnen und Verstrecken im Vergleich mit den Beispielen 1 und 2 zu einer Zunahme der Garnrisse.
Beispiel 12 (Bezugsbeispiel)
Spinnen wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass das PTT aus Beispiel 1 durch Titanoxid-freies PBT mit einer Schmelzviskosität von 390 Poise ersetzt wurde und die Aufnahmegeschwindigkeit auf 6.000 m/min eingestellt wurde. Es wurde ein unverstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 62 dtex erhalten. Die Verstreckung erfolgte unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass das Verstreckungsverhältnis 1,10 betrug, und auf diese Weise wurde ein weiches Stretchgarn erhalten. Die Eigenschaften sind in Tabelle 2 angeführt, und es zeigte sich gute Kräuselbarkeit. Die Rückverformung bei 50 % Dehnung betrug hierbei jedoch weniger als 70 %, so dass die Dehnbarkeit im Vergleich zu Beispiel 6 etwas schlechter ausfiel. Zudem betrug der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser 260 μm, so dass die Produktqualität, verglichen mit Beispiel 1, ebenfalls etwas geringer war. Darüber hinaus war die Kräuselungsphase im Vergleich mit Beispiel 1 zufällig angeordnet.
Beispiel 13
Unter Verwendung der in 8 veranschaulichten direkten Spinnverstreckungsmaschine wurde auf gleich Weise wie in Beispiel 2 verstreckt, wobei die Umfangsgeschwindigkeit von 1HNR 18 1.500 m/min und die Temperatur 75 °C betrugen und die Umfangsgeschwindigkeit von 2HNR 19 4.500 m/min und die Temperatur 130 °C betrugen. Es wurde ein weiches Stretchgarn aus 12 Filamenten mit 56 dtex aufgewickelt. Die Eigenschaften sind in Tabelle 2 angeführt, und es zeigte sich gute Kräuselbarkeit mit PTT an der Innenseite der Kräuselung. Zudem war der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser mit 200 μm äußerst klein, so dass ein außerordentlich hochqualitatives Produkt erhalten wurde. Darüber hinaus betrug der Anfangsdehnungskoeffizient 42 cN/dtex, so dass das Garn ausreichend weich war, und die Trockenwärmeschrumpfung war mit 10 ebenfalls ausreichend niedrig. Die Temperatur, bei der das Schrumpfspannungsmaximum angezeigt wurde, war mit 128 °C wiederum ausreichend hoch.
Beispiel 14 (Bezugsbeispiel)
Unter Verwendung der in 9 veranschaulichten direkten Spinnverstreckungsmaschine wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 verstreckt, wobei die Temperatur des kontaktlosen Heizelements 20 190 °C und die Aufnahmegeschwindigkeit 5.000 m/min betrug, und es wurde Dampfbeheizung bei 100 °C zwischen 2GD 9 und dem Aufwickler 10 durchgeführt. Die Eigenschaften des weichen Stretchgarns sind in Tabelle 2 angeführt, und es zeigte sich gute Kräuselbarkeit mit PTT an der Innenseite der Kräuselung. Zudem war der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser mit 190 μm äußerst klein, so dass ein außerordentlich hochqualitatives Produkt erhalten wurde. Die Kräuselungsphase variierte zwischen den einzelnen Filamenten, und im Vergleich mit Beispiel 2 kam es zu einer hohen Fülligkeit. Darüber hinaus betrug der Anfangsdehnungskoeffizient 43 cN/dtex, so dass das Garn ausreichend weich war, und die Trockenwärmeschrumpfung war mit 12 % ebenfalls ausreichend niedrig. Die Temperatur, bei der das Schrumpfspannungsmaximum angezeigt wurde, war mit 126 °C ausreichend hoch.
Beispiel 15 (Bezugsbeispiel)
Schmelzspinnen wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass die Aufnahmegeschwindigkeit auf 7.000 m/min geändert wurde. Dieses Garn konnte im aufgewickelten Zustand ohne Verstreckung eingesetzt werden. Die Eigenschaften sind in Tabelle 2 angeführt, und es zeigte sich ausgezeichnete Kräuselbarkeit. Zudem war der bei der Wärmebehandlung zur Messung von E₀ ausgebildete Kräuselungsdurchmesser mit 120 μm klein, und die Kräuselungsphase variierte zwischen den einzelnen Filamenten, so dass es im Vergleich mit Beispiel 2 zu einer hohen Fülligkeit kam. Mit einer Trockenwärmeschrumpfung von 5 % wies das Garn eine ausreichend niedrige Schrumpfung auf.
Vergleichsbeispiel 1
Spinnen wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 unter Verwendung einer Polymerkombination aus Titanoxid-freiem Homo-PTT mit einer Schmelzviskosität von 850 Poise und Homo-PET mit einer Schmelzviskosität von 850 Poise, das 0,03 Gew.-% Titanoxid enthielt, mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 900 m/min und einer Spinntemperatur von 286 °C durchgeführt. Es wurde ein unverstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 168 dtex erhalten. Verstreckung und Thermofixierung fanden auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 statt. Die Eigenschaften des Garns sind in Tabelle 2 angeführt, und obwohl sich eine gewisses Maß an Kräuselbarkeit zeigte, kam es aufgrund der hohen Spinntemperatur und von thermischer Zersetzung auf der PTT-Seite zu instabilem Spinnen. Zudem traten aufgrund der niedrigen Aufnahmegeschwindigkeit des unverstreckten Garns deutliche Garnschwankungen während des Spinnens und deutliche Abweichungen des Erstarrungspunkts auf. Folglich waren die Festigkeit des verstreckten Garns stark verringert und die Uster-Ungleichmäßigkeit verschlechtert. Die Spannung bei 50 % Dehnung überstieg erneut 50 × 10^–3 cN/dtex, so dass Weichheit und Dehnbarkeit die in Beispiel 2 erzielten Werte nicht erreichen konnten.
Vergleichsbeispiel 2
Die Polymerkombination aus Vergleichsbeispiel 1 wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 bei einer Temperatur von 280 °C und einer Aufnahmegeschwindigkeit von 1.500 m/min gesponnen, und ein unverstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 146 dtex wurde erhalten. Verstreckung und Thermofixierung fanden auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 statt, mit der Ausnahme, dass das Verstreckungsverhältnis 2,70 und die Temperatur von 1HR 13 100 °C betrugen. Die Eigenschaften sind in Tabelle 2 angeführt, und obwohl sich eine gewisse Kräuselbarkeit zeigte, kam es aufgrund der hohen Temperatur von 1HR zu thermischer Zersetzung von PTT und häufigen Garnrissen. Zudem waren die Festigkeit des verstreckten Garns niedrig und die Uster-Ungleichmäßigkeit verringert. Die Spannung bei 50 % Dehnung überstieg erneut 50 × 10^–3 cN/dtex, so dass Weichheit und Dehnbarkeit die in Beispiel 2 erzielten Werte nicht erreichen konnten.
Vergleichsbeispiel 3
Homo-PET-Polymere mit einer Schmelzviskosität von 130 Poise (Grenzviskosität 0,46) bzw. 2.650 Poise (Grenzviskosität 0,77), die 0,03 Gew.-% Titanoxid enthielten, wurden getrennt voneinander bei 275 °C bzw. 290 °C geschmolzen und anschließend unter Verwendung von Edelstahlvliesfiltern mit einem Maximalporendurchmesser von 20 μm filtriert, wonach sie bei einer Spinntemperatur von 290 °C aus einer Spinndüse vom Einspritztyp mit 12 Löchern (2(b)), wie in JP-A-9-157941 beschrieben, gesponnen wurden, um eine nebeneinander angeordnete Zweikomponentenfaser (3(a)) mit einem Konjugatverhältnis von 1:1 zu bilden. Die Schmelzviskosität betrug dabei 20,03. Mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 1.500 m/min wurde ein verstrecktes Garn aus 12 Filamenten mit 154 dtex aufgewickelt. In der Folge wurde bei einem Dehnungsverhältnis von 2,80 verstreckt, wobei die Temperatur von 1HR 13 90 °C und die Temperatur der Heizplatte 17 150 °C betrugen. Sowohl beim Spinnen als auch beim Verstrecken war die Garnproduktion schlecht, und es kam zu häufigen Garnrissen. Die Eigenschaften des Garns sind in Tabelle 2 angeführt, wobei die Spannung bei 50 % Dehnung 50 × 10^–3 cN/dtex überstieg und es nicht möglich war, das weiche Stretchgarn der vorliegenden Erfindung herzustellen. E_3,5 betrug 0,5 %, und die Kräuselbarkeit im erzwungenen Zustand war niedrig. Zudem wies das Garn mit einem Anfangsdehnungskoeffizienten von 75 cN/dtex keine ausreichende Weichheit auf.
Vergleichsbeispiel 4
Homo-PET mit einer Schmelzviskosität von 2.000 Poise, das 0,03 Gew.-% Titanoxid enthielt, und ein Copolymer-PET mit einer Schmelzviskosität von 2.100 Poise, in dem 10 Mol-% Isophthalsäure als Säurekomponente copolymerisiert worden waren und das 0,03 Gew.-% Titanoxid enthielt, wurden getrennt voneinander bei 285 °C bzw. 275 °C geschmolzen und anschließend auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 bei einer Spinntemperatur von 285 °C und mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von 1.500 m/min gesponnen. Das verstreckte Garn aus 12 Filamenten mit 154 dtex wurde aufgewickelt. In der Folge wurde bei einem Dehnungsverhältnis von 2,75 auf gleiche Weise wie im Vergleichsbeispiel 3 verstreckt. Sowohl beim Spinnen als auch beim Verstrecken war die Garnproduktion gut, und es kam zu keinen Garnrissen. Die Eigenschaften des Garns sind in Tabelle 2 angeführt, wobei die Spannung bei 50 Dehnung 50 × 10^–3 cN/dtex überstieg und es nicht möglich war, das weiche Stretchgarn der vorliegenden Erfindung herzustellen. E_3,5 betrug 0,4 %, und die Kräuselbarkeit im erzwugenen Zustand war gering.
Tabelle 1
Tabelle 2

TS

= Maximalwert der Schrumpfspannung (cN/dtex)

Festigkeit

= Festigkeit des weichen Stretchgarns (cN/dtex)
* = Bezugsbeispiel

Beispiel 16
Unter Verwendung der in den Beispielen 1 bis 15 und Vergleichsbeispielen 1 bis 4 erhaltenen Garne wurde mit 700 Drehungen/m gezwirnt und Zwirnungsfixierung mittels Dampf bei 65 °C durchgeführt. Anschließend wurden unter Verwendung einer Schlauchstrickmaschine mit 28 Gauge Strickmaterialien mit einer Interlock-Struktur hergestellt. Diese wurden einer Relaxationsentfettung bei 90 °C nach normalen Ver fahren unterzogen, wonach bei 180 °C weiter vorfixiert wurde. Zudem wurde nach einer 10 Gew.-% Basenbehandlung nach normalen Verfahren bei 130 °C gefärbt.
Das Tragegefühl der erhaltenen Materialien wurde einer funktionellen Bewertung unterzogen (Tabelle 3). Wenn die weichen Stretchgarne der Beispiele 1 bis 13 verwendet wurden, waren Weichheit und Dehnbarkeit ausgezeichnet und die Materialoberfläche zudem äußerst ansprechend. Bei den Beispielen 1 bis 4 sowie 7, 12 und 13 war der Kräuselungsspulendurchmesser ausreichend niedrig, so dass Strickmaterialien mit herausragender Attraktivität hergestellt wurden. Bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 kam es andererseits zu Farbungleichmäßigkeiten, und die Stoffe wiesen mindere Qualität auf. Zudem war der Griff in den Vergleichsbeispielen 3 und 4 grob.
Tabelle 3
Beispiel 17
Unter Verwendung der in den Beispielen 1 bis 15 und Vergleichsbeispielen 3 und 4 erhaltenen Garne wurde bei 1.500 Drehungen/m gezwirnt und Zwirnungsfixierung mittels Dampf bei 65 °C durchgeführt. Anschließend wurde jeweils ein Leinwandbindungsstoff unter Verwendung des gleichen Garns als Kettgarn und Schussgarn hergestellt. Die Garndichte des Kettgarns betrug dabei 110 pro Zoll und jene des Schussgarns 91 pro Zoll, und es wurde ein Drehmomentausgleich erhalten, indem Sverzwirnte und Z-verzwirnte Garne abwechselnd angeordnet wurden. Der erhaltene Stoff wurde wie folgt bearbeitet. Zuerst wurde bei 90 °C eine Relaxationsentfettung durchgeführt, wonach bei 180 °C unter Verwendung einer Nadelrahmenspannmaschine mit Trockenhitze vorfixiert wurde. Zudem wurde nach einer herkömmlichen 15 Gew.-% Basenbehandlung bei 130 °C nach normalen Verfahren gefärbt.
Das Tragegefühl der erhaltenen Materialien wurde einer funktionellen Bewertung unterzogen (Tabelle 4). Wie aus den Eigenschaften des Garns hervorgeht, zeigte sich bei den Stoffen, die aus den Beispielen 1 bis 13 hergestellt wurden, in jedem Fall Dehnbarkeit, während die Dehnbarkeit bei den Vergleichsbeispielen 3 und 4 schlecht war.
Tabelle 4
Beispiel 18
Unter Verwendung der in den Beispielen 13 und 14 ohne Zwirnung erhaltenen Garne als Kett- und Schussgarne wurden Leinwandbindungsstoffe hergestellt. Die Garndichte des Kettgarns betrug dabei 110 pro Zoll und jene des Schussgarns 91 pro Zoll. Die erhaltenen Stoffe wurden wie folgt bearbeitet. Zuerst wurde bei 90 °C eine Relaxationsentfettung durchgeführt, wonach bei 180 °C unter Verwendung einer Nadelrahmenspannmaschine mit Trockenhitze vorfixiert wurde. Zudem wurde bei 130 °C nach normalen Verfahren gefärbt.
Die erhaltenen Materialien wiesen eine glatte Oberfläche auf und waren sehr glatt. Sie eigneten sich als weiche Stretchfutter.
Beispiel 19
Unter Verwendung der in den Beispielen 1, 2, 8 und 9 und in den Vergleichsbeispielen 3 und 4 erhaltenen weichen Stretchgarne wurden Verbundfilamentgarne zusammen mit schrumpfarmem PET-Garn unter den in Tabelle 5 angeführten Bedingungen hergestellt und Zwirnungsfixierung mittels Dampf bei 65 °C durchgeführt. Weben, Bearbeitung und Bewertung erfolgten auf gleiche Weise wie in Beispiel 17.
Das Tragegefühl der erhaltenen Materialien wurde einer funktionellen Bewertung unterzogen (Tabelle 6). Wie aus den Eigenschaften des Garns hervorgeht, zeigten sich bei den Stoffen, die aus den Beispielen hergestellt wurden, ein weicher Griff und ausgezeichnete Weichheit, während sich die Garne der Vergleichsbeispiele 3 und 4 einen äußerst groben Griff aufwiesen.
Tabelle 5
Tabelle 6
Beispiel 20
Ein Leinwandbindungsstoff wurde unter Verwendung des ungezwirnten weichen Stretchgarns aus Beispiel 13 als Kettgarn und unter Verwendung des von Asahi Chemical Ind. Co. hergestellten Kupferchloridammoniak-Rayons "Cupra" (83 dtex, 45 Filamente) als Schussgarn hergestellt. Die Garndichte des Kettgarns betrug dabei 110 pro Zoll und jene des Schussgarns 91 pro Zoll. Der erhaltene Stoff wurde wie folgt bearbeitet. Zuerst wurde bei 90 °C eine Relaxationsentfettung durchgeführt, wonach bei 180 °C unter Verwendung einer Nadelrahmenspannmaschine mit Trockenhitze vorfixiert wurde. Zudem wurde bei 100 °C gefärbt.
Das gewebte Material war weich und wies gute Dehnbarkeit auf. Zudem zeigte sich aufgrund der deutlichen Kühle des Kupferchloridammoniak-Rayons ein äußerst trockener Griff. Die Feuchtigkeits-Absorptions/Freisetzungs-Eigenschaften und die Glätte der Materialoberfläche waren gut, und das Material eignete sich als Stretchfutter.
Beispiel 21
Unter Verwendung des in Beispiel 2 erhaltenen Garns wurde mit 700 Drehungen/m gezwirnt und Zwirnungsfixierung mittels Dampf bei 65 °C durchgeführt. Zudem wurde damit als Kettgarn und unter Verwendung des Viskose-Rayons "Silma", hergestellt von Asahi Chemical Ind. Co. (83 dtex, 38 Filamente) als Schussgarn ein Leinwandbindungsstoff hergestellt. Die Garndichte des Kettgarns betrug dabei 110 pro Zoll und jene des Schussgarns 91 pro Zoll, und es wurde ein Drehmomentausgleich erhalten, indem S-verzwirnte und Z-verzwirnte Garne abwechselnd angeordnet wurden. Der erhaltene Stoff wurde wie folgt bearbeitet. Zuerst wurde bei 90 °C eine Relaxationsentfettung durchgeführt, wonach bei 150 °C unter Verwendung einer Nadelrahmenspannmaschine mit Trockenhitze vorfixiert wurde. Zudem wurde bei 100 °C gefärbt.
