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Die vorliegende Erfindung richtet
sich auf Garn aus Poly(trimethylenterephthalat) (PTT), und insbesondere
auf ein Verfahren zur Herstellung von PTT-Garn aus zusammengefassten,
endlosen Fäden,
das bei der Anfertigung von Teppich- und Florgeweben.
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Aufgrund der natürlichen Widerstandskraft von
PTT gegenüber
Flecken ist es wohlbekannt, PTT-Garne aus zusammengefassten, endlosen
Fäden zur
Anfertigung von Teppich- und Florgeweben zu verwenden. Wie in dem
U.S.-Patent Nr. 5,645,782 offenbart, werden solche Garne üblicherweise
mit einem einzigen Spinn-Zug-Web-Verfahren
hergestellt, wobei geschmolzenes PTT-Polymer durch eine Spinndüse extrudiert
wird, um PTT-Fäden
zu bilden; die Fäden
werden mittels Luft abgekühlt,
die rechtwinklig zu den Fäden
strömt,
und sodann mit einem Spinnüberzug
beschichtet; die überzogenen
Fäden werden
sodann aufgeheizt und zwischen einem Paar von Zuführwalzen
und einem Paar von Zugwalzen hindurchgezogen, verflochten und schließlich aufgewickelt.
Da die Fäden
jedoch sofort nach dem Spinnen gezogen und verflochten werden, können die PTT-Fäden nicht
mit anderen Fäden
kombiniert werden, wie bspw. für
die Anfertigung eines Fertigprodukts aus mehreren Komponenten. In
dieser Hinsicht ist es oft wünschenswert,
PTT-Garne mit natürlichen, mattierten
oder gefärbten
Garnen zu kombinieren oder mit antistatischen Garnen, mit Markierungs- oder
Kennzeichnungsfäden,
mit anderen neuen Garnen oder mit Garnen zur Schaffung von antimikrobiellen,
feuerhemmenden, stabilisierenden oder anderen funktionalen Verbesserungen.
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Herkömmliche, zweistufige Produktionslinien umfassen
das Schmelzspinnen eines ungezogenen Garns in einem ersten, Einzelschritt
und sodann das Ziehen und Verflechten des Garns in einem zweiten Einzelschritt.
PTT-Garn altert jedoch physikalisch. Dieses Alterungsphänomen tritt
bei der Umgebungstemperatur an jedem Polymer auf, das überwiegend amorph
ist, oder das aus dem geschmolzenen Zustand in einen überwiegend
amorphen Zustand mit einer Temperatur unterhalb und nahe der Glastemperatur
des Polymers abgeschreckt wurde. Dieses Alterungsphänomen hat
zur Folge, dass überwiegend amorphes
PTT-Garn innerhalb weniger Stunden nach dem Spinnen extrem spröde wird,
so dass die folgende Beund Verarbeitung zu Brüchen und Beschädigungen
der Fäden
führt.
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Die
EP 0 745 711 A1 offenbart ein Verfahren zur
Bildung von PTT-Garn aus zusammengefassten, endlosen Fäden, wobei
das PTT-Polymer in geschmolzenem Zustand durch eine Spinndüse zu Fäden gesponnen
wird, die mit kalter Luft abgekühlt
und zu einem Garn zusammengefaßt
werden, das mit einem Spinnüberzug
beschichtet wird, ein erstes Mal zwischen einer Zuführrolle
und einer ersten Zugrolle hindurchgezogen wird, um ein Zugverhältnis von 1,05
bis 2 zu erreichen, sodann ein zweites Mal zwischen der ersten Zugrolle
und einer zweiten Zugrolle hindurchgezogen wird, um ein Zugverhältnis von
wenigstens dem 2,2-fachen
des ersten Zugverhältnisses
zu erzielen, und das schließlich
aufgewickelt wird. Das Garn kann vor oder nach dem Aufwickeln verwoben
werden. Gemäß dieser
Erfindung hergestellte Teppiche haben eine akzeptable Widerstandskraft
gegenüber
Flecken; jedoch sind ihre Verschleißeigenschaften nur zufriedenstellend.
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Die vorliegende Erfindung richtet
sich auf ein Verfahren zur Herstellung von PTT-Garnen aus zusammengefassten, endlosen
Fäden,
wobei die Garne mit anderen Typen von Garnen in einem zweistufigen
Verfahren kombiniert werden können,
und wobei aus solchen Garnen hergestellte Teppiche eine in unvorhersehbarem
Maß gesteigerte
Verschleißfestigkeit
haben.
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Dementsprechend bietet die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines für die Herstellung von Teppich-
und Florgeweben geeigneten Garns aus Poly(trimethylenterephthalat),
mit folgenden Verfahrensschritten: Zuführen eines Polymerstücks aus
Polytrimethylenterephthalat zu einem Schmelz-Extrusions-Apparat, wobei das
Polymerstück
geschmolzen, gemischt und durch eine Spinndüse extrudiert wird, um Fäden zu bilden,
Abkühlen der
solchermaßen
gebildeten Fäden
unter Verwendung eines Luftstroms lotrecht zu der Bewegungsrichtung
der Fäden,
Versehen der abgekühlten
Fäden mit
einem Überzug,
Ziehen der überzogenen
Fäden und
Aufwickeln der gezogenen Fäden,
wobei das Polymerstück
eine Eigenviskosität
in dem Bereich von 0,7 bis 1,2 und einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger
als 100 ppm aufweist, wobei ferner das Poly(trimethylenterephthalat)
bei einer Temperatur in dem Bereich von 240 bis 270°C extrudiert
wird, wobei die Fäden
mit einem Luftstrom einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 1,0 m/sek.
gekühlt
werden, wobei die abgekühlten
Fäden vor
dem Aufwickeln einer Zugspannung ausgesetzt werden, so dass sie
keiner permanenten Dehnung ausgesetzt sind, wobei die gespannten
Fäden sodann
auf mehr als die Glasübergangstemperatur
erhitzt werden, jedoch nicht bis zu ihrer Kristallisationstemperatur,
wobei die gespannten und erhitzten Fäden sodann bei einer Garntemperatur
in dem Bereich von 100 bis 200°C
auf ein Ziehverhältnis
zwischen 1,25 und 4,0 gezogen werden, so dass die gezogenen Fäden Garne
bilden, welche widerstandsfähig
gegenüber
dem physikalischen Alterungsprozeß sind, und wobei die gezogenen
Fäden texturiert
werden bei einer Garntemperatur vor dem Texturieren, die höher ist
als die Glasübergangstemperatur
des Polymers, jedoch niedriger als 220°C.
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Überraschenderweise
hat sich herausgestellt, dass der aus dem erfindungsgemäßen Garn hergestellte
Teppich eine überragende
Verschleißfestigkeit
hat im Verhältnis
zu den nach den herkömmlichen,
zweistufigen Verfahren hergestellten PTT-Garnen.
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Insbesondere umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren
die folgenden Schritte:
- a) Zuführen eines
PTT-Polymerstücks
mit einer Eigenviskosität,
oder IV, von 0,7 bis 1,2, und mit einem Feuchtigkeitsgehalt von
weniger als 100 ppm, zusammen mit Additiven, die insgesamt weniger
als 300 ppm ausmachen, zu einem Schmelz-Extrusions-System, wobei
das zugeführte
Material geschmolzen, vermischt, homogenisiert und bei einer Temperatur
von 240 bis 270°C
durch ein Filtersystem zu einer Spinndüse extrudiert wird, um Fäden zu bilden;
- b) Abkühlen
der Fäden
in einer Abschreckkammer mittels eines Luftstroms entlang der Oberfläche der
Fäden mit
einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 1,0 m/sek., optional Einsetzen
eines Entlüftungssystems
mit erzwungenem Fluß nahe
der Spinndüse,
um flüchtige
Bestandteile aus der Spinn-Umgebung zu entfernen;
- c) Beschichten der Fäden
mit einem Spinnüberzug;
- d) Spannen des Garns zwischen zwei Rollen, oder zwischen Sätzen von
Rollen, um das Garn einer Zugspannung zu unterziehen, aber nicht permanent
zu dehnen, wobei die erste Rolle oder der Satz von Rollen nicht
beheizt ist und die zweite Rolle oder Satz von Rollen beheizt ist,
um dem Garn eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur der Fäden, aber
unterhalb der Kristallisationstemperatur zu erteilen;
- e) Ziehen der Fäden
zwischen der zweiten Rolle oder dem zweiten Rollensatz und einer
dritten Rolle oder einem dritten Rollensatz, die/der solchermaßen beheizt
ist, dass das Garn eine Temperatur zwischen 100 und 200°C erhält, wobei das
Ziehverhältnis
zwischen 1,25 und 4,0 liegt; und
- f) Aufwickeln des gezogenen Garns mittels einer Aufwickelvorrichtung.
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Das Denier-Maß des individuell gezogenen Fadenbündels liegt
vorzugsweise zwischen 150 und 800. Das Texturieren der gezogenen
Fäden mittels eines
getrennten Verfahrensschritts findet in einer mechanischen Quetsch-Texturier-Einheit statt, wobei ein
einzelnes Ende eines gezogenen Fadenbündels texturiert werden kann,
oder mehrere Enden eines Bündels
gezogener Fäden
werden zusammen texturiert. Das Denier-Maß des texturierten Garns kann bei
bis zu 7.000 liegen.
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Alternativ oder zusätzlich kann
vor dem Verfahrensschritt des Texturierens der Spinn-Überzug nach
Schritt c) aufgetragen werden, und die texturierten Fäden können verwickelt
werden, bevor sie aufgewickelt werden. Ein solches Verwickeln kann
in einer oder mehreren Stufen stattfinden, um verschiedene, erwünschte Stileffekte
hervorzurufen.
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Ein besseres Verständnis der
Erfindung ergibt sich aus der Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
in Verbindung mit der folgenden Diskussion. Hierbei zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung der Schritte bei der erfindungsgemäß bevorzugten
Herstellung von PTT-Garn; und
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2 eine
schematische Darstellung der Schritte beim Texturieren des gezogenen
Garns.
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Wie in 1 dargestellt,
wird der Eintrittsöffnung
einer Extrusionseinrichtung 1 erfindungsgemäß PTT-Harz
in Pelletform zusammen mit optionalen Additiven zugeführt, wobei
das zugeführte
Material erhitzt, vermischt und durch eine Spinndüse 2 gepumpt wird.
Die aus der Spinndüse
austretenden, endlosen PTT-Fäden werden
von einer unbeheizten Führungsrolle 4 durch
eine Abschreckkammer 3 und durch eine Auftragseinrichtung 5 für einen
Spinn-Überzug gezogen.
Nach Umlaufen der Führungsrolle 4 gelangen
die PTT-Fäden
zu einer beheizten Rolle 6, einer beheizten Zugrolle 7,
einer vierten Rolle 8 und einer Aufwickeleinrichtung 9.
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Zur Unterstützung der Zubereitung einer
homogenen Schmelze können
In dem Extrusionssystem Mischeinrichtungen vorhanden sein. Die Temperaturen
der Heizeinrichtungen des Extrusionssystems werden eingestellt,
um eine Schmelztemperatur von 240°C
bis 270°C
zu erzielen, mit einer bevorzugten Schmelztemperatur von 245°C bis 260°C. Die Fäden haben
vorzugsweise Querschnitte mit drei nockenförmigen Erhebungen, obwohl andere
Querschnittsformen verwendet werden können. Nahe der Spinndüsenvorderseite
befindet sich ein Entlüftungssystem
mit erzwungener Strömung,
um jegliche, von der Arbeitsumgebung erzeugten, flüchtigen
Teile zu entfernen. Dieses Entlüftungssystem
kann eine gewisse Kühlung
der gesponnenen Fäden
hervorrufen. Eine weitere Kühlung
der gesponnenen Fäden
findet in der Abschreckkammer statt, die gekühlte Luft mit einer Temperatur
von 5°C
bis 20°C
und vorzugsweise zwischen 10°C
und 15°C
enthält.
Ein Spinnüberzug
wird unter Verwendung einer geeigneten Einrichtung aufgetragen,
bspw. einer Auftragsrolle oder einem kalibrierten Überzugsapplikator.
Der primäre Zweck
des Spinnüberzugs
besteht darin, den Zusammenhalt des Bündels zu unterstützen und
die Oberflächenreibung
zu reduzieren, zwecks Unterstützung
aller weiteren Garnverarbeitungsschritte wie Texturieren und Verdrillen
des Garns. In dem Spinnüberzug
können
funktionelle Additive enthalten sein wie bspw. die Widerstandskraft
gegenüber
Flecken erhöhende
Additive und Additive mit antiverschmutzender Wirkung einschließlich Fluorchemikalien.
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Das Garn wird um eine erste, unbeheizte Rolle
geführt,
um das Denier-Maß des
Garns zu kontrollieren. Sodann wird das Garn zu einer zweiten Rolle
geführt,
die auf eine Temperatur von 45°C
bis 150°C
aufgeheizt ist. Die tatsächlich
verwendete Rollentemperatur hängt
von der Kontaktzeit des Garns mit der Rolle ab. Die verwendete Kontaktzeit
bzw. Rollentemperatur sollte so eingestellt sein, dass keine signifikante
Kristallisation des PTT-Polymers ausgelöst wird. Zwischen der ersten
und zweiten Rolle wird das Garn gespannt, aber nicht so, dass das Garn
permanent gedehnt wird. Bspw. kann die zweite Rolle mit einer um
2% größeren Geschwindigkeit
angetrieben werden als die erste Rolle. Sodann wird das Garn zu
einer dritten Rolle geführt,
die solchermaßen
aufgeheizt ist, dass die Garntemperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur
und vorzugsweise zwischen 100°C
und 200 °C
liegt. Die gemessene Glasübergangstemperatur
des Garns hängt
von der für
die Bestimmung verwendeten Methode ab. Die von dieser Erfindung
verwendete Methode zur Ermittlung der Glasübergangstemperatur liegt in
der Verwendung der differentiellen Abtast-Kalorimetrie bei einer
Heizrate von 10°C/min.
Die Glasübergangstemperatur
ist der Mittelpunkt der Ablenkung in Bezug auf den Glasübergang
der differentiell abgetasteten, kalorimetrischen Kurve. Die tatsächlich verwendete
Rollentemperatur wiederum soll von der Kontaktzeit des Garns mit
der Rolle abhängen.
Die Geschwindigkeit der dritten Rolle wird schneller eingestellt
als die der zweiten Rolle, um ein Garnziehverhältnis zwischen der zweiten
und dritten Rolle von mindestens 1,25 zu ergeben, aber unterhalb
desjenigen, das zum Brechen des Garns unter den verwendeten Bedingungen
erforderlich ist. Während
des Ziehund Heizprozesses kristallisiert das Garn, steigert sich
in der Reißfestigkeit
und reduziert seine prozentuale Länge, was in einer erheblichen
Reduzierung hinsichtlich des Phänomens
der physikalischen Alterung resultiert. Das gezogene Garn wird unter Verwendung
einer geeigneten Aufwickelvorrichtung aufgewickelt. Der Denier-Wert des gezogenen
Garns liegt vorzugsweise in dem Bereich von 150 bis 800 mit einer
Reißfestigkeit
von wenigstens 2,5 g/Denier und eine prozentualen Streckung von
weniger als 60%. Der Denier-Wert des gezogenen Garns wird anhand
der Anzahl und Größe der Fadenbündel ausgewählt, die
erforderlich sind, um den gewünschten Denier-Wert
des texturierten Garns zu liefern und die gewünschte Fadenzahl.
