DE1660203A1 - Heterofaeden - Google Patents

Description

Mappe 202*16 - Dr.F/hr
Case FG.170O6E (B.463)

BESCHREIBUNG

Kur Patentanmeldung der

Firma BRITISH KYLOU SPIHHERS LIMITED, Pontypool_a Monmouthshire, Gr oßb ri tannien _s

betreffend: "Heterof&den"

9„ Juni 1964 - Großbritannien

Die Erfindung bezieht sieh auf KeterofMen, insbesondere auf Λ Hetsrsfäden, worin einer oäer mehrere Bestandteile elastomer

Kete'cafilden. sind einheitliche Fäden, die aus einem oder mehreren polymeren Bestandteilen, die kontinuierlich längs der Länge des Fadens stielnandergrenzen und aneinanderiiaften, bestehen, wobei diese Bestandteile in einer Anordnung von Hülle und Seele oder Seite an Seite vorliegen.

Heterofäden, welche aus awei oder mehr polymeren Bestandteilen bestehen, von denen einer eine höhere gugerholung und eine

009*16/1753 sad orkhnal

Unterlagen

grüssere Schrumpfung aufweist als der andere Bestandteil oder die anderen Bestandteile, sind in der britischen Patentschrift 805 033 beschrieben. Solche Fäden haben die Eigenschaft, daß sie potentiell kräuselbar sind, wobei die Kräuselung ausgebildet wird, nachdem die Fäden Verstreckungs- und Relaxationsbehandlungen unterzogen sind. Die Kräuselung ergibt sich aus der unterschiedlichen Schrumpfung, die zwischen den Bestandteilen besteht, und ist schraubenförmig.

Gekräuselte Heterofäden dieser Art haben den Nachteil, daß die Kräuselung im allgemeinen ziemlich schwach ist und dazu neigt, verlorenzugehen, wenn die Puden den Belastungen und Beanspruchungen unterworfen werden, denen sie während des Einbringens in Gewebe und ihrer nachfolgenden Verwendung unterzogen sind« Es wurden verschiedene Vorschläge gemacht, um diesem Nachteil entgegenzuwirken, beispielsweise durch Spinnen der Heterofiiden nur aus ausgewählten Bestandteilen, wie es in der britischen Patentschrift 950 ¹J29 beschrieben ist.

Es wurde nun gefunden, daß Heterofäden, welche spontan beim Verstrecken kräuseln, die ausgezeichnete Kräuselerholungseigenschaften aufweisen und au3serdeir. einige Fäden in ihrem gestreckten Zustand, d.h. wenn die Kräuselung unter Zug ausgezogen i3t, innewohnende Elastizität haben, durch Spinnen des Heterofadens aus zwei oder mehr polymeren Bestandteilen^ von denen zumindest ein Bestandteil elastomer ist und zumindest ein weiterer Bestandteil nicht elastomer ist, erhalten werden. Aus Zweckmässlgkeltsgründen wird hier der nicht elastomere Bestandteil als der "harte¹¹ Bestandteil bezeichnet. ^;

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung KeterofSden, bestehend aus mindestens zwei polymeren Bestandteilen, von denen mindestens ein Bestandteil ein Nichtslastomeres ist, das irre« versibel um mindestens 300 % seiner ursprünglichen Länge vor

009815/1753

BAD

dem Veratrecken gedehnt werden kann und mindestens ein weiterer Bestandteil ein Elastomeres mit einer erholbaren Dehnung von mindestens 80 % und 100 % Dehnung ist, welche dadurch gekennzeichnet sind, daß die Bestandteile anelnanderhaften und die Fäden bein Verstrecken sich spontan kräuseln, ohne daß sich die Bestandteile voneinander trennen.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird ein Elastomeres als synthetisches Polymeres definiert, das kautschuktihnllche Eigenschaften aufweist. Es kann z.B. wiederholt auf etwa 150 % oder mehr seiner ursprünglichen Länge gestreckt werden und danach gewaltsam auf etwa die gleiche Länge zurückkehren*

Die Erfindung umfaßt auch die obigen Heterofäden in ihrem gekräuselten und gestreckten Zustand sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Es wurde schon in der britischen Patentschrift P8*1 ΐβ'ί vargö·» schlagen, aus elastomeren und harten synthetischen polymeren Bestandteilen bestehende Heterofäden unter solchen Bedingungen zu spinnen, daß die Adhäsion zwischen diesen Bestandteilen bei den nachfolgenden Verstreckungsarbeitsgängen aufgebrochen werden kann. Die vorliegende Erfindung umfaßt keine solchen Fäden, und das Ausslaß, in welchem öle Trennung zwischen den elastomeren harten Bestandteilen erfolgt, ist nicht grosser, als es normalerweise beim Verstrecken von Heterofäden beobachtet wird, die aus zwei oder mehr harten Bestandteilen bestehen.

Als harte Bestandteile zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung können die synthetischen Kondensationspolymeren erwähnt werden, wie beispielsweise die Polyester, z.B. PoIy-Uthylenterephthalat; Copolyester; Polyamide (einschließlich von Copolyamiden), z.B. Polybexamethylenadipamid, Poly-£-

00981S/1753

BAD

caprolactam und Polyaininoundecansäure; Polyurethane; Polyharnstoffe; Polycarbonate und die Polymeren vom Additionstyp_f, wie Polyäther; kristalline Polykohlenwasserstoffe, beispielsweise Polyäthylen und Polypropylen; Acrylnitril und Mischpolymere auf der Basis von Acrylnitril; Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat und ihre Mi3chpolymerer:.. Padenbildonde Materialien, wie die Viskosen und Cellulosederivate., wie Celluloseacetat_s sind ebenfalls einbezogen.

