EP0099047B1 - Verfahren zum kontinuierlichen Verstrecken und Texturieren von Fäden - Google Patents

Verfahren zum kontinuierlichen Verstrecken und Texturieren von Fäden Download PDF

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EP0099047B1
EP0099047B1 EP83106538A EP83106538A EP0099047B1 EP 0099047 B1 EP0099047 B1 EP 0099047B1 EP 83106538 A EP83106538 A EP 83106538A EP 83106538 A EP83106538 A EP 83106538A EP 0099047 B1 EP0099047 B1 EP 0099047B1
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yarn
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knitting
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Karl Heinrich
Norbert Heichlinger
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Hoechst AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/002—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by knitting, weaving or tufting, fixing and then unravelling

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous successive drawing and texturing of undrawn yarns, the texturing being carried out according to a known knit-decnit process.
  • the knit-decnit process is also used for special fashionable effects, in which a smooth, stretched original yarn is knitted into a tube or a web, this knitted fabric is then fixed by heat treatment and then separated again. Under these conditions, a textured yarn is created since the individual filaments try to regain the spatial arrangement that they had in the knitted fabric when they were fixed.
  • the production of the usually smooth insert yarn for the knit-Deknit process using a classic draw-twist process is complex. It therefore made sense to connect a stretching stage with a heater upstream of the knitting machine in order to achieve proper stretching of the polyester yarns before reaching the knitting machine.
  • each standstill of a thread on the heater or the heated unit means at least one change in the dyeability.
  • the dyeability of the yarn is very sensitive to the duration of the thermal treatment, so that this process cannot lead to uniform crimped yarns or large losses have to be accepted.
  • uniform heating is only guaranteed if the heating zone is long, but these must be adhered to exactly.
  • polyester yarns immediately before knitting, provided that the polyester yarns have a particularly high pre-orientation due to a birefringence of over 65-10-3 or a yield stress of over 7.5 cN / tex can be expressed.
  • polyester yarns are produced by spinning take-off speeds of over 4100, preferably over 4 400 m / min. It has been found that with these very high pre-orientation values, the otherwise necessary stretching of the polyester threads in the heat is no longer necessary, and in particular also that the knitted tubes can be handled without difficulty during fixing and also that the knitted fabric can be separated later without difficulty and without the Use of special expansion bodies or the like is possible.
  • the yield stress is understood to be the quotient of the flow force and the titer of these insert yarns.
  • the flow force can be taken from the force-strain diagram. In such a diagram, a horizontal branch of the curve is usually observed after a linear increase (reversible range) and an overshoot at the pour point. In this area there is an increase in length without a simultaneous increase in force. The height of this flow zone is called the flow force. With high pre-orientation, the flow zone shortens to a minimum, possibly to an inflection point or kink, but the height of the flow force can be determined in any case.
  • the highly pre-oriented yarn is cold drawn without supplying heat between the supply mechanisms (2) and (3) and then knitted.
  • the thread closure of the yarn can be improved by a swirling nozzle (4) between the stretching and knitting zones.
  • the knitted hoses obtained by the method according to the invention show good uniformity in the stitch pattern. Machine downtimes are visible in the stitch pattern of the knitting loop (7), but do not lead to any deviations in crimping or dye absorption in the final crimped yarn, that is to say after fixing and re-opening. that is, they are no longer detectable in the final fabric.
  • the method according to the invention proves to be particularly advantageous in the processing of plied yarns. Even sixfold yarns can be drawn evenly by cold drawing and subjected to a knit-Deknit crimp. When working with specialty yarns, it is of course particularly recommended to swirl them immediately in front of the knitting head.
  • the process according to the invention results in yarns which meet the usual quality standards and even exceed in the uniformity of the yarn properties.
  • Another advantage of the yarns produced according to the invention is their high dye absorption, which is generally significantly higher than that of the corresponding yarns which were produced from the same polymer raw material by the classic knit-deknit process.
  • each thread or each yarn must be passed before or during stretching over heated areas, the energy losses of which are extremely large. It is estimated that only an extremely small portion of the heating power of each heater is transferred to the running thread or yarn. The remaining energy heats up the work area in which this machine is located. Since such work rooms are usually air-conditioned, this means that the heating energy has to be destroyed again via the air conditioning system, which causes further energy costs.
  • the method according to the invention is particularly suitable for processing yarns made from polyethylene terephthalate, but of course it can also be used for yarns made from other high molecular weight polyesters.
