EP1117864A1 - Verfahren für die hochgeschwindigkeitsfalschdrahttexturierung - Google Patents

Verfahren für die hochgeschwindigkeitsfalschdrahttexturierung

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EP1117864A1
EP1117864A1 EP99934703A EP99934703A EP1117864A1 EP 1117864 A1 EP1117864 A1 EP 1117864A1 EP 99934703 A EP99934703 A EP 99934703A EP 99934703 A EP99934703 A EP 99934703A EP 1117864 A1 EP1117864 A1 EP 1117864A1
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EP
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water
preparation
insoluble
texturing
mpas
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Raymond Mathis
Andreas Lippmann
Norbert Bialas
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Cognis Deutschland GmbH and Co KG
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    • D06M2200/40—Reduced friction resistance, lubricant properties; Sizing compositions

Definitions

  • the present application relates to a method for high-speed fish wire texturing of yarns made of synthetic filaments and to the use of a specific preparation for this texturing method.
  • PET polyester yarns
  • a PES-POY yarn is drawn at the same time and provided with a bulk.
  • the bulk is created by twisting the yarn intensively in the plastic state and then dewinning again in the cooled state.
  • the plastic state of the yarn is achieved by passing it over a contact heating rail.
  • the twisting is mainly effected by means of friction discs made of ceramic or polyurethane (twisting unit).
  • FT filament wire texturing process
  • EP 826 816 A2 describes preparations for use in false twist texturing of synthetic yarns, containing certain polyether compounds in admixture with cyclic polyorganosiloxanes in selected proportions.
  • yarn speeds of up to 1000 m / min can be achieved, in particular because at temperatures around 350 ° C to 500 ° C polysiloxanes are degraded to hard silicate deposits on the thread guides of the high-temperature heaters thermo-oxidatively.
  • the object of the present invention was to provide preparations for the false-wire texturing of synthesis games which can also be used under the conditions of high-speed false-wire texturing, in particular on texturing machines with short high-temperature heaters, and substantially reduce the number of yarn breaks.
  • a method for texturing yarns from synthetic filaments wherein the yarns contain a preparation containing at least one water-soluble lubricant (A) and a water-insoluble liquid (B) with a viscosity of 2 to 50 mPas at 20 ° C. measured according to DIN 53015, and optionally emulsifiers and / or wetting agents and other auxiliaries, is applied in the form of an aqueous emulsion and the filaments are then subjected to texturing according to the false wire principle on a machine with a short high-temperature heater.
  • the water-insoluble component (B) is particularly notable for its viscosity behavior.
  • Low-viscosity liquids are preferred whose viscosity is in the range from 2 to 50 mPas, but preferably in the range from 2 to 30 mPas and in particular in the range from 5 to 25 mPas, in each case measured at 20 ° C. in accordance with DIN 53015 on a Höppler viscometer.
  • Water-insoluble components (B) with a viscosity of 5 to 10 mPas are particularly advantageous.
  • Such liquids are selected, for example, from the group of water-insoluble esters of fatty alcohols with 16 to 24 carbon atoms and / or polyols with 2 to 6 carbon atoms and 2 to 6 hydroxyl groups with linear or branched, saturated or unsaturated -C ⁇ -22 fatty acids.
  • Suitable fatty alcohols are, for example, palmityl, stearyl, arachidyl or behenyl alcohol.
  • Suitable fatty acids are, for example, caprylic, pearlagon, capric, undecane, tridecane, myristic, pentadecane, palmitic, heptadecanoic, octadecanoic, nonanoic, arachic or behenic acid.
  • Suitable polyols are, for example, glycol, diethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane or pentaerythritol.
  • the polyols can be completely or partially esterified, it is crucial that the compounds are water-insoluble and at the same time meet the viscosity criterion mentioned above.
  • water-insoluble is understood to mean compounds which dissolve at 20 ° C. to a maximum of 5% by weight, preferably to a maximum of 1% by weight.
  • Esters from branched-chain alcohols which are accessible, for example, via Guerbet or oxo syntheses, with fatty acids, for example esters of 2-ethylhexyl alcohol with C16-18 fatty acids, such as 2-ethylhexyl stearate, are particularly preferred.
  • fatty acids for example esters of 2-ethylhexyl alcohol with C16-18 fatty acids, such as 2-ethylhexyl stearate
  • linear fatty acids of this section are preferred.
  • methyl esters of linear or branched saturated or unsaturated fatty acids of chain length C 8 to C22 can also be suitable liquids of type (B).
  • Dicarboxylic acid esters such as diisooctyl sebazate, diisotridecyl sebazate and diisooctiester of azelaic acid and the water-insoluble reaction products of these compounds with ethylene oxide and / or propylene oxide can also be used as liquids (B).
  • Water-insoluble esters of thiodipropionic acid, for example with 2-ethylhexanol, decanol or isotridecyl alcohol, and the water-insoluble reaction products of these compounds with ethylene oxide and / or propylene oxide are also suitable.
  • the water-insoluble esters of glycol, diglycol or triglycol with C8-22 fatty acids and their alkoxides are also suitable.
  • alkoxylated fatty acid esters of the formula (I) Ri-COO- (CnH 2n O) m -R2 (I)
  • R 1 is a linear or branched, saturated or unsaturated alkyl radical of chain length C7 to C21
  • R 2 is a linear or branched, saturated or unsaturated alkyl radical of chain length Ci to C12 and n is 2 or 3 and m is a number is between 1 and 10 and preferably 1 to 6.
  • Compounds of the formula (I) in which R 2 is a short-chain alkyl radical having 1 to 4 carbon atoms are particularly preferred.
  • the alkoxylated, preferably ethoxylated or ethoxylated and propoxylated, esters can be prepared by known methods, in particular in accordance with the teaching of WO-A-90/13533. In the case of mixed alkoxides, the alkoxylation can take place in random or in block form.
  • water-insoluble, low-viscosity liquids from the class of symmetrical or unsymmetrical dialkyl ethers with preferably a total of 12 to 44 carbon atoms are suitable, for example dioctyl ether, didecyl ether or diisotridecyl ether.
  • Dialkyl carbonates such as diisooctyl carbonate, dioctyl carbonate or diisotridecyl carbonate are also suitable liquids (B).
  • Alkoxides of the ethers can also be used, provided they are water-insoluble and meet the viscosity criterion.
  • liquid (B) in addition to these compounds, further classes of substances, in particular polyalphaolefins, for example poly-1-decenes, or mineral oils can be used as water-insoluble liquid (B) in the process according to the invention.
  • the liquid (B) can also contain a mixture of several of the liquids mentioned above.
  • the preparations used in the process according to the invention contain at least one lubricant (A), which is preferably selected from the group of water-soluble reaction products of fatty alcohols with chain length C 4 to C22 or of polyols with 2 to 6 hydroxyl groups and 2 to 6 carbon atoms with ethylene and / or propylene oxide, the reaction products having a molecular weight between 750 and 50,000.
  • Water-soluble reaction products of glycol, ethylene and diethylene glycol or propylene glycol with ethylene and / or propylene oxide which have molecular weights in the range from 750 to 50,000 are also suitable.
  • Ethylene oxide / propylene oxide block adducts are preferably used, it being advantageous with regard to the water solubility of the compounds that the proportion of ethylene oxide groups is at least 35% (by weight), is preferably at least 45% (by weight), based on all alkoxide groups in the molecule.
  • Compounds from the group of water-soluble polyether polycarbonates, as described, for example, in EP-0-743 992 B1, are also suitable lubricants of type (A).
  • Lubricants (A) which contain several of the reaction products described above are particularly preferred. It is particularly advantageous if the preparation contains as lubricant component (A) 40 to 80% by weight of a water-soluble reaction product in the molecular weight range from 750 to 3000, 5 to 20% by weight of a water-soluble reaction product with molecular weights of> 3000 to 20,000 and a maximum of 5% by weight of a water-soluble reaction product with molecular weights of> 20,000 to 50,000.
  • the weight specifications relate to the lubricant (A).
  • the preparations of the method according to the invention preferably contain the water-insoluble liquid (B) in amounts of 0.2 to 15% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, based on the entire preparation.
  • the lubricant (A) can make up to 99% by weight of the preparation, but it is generally present in amounts of 30 to 90% by weight and in particular 35 to 60% by weight.
  • the preparations also contain other optional components, in particular wetting agents and / or emulsifiers.
  • the wetting agents are generally present in the preparations in amounts of 3 to 20% by weight and the emulsifiers in amounts of 5 to 30% by weight.
  • Suitable emulsifiers are all emulsifiers which can either be anionic, cationic or nonionic.
  • the emulsifiers are preferably those which do not leave any inorganic residues at the temperatures which are customary in high-temperature texturing heaters (ie 300 ° C. to 550 ° C.).
  • Particularly suitable are emulsifiers, which are decomposed almost without residues in classic ashing (at 900 ° C) in ceramics or platinum crucibles (below 0.2% ash).
  • Nonionic emulsifiers are therefore particularly suitable.
  • fatty alcohol alkoxylates with molecular weights up to 800, alkoxylated fatty acids, glycols or fatty amines and alkoxylated fatty amines are suitable. All suitable compounds known to the person skilled in the art for spin finishes can be used for the wetting agents.
  • Water-dispersible and, in particular, water-soluble substances are preferably selected.
  • too further conventional additives may be present in the preparations, in particular antistatic agents, thread-closing agents, pH regulators, bactericides and / or corrosion inhibitors. If necessary, these additives can be present in the preparations in customary amounts.
  • the total amount of additives is generally up to 15% by weight, but the proportion is preferably 1 to 10% by weight.
  • the preparations are preferably used in the process according to the invention in the form of an aqueous emulsion which contains 1 to 20% by weight, preferably 5 to 12% by weight, of the preparation.
  • This emulsion is applied to the game in the usual way, i.e. by means of godets (so-called lick rolls) or dosing pump and application pens, which are then subjected to a texturing process in machines with a short high-temperature heater.
  • godets so-called lick rolls
  • dosing pump and application pens which are then subjected to a texturing process in machines with a short high-temperature heater.
  • These are texturing processes based on the false wire principle, which can be carried out together with stretching if necessary.
  • the claimed method is particularly suitable for such false-wire texturing units that work with almost contactless, short, high-temperature heaters.
  • the temperature in high temperature heaters is at least in one zone 300 ° C or more.
  • the heaters of this machine are therefore usually only a maximum of one meter long.
  • Suitable machines of this type are offered for example by the companies ICBT (e.g. ICBT FTF15 E2 HT), Teijin Seiki (Teijin Seiki HTS 1500 or HTS 15V), Barmag (e.g. Barmag AFK) or RPR (e.g. RPR 3 SDS).
  • High-speed processes in the sense of the present application are preferably those which work with a yarn speed of more than 600 m / min, preferably of more than 800 m / min and in particular with a yarn speed of 900 to 1500 m / min.
  • the preparations are applied to the yarn in amounts between 0.25 and 0.45% by weight, based on the thread weight.
  • the preparations are produced in a manner known per se by mixing the specified constituents in the stated amounts at temperatures between 18 and 35 ° C. in any order and homogenizing them in any known manner.
  • yarns made of synthetic filaments such as polyester or polyamide are textured. These are preferably POY polyester yarns.
  • the present invention relates to the use of compositions comprising at least one water-soluble lubricant (A) and one water-insoluble liquid (B) with a viscosity of 2 to 50 mPas measured at 20 ° C. according to DIN 53015, and, if appropriate, emulsifiers and / or wetting and other aids as preparation for the false wire texturing of yarns made of synthetic filaments on texturing machines with short high-temperature heaters.
  • the agent is preferably used in the form of an aqueous emulsion which contains 1 to 20% by weight of the agent, based on the aqueous emulsion.
  • the experimental preparations consisted of a package 1 and a package 2.
  • the package 1 was kept unchanged and consisted of the combination of a wetting agent (C12-14 fatty alcohol ethoxylate with 6 moles of ethylene oxide per Mole of fatty alcohol), a high-pressure lubricant (a water-soluble ethylene oxide / propylene oxide adduct with a molecular weight in the range from 5000 and 20,000 based on pentaerythritol), a water-soluble methyl-locked polyethylene glycol pelargonate and a C16-18 fatty alcohol-started block ethylene oxide / propylene oxide emulsifier (5 moles of ethylene oxide ( EO), 9 moles of propylene oxide (PO) per mole of fatty alcohol).
  • Package 1 was 47% of the total preparation.
  • Package 2 which represented 53% of the total preparation, consisted of four components:
  • Component (IV) represents the water-insoluble component (B) of the preparation according to the invention.
  • Table 1 lists the compositions of the preparations examined. A combination of package 1 with lubricants (I) and (III) was investigated for reference.

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Abstract

Beansprucht wird ein Verfahren zur Texturierung von Garnen aus synthetischen Filamenten, wobei auf die Garne eine Präparation, enthaltend mindestens ein wasserlösliches Schmiermittel (A) und eine wasserunlösliche Flüssigkeit (B) mit einer Viskosität von 2 bis 50 mPas (20 °C, gemessen nach DIN 53015), sowie gegebenenfalls Emulgatoren und/oder Netz- und andere Hilfsmittel, in Form einer wäßrigen Emulsion aufgebracht wird und die Filamente anschließend einer Texturierung nach dem Falschdrahtprinzip auf Texturiermaschinen mit kurzem Hochtemperaturheizer unterworfen werden.

Description

Verfahren für die Hochgeschwindigkeitsfalschdrahttexturierung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren für die Hochgeschwindigkeitsfaischdrahttexturierung von Garnen aus synthetischen Filamenten sowie die Verwendung einer bestimmten Präparation für dieses Texturierverfahren.
Seit Anfang der achtziger Jahre werden feine bauschige Polyestergarne (PES) für Anwendungen wie Bekleidung oder Möbelbezugstoffe überwiegend nach dem sogenannten POY-Spinnverfahren (partiaily oriented yarn) mit anschließender Faischdrahtstrecktexturierung hergestellt.
Bei der Faischdrahtstrecktexturierung wird ein PES-POY-Garn gleichzeitig verstreckt und mit Bausch versehen. Der Bausch entsteht dadurch, daß das Garn im plastischen Zustand intensiv gezwirnt und anschließend im abgekühlten Zustand wieder entzwimt wird. Der plastische Zustand des Garns wird dadurch erreicht, daß es über eine Kontaktheizschiene geführt wird. Der Zwirn wird überwiegend mittels Friktionsscheiben aus Keramik oder Polyurethan bewirkt (Zwirnaggregat). In den letzten Jahren konnte die Geschwindigkeit des Faischdrahtstrecktexturierverfahrens (FT) stetig gesteigert werden (vergleiche zur Erläuterung der Grundlagen H. K. Rouette, Lexikon der Textilveredelung, 1995, Seiten 1524 bis 1531 und 2180 bis 2183). Bis Mitte der neunziger Jahren waren Geschwindigkeiten zwischen 700 m/min und 900 m/min für Standardgarne üblich. Um diese Geschwindigkeiten zu erreichen, war es notwendig geworden, sehr lange, in der Regel mit Diphyl geheizte Heizschienen (bis über 2,5 m) zu verwenden. Auch die Kühlschienen mußten auf bis zu über 1 ,5 m verlängert werden. Entsprechend platzraubend und schwer zu bedienen wurden die Maschinen. Anfang der neunziger Jahren kamen Falschdrahtstrecktexturiermaschinen auf den Markt, die dank Einsatz neuartiger Heizer wesentlich kompakter sind. Die Länge des Fadenlaufs in diesen Maschinen ist deutlich reduziert, was eine Verringerung des Spannungsaufbaus und ein Potential für erhöhte Geschwindigkeiten bewirkt. Im Gegensatz zu den traditionellen Kontaktheizern, deren Temperaturen zwischen 180 und 230°C lagen, funktionieren die neuen Heizer nahezu kontaktlos, aber mit Temperaturen bis über 500°C. Dank der sehr hohen Temperaturen konnte ihre Länge auf etwa 1 m reduziert werden. Obwohl die mechanisch erreichbare maximale Geschwindigkeit der Hochtemperaturmaschinengeneration in der Regel 1500 m/min beträgt, wurde festgestellt, daß in der Praxis 900 bis 1000 m/min selten überschritten werden önnen. Der Grund liegt bei stark überhöhten Gambruchraten, die bei höheren Geschwindigkeiten auftreten. Es ist bekannt, daß vor dem Anstieg der Garnbrüche, in der Regel eine Vermehrung von Gamspannungsspitzen zu beobachten ist. Es bestand also der dringende Bedarf nach PES-POY- Garnen, die sich auf den neuen Hochtemperaturheizertexturiermaschinen mit einer deutlich reduzierten Neigung zu Spannungspitzen und folglich zu Brüchen verarbeiten ließen.
Neben Verbesserungen der Garne und des Spinnverfahrens wurden auch die Präparationen, die bei dem Spinnen auf das Garn aufgebracht werden müssen und die hauptsächlich eine Schmierwirkung ausüben, auf Optimierungsmöglichkeiten hin untersucht. Die EP 826 816 A2 beispielsweise beschreibt Präparationen für den Einsatz in der Falschdrahttexturierung von Synthesegarnen, enthaltend bestimmte Polyether-Verbindungen in Abmischung mit zyklischen Polyorganosiloxanen in ausgewählten Mengenverhältnissen. Allerdings werden auch mit diesen Präparationen in der Praxis nur Garngeschwindigkeiten bis 1000 m/min erreicht, insbesondere weil bei Temperaturen um 350°C bis 500°C Polysiloxane zu harten Silikatablagerungen auf den Fadenführern der Hochtemperaturheizem thermooxidativ degradiert werden.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Präparationen für die Falschdrahttexturierung von Synthesegamen bereitzustellen, die auch unter den Bedingungen der Hochgeschwindigkeitsfalschdrahttexturierung, insbesondere auf Texturiermaschinen mit kurzen Hochtemperaturheizem, einsetzbar sind und die Zahl der Gambrüche substantiell verringert.
Es wurde nun überraschend gefunden, daß der Zusatz einer ausgewählten wasserunlöslichen niedrigviskosen Komponente zu den an sich bekannten Schmiermitteln zu Präparationen führt, die das gewünschte Anforderungsprofil erfüllen.
In einer ersten Ausführungsform wird ein Verfahren zur Texturierung von Garnen aus synthetischen Filamenten beansprucht, wobei auf die Garne eine Präparation, enthaltend mindestens ein wasserlösliches Schmiermittel (A) und eine wasserunlösliche Flüssigkeit (B) mit einer Viskosität von 2 bis 50 mPas bei 20 °C gemessen nach DIN 53015, sowie gegebenenfalls Emulgatoren und/oder Netz- und andere Hilfsmittel, in Form einer wäßrigen Emulsion aufgebracht wird und die Filamente anschließend einer Texturierung nach dem Falschdrahtprinzip auf einer Maschine mit kurzem Hochtemperaturheizer unterworfen werden. Die wasserunlösliche Komponente (B) zeichnet sich insbesondere durch ihr Viskositätsverhalten aus. Bevorzugt sind niedrigviskose Flüssigkeiten deren Viskosität im Bereich von 2 bis 50 mPas, vorzugsweise aber im Bereich von 2 bis 30 mPas und insbesondere im Bereich von 5 bis 25 mPas, jeweils gemessen bei 20 °C nach DIN 53015 auf einem Höppler Viskosimeter, liegt. Besonders vorteilhaft sind wasserunlösliche Komponenten (B) mit einer Viskosität von 5 bis 10 mPas.
Derartige Flüssigkeiten sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe der wasserunlöslichen Ester von Fettalkoholen mit 16 bis 24 C-Atomen und/oder Polyolen mit 2 bis 6 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen mit linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten -Cε-22 Fettsäuren. Geeignete Fettalkohole sind z.B. Palmityl-, Stearyl-, Arachidyl- oder Behenylalkohol. Geeignete Fettsäuren sind beispielsweise Capryl-, Perlagon-, Caprin-, Undecan-, Tridecan-, Myristin-, Pentadecan-, Palmitin-, Heptadecan-, Octadecan-, Nonan-, Arachin- oder Behensäure. Geeignete Polyole sind beispielsweise Glykol, Diethylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan oder Pentaerythrit. Die Polyole können vollständig oder partiell verestert sein, entscheidend ist, das die Verbindungen wasserunlöslich sind und gleichzeitig das oben genannte Viskositätskriterium erfüllen. Unter wasserunlöslich werden im Rahmen dieser Anmeldung solche Verbindungen verstanden, die sich bei 20 °C zu maximal 5 Gew.-%, vorzugsweise zu maximal 1 Gew.-% lösen. Insbesondere bevorzugt sind Ester aus verzweigtkettigen Alkoholen, die beispielsweise via Guerbet- oder Oxo-Synthesen zugänglich sind, mit Fettsäuren, z.B. Ester des 2-Ethylhexyalkohols mit C16-18 Fettsäuren, wie das 2- Ethylhexylstearat. Insbesondere sind lineare Fettsäuren dieses Schnitts bevorzugt. Neben diesen langkettigen Estern können auch Methyiester von linearen oder verzweigten gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren der Kettenlänge C8 bis C22 geeignete Flüssigkeiten vom Typ (B) darstellen. Auch Dicarbonsäureester, wie Diisooctylsebazat, Diisotridecylsebazat sowie Diisooctiester der Azelainsäure sowie die wasserunlöslichen Umsetzungsprodukte dieser Verbindungen mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid können als Flüssigkeiten (B) verwendet werden. Weiterhin sind wasserunlösliche Ester der Thiodipropionsäure, zum Beispiel mit 2-Ethylhexanol, Decanol oder Isotridecylalkohol, sowie die wasserunlöslichen Umsetzungsprodukte dieser Verbindungen mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid geeignet. Auch die wasserunlöslichen Ester von Glykol, Diglykol oder Triglykol mit C8-22-Fettsäuren und deren Alkoxide sind geeignet.
Weitere geeignete Verbindungen für die Flüssigkeiten (B) sind alkoxylierte Fettsäureester der Formel (I) Ri-COO-(CnH2nO)m-R2 (I)
wobei R1 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest der Kettenlänge C7 bis C21 steht, R2 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest der Kettenlänge Ci bis C12 bedeutet und n für die Zahl 2 oder 3 und m für eine Zahl zwischen 1 und 10 und vorzugsweise 1 bis 6 steht. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel (I) in denen R2 für einen kurzkettigen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht. Die alkoxylierten, vorzugsweise ethoxylierten bzw. ethoxylierten und propoxylierten Ester können nach bekannten Methoden, insbesondere gemäß der Lehre der WO-A-90/13533 hergestellt werden. Die Alkoxylierung kann bei gemischten Alkoxiden in Random- oder in Blockform erfolgen.
Weiterhin sind wasserunlösliche niedrigviskose Flüssigkeiten aus der Klasse der symmetrischen oder unsymmetrischen Dialkylether mit vorzugsweise insgesamt 12 bis 44 C-Atomen geeignet, beispielsweise Dioctylether, Didecylether oder Diisotridecylether. Auch Dialkylcarbonate, wie Diisooctylcarbonat, Dioctylcarbonat oder Diisotridecylcarbonat sind geeignete Flüssigkeiten (B). Auch Alkoxide der Ether können, sofern sie wasserunlöslich sind und das Viskositätskriterium erfüllen, verwendet werden. Neben diesen Verbindungen können noch weitere Substanzklassen, insbesondere Polyalphaolefine, beispielsweise Poly-1-Decene, oder Mineralöle als wasserunlösliche Flüssigkeit (B) im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Generell gilt, daß die Flüssigkeit (B) auch eine Mischung aus mehreren der oben genannten Flüssigkeiten enthalten kann.
Neben der wasserunlöslichen Flüssigkeit (B) enthalten die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Präparationen mindestens ein Schmiermittel (A), das vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe der wasserlöslichen Umsetzungsprodukte von Fettalkoholen der Kettenlänge C4 bis C22 oder von Polyolen mit 2 bis 6 Hydroxylgruppen und 2 bis 6 C-Atomen mit Ethylen- und/oder Propylenoxid wobei die Umsetzungsprodukte ein Molekulargewicht zwischen 750 und 50.000 aufweisen. Weiterhin sind wasserlösliche Umsetzungsprodukte von Glykol, Ethylen- und Diethylenglykol oder Propylenglykol mit Ethylen- und/oder Propylenoxid die Molekulargewichte im Bereich von 750 bis 50.000 aufweisen, geeignet. Vorzugsweise werden dabei Ethylenoxid/Propylenoxid-Block Addukte eingesetzt, wobei es mit Blick auf die Wasserlöslichkeit der Verbindungen vorteilhaft ist, daß der Anteil von Ethylenoxidgruppen mindestens 35 % (gewichtsmäßig), vorzugsweise mindestens 45 % (gewichtsmäßig), bezogen auf alle Alkoxidgruppen im Molekül beträgt. Auch Verbindungen aus der Gruppe der wasserlöslichen Polyether-Polycarbonate, wie sie beispielsweise in der EP-0-743 992 B1 beschrieben werden, sind geeignete Schmiermittel des Typs (A).
Besonders bevorzugt sind Schmiermittel (A), die mehrere der oben beschriebenen Umsetzungsprodukte enthalten. So ist es insbesondere vorteilhaft, wenn in der Präparation als Schmiermittelkomponente (A) 40 bis 80 Gew.-% eines wasserlöslichen Umsetzungsproduktes des Molekulargewichtsbereichs von 750 bis 3000 enthalten sind, 5 bis 20 Gew.-% eines wasserlöslichen Umsetzungsproduktes mit Molekulargewichten von > 3000 bis 20000 und zu maximal 5 Gew.-% eines wasserlöslichen Umsetzungsproduktes mit Molekulargewichten von > 20.0000 bis 50.000. Die Gewichtsangaben beziehen sich jeweils auf das Schmiermittel (A).
Die Präparationen des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten die wasserunlösliche Flüssigkeit (B) vorzugsweise in Mengen von 0,2 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Präparation. Das Schmiermittel (A) kann bis zu 99 Gew.-% der Präparation ausmachen, es ist aber in der Regel in Mengen von 30 bis 90 Gew.-% und insbesondere von 35 bis 60 Gew.-% enthalten. Neben den Komponenten (A) und (B) enthalten die Präparationen noch weitere, optionale Bestandteile, insbesondere Netzmittel und/oder Emulgatoren. Dabei sind die Netzmittel in der Regel in Mengen von 3 bis 20 Gew.-% und die Emulgatoren in Mengen von 5 bis 30 Gew.-% in den Präparationen enthalten.