Als wertvoll als elastomere!- Bestandteil kennen H-alkylierte Polyamide, Polyesterurethane und aridere segmentierte Elastomere erwähnt werden. Die N-alkylierten Polyamide können 15 bi3 13 % an N-Substitution enthalten und können aus einem Lactam einer Aminöcarbonsäure und einer !!»substituierten Aminccarbonsäure, die mehr als 7 Kohlenstoffatom? enthält, oder aus einem N₃N¹-disubstituierten aliphatischen sekundären Diamin_s oiner dibasischen Säure mit mindestens 5 Kohlenstoffatomen in der Kette und einen Lactam einer ω-Aminocarbansäure mit 7 bis 20 Ringgliedern in molaren Msngenantellen in Erreich von O_a0883 : 0,0383 : 1 bis 0,305 t 0,305 : 1, oder au3 einem Ιί-monosubstltuierten aliphatischen Diarain der Formel PiH (X) HHp₅ worin R einen Kohlenwasserstoffr-est und Ä einen swi3iuertigen Rest darstellen, einer dibasischen Carbonsäure mit mindestens 5 Kohlenstoffatomen in der Kette und einem Lactam einar GJ-Aminocarbonsäurfc mit 7 bis Ringgliedern in molaren Kengenanteilen im Bereich von 0_£055 5 O_tO55 : 1 bia 0,5 : 0,5 ' 1, hc?rgestellt vrerden. Das Polyooterurethan kann beispielsviaise aun einem Copolyester rnlt endständigen Hydroxylgruppen und einen grösseren Molekulargewicht als 1500, einem zweiwertigen Alkohol und einem aliph-rilschen oder cycloaliphatischen DiiDoe:/ar;at hergestellt visr-ci.en, v/oboi das Diisocyanat zu keiner. Zeitpunkt während dor· Herstellung in einem molaren Überschuß vorliegt.

Es werden zwar elastomere Bestendt-eile bevorzugt_f welche keine Härtung erfordern^ doch können andere verwendet vrer-den_? vor aus-

009815/1753

8AD ORIGfNAL

gesetzt, daß die Härtung bei Temperaturen und für Zeitspannen durchgeführt werden kann, welche die harten Bestandteile nicht nachteilig beeinflussen.

Vor dem Verstrecken sollten die harten Komponenten irreversibel um mindestens 300 % gedehnt werden können.

Damit der Heterofaden eine gute bleibende Kräuselung aufweist, sollte der elastomere Bestandteil nicht wesentlich dauernd gedehnt sein, wenn er gestreckt ist, und sollte eine erholbare Dehnung von mindestens 80 % aus einer 100 SSigen Streckung haben. Die erholbare Dehnung wird in einer Instronzugprüfungs-Vorrichtung gemessen, wobei die Probe um 100 % Je Minute gedehnt und mit der gleichen Geschwindigkeit erholen gelassen wird. Die bleibende Kräuselung des Heterofadens kann verbessert werden, indem der gekräuselte Faden einer Wärmefixierbehandlung unterworfen wird.

Zn denjenigen Fällen, wo der elastomere Bestandteil in gestrecktem Zustand dauernd gedehnt ist, sollte das Ausmaß, um welches der Heterofaden verstreckt wird, die maximale dauernde Dehnung des elastomeren Bestandteils um mindestens 20 % und vorzugsweise UBi mehr als 50 % übersteigen, um eine gute Kräuselung im verstreckten Heterofaden zu erhalten.

Die Heterofäden können nach einer der bekannten Arbeitsweisen hergestellt werden. So können Schmelzen oder Lösungen der polymeren Bestandteile gleichzeitig durch eine Düse als Hülle und Seele oder Seite an Seite gespritzt werden, oder die Bestandteile können durch getrennte Düsen unter Verwendung bekannter Vorrichtungen gespritzt und anschliesaend miteinander in haftenden Kontakt gebracht werden, während sie noch in klebrigem Zustand sind, um einen einheitlichen Faden zu bilden, in dem die Bestandteile Seite an Seite vorliegen.

00981S/1753

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Teile und Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen, wenn nichts anderes angegeben ist· In den Beispielen wurde die inherent Viskosität der Polymeren aus dem Ausdruck t\Ji\.o bestimmt, worin

»X die Viskosität einer Lösung £ des Polymeren in einem geeigneten Lösungsmittel,

r\,o die Viskosität des Lösungsmittels bei der gleichen Temperatur, und £ die Konzentration des Polymeren im Lösungsmittel darstellen.

Für alle Polyamide war das Lösungsmittel 90 % Phenol/Wasser und £ s 0,5 Gewa-2. FUr Polyesterurethane war das Lösungsmittel m-Kresol und c » 0,5 Gew.-Jf ·

In den Beispielen 1 bis 11, welche alle die Herstellung von Heterofäden aus zwei Komponenten Seite an Seite betreffen, wurden die Heterofäden durch eine Schmelzspