EP0128908B1 - Gekräuseltes polyester-filamentgarn aus kaltverstrecktem polyester-poy-garn und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

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EP0128908B1
EP0128908B1 EP83903779A EP83903779A EP0128908B1 EP 0128908 B1 EP0128908 B1 EP 0128908B1 EP 83903779 A EP83903779 A EP 83903779A EP 83903779 A EP83903779 A EP 83903779A EP 0128908 B1 EP0128908 B1 EP 0128908B1
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EP
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polyester
crimped
polyester yarn
cold drawn
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Paul Schaffner
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Viscosuisse SA
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    • D01D5/22—Formation of filaments, threads, or the like with a crimped or curled structure; with a special structure to simulate wool
    • 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
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    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2922—Nonlinear [e.g., crimped, coiled, etc.]

Definitions

  • the invention relates to a crimped polyester filament yarn obtained from cold-drawn polyester POY yarn and a method for its production and the use of such yarns.
  • polyester POY Partially Oriented Yarn
  • TEIJIN mentions in Japanese application 0 055 268 from May 16, 1997 cold drawing in a draw ratio of 1.05-1.35 of a polyester yarn spun between 4000 and 7000 m / min.
  • the literature does not mention any post-treatment options for such threads.
  • GB-A-1 061 774 discloses the production of a crimped polyester staple fiber.
  • the cable produced for the production of staple fibers is stretched in water at temperatures of 1 ° to 25 ° C and then heat-treated.
  • the object of the invention is to provide a crimped polyester filament yarn which does not have the disadvantages of a spun fiber yarn made from wet-drawn cable.
  • a polyester filament yarn which is characterized in that the force / elongation curve between 10 and 30% elongation resulting from the tensile test corresponds to a secant modulus of 0-100%.
  • secant module the final value of a straight line, defined by the force at 10 and 30% elongation, shifted in parallel to force 0 at elongation 0.
  • the unit corresponds to the percentage of the tensile strength at 100% theoretical elongation.
  • the crimp is three-dimensional, visually interesting and has a beautiful appearance.
  • the crimping of the individual fibrils is irregular.
  • polyester POY If one speaks of polyester POY here, they are endless threads that have been spun between 2,000 and 5,000 m / min.
  • the cold stretching takes place at room temperature on a stretching machine, e.g. B. a draw twine or stretch wind machine, with a draw ratio of 1.2 to 2.2.
  • the titer of the individual filaments is not critical.
  • the invention further relates to a process for producing the above-mentioned crimped yarn by subjecting cold-drawn polyester POY yarn to a thermal treatment.
  • the thermal treatment takes place in air, steam or inert liquid.
  • Inert liquid means a liquid in which polyester does not dissolve and which does not chemically react with the polyester. Water is preferred as such a liquid.
  • the yarn shrinks very strongly (up to 60%).
  • the shrinking force of the cold-drawn polyester POY yarn is very small, so that even the smallest tensions can reduce or even prevent shrinking.
  • the thermal treatment is therefore carried out without tension or with controlled advance.
  • the advance is between 20 and 100%, preferably between 40 and 80%.
  • the thermal treatment is preferably shock-like.
  • Shock-like treatment here means a sudden, short-term heating of the yarn or, in the case of wet treatment, introducing the goods into the heated liquor.
  • the process is carried out continuously at a temperature of more than 80 ° C., preferably between 140-220 ° C., with a controlled advance of 20-100%, preferably of 40-80%.
  • a convection heater is advantageously used for the thermal treatment of the yarn.
  • thermal treatment takes place in steam or inert liquids, this is done at a temperature of more than 60 ° C, preferably at 90-100 ° C, without voltage or with controlled advance of 20-100%, preferably of 40-80% .
  • Steam means saturated steam or superheated steam.
  • the crimp of the yarn according to the invention is irregular and sensitive to tension.
  • the thread should therefore be further processed with a tension which is less than approximately 0.5 cN / dtex. This is possible with all today's knitting, weaving and knitting machines, or normally the case.
  • the invention further relates to the use of the crimped yarn in knitting. Weaving and knitting.
  • FIG. 1 shows a force expansion diagram A of a polyester yarn according to the invention semi-matt, round, tested according to DIN 53834, part 1.
  • Point 1 indicates the tensile strength in Newtons, and point 2 the elongation at break in%.
  • the thread is characterized by its flow zone between points 3 and 4. Defined by point 3 (elongation 10%) and point 4 (elongation 30%), a straight line B is drawn, limited by elongation 0 and theoretical elongation 100% (point 5).
  • line B is shifted in parallel to force 0 at elongation 0. This results in straight line C with secant module point 6 at 100% elongation.
  • curve F shows the force expansion diagram of a cold-drawn polyester POY yarn and curve G shows that of the thermally treated yarn. The treatment was carried out shockingly and without tension in the warm water.
  • Fig. 3 shows the force expansion diagrams H and I of the polyester yarn according to the invention, which at 40 and. 80% lead were thermally treated.
  • the two tests were carried out with semi-matt, round polyester yarns (titer of the cold-drawn polyester POY yarn dtex 84 f 15) at a temperature of 200 ° C.
  • the speed was 110 m / min.
  • Fig. 4b shows a yarn according to the invention
  • Fig. 4a a false twist textured polyester yarn
  • Fig. 4c a smooth yarn. 4b clearly shows the irregularity of the crimping of the individual fibrils.
  • FIG. 5 shows a scanning electron microscope image (SEM) in an enlargement of 2 100: 1. In this image, the typical transverse grooves according to the method are clearly visible.
  • Polyester POY yarn dtex 150 f 15 was produced at a spinning speed of 3100 m / min. The stretching was carried out in a ratio of 1: 1.93 at 652 m / min at room temperature on a drawing twister.
  • the coils (cops) were then placed on a fixing or Post stabilizer in the convection heater (heater length 63 cm) shock-shrunk at 200 ° C.
  • the take-off speed was 110 m / min.
  • the delivery speed was varied between 154 m / min (corresponding to 40% advance or 28.6% shrinkage, FIG. 3 H) and 198 m / min (corresponding to 80% advance or 44.4% shrinkage, FIG. 3)
  • the properties of the yarn according to the invention are recorded in Table 1.
  • Polyester POY yarn dtex 170 f 36 was produced at a spinning speed of 3100 m / min. These wraps were continuously cold drawn and shock shrunk. The manufacturing conditions are shown in Table 2: The properties of the yarn according to the invention are mentioned in Table 3:
  • the yarns according to the invention can be used directly in knitting, weaving and knitting or are used, for. B. twisted and / or sized for weaving chain use.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein gekräuseltes Polyester-Filamentgarn erhalten aus kaltverstrecktem Polyester-POY-Garn sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung und die Verwendung solcher Garne.
  • Das Kaltverstrecken von Polyester-POY (= Partially Oriented Yarn) ist nicht sehr verbreitet. Es ist aber trotzdem bekannt : TEIJIN erwähnt in der japanischen Anmeldung 0 055 268 vom 16.5.77 das Kaltverstrecken in einem Streckverhältnis von 1,05-1,35 eines zwischen 4000 und 7 000 m/min gesponnenen Polyester-Garnes. Die Literatur erwähnt keine Nachbehandlungsmöglichkeiten von solchen Fäden.
  • Aus der GB-A-1 061 774 ist die Herstellung einer gekräuselten Polyesterspinnfaser bekannt. Das zur Spinnfasererzeugung hergestellte Kabel wird in Wasser bei Temperaturen von 1° bis 25 °C verstreckt und anschliessend wärmebehandelt.
  • Die Herstellung von Spinnfasern ist ein arbeits- und energieaufwendiges Verfahren, welches in mehreren Verfahrensschritten erfolgt. Als Nachteil ist die Aufnahme von Feuchtigkeit bei der Nassverstreckung des Spinnkabels anzusehen, was sich später nachteilig auf das Hydrolyseverhalten der Spinnfaser auswirkt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein gekräuseltes Polyester-Filamentgarn zur Verfügung zu stellen, welches die Nachteile eines aus nassverstrecktem Kabel hergestellten Spinnfasergarnes nicht aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Polyester-Filamentgarn gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, der beim Zugversuch resultierende Kraft/Dehnungsverlauf zwischen 10 und 30 % Dehnung einem Sekantenmodul von 0-100 % entspricht.
  • Als Sekantenmodul bezeichnen wir den Endwert einer Geraden, definiert durch die Kraft bei 10 und 30 % Dehnung, parallel verschoben auf Kraft 0 bei Dehnung 0. Die Einheit entspricht dem prozentualen Anteil der Reisskraft bei 100 % theoretischer Dehnung.
  • Die Definition des Sekantenmoduls wird nachstehend in Verbindung mit Figur 1 näher erläutert. Man kann bereits erwähnen, dass das Kraftdehnungsdiagramm eine markante Fliesszone zeigt, welche die erfindungsgemässen Fäden charakterisiert.
  • Diese Fäden sind verdrehungsfrei und ausgeschrumpft. Die Kräuselung ist dreidimensional, optisch interessant und weist ein schönes Aussehen auf. Die Kräuselung der einzelnen Fibrillen ist unregelmässig.
  • Wenn man hier von Polyester-POY spricht, handelt es sich um endlose Fäden, die zwischen 2 000 und 5 000 m/min gesponnen wurden. Das Kaltverstrecken erfolgt bei Raumtemperatur auf einer Streckmaschine, z. B. einer Streckzwirn- oder Streckwindmaschine, mit einem Streckverhältnis von 1,2 bis 2,2. Der Titer der Einzelfilamente ist nicht kritisch.
  • Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung des obenerwähnten gekräuselten Garnes, indem man kaltverstrecktes Polyester-POY-Garn einer thermischen Behandlung unterzieht. Die thermische Behandlung erfolgt in Luft, Dampf oder inerter Flüssigkeit. Unter inerter Flüssigkeit versteht man eine Flüssigkeit, in der sich Polyester nicht löst, und die mit dem Polyester chemisch nicht reagiert. Als solche Flüssigkeit ist Wasser bevorzugt. Bei der Behandlung schrumpft das Garn gleichzeitig sehr stark (bis 60 %).
  • Die Schrumpfkraft des kaltverstreckten Polyester-POY-Garnes ist allerdings sehr klein, so dass schon kleinste Spannungen das Schrumpfen vermindern oder sogar verhindern können. Die thermische Behandlung wird deswegen spannungslos, bzw. mit gesteuerter Voreilung durchgeführt. Die Voreilung liegt zwischen 20 und 100 %, vorzugsweise zwischen 40 und 80 %.
  • Die thermische Behandlung geschieht vorzugsweise schockartig. Unter schockartiger Behandlung versteht man hier ein plötzliches, kurzfristiges Aufheizen des Garns, bzw. bei Nassbehandlung ein Einbringen der Ware in die aufgeheizte Flotte.
  • In Luft arbeitet man bei einer Temperatur von mehr als 80 °C, vorzugsweise zwischen 140-220 °C,_ kontinuierlich, mit einer gesteuerten Voreilung von 20-100 %, vorzugsweise von 40-80%. Für die thermische Behandlung am Garn benützt man vorteilhaft einen Konvektionsheizer.
  • Erfolgt die thermische Behandlung in Dampf oder inerten Flüssigkeiten, so geschieht dies bei einer Temperatur von mehr als 60 °C, vorzugsweise bei 90-100 °C, spannungslos, bzw. mit gesteuerter Voreilung von 20-100 %, vorzugsweise von 40-80 %. Unter Dampf versteht man Sattdampf oder überhitzten Wasserdampf.
  • Die Kräuselung des erfindungsgemässen Garnes ist unregelmässig und spannungsempfindlich. Die Weiterverarbeitung des Fadens sollte deswegen mit einer Spannung, die kleiner als ungefähr 0,5 cN/dtex ist, geschehen. Dies ist mit allen heutigen Strick-, Web- und Wirkmaschinen möglich, bzw. normalerweise der Fall.
  • Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung des gekräuselten Garnes in der Strickerei. Weberei und Wirkerei.
  • Anhand der beigegebenen Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen :
    • Figur 1 das Kraftdehnungsdiagramm eines erfindungsgemässen Garnes sowie die Darstellung des Sekantenmoduls,
    • Figur 2 das Kraftdehnungsdiagramm des Ausgangsmaterials und des erfindungsgemässen Garnes,
    • Figur 3 das Kraftdehnungsdiagramm von Garnen, die mit unterschiedlicher Voreilung behandelt wurden,
    • Figur 4 ein erfindungsgemässer Garn neben einem falschdralltexturierten und einem glatten Garn, und
    • Figur 5 die charakteristische Oberflächenstruktur des erfindungsgemässen Garns.
  • Fig. 1 zeigt ein Kraftdehnungsdiagramm A eines erfindungsgemässen Polyester-Garns halbmatt, rund, geprüft nach DIN 53834, Teil 1. Punkt 1 gibt die Reisskraft in Newton, und Punkt 2 die Bruchdehnung in % an. Der Faden ist durch seine Fliesszone zwischen den Punkten 3 und 4 charakterisiert. Definiert durch Punkt 3 (Dehnung 10 %) und Punkt 4 (Dehnung 30 %) zieht man eine Gerade B, begrenzt durch Dehnung 0 und theoretische Dehnung 100 % (Punkt 5). Um den Sekantenmodul gemäss der Erfindung zu berechnen, verschiebt man parallel die Gerade B auf Kraft 0 bei Dehnung 0. Daraus resultiert die Gerade C mit Sekantenmodulpunkt 6 bei 100 % Dehnung. Die auf diese Weise bei 100 % theoretischer Dehnung erhaltene Kraft wird als prozentualer Anteil von der effektiven Reisskraft (Punkt D) berechnet ; in unserem Beispiel beträgt der Sekantenmodul s = 23,5 %.
  • In Fig. 2 zeigt die Kurve F das Kraftdehnungsdiagramm eines kaltverstreckten Polyester-POY-Garnes und die Kurve G dasjenige des thermisch behandelten Garnes. Die Behandlung wurde schockartig und spannungslos im warmen Wasser durchgeführt.
  • Fig. 3 zeigt die Kraftdehnungsdiagramme H und I des erfindungsgemässen Polyester-Garnes, die bei 40 resp. 80 % Voreilung thermisch behandelt wurden. Die beiden Versuche wurden mit Polyester-Garnen halbmatt, rund (Titer des kaltverstreckten Polyester-POY-Garns dtex 84 f 15) bei einer Temperatur von 200 °C durchgeführt. Als Heizanlage diente die Konvektionsheizung einer Fixier- resp. Nachstabilisiermaschine. Die Geschwindigkeit lag bei 110 m/min. Die Punkte H1 und 11 geben einen Wert des Sekantenmoduls s = 46,4 % resp. s = 11,3 %.
  • Fig. 4b zeigt ein erfindungsgemässes Garn, Fig. 4a ein falschdralltexturiertes Polyester-Garn und Fig. 4c ein glattes Garn. Aus Fig. 4b geht klar die Unregelmässigkeit der Kräuselung der einzelnen Fibrillen hervor.
  • Fig. 5 zeigt eine Raster-Elektronen-Mikroskopaufnahme (REM) in einer Vergrösserung von 2 100 : 1. Bei dieser Aufnahme sind die typischen verfahrensgemässen Querrillen klar ersichtlich.
  • Die Erfindung wird in Verbindung mit den Beispielen näher beschrieben.
    • Beispiel 1 (Dreistufiges Verfahren)
  • Bei einer Spinngeschwindigkeit von 3100 m/min wurde Polyester-POY-Garn dtex 150 f 15 hergestellt. Das Verstrecken erfolgte im Verhältnis 1 : 1.93 bei 652 m/min bei Raumtemperatur auf einer Streckzwirnmaschine.
  • Anschliessend wurden die Spulen (Cops) auf einer Fixier- resp. Nachstabilisiermaschine im Konvektionsheizer (Heizerlänge 63 cm) bei 200 °C schockgeschrumpft. Die Abzugsgeschwindigkeit betrug 110 m/min. Die Liefergeschwindigkeit wurde zwischen 154 m/min (entsprechend 40 % Voreilung, bzw. 28,6 % Schrumpfung, Fig. 3 H) und 198 m/min (entsprechend 80 % Voreilung, bzw. 44,4 % Schrumpfung, Fig. 3 variiert. Die Eigenschaften des erfindungsgemässen Garns sind in Tabelle 1 festgehalten.
    Figure imgb0001
    • Beispiel 2 (Zweistufiges Verfahren)
  • Bei einer Spinngeschwindigkeit von 3100 m/min wurde Polyester-POY-Garn dtex 170 f 36 hergestellt. Diese Wickel wurden kontinuierlich kaltverstreckt und schockgeschrumpft. Die Herstellungsbedingungen sind in Tabelle 2 wiedergegeben :
    Figure imgb0002
    Die Eigenschaften des erfindungsgemässen Garnes sind in Tabelle 3 erwähnt :
    Figure imgb0003
  • Die erfindungsgemässen Garne sind in der Strickerei, Weberei und Wirkerei direkt einsetzbar oder werden z. B. für Webereiketteinsatz gezwirnt und/oder geschlichtet.

Claims (9)

1. Gekräuseltes Polyester-Filamentgarn, erhalten aus kaltverstrecktem Polyester-POY-Garn, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Zugversuch resultierende Kraft/Dehnungsverlauf zwischen 10 und 30 % Dehnung einem Sekantenmodul von 0-100 % entspricht (Fig. 1).
2. Gekräuseltes Polyester-Filamentgarn gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräuselung der einzelnen Fibrillen unregelmässig ist.
3. Gekräuseltes Polyester-Filamentgarn gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden verdrehungsfrei ist.
4. Gekräuseltes Polyester-Filamentgarn gemäss den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden ausgeschrumpft ist.
5. Verfahren zur Herstellung von gekräuseltem Filamentgarn gemäss den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das nach dem Schnellspinnverfahren bei Spinngeschwindigkeiten von 2000 bis 5 000 m/min hergestellte Polyester-POY-Garn zunächst trocken und kalt verstreckt wird und dann in spannungslosem Zustand oder mit gesteuerter Voreilung eine Wärmebehandlungseinrichtung durchläuft.
6. Verfahren gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung des Polyesterfadens in Luft, Dampf oder inerter Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, durchgeführt wird.
7. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, die Voreilung zwischen 20 und 100 % beträgt.
8. Verfahren gemäss den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung schockartig erfolgt.
9. Verwendung des Fadens gemäss den Ansprüchen 1 bis 4 in Strickerei, Weberei und Wirkerei.
EP83903779A 1982-12-17 1983-12-08 Gekräuseltes polyester-filamentgarn aus kaltverstrecktem polyester-poy-garn und verfahren zu seiner herstellung Expired EP0128908B1 (de)

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