  • Polyethylene terephthalate with a relative viscosity of 1.81 (measured as a 1.0% solution in phenol: tetrachloroethane in a ratio of 3: 2) was melted and pressed through a 32-hole nozzle into threads which, after cooling, were wound up at 4500 m / min.
  • the polyethylene terephthalate contained 0.04% titanium dioxide as a matting agent.
  • the filaments had a titer of 200 dtex f 32 with a flow resistance of 7.8 cN / tex and a thermal shrink 8 130 of 4.8%.
  • the thermal shrinkage "S, 30 in hot air at 130 ° C was determined in accordance with DIN 53866.
  • the thread material obtained in this way was placed in a knit-Deknit device with a stretching godet as shown in the figure and the threads were drawn off the spinning bobbins at a speed of 467 m / min.
  • the spinning threads were cold drawn between godets 2 and 3 in a drawing ratio of 1: 1.2, ie without the action of a heat source.
  • the threads had a flow resistance of 15 cN / tex with a thermal shrink 8 130 of 13% as a result of the stretching.
  • the yarn running speed to the knitting head was 560 m / min.
  • the knitting head had a 19 division; with a needle count of 240, 100 cm knitted-in length per round of knitted tube was processed in the raw, unfixed state. After steaming in an autoclave at 130 ° C, a titer of 189 dtex was measured. The crimped structure after the fixed knitted tube had been separated fully met the textile requirements for knit-Deknit texturing yarns. In particular, the typical boucle structure of the yarn textured in this way was observed. In the dyed state, the yarn showed good dyeing uniformity on and a very deep hue compared to samples made by the conventional method.
  • Threads with the 242 dtex f 32 spinning titer were produced from the same raw material as was processed in Example 1, but at a winding speed of only 3 500 m / min. Such a yarn had a flow resistance of only 5 cN / tex and an S 130 thermal shrinkage of 45%. After cold stretching in a ratio of 1.45 on the identical stretch knitting device, a flow resistance before knitting was also 15 cN / tex and a thermal shrinkage S 130 of 47.2% was measured. However, the knitted tube obtained shrank excessively when steamed and had a “board-like” character. It was still possible to cut the knitted tube, but the crimp structure was insufficient, in particular the boucle-like character was missing. The effective titer was measured after separation with 210 dtex.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlich aufeinanderfolgenden Verstrecken und Texturieren von unverstreckten Garnen, wobei das Texturieren nach einem bekannten Knit-Deknit-Verfahren erfolgt.
  • Die Herstellung von texturierten Garnen aus synthetischen Hochpolymeren erfolgt aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus weitestgehend durch das Streck-Falschdrahttexturieren sogenannter vororientierter Garne, die durch Anwendung hoher Spinnabzugsgeschwindigkeiten hergestellt werden. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der DE-A-2211 843 beschrieben.
  • Neben diesem Falschdrahttexturieren wird für spezielle modische Effekte aber auch das Knit-Deknit-Verfahren angewandt, bei dem ein glattes, verstrecktes Vorlagegarn zu einem Schlauch oder einer Bahn verstrickt wird, dieses Gestrick dann durch eine Wärmebehandlung fixiert und anschließend wieder aufgetrennt wird. Unter diesen Bedingungen entsteht ein texturiertes Garn, da die einzelnen Filamente versuchen, die räumliche Anordnung wieder zu gewinnen, die sie beim Fixieren im Gestrick hatten. Die Herstellung des üblicherweise glatten Einsatzgarnes für den Knit-Deknit-Prozeß über einen klassischen Streckzwirnprozeß ist aufwendig. Es lag daher nahe, der Strickmaschine eine Verstreckstufe mit einem Heizer vorzuschalten, um eine ordnungsgemäße Verstreckung der Polyestergarne vor Erreichen der Strickmaschine zu erreichen. Durch eine solche Integration des Streckvorganges mit dem Abstricken ergibt sich jedoch weder eine Einsparung an Vorrichtungsteilen noch an Energie, da die Verstreckung weiterhin über Heizschienen, Hotpins oder beheizte Galetten erfolgen muß. Von Vorteil wäre bei einem solchen Verfahren jedoch die Einsparung eines Aufwickelvorganges. Ein derartiger Prozeß hat sich jedoch nicht durchsetzen lassen, da sich bei einer derartigen Kombination Schwierigkeiten bei Maschinenstillständen ergeben.
  • Bei Einsatz einer üblichen Verstreckung von Polyesterfäden, d. h. unter Verwendung eines beheizten Aggregates zum Überschreiten des Umwandlungspunktes zweiter Ordnung, bedeutet jeder Stillstand eines Fadens auf dem Heizer oder dem geheizten Aggregat wenigstens eine Veränderung der Anfärbbarkeit. Die Anfärbbarkeit des Garnes reagiert sehr empfindlich auf die Dauer der thermischen Behandlung, so daß dieses Verfahren nicht zu gleichmäßigen Kräuselgarnen führen kann oder aber jeweils große Verluste in Kauf genommen werden müssen. Darüberhinaus ist bei Garnen mit hohem Gesamttiter, etwa bei gefachten Garnen, eine gleichmäßige Durchwärmung nur bei langen Verweilzeiten in der Heizzone gewährleistet, die aber exakt eingehalten werden müssen.
  • Allgemein ist es bei der Verstreckung synthetischer Fäden notwendig, bei Temperaturen über der Glastemperatur (Umwandlungspunkt zweiter Ordnung) zu arbeiten, sofern man auf einer vollständigen Verstreckung der Fäden Wert legt. Eine derartige Verstreckung ist notwendig, um optimale textile Eigenschaften in den Fäden zu erzeugen. Werden Polyesterfäden ohne Einsatz eines Heizers verstreckt, so kann nur ein Bruchteil der sonst üblichen Verstreckwerte ohne Fadenbruch erzielt werden. Gleichzeitig werden durch eine solche Kaltverstreckung die bereits hohen Schrumpfwerte noch deutlich erhöht. Ein stark schrumpfendes Material kann jedoch - wenn überhaupt - nur mit erheblichen Schwierigkeiten einem Knit-Deknit-Texturierprozeß unterworfen werden, da bei dem Fixieren der Strickware Verhärtungen zumindest aber starke Ungleichmäßigkeiten auftreten müssen. Aus diesem Grunde wurde bereits in der DE-A-20 17 971 vorgeschlagen, spezielle Spreizkegel bei dem Fixieren der Strickschläuche einzusetzen. Durch den Einsatz derartiger Formkörper wird der Texturierprozeß erheblich kompliziert, eine technische Nutzung unter Einsatz derartiger Spreizkegel ist nicht bekannt geworden.
  • Eine weitere Möglichkeit, die Knit-Deknit-Texturierung mit dem Verstrecken zu kombinieren, wird in der DE-A-22 20 713 beschrieben. Hier wird ein unverstrecktes Garn direkt verstrickt, die erhaltenen Gestricke dann in Schlauchform einer Verstreckung unter gleichzeitiger Temperatureinwirkung unterworfen. Unter diesen Bedingungen ist es nicht möglich, eine gleichmäßige Verstreckung des Materials zu erzielen. Der genannten DE-OS ist zu entnehmen, daß so hergestellte Garne bei der Färbung ein getüpfeltes Aussehen annehmen.
  • Es bestand also weiterhin die Aufgabe, die Verstreckung von unverstreckten Polyestergarnen mit dem Knit-Deknit-Prozeß zu integrieren, wobei sich bei geringem technischen Aufwand gleichmäßige, insbesondere gleichmäßig anfärbende Kräuselgarne ergeben sollten.
  • Überraschend wurde gefunden, daß diese Aufgabe durch eine unmittelbar vor dem Stricken durchgeführte Kaltverstreckung von Polyestergarnen gelöst werden kann, sofern die Polyestergarne eine besonders hohe Vororientierung aufweisen, die durch eine Doppelbrechung von über 65 - 10--3 oder eine Fließspannung von über 7,5 cN/tex ausgedrückt werden kann. Auf herkömmlichen Spinnanlagen werden derartige Polyestergarne durch Spinnabzugsgeschwindigkeiten von über 4100, vorzugsweise über 4 400 m/min hergestellt. Es wurde gefunden, daß bei diesen sehr hohen Vororientierungswerten die sonst notwendige Verstreckung der Polyesterfäden in der Wärme nicht mehr notwendig ist und insbesondere auch, daß sich die Strickschläuche bei der Fixierung ohne Schwierigkeiten handhaben lassen und auch ein späteres Auftrennen der Strickware ohne Schwierigkeiten und ohne den Einsatz besonderer Spreizkörper oder dergleichen möglich ist.