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Das hergestellte, gezogene Garn wird
sodann texturiert unter Verwendung einer mechanischen Quetsch-Texturier-Einheit,
um eine zufällige, zweidimensionale,
geradlinige Quetschung zu erzeugen, wie sie den Fachleuten vertraut
sind, ohne zusätzliche
Zeichnung des Garns. Ein Beispiel für eine geeignete Einheit ist
in 2 dargestellt. Das
Garn ist um ein Paar vorgespannter Rollen 11, 12 zu
einer beheizten Rolle 13 geführt, bevor es zu einer anderen,
beheizten Rolle 14 läuft
unter einer Zugspannung, die zur Steuerung der Zuführrate ausreicht, aber
nicht groß genug
ist, um das Garn zu ziehen. Das erhitzte Garn wird durch eine Einfädelführung 15 und
zwischen einem Satz von Quetschrollen 16 hindurchgeführt. Das
Garn wird in die Füllungskammer getrieben
und, anschließend
aus dieser herausgezogen und läuft
sodann um einen Satz von feststehenden oder rotierenden Führungen.
Das texturierte Garn wird von einer Verwicklungseinrichtung 18 verwickelt
und läuft
um einen Satz von unbeheizten Rollen 19, 20, bevor
es von einer geeigneten Aufwickeleinrichtung aufgewickelt wird.
Unmittelbar vor dem Quetschen ist eine Erhitzung des Garns, bspw.
durch Führen
des Garns um eine oder mehrere beheizte Rollen, notwendig, damit
die Verformung ein Gedächtnis
erhält,
sobald die Quetschung stattgefunden hat. Die Garntemperatur vor
dem Quetschen sollte größer sein
als die Glasübergangstemperatur des
Polymers, jedoch niedriger als 220°C, vorzugsweise zwischen 100°C und 22°C. Die tatsächlich verwendete
Garntemperatur wird von der Garnkontaktzeit abhängen. Ein einzelnes Garn aus
einem gezogenen Faden kann texturiert werden, oder zwei oder mehr
gezogene Garnbündel
können
zusammen texturiert werden. Falls mehrere, gezogene Garne zusammen
texturiert werden, können
diese Garne verschiedene Farben haben, oder eine oder mehrere der
Komponenten können
mit einer geeigneten Funktionalität versehen sein, um dem texturierten Endprodukt
das gewünschte
Verhalten zu verleihen.
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Über
die reduzierte Brechneigung des Garns und Fadens während der
Texturierung hinaus können
durch Verwendung des erfindungsgemäßen Prozesses auch schnellere
Texturierverfahrensgeschwindigkeiten erreicht werden. Bei Verwendung
eines herkömmlichen,
zweistufigen Spinn-Zug-Texturier-Verfahrens, d. h., bei Herstellung
eines ungezogenen Garns und einem einstufigen Ziehen und Texturieren
des ungezogenen Garns mittels eines zweiten, getrennten Schritts,
ist es schwierig, Texturiergeschwindigkeiten von mehr als 400 m/min.
zu erreichen. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können leicht
Texturiergeschwindigkeiten von wenigstens 800 m/min. erreicht werden.
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Anstelle einer einzelnen Rolle kann
an jeder Stufe der Erfindung auch ein Satz von Rollen verwendet
werden.
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Das texturierte Garn kann in idealer
Weise zur Herstellung von Teppichen eingesetzt werden unter Anwendung
von Herstellungsverfahren, die den Fachleuten bekannt sind einschließlich Tuffen,
Wirken, Bonden, Nadel-Weben und Stricken. Die Seiten 134 bis 140
der „Synthetischen
Fasermaterialien", editiert
von H. Brody, veröffentlicht
von Longman, 1994, liefern detaillierte Beschreibungen dieser Verfahren,
wobei diese Veröffentlichung
durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
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Die folgenden Testverfahren lassen
sich bei der vorliegenden Erfindung anwenden:
Eigenviskosität: 0,2990–0,3010
g der Probe werden in 25 cm3 einer 99+prozentigen
Dichloressigsäure aufgelöst, die
man von Aldrich Chemical Co., Inc. erhält. Die Viskosität der Lösung wird
gemessen unter Verwendung eines Viskometers „Cannon-Ubbelohde Typ 100" bei 34,8 bis 35,2°C.
Prozentuale
Schrumpfung: Ein 15 Gramm-Gewicht wird unten an einem Garnstrang
angehängt,
der aus 7 Umwindungen eines Denier-Rades mit 1 Meter Umfang besteht.
Der Garnstrang mit dem Gewicht wird in einem Ofen bei 118 bis 122°C für 2 Minuten aufgehängt. Die
prozentuale Schrumpfung ist der Wert, um den sich der Garnstrang
zusammenzieht, nachdem er aus dem Ofen entnommen wurde.
Testen
des Teppichverschleißes:
Ein getufteter Teppich wurde mit dem ASTM-Testverfahren D5252-92 getestet mittels
50.000 Umdrehungen bei 21,1°C (70°F) und 50%
R. H. Ein aufrechtes Vakuum-Reinigungsgerät Modell LXE von Elektrolux
wurde verwendet, um den Teppich nach dem Test und vor der Bewertung
einem Vakuum auszusetzen. Der Teppich wurde nicht nach jeweils 2.000
Umdrehungen einem Vakuum ausgesetzt, wie dies in dem ASTM-Testverfahren
detailliert vorgegeben ist. Die verschlissenen Teppichproben wurden
unter Verwendung der Referenzskala A des Teppich- und Vorlegerinstituts
bewertet. Diese Skala besteht aus vier Photographien, die von 1
bis 4 durchnummeriert wurden und den allmählich steigenden Verschleißgrad, Verschlechterung
des Erscheinungsbildes oder Verfilzen zeigen. Ein Grad von 1 zeigt
eine schlimm verschlissene Probe. Ein Grad von 5 zeigt an, dass
keinerlei Verschleiß aufgetreten
ist. Wenn die getestete Probe zwischen zwei Photographien fällt, wird
ein halber Grad vergeben. Wenn bspw. der Verschleißgrad zwischen
die Photographien 3 und 4 fällt, wird ein Grad von 3,5
zugeordnet. Dieser Test ist den Fachleuten bekannt, um den Verkehr
menschlicher Füße zu simulieren.
Es wird angenommen, dass eine Umdrehung der Testtrommel äquivalent
ist einem 8- bis 12-maligen Fußverkehr.
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Die Erfindung wird beschrieben durch
die folgenden, nicht einschränkenden
Beispiele.
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BEISPIEL 1 (Vergleichsbeispiel
unter Verwendung eines herkömmlichen,
zweistufigen Verfahrens)
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Ein PTT-Harz mit einer Eigenviskosität von 0,9
wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 50 ppm getrocknet
und gesponnen unter Verwendung eines Extrusionssystems mit einer
einzelnen Schraube von einer den Fachleuten bekannten Art. Das geschmolzene
Polymer wurde zu einem Spinnpack mit einem Temperatursollwert von
257°C gepumpt,
der ein die Schmelze filtrierendes Medium enthielt, und sodann zu
einer Spinndüse
mit 70 Löchern,
jeweils mit Lochquerschnitten mit drei Erhebungen. Ein Entlüftungssystem
war in unmittelbarer Nähe
zu der Spinndüse
angeordnet, um jegliche flüchtigen
Partikel aus der Arbeitsumgebung zu entfernen. Die 70 Fäden wurden
durch kalte Luft von 13°C
und einer Geschwindigkeit von 0,6 m/sek. abgekühlt, bevor sie in zwei Fadenbündel getrennt
wurden und ein Spinnüberzug
aufgetragen wurde. Das ungezogene Garn wurde auf einem „Leesona 959"-Aufwickelgerät aufgewickelt,
um einen Denier-Wert von 1850/30Y zu produzieren. Innerhalb von
15 Minuten war die Festigkeit des hergestellten Garns 0,6 g/Denier,
und die prozentuale Verlängerung
war 450%. Nach zweistündiger
Lagerung bei 21,1°C
(70°F) und
50% RH war die Zugfestigkeit auf 0,4 g/Denier gefallen, und die
prozentuale Elongation lag bei 4%. Vier Enden des Garns wurden mechanisch
gequetscht unter Verwendung eines einstufigen Ziehens bei einem
Ziehverhältnis
von 3,2. Das Garn wurde zwischen zwei beheizten Rollen gezogen,
von denen die erste auf 66°C
gehalten wurde und die zweite auf 150°C. Die maximal erreichbare Aufnahmegeschwindigkeit
war 400 m/min. Während des
Quetschverfahrens wurde ein häufiger
Garnbruch beobachtet und ein inakzeptables Niveau von Garnbrüchen stellte
sich ein. Ein Denier-Wert des Garns von 2710 wurde erzielt. Die
Zugfestigkeit des texturierten Garns lag bei 1,7 g/Denier bei einer
prozentualen Verlängerung
beim Bruch von 53%. Das texturierte Garn wurde zu einem Teppich
getuftet mit einem Maß von
2,54 mm (1/10 Zoll), einem Niveau der Florhöhe von 4,76 mm (3/16 Zoll)
und mit einem Wert des Garns pro Quadratmeter von 678 g/cm. Der getuftete
Teppich wurde mit einem Standard-Latex-Rücken versehen.
Wie oben beschrieben wurde der Teppich einem Verschleißtest unterzogen.
Der Verschleißwert
des Teppichs lag bei 2,5.
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BEISPIEL 2
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Ein PTT-Harz mit einer Eigenviskosität von 0,9
wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 50 ppm getrocknet
und gesponnen unter Verwendung eines Extrusionssystems mit einer
einzelnen Schraube von einer den Fachleuten bekannten Art. Das geschmolzene
Polymer wurde zu einem Spinnpack mit einem Temperatursollwert von
243°C gepumpt,
der ein die Schmelze filtrierendes Medium enthielt, und sodann zu
einer Spinndüse
mit 34 Löchern,
jeweils mit Lochquerschnitten mit drei Erhebungen. Die Schmelztemperatur
des Polymers vor dem Spinnpack lag bei 250°C. Ein Entlüftungssystem war in unmittelbarer
Nähe zu
der Spinndüse
angeordnet, um jegliche flüchtigen
Partikel aus der Arbeitsumgebung zu entfernen. Die geschmolzenen, aus
der Form austretenden Fäden
wurden durch kalte Luft von 16°C
und einer Geschwindigkeit von 0,6 m/sek. abgekühlt. Ein Spinnüberzug wurde
auf die gekühlten
Fäden aufgetragen,
bevor diese zu der unbeheizten Rolle 1 geführt wurden.
Das Garn wurde zu einer Rolle 2 geführt, die auf 54°C gehalten
wurde und mit einer um 1% größeren Geschwindigkeit
lief als die Rolle 1, bevor es mit einem Ziehverhältnis von 3,33
zu der Rolle 3 gezogen wurde, die auf 65°C (149°F) gehalten
wurde. Das Garn wurde sodann auf einem durch Zugspannung angetriebenen „Leesona 959"-Aufwickelgerät aufgewickelt.
Das gezogene Garn hatte einen Denier-Wert von 714 mit einer Zugfestigkeit
von 2,7 g/Denier und einer prozentualen Bruchdehnung von 49%. Es
trat keinerlei Verschlechterung der Eigenschaften des Garns ein,
nachdem dieses über
24 Stunden hinweg bei 21,1°C
(70°F) und
50% RH gelagert worden war.
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BEISPIEL 3
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Garn wurde entsprechend dem Beispiel
2 gesponnen mit der Ausnahme, dass durch Änderung der Pumpengeschwindigkeit
der Denier-Wert ebenfalls auf 590/34Y eingestellt wurde. Die Zugfestigkeit des
gezogenen Garns lag bei 2,7 g/Denier mit einer Streckung von 39%.
Nach einer Lagerung des Garns über
24 Stunden hinweg bei 21,1°C
(70°F) und
50% RH trat keine Verschlechterung der Garneigenschaften ein. Vier
Enden dieses Garns wurden zusammen texturiert mittels eines mechanischen
Quetschverfahrens und ohne weiteres Ziehen, um eine zweidimensionale,
gerade Bördelung
mit einem Denier-Wert von 2360 zu erzeugen. Während des Quetschens des Garns
traten keine Garn- oder Fadenbrüche
auf. Die Festigkeit des texturierten Garns war 1,5 g/Denier und
die Streckung lag bei 46%.
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BEISPIEL 4
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Eine Dispersion mit schwarzen Kohlenstoff-Pigmenten
und eine Dispersion aus Tatan-Dioxid wurden weiter vermischt zu
einem PTT-Harz mit einer Eigenviskosität von 0,9, das auf einem Extruder mit
zwei Schrauben zu weniger als 50 ppm getrocknet wurde. Die Dispersionen
mit zwei Pigmenten wurden durch hergestellt durch Verteilen der
Pigmente in einem PTT-Harz, ebenfalls mit der Eigenviskosität von 0,9.
Die hergestellte Verbindung wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt
von weniger als 50 ppm getrocknet sowie versponnen unter Verwendung
eines Extrusionssystems mit einer einzigen Schraube, von einem den
Fachleuten geläufigen
Aufbau. Das geschmolzene Polymer wurde zu einem Spinnpack mit einem
Temperatursollwert von 254°C
gepumpt, der ein die Schmelze filtrierendes Medium enthielt, und sodann
zu einer Spinndüse
mit 34 Löchern,
jeweils mit Lochquerschnitten mit drei Erhebungen. Die Schmelztemperatur
des Polymers vor dem Spinnpack lag bei 259°C. Ein Entlüftungssystem war in unmittelbarer
Nähe zu
der Spinndüse
angeordnet, um jegliche flüchtigen
Partikel aus der Arbeitsumgebung zu entfernen. Die geschmolzenen,
aus der Form austretenden Fäden
wurden durch kalte Luft von 16°C und
einer Geschwindigkeit von 0,6 m/sek. abgekühlt. Ein Spinnüberzug wurde
auf die gekühlten
Fäden aufgetragen,
bevor diese zu der unbeheizten Rolle 1 geführt wurden.
Das Garn wurde zu einer Rolle 2 geführt, die auf 54°C gehalten
wurde und mit einer um 1% größeren Geschwindigkeit
lief als die Rolle 1, bevor es mit einem Ziehverhältnis von
3,2 zu der Rolle 3 gezogen wurde, die auf 149°C gehalten
wurde. Das gezogene Garn hatte einen Denier-Wert von 340 und eine
Zugfestigkeit von 2,9 g/Denier mit einer prozentualen Streckung
von 44 %.
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BEISPIEL 5
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Acht nach dem Beispiel 4 angefertigte
Enden eines gezogenen Garns wurden zusammen texturiert unter Verwendung
eines mechanischen, den Fachleuten geläufigen Quetschverfahrens ohne
weiteres Ziehen. Das Garn wurde vor dem Quetschen um die beheizten
Rollen gespannt. Die erste Rolle wurde auf 68°C aufgeheizt und die zweite
Rolle wurde auf 107°C
aufgeheizt. Das Garn wurde erhitzt, indem es um es vor dem Quetschen
um zwei beheizte Rollen geführt
wurde.
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Die erste Rolle wurde auf 68°C aufgeheizt, und
die zweite Rolle auf 107°C.
Die Verfahrensgeschwindigkeit lag bei 800 m/min. Bevor das Garn
aufgewickelt wurde, verwickelten sich dessen texturierte Enden miteinander.
Der Denier-Wert des texturierten Garns lag bei 3000. Das Garn hatte
eine Zugfestigkeit von 2,9 g/Denier, eine prozentuale Streckung
von 49% und eine prozentuale Schrumpfung von 5%.
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BEISPIEL 6
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Zwei nach Beispiel 4 hergestellte
Enden eines gezogenen Garns wurden gemeinsam texturiert unter Verwendung
eines mechanischen Quetschverfahrens ähnlich dem aus Beispiel 5,
wobei das Garn auf die bei 5 beschriebene
Art auf die selben Temperaturen erhitzt wurde. Der Denier-Wert des texturierten
Garns lag bei 785. Während
des Garn-Quetsch-Verfahrens traten kein Brüche des Garns oder eines Fadens
auf. Die Zugfestigkeit des texturierten Garns lag bei 1,7 g/Denier,
und die prozentuale Streckung bei 39%.