Als Emulgatoren kommen alle Emulgatoren, die entweder anionisch, kationisch, oder nichtionisch sein können, in Frage. Vorzugsweise sind die Emulgatoren solche, die bei den Temperaturen, die in Hochtemperaturtexturierheizern üblich sind (d.h. 300°C bis 550°C) keine anorganische Rückstände hinterlassen. Besonders eignen sich Emulgatoren, die bei dem klassischen Veraschen (bei 900 °C) im Keramik oder Platintiegel nahezu rückstandslos zersetzt werden (unter 0,2% Asche). Nichtionische Emulgatoren sind daher besonders geeignet. Es sind beispielsweise Fettalkoholalkoxylate mit Molekulargewichten bis 800, alkoxylierte Fettsäuren, Glykole oder Fettaminen und alkoxylierte Fettamine geeignet. Bei den Netzmitteln sind alle dem Fachmann für Spinnpräparationen bekannten geeigneten Verbindungen einsetzbar. Vorzugsweise werden wasserdispergierbare uns insbesondere wasserlösliche Substanzen ausgewählt. Neben diesen Hilfsmitteln können auch weitere übliche Additive in den Präparationen enthalten sein, insbesondere Antistatika, Fadenschlußmittel, pH- Regulantien, Bakterizide und/oder Korrosionsinhibitoren. Diese Additive können, sofern notwendig, in üblichen Mengen in den Präparationen enthalten sein. In der Regel beträgt die Menge an Additiven insgesamt bis zu 15 Gew.-%, vorzugsweise liegt der Anteil aber bei 1 bis 10 Gew.-%.
Die Präparationen werden im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise in Form einer wäßrigen Emulsion, die 1 bis 20 Gew.-% , bevorzugt 5 bis 12 Gew.-% der Präparation enthält eingesetzt. Diese Emulsion wird in üblicher Weise, also mittels Galetten (sogenannte lick-rolls) oder Dosierpumpe und Auftragsstiften auf die Game aufgebracht, die anschließend einem Texturierverfahren in Maschinen mit kurzem Hochtemperaturheizer unterworfen werden. Es handelt sich dabei um Texturierverfahren nach dem Falschdrahtprinzip, die gegebenenfalls zusammen mit einer Streckung ausgeführt werden können. Das beanspruchte Verfahren eignet sich insbesondere für solche Falschdrahttexturieraggregaten, die mit nahezu kontaktlosen kurzen Hochtemperaturheizem arbeiten. Die Temperatur in Hochtemperaturheizer beträgt mindestens in einer Zone 300 °C oder mehr. Die Heizer dieser Maschine sind daher in der Regel nur noch maximal einen Meter lang. Geeignete Maschinen diesen Typs werden beispielsweise von den Firmen ICBT (z.B. ICBT FTF15 E2 HT), Teijin Seiki (Teijin Seiki HTS 1500 oder HTS 15V), Barmag (z.B. Barmag AFK) oder RPR (z.B. RPR 3 SDS) angeboten. Hochgeschwindigkeitsverfahren im Sinne der vorliegenden Anmeldung sind vorzugsweise solche, die mit einer Garngeschwindigkeit von mehr als 600 m/min, vorzugsweise von mehr als 800 m/min und insbesondere mit einer Garngeschwindigeit von 900 bis 1500 m/min arbeiten.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die Präparationen in Mengen zwischen 0,25 und 0,45 Gew.-%, bezogen auf das Gamgewicht, auf das Garn aufgebracht. Die Präparationen werden auf an sich bekannte Weise hergestellt, indem die angegebenen Bestandteile in den angegebenen Mengen bei Temperaturen zwischen 18 und 35 °C miteinander in beliebiger Reihenfolge gemischt und in jeder bekannten Weise homogenisiert werden.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden Garnen aus synthetischen Filamenten wie Polyester oder Polyamid texturiert. Vorzugsweise handelt es sich dabei um POY-Polyestergarne. In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Mitteln, enthaltend mindestens ein wasserlösliches Schmiermittel (A) und eine wasserunlösliche Flüssigkeit (B) mit einer Viskosität von 2 bis 50 mPas gemessen bei 20 °C nach DIN 53015, sowie gegebenenfalls Emulgatoren und/oder Netz- und andere Hilfsmittel als Präparation für die Falschdrahttexturierung von Garnen aus synthetischen Filamenten auf Texturiermaschinen mit kurzen Hochtemperaturheizem. Das Mittel wird dazu vorzugsweise in Form einer wäßrigen Emulsion, die 1 bis 20 Gew.-% des Mittels, bezogen auf die wäßrige Emulsion enthält, eingesetzt.
Beispiele:
Um die vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahren zu demonstrieren wurden die folgenden Präparationen untersucht: Die Versuchspräparationen bestanden aus einem Paket 1 und einem Paket 2. Das Paket 1 wurde unverändert gehalten und bestand aus der Kombination eines Netzmittels (C12-14 Fettalkoholethoxylat mit 6 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol), eines Hochdruckschmiermittels (ein wasseriösliches Ethylenoxid/Propylenoxid-Addukt mit einem Molekulargewicht im Bereich von 5000 und 20000 auf Basis Pentaerythrit), eines wasserlöslichen methylverschlossenen Polyethyleneglykolpelargonats und eines C16-18 fettalkoholgestarteten Block-Ethylenoxid/Propylenoxid- Emulgators (5 Mol Ethylenoxid (EO), 9 Mol Propylenoxid (PO) pro Mol Fettalkohol). Das Paket 1 betrug jeweils 47% der Gesamtpräparation. Das Paket 2, das jeweils 53% der Gesamtpräparation darstellte, bestand aus vier Komponenten:
(I) - wasserlösliches butanoigestartetes EO/PO-Addukt mit MG ca.1000
(II) - wasserlösliches butanoigestartetes EO/PO-Addukt mit MG ca.1700
(III) - wasserlösliches tetrolgestartetes EO/PO-Addukt mit MG ca. 7000
(IV) - 2-Ethylhexylstearat, Viskosität bei 20 °C: 15 bis 17 mPas.
Die Komponente (IV) stellt dabei die erfindungsgemäße wasserunlösliche Komponente (B) der Präparation dar. In der Tabelle 1 sind die Zusammensetzungen der untersuchten Präparationen aufgeführt. Als Referenz wurde eine Kombination des Pakets 1 mit den Schmiermitteln (I) und (III) untersucht.
Tabelle 1 (Angaben in Gew.-%):
Alle oben aufgeführten Präparationen wurden beim Spinnen auf ein typisches PES-POY-Garn aufgetragen. Die Auflagenhöhe betrug 0,3 %. Die wesentlichen Spinnparameter und POY-Gamdaten waren wie folgt:
Spinn- und POY-Garnparameter 1:
Spinngeschwindigkeit 3500 m/min
Garntyp 256 dtex, 36 Filamente
Festigkeit ca. 23,5 cN/tex
Dehnung ca. 103%
Präparierung Barmag Zahnradpumpen und Keramikapplikator
Emulsionskonzentration 10 %
Präparationsauflage 0,30 %
Nach jeweils mindestens 24 Stunden Lagerung wurden alle Game nacheinander auf denselben 8 Positionen einer RPR 3 SDS HTSH-Maschine strecktexturiert. Die Texturierparameter wurden wie folgt eingestellt:
Texturierparameter 1:
Maschinentyp RPR 3SDS
Friktionsaggregat Temco FTS 521 M
Aggregatkonfiguration 1-6-1, Temco 630F 9 mm
Polyurethanarbeitsscheiben
Spannungsgrenze für
Fehlermeldung +/- 2 cN
Aufwickelgeschwindigkeit 1000 m/min
D/Y-Verhältnis 1 ,80
Streckverhältnis 1 ,61
Heizertemperatur 500°C - erste Zone
500°C - zweite Zone
Fixierheizertemperatur Ausgeschaltet
Folgende Meßwerte wurden beim Texturieren ermittelt (Tabelle 2):
Tabelle 2
Erläuterung der Abkürzungen: t1: Garnspannung vor dem Texturieraggregat t2: Garnspannung nach dem Texturieraggregat t2Λ1 : Verhältnis der beiden Spannungen
Mittelwert olt/Posit.: Anzahl an Spannungsgrenzüberschreitungen während 4
Stunden
Sa: Standardabweichung CV: Variationskoeffizient Surging: Geschwindigkeit, bei welcher der Prozeß instabil wird
Wie in der Ergebnistabelle ersichtlich liegen die Prozeß- und Garndaten auf einem sehr guten Niveau insbesondere wird die Anzahl der Spannungsüberschreitungen, die für Garnbrüche verantwortlich sind. im Vergleich mit herkömmlichen Präparationen deutlich reduziert.
Um die allgemeine Gültigkeit, daß der Zusatz einer wasserunlöslichenFlüssigkeiten (B) zu Texturierpräparationen die Häufigkeit von Garnspannungsspitzen erheblich reduziert, zu verifizieren, wurden die folgenden vier Präparationen auf einer anderen PES-POY-Spinnanlage getestet: Referenz, 13, 3 und 9.