  • Unter Fließspannung wird dabei der Quotient aus Fließkraft und dem Titer dieser Einsatzgarne verstanden. Die Fließkraft kann dabei dem Kraft-Dehnungs-Diagramm entnommen werden. Bei einem solchen Diagramm wird üblicherweise nach einem linearen Anstieg (reversibler Bereich) und einem Überschwingen im Fließpunkt ein waagerechter Ast der Kurve beobachtet. In diesem Bereich tritt eine Längenzunahme ohne gleichzeitige Steigerung der Kraft ein. Die Höhe dieser Fließzone wird als Fließkraft bezeichnet. Bei hoher Vororientierung verkürzt sich die Fließzone zu einem Minimum ggf. zu einem Wendepunkt oder Knick, eine Bestimmung der Höhe der Fließkraft ist jedoch in jedem Fall möglich.
  • Die Kaltverstreckung der Garne, d. h. eine Verstreckung ohne äußere Wärmezufuhr gemäß der Erfindung kann ohne weiteres unmittelbar vor dem Verstricken durchgeführt werden, da unter diesen Bedingungen beim Stillstand oder bei Anfahrvorgängen unterschiedliche Verweilzeiten im Streckberich keinen störenden Einfluß auf Garneigenschaften ergeben.
  • Aus der Abbildung ist ersichtlich, daß zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine bekannte Strickmaschine nur durch ein Einlauflieferwerk (2) ergänzt werden muß. Das Ablaufgatter für die Spule (1), das Lieferwerk (3), die eigentliche Strickmaschine (5) mit dem Strickkopf (6) und der Wickelvorrichtung (8) für den Strickschlauch (7) bleiben unverändert.
  • Erfindungsgemäß wird das hoch vororientierte Garn ohne Wärmezufuhr zwischen den Lieferwerken (2) und (3) kalt verstreckt und anschließend verstrickt. Der Fadenschluß des Garnes kann, sofern gewünscht, noch durch eine Verwirbelungsdüse (4) zwischen Streck- und Strickzone verbessert werden.
  • Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Strickschläuche zeigen eine gute Gleichmäßigkeit im Maschenbild. Maschinenstillstände werden zwar im Maschenbild des Strickschlaues (7) sichtbar, führen aber im endgültigen Kräuselgarn, also nach dem Fixieren und Wiederauftrennen zu keiner Abweichung in Kräuselung oder Farbstoffaufnahme, d. h., sie sind im endgültigen Flächengebilde nicht mehr feststellbar.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich als besonders vorteilhaft bei der Verarbeitung von gefachten Garnen. Selbst sechsfach gefachte Garne lassen sich durch die Kaltverstreckung gleichmäßig verstrecken und einer Knit-Deknit-Kräuselung unterziehen. Bei der Verarbeitung von Fachgarnen ist natürlich eine Verwirbelung unmittelbar vor dem Strickkopf besonders zu empfehlen.
  • Wie die folgenden Beispiele zeigen, ergibt das erfindungsgemäße Verfahren Garne, die den gewohnten Qualitätsnormen entsprechen, in der Gleichmäßigkeit der Garneigenschaften sogar übertreffen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß hergestellten Garne ist ihre hohe Farbstoffaufnahme, die im allgemeinen deutlich höher ist als die entsprechender Garne, die nach dem klassischen Knit-Deknit-Verfahren aus dem gleichen Polymerrohstoff hergestellt worden waren.
  • Ein weiterer Vorteil ist natürlich die Energieeinsparung. Üblicherweise muß jeder Faden bzw. jedes Garn vor bzw. beim Verstrecken über geheizte Flächen geleitet werden, deren Energieverluste außerordentlich groß sind. Es wird geschätzt, daß nur ein außerordentlich geringer Teil der Heizleistung jedes einzelnen Heizers auf den laufenden Faden oder das laufende Garn übertragen wird. Die restliche Energie führt zu einer Aufheizung des Arbeitsraumes, in dem diese Maschine steht. Da derartige Arbeitsräume üblicherweise klimatisiert sind, bedeutet das, daß die Heizenergie über die Klimaanlage wieder vernichtet werden muß, was weitere Energiekosten verursacht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Verarbeitung von Garnen aus Polyethylenterephthalat, ist natürlich aber auch für Garne aus andern hochmolekularen Polyestern einsetzbar.
  • Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung sollen die nachfolgenden Beispiele dienen. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich Prozent-und Teilangaben jeweils auf Gewichtseinheiten.
    • Beispiel 1
  • Polyethylenterephthalat der relativer Viskosität 1,81 (gemessen als 1.0%ige Lösung in Phenol : Tetrachlorethan im Verhältnis 3 : 2) wurde aufgeschmolzen und durch eine 32-Loch-Düse zu Fäden ausgepreßt, die nach dem Erkalten mit 4500 m/min aufgewickelt wurden. Das Polyethylenterephthalat enthielt 0,04 % Titandioxid als Mattierungsmittel. Die Spinnfäden wiesen einen Titer von 200 dtex f 32 auf bei einer Fließfestigkeit von 7,8 cN/tex und einen Thermoschrumpf 8130 von 4,8%.
  • Der Thermoschrumpf « S,30 in heißer Luft von 130 °C wurde gemäß DIN 53866 bestimmt.
  • Das so erhaltene Fädenmaterial wurde einer Knit-Deknit-Vorrichtung mit vorgesetzter Verstreckgalette gamäß der Figur vorgelegt und die Fäden mit einer Geschwindigkeit von 467 m/min von den Spinnspulen abgezogen. Die Spinnfäden wurden zwischen den Galetten 2 und 3 im Verstreckverhältnis 1 : 1,2 kalt verstreckt, d. h. also ohne Einwirkung einer Wärmequelle. Nach der Galette 3 wiesen die Fäden als Folge der Verstreckung eine Fließfestigkeit von nunmehr 15 cN/tex bei einem Thermoschrumpf 8130 von 13 % auf. Die Garnlaufgeschwindigkeit zum Strickkopf betrug 560 m/min. Der Strickkopf wies eine 19-er Teilung auf ; mit einer Nadelzahl von 240 wurden 100 cm Einstricklänge pro Strickschlauchrunde im rohen, nicht fixierten Zustand verarbeitet. Nach dem Dämpfen im Autoklaven bei 130°C wurde ein Titer von 189 dtex gemessen. Die Kräuselstruktur nach dem Auftrennen des fixierten Strickschlauchs entsprach voll den textilen Anforderungen an Knit-Deknit-Texturiergarnen. Insbesondere wurde die typische boucle-Struktur des so texturierten Garnes beobachtet. Im gefärbten Zustand wies das Garn eine gute Anfärbegleichmäßigkeit auf und im Vergleich zu Mustern, die nach dem konventionellen Verfahren hergestellt worden waren, einen sehr tiefen Farbton.
    • Beispiel 2 (Vergleich)
  • Aus dem gleichen Rohstoff, wie er in Beispiel 1 verarbeitet wurde, wurden Fäden mit dem Spinntiter 242 dtex f 32 bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von jedoch nur 3 500 m/min hergestellt. Ein solches Garn wies eine Fließfestigkeit von nur 5 cN/tex und einen Thermoschrumpf S130 von 45 % auf. Nach der Kaltverstreckung im Verhältnis 1 1,45 an der identischen Streckstrickvorrichtung wurde eine Fließfestigkeit vor dem Verstricken von ebenfalls 15 cN/tex und ein Thermoschrumpf S130 von 47,2 % gemessen. Der erhaltene Strickschlauch schrumpfte beim Dämpfen jedoch übermäßig stark zusammen und wies einen « brettartigen » Charakter auf. Es war noch möglich, den Strickschlauch aufzutrennen, jedoch war die Kräuselstruktur unzureichend, insbesondere fehlte der boucle-artige Charakter. Der Effektivtiter wurde nach dem Auftrennen mit 210 dtex gemessen.

Claims (2)

1. Verfahren zum Verstrecken und Texturieren von unverstreckten multifilen Polyesterfäden oder -garnen nach dem Knit-Deknit-Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die unverstreckten Fäden oder Garne eine hohe Vororientierung haben entsprechend einer Fließspannung von über 7,5 cN/tex, die Fäden oder Garne bei Raumtemperatur kontinuierlich verstreckt und unmittelbar danach einer bekannten Knit-Deknit-Texturierung unterworfen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fadenbildende Substanz der Vorlagegarne aus Polyethylenterephthalat besteht.
EP83106538A 1982-07-10 1983-07-05 Verfahren zum kontinuierlichen Verstrecken und Texturieren von Fäden Expired EP0099047B1 (de)

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