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BEISPIEL 7
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Ein weißes Pigment, das in einem PA6-Träger verteilt
worden war, um ein Konzentrat aus Polymer und Additiven („Masterbatch-Konzentrat") zu bilden, wurde
weiter in einem PTT-Harz mit einer Eigenviskosität von 0,9 verteilt, das auf
einem Zwillingsschrauben-Extruder auf weniger als 50 ppm getrocknet
worden war. Das Masterbatch-Konzentrat mit den weißen Pigmenten
enthielt einen Stabilisator auf der Basis von Kupferiodid/Kaliumiodid.
Die hergestellte Verbindung wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt
von weniger als 50 ppm getrocknet und versponnen unter Verwendung
eines Extrusionssystems mit einer einzigen Schraube, von einer den
Fachleuten geläufigen
Art. Das geschmolzene Polymer wurde mit einem Temperatursollwert
von 254°C
zu einem Spinnpack gepumpt, der ein die Schmelze filtrierendes Medium
enthielt, und sodann zu einer Spinndüse mit 30 Löchern, jeweils mit Lochquerschnitten
mit drei Erhebungen. Ein Entlüftungssystem
war in unmittelbarer Nähe
zu der Spinndüse
angeordnet, um jegliche flüchtigen
Partikel aus der Arbeitsumgebung zu entfernen. Ein Spinnüberzug wurde
auf die gekühlten Fäden aufgetragen,
bevor diese zu der unbeheizten Rolle 1 geführt wurden.
Das Garn wurde zu einer Rolle 2 geführt, die auf 66°C gehalten
wurde und mit einer um 1% größeren Geschwindigkeit
lief als die Rolle 1, bevor es mit einem Ziehverhältnis von
3,2 zu der Rolle 3 gezogen wurde, die auf 121°C gehalten
wurde. Das Garn wurde entspannt, bevor es auf eine Rolle aufgewickelt
wurde. Das gezogene Garn hatte einen Denier-Wert von 300 und eine
Zugfestigkeit von 2,8 g/Denier mit einer Streckung von 40%. Das Garn
wurde gesponnen und über
einen Zeitraum von wenigstens 18 Stunden kontinuierlich gezogen,
ohne Fadenbruch oder Unterbrechung des Verfahrens.
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BEISPIEL 8
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Ein in einer bronzefarbenen Lösung gefärbtes Garn
wurde in einer dem Beispiel 7 ähnlichen Weise
hergestellt mit einem vergleichbaren Denier-Wert, Faden und Querschnittsform.
Die Pigmente in der formulierten Bronzefarbe wurden vor der Herstellung
der Verbindung zum Spinnen zunächst
in einem PA6-Träger
dispergiert. Die Formel enthielt keinen Stabilisator auf der Basis
von Kupferiodid/Kaliumiodid. Das gezogene Garn hatte eine Zugfestigkeit
von 2,8 g/Denier mit einer prozentualen Dehnung von 38%.
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BEISPIEL 9
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Ein in einer schwarzen Lösung gefärbtes Garn
wurde in einer dem Beispiel 7 ähnlichen
Weise hergestellt mit einem vergleichbaren Denier-Wert, Faden und
Querschnittsform. Die Pigmente in der formulierten Farbe wurden
vor der Herstellung der Verbindung zum Spinnen zunächst in
einem PA6-Träger
dispergiert. Die Formel enthielt keinen Stabilisator auf der Basis
von Kupferiodid/Kaliumiodid. Das gezogene Garn hatte eine Zugfestigkeit
von 2,8 g/Denier mit einer prozentualen Dehnung von 43%.
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BEISPIEL 10
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Ein in einer blauen Lösung gefärbtes Garn wurde
in einer dem Beispiel 7 ähnlichen
Weise hergestellt mit einem vergleichbaren Denier-Wert, Faden und
Querschnittsform. Die Pigmente in der formulierten Farbe wurden
vor der Herstellung der Verbindung zum Spinnen zunächst in
einem PA6-Träger dispergiert.
Die Formel enthielt keinen Stabilisator auf der Basis von Kupferiodid/Kaliumiodid.
Das gezogene Garn hatte eine Zugfestigkeit von 2,8 g/Denier mit
einer prozentualen Dehnung von 42%.
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BEISPIEL 11
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Zwei Enden des nach Beispiel 9 hergestellten,
gezogenen Garns wurden gemeinsam texturiert unter Verwendung einer
mechanischen Quetsch-Einheit ähnlich
der im Beispiel 5 verwendeten, ohne weiteres Ziehen, wobei das Garn
in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise auf die selben Temperaturen
erhitzt wurde. Während
des Garn-Quetsch-Verfahrens traten keine Garn- oder Fadenbrüche auf.
Das hergestellte, texturierte Garn hatte einen Denier-Wert von 716
bei einer Zugfestigkeit von 1,4 g/Denier und einer prozentualen
Dehnung von 32%.
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BEISPIEL 12
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Acht Enden eines gezogenen Garns,
zwei von jedem der Beispiele 7 bis 10, wurden gemeinsam texturiert
unter Verwendung einer mechanischen Quetsch-Einheit ähnlich der
im Beispiel 5 verwendeten, ohne weiteres Ziehen, wobei das Garn
in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise auf die selben Temperaturen
erhitzt wurde. Während
des Garn-Quetsch-Verfahrens traten keine Garn- oder Fadenbrüche auf.
Das hergestellte, texturierte, mehrfarbige Garn hatte einen Denier-Wert
von 2780 bei einer Zugfestigkeit von 1,8 g/Denier und einer prozentualen
Dehnung von 50%. Das texturierte Garn wurde zu einem Teppich getuftet
mit einem Maß von 2,54
mm (1/10 Zoll), einem Niveau der Florhöhe von 4,76 mm (3/16 Zoll)
und mit einem Wert des Garns pro Quadratmeter von 678 g/cm. Der
getuftete Teppich wurde mit einem Standard-Latex-Rücken versehen.
Wie oben beschrieben wurde der Teppich einem Verschleißtest unterzogen.
Der Verschleißwert
des Teppichs lag bei 4.
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BEISPIEL 13
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Zwei Enden des nach Beispiel 7 hergestellten,
gezogenen Garns wurden gemeinsam texturiert unter Verwendung einer
mechanischen Quetsch-Einheit ähnlich
der im Beispiel 5 verwendeten, ohne weiteres Ziehen, wobei das Garn
in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise auf die selben Temperaturen
erhitzt wurde. Während
des Garn-Quetsch-Verfahrens traten keine Garn- oder Fadenbrüche auf.
Das texturierte Garnprodukt hatte einen Denier-Wert von 2645 bei
einer Zugfestigkeit von 2,0 g/Denier und einer prozentualen Dehnung
von 44%. Ein Teppich wurde in einer dem Beispiel 12 vergleichbaren
Weise hergestellt. Der Teppich wurde dem oben beschriebenen Verschleißtest unterzogen.
Der Verschleißgrad
lag bei 4.
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BEISPIEL 14
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Dieses Beispiel zeigt die Auswirkung
des zweistufigen Ziehens auf das Garnverhalten.
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Auf einem Zwillingsschrauben-Extruder
wurde ein nicht weiß formuliertes
Farbkonzentrat mit einem PTT-Träger
hergestellt. Das nicht weiß formulierte
Farbkonzentrat wurde auf das gewünschte
Niveau herabgelassen in einem PTT-Harz mit einer Eigenviskosität von weniger
als 50 ppm. Sowohl das Farbkonzentrat als auch das PTT-Harz waren
auf einen Wassergehalt von weniger als 50 ppm getrocknet worden.
Die hergestellte Verbindung wurde weiter getrocknet auf einen Wassergehalt
von weniger als 50 ppm und versponnen unter Verwendung eines Extrusions-Systems
mit einer einzigen Schraube, von einem den Fachleuten geläufigen Aufbau.
Das geschmolzene Polymer wurde zu einem Spinnpack mit einem Temperatursollwert
von 254°C
gepumpt, der ein die Schmelze filtrierendes Medium enthielt, und
sodann zu einer Spinndüse
mit 30 Löchern,
jeweils mit Lochquerschnitten mit drei Erhebungen. Die Schmelztemperatur
des Polymers vor dem Spinnpack lag bei 251°C. Ein Entlüftungssystem war in unmittelbarer
Nähe zu
der Spinndüse
angeordnet, um jegliche flüchtigen
Partikel aus der Arbeitsumgebung zu entfernen. Die geschmolzenen
Fäden wurden
in einem Abschreckstapel mit Luft von 16°C und einer Geschwindigkeit
von 0,6 m/sek. abgekühlt.
Ein Spinnüberzug
wurde auf die gekühlten
Fäden aufgetragen,
bevor diese zu der unbeheizten Rolle 1 geführt wurden.
Das Garn wurde zu einer zweiten Rolle geführt, die auf 65°C gehalten
wurde und mit einer um 10% größeren Geschwindigkeit
lief als die Rolle 1. Das Garn wurde zu einer dritten Rolle
geführt,
die auf 121°C
gehalten wurde und mit einer um 309% größeren Geschwindigkeit lief
als die Rolle 2. Das gezogene Garn wurde auf eine Walze
gewickelt. Das Farn hatte einen Denier-Wert von 560/30Y mit einer
Zugfestigkeit von 3,9 g/Denier und einer prozentualen Bruchdehnung
von 39%.
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Vier Enden eines gezogenen Garns
wurden gemeinsam texturiert unter Verwendung einer mechanischen
Quetsch-Einheit, ohne weiteres Ziehen. Das Garn wurde unter Zugspannung
gesetzt und vor dem Quetschen entlang von zwei beheizten Rollen erhitzt.
Die erste Rolle wurde auf einer Temperatur von 66°C gehalten,
und die zweite Rolle wurde auf einer Temperatur von 238°C gehalten,
mit einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Rolle 1 und
Rolle 2 von 1%. Die Enden des texturierten Garns wurden zusammengewickelt,
bevor es aufgewickelt wurde. Der Denier-Wert des texturierten Garns
lag bei 2560 mit einer Zugfestigkeit von 2,1 g/Denier und einer prozentualen
Bruchdehnung von 45%. Das texturierte Garn wurde zu einem Teppich
getuftet mit einem Maß von
2,54 mm (1/10 Zoll), einem Niveau der Florhöhe eines Teppichs mit Schleifen-Aufbau
von 4,76 mm (3/16 Zoll) und mit einem Flächengewicht des Garns etwa
812 g/cm pro Quadratmeter. Der getuftete Teppich wurde mit einem
Standard-Latex-Rücken versehen.
Wie oben beschrieben wurde der Teppich einem Verschleißtest unterzogen.
Der Verschleißwert
des Teppichs lag bei 3,0. Dies war niedriger als erwartet, in Anbetracht
der hohen Denier-pro-Faden-Wertes des Garns und dem schweren Teppichgewicht.