Spinn- und POY-Garnparameter 2:
Spinngeschwindigkeit 3300 m/min
Garntyp 167 dtex 30 Filamente
Präparierung Barmag Zahnradpumpen und Keramikapplikator
Emulsionskonzentration 10 %
Präparationsauflage 0,30 %
Texturierparameter 2:
Maschinentyp Barmag FK6 V80 mit Hochtemperaturheizem
Friktionsaggregat Temco Type 8
Aggregatkonfiguration 1-6-1 , Hokushin 9 mm Polyurethanarbeitsscheib
Spannungsgrenze für
Fehlermeldung +/- 3 cN
Aufwickelgeschwindigkeit 900 m/min
D/Y-Verhältnis 1,8
Streckverhältnis 1 ,76
Heizertemperatur 380°C - erste Zone
400°C - zweite Zone
Fixierheizertemperatur Ausgeschaltet
Ergebnisse:
Auch in diesem Fall zeigt sich die vorteilhafte Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß zu einer signifikanten Verringerung von Spannungsspitzen während des Textur ierprozesses führt. Es wurden Versuche mit einer weiteren wasserunlöslichen, niederviskosen Komponenten (B) durchgeführt. Die Präparation 9 wurde als Basisrezeptur gewählt (Angaben in Gew.-%):
Alle vier Präparationen wurden auf einer POY-Spinnanlage mit den Spinn- und POY-Garnparametem 2 aufgetragen. Anschließend wurden die Game auf einer RPR 3 SDS Hochtemperaturheizermaschine texturiert:
Texturierparameter 3:
Maschinentyp RPR 3SDS
Friktionsaggregat Temco FTS 521 M
Aggregatkonfiguration 1-6-1 , Temco 630F 9 mm Poiyurethanarbeitsscheiben
Spannungsgrenze für
Fehlermeldung +/- 3 cN
Aufwickelgeschwindigkeit 1000 m/min
D/Y-Verhältnis 1,76
Heizertemperatur 500°C - erste Zone
500°C - zweite Zone
Fixierheizertemperatur Ausgeschaltet
Ergebnisse:
Es zeigt sich, daß eine Verringerung der Viskosität der Komponente (B) auch die Zahl der Spannungsgrenz-überschreitungen und somit die Gefahr des Garnbruchs reduziert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Texturierung von Garnen aus synthetischen Filamenten, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Garne eine Präparation, enthaltend mindestens ein wasseriösliches Schmiermittel (A) und eine wasserunlösliche Flüssigkeit (B) mit einer Viskosität von 2 bis 50 mPas bei 20 °C gemessen nach DIN 53015, sowie gegebenenfalls Emulgatoren und/oder Netz- und andere Hilfsmittel, in Form einer wäßrigen Emulsion aufgebracht wird und die Filamente anschließend einer Texturierung nach dem Falschdrahtprinzip auf einer Maschine mit kurzem Hochtemperaturheizer unterworfen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation eine wasserunlösliche Flüssigkeit (B) mit einer Viskosität von 2 bis 30 mPas, vorzugsweise von 5 bis 25 mPas und insbesondere von 5 bis 10 mPas, jeweils gemessen bei 20 °C nach DIN 53015, enthält.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation eine wasserunlösliche Flüssigkeit (B) enthält, die ausgewählt ist aus wasserunlöslichen Estern von Fettalkoholen mit 6 bis 24 C-Atomen und/oder Polyolen mit 2 bis 6 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen mit linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren C6-22.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation eine Flüssigkeit (B) enthält, die ausgewählt ist aus den wasserunlöslichen Fettsäureester aus C16 bis C18 Fettsäuren mit 2-Ethylhexylalkohol.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation eine Flüssigkeit (B) enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe der wasserunlöslichen Verbindungen der allgemeinen Formel (I)
R1-COO-(CnH2nO)m-R2 (I)
wobei R1 für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest der Kettenlänge C7 bis C21 steht, R2 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest der Kettenlänge Ci bis C12 bedeutet und n für die Zahl 2 oder 3 und m für eine Zahl von 1 und 10, vorzugsweise von 1 bis 6, steht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation eine Flüssigkeit (B) enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe der wasserunlöslichen Dialkylether, Dialkylcarbonate, Dicarbonsäureester, Diestern der Thiodipropionsäure, Polyalphaolefine oder von Mineralöl.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation mindestens ein Schmiermittel (A) enthält, daß ausgewählt ist aus der Gruppe der wasserlöslichen Umsetzungsprodukte von Fettalkoholen der Kettenlänge C4 bis C22 oder von Polyolen mit 2 bis 6 Hydroxylgruppen und 2 bis 6 C-Atomen mit Ethylen- und/oder Propylenoxid wobei die Umsetzungsprodukte ein Molekulargewicht von 750 bis 50.000 aufweisen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation ein Schmiermittel (A) enthält, daß von 40 bis 80 Gew.-% Umsetzungsprodukte des Molekulargewichts 750 bis 3000, von 5 bis 20 Gew.-% Umsetzungsprodukte des Molekulargewichts > 3000 bis 20.000 und von maximal 5 Gew.-% Umsetzungsprodukte des Molekulargewichts von > 20.000 bis 50.000 enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation die wasserunlösliche Flüssigkeit (B) in Mengen von 0,2 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Präparation enthält.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation neben den Komponente (A) und (B) noch Emulgatoren in Mengen von 5 bis 30 Gew.-%, und/oder Netzmittel in Mengen von 3 bis 20 Gew.-% , jeweils bezogen auf die Präparation, enthält.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation in Form einer wäßrigen Emulsion, die 1 bis 20 Gew.-% bevorzugt 5 bis 12 Gew.-% der Präparation, bezogen auf die wäßrige Emulsion, enthält, verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation weitere übliche Additive enthält, wie Antistatika, Fadenschlußmittel, Bakterizide und/oder Korrosionsinhibitoren.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Garne aus Polyesterfilamenten ausgewählt sind.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Präparation in Mengen zwischen 0,25 und 0,45 Gew.-%, bezogen auf das Garngewicht, auf das Garn aufgebracht wird.
15. Verwendung eines Mittels, enthaltend mindestens ein wasserlösliches Schmiermittel (A) und eine wasserunlösliche Flüssigkeit (B) mit einer (Brookfιeld)-Viskosität von 2 bis 50 mPas (20 °C), sowie gegebenenfalls Emulgatoren und/oder Netz- und andere Hilfsmittel, als Präparation für die Falschdrahttexturierung von Garnen aus synthetischen Filamenten auf Textunermaschinen mit kurzen Hochtemperaturheizem.
16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel in Form einer wäßrigen Emulsion, die 1 bis 20 Gew.-% des Mittels enthält, verwendet wird.
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