Das resultierende gewebte Material war weich und wies gute Dehnbarkeit auf. Zudem wurde aufgrund der ausgezeichneten Elastizitätseigenschaften des Viskose-Rayons ein elastischer Griff erhalten, und es zeigte sich aufgrund der hohen Kühle ein trockener Griff. Darüber hinaus war die Feuchtigkeits-Absorptions/Freisetzung gut.
Beispiel 22
Unter Verwendung des weichen Stretchgarns aus Beispiel 2 wurde dieses mit 550 Drehungen/m gezwirnt und mittels Dampf bei 65 °C einer Zwirnungsfixierung unterzogen. Dazu wurde der Kupferchloridammoniak-Rayon aus Beispiel 20 vermischt, und es wurde ein Strickmaterial mit Interlock-Struktur mittels Schlauchstrickmaschine mit 24 Gauge hergestellt. Dies wurde nach normalen Verfahren einer Relaxationsentfettung bei 90 °C unterzogen, wonach bei 180 °C weiter vorfixiert wurde. Das erhaltene Strickmaterial war weich und wies gute Dehnbarkeit auf. Zudem zeigte sich aufgrund der hohen Kühle des Kupferchloridammoniak-Rayons ein äußerst trockener Griff. Darüber hinaus waren die Feuchtigkeits-Absorptions/Freisetzungs-Eigenschaften gut.
Beispiel 23
Ein Strickmaterial wurde auf gleiche Weise wie in Beispiel 22 hergestellt, mit der Ausnahme, dass statt des Kupferchloridammoniak-Rayons der in Beispiel 21 verwendete Viskose-Rayon eingesetzt wurde.
Das erhaltene Strickmaterial war weich und wies gute Dehnbarkeit auf. Zudem wurde aufgrund der ausgezeichneten Elastizitätseigenschaften, die für Viskose-Rayon charakteristisch sind, ein elastischer Griff erhalten, und es zeigte sich aufgrund der hohen Kühle ein trockener Griff. Darüber hinaus war die Feuchtigkeits-Absorptions/Freisetzung gut.
Mit erfindungsgemäßen Garnen können herkömmliche Probleme, wie starkes Einengungsgefühl und Grobwerden des Stoffes, gelöst werden, und es ist möglich, weiche Stretchgarne bereitzustellen, die Materialien mit herausragenderer weicher Dehnbarkeit bereitstellen können, als dies bisher möglich war, sowie aus diesen Garnen hergestellte Stoffe.

Claims

Garn, umfassend exzentrische Konjugat-Polyesterfasern, wobei zumindest eine Komponente der Konjugatfasern Polytrimethylenterephthalat (PTT) ist und die Fasern gekräuselt werden können, um die PTT-Komponente an der Innenseite der Kräuselung bereitzustellen, worin das Garn eine Uster-Ungleichmäßigkeit von nicht mehr als 2,0 % aufweist und worin das Garn nach einer Wärmebehandlung, bei der das Garn 15 Minuten lang in kochendes Wasser getaucht und dann einer 15-minütigen Trockenwärmebehandlung bei 180 °C unterzogen wird, eine Spannung bei 50 % Dehnung des Garns von nicht mehr als 30 × 10^–3 cN/dtex und gleichzeitig eine prozentuelle Rückformung von zumindest 60 % aufweist.
Garn nach Anspruch 1 mit einem Kräuselungsdurchmesser von nicht mehr als 250 μm.
Garn nach Anspruch 2, worin der Durchmesser der Kräuselung nicht mehr als 200 μm beträgt.
Garn nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer Festigkeit von zumindest 2,2 cN/dtex und einer Schrumpfspannung von zumindest 0,25 cN/dtex.
Garn nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Kräuselungsbeibehaltungsfaktor nach 10-maligem Dehnen von zumindest 85 %.
Garn nach Anspruch 5, worin der Kräuselungsbeibehaltungsfaktor nach 10-maligem Dehnen zumindest 90 % beträgt.
Garn nach Anspruch 6, worin der Kräuselungsbeibehaltungsfaktor nach 10-maligem Dehnen zumindest 95 % beträgt.
Garn nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Polyesterkomponenten relativ zueinander exzentrisch im Querschnitt der exzentrischen Konjugat-Polyesterfasern verteilt sind.
Garn nach Anspruch 8, worin das Verhältnis der jeweiligen Schmelzviskositäten der Polyester (zwischen höchster und niedrigster) 1,05:1 bis 5,00:1 beträgt.
Garn nach Anspruch 9, worin das Verhältnis der jeweiligen Schmelzviskositäten der Polyester 1,20:1 bis 2,50:1 beträgt.
Garn nach Anspruch 10, worin die Konjugatfasern PTT und PET umfassen.
Garn nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Kräuselungsdehnungsfaktor (E₀) nach Wärmebehandlung ohne Belastung von zumindest 45 %.
Garn nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Kräuselungsdehnungsfaktor (E_3,5) bei Wärmebehandlung und unter einer Belastung von 3,5 × 10^–3 cN/dtex (4 mp/d) von zumindest 10 %.
Verfahren zur Herstellung eines Garns, worin ein Garn aus Konjugatfasern, die zwei Arten von Polyester umfassen, welche sich in ihrer Schmelzviskosität unterscheiden, und worin ein Polyester mit höherer Schmelzviskosität PTT ist, mit einer Aufnahmegeschwindigkeit von zumindest 1200 m/min gesponnen, bei einer Verstrecktemperatur von 50 bis 80 °C verstreckt und thermofixiert wird, wobei das hergestellte Garn im Wesentlichen Polyesterfasern umfasst, die eine Uster-Ungleichmäßigkeit von nicht mehr als 2,0 % aufweisen und wobei das Garn nach einer Wärmebehandlung eine Spannung, bei 50 % Dehnung des Garns, von nicht mehr als 30 × 10^–3 cN/dtex und gleichzeitig eine prozentuelle Rückformung von zumindest 60 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, worin die Fasern in einem solchen Verhältnis verstreckt werden, dass die Zugdehnung des verstreckten Garns 20 bis 45 % beträgt.
Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, bei dem es sich um ein direktes Spinn-Verstreck-Verfahren handelt.
Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, bei dem es sich um zweistufiges Spinn- und Verstreckverfahren handelt, bei dem das Garn nach dem Spinnen vorübergehend aufgewickelt und dann verstreckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, worin die Spinntemperatur 250 bis 280 °C beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, worin das Schmelzviskositätsverhältnis zwischen den zwei Arten von Polyester 1,05:1 bis 5,00:1 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, worin die Viskosität des Polymers mit der niedrigeren Viskosität 300 bis 700 Poise beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, worin die Thermofixierungstemperatur im Bereich von 110 °C bis 180 °C liegt.
Verbundgarn, das eine Garnkomponente, bei der es sich um ein Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 13 handelt, und eine Garnkomponente, bei der es sich um ein schrumpfarmes Garn mit einer Schrumpfung in kochendem Wasser von nicht mehr als 10 % handelt, umfasst.
Garn nach Anspruch 1 oder Verbundgarn nach Anspruch 22, worin ein hoher Verdrillungskoeffizient von zumindest 5000 angewandt wird; Verdrillungskoeffizient = Anzahl an Verdrillungen pro 1 m (Drehungen/m) × Quadratwurzel der Denier (dtex × 1,9).
Stoff, dadurch gekennzeichnet, dass er unter Verwendung zumindest eines Garns nach einem der Ansprüche 1 bis 13 hergestellt ist.
Stoff nach Anspruch 24, der ein Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als zumindest eine Komponente eines Verbundgarns enthält.
Stoff nach Anspruch 24 oder Anspruch 25, der als einziges Garn ein Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.
Stoff nach einem der Ansprüche 24 bis 26, der außerdem natürliche und/oder halbsynthetische Fasern umfasst.
Stoff nach Anspruch 27, worin die natürlichen und/oder halbsynthetischen Fasern als Komponentengarn in einem Verbundgarn vorliegen, in dem die andere Komponente ein Garn nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ist.
Stoff nach Anspruch 27 oder Anspruch 28, der jeweilige separate Garne nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und Garne aus natürlichen und/oder halbsynthetischen Fasern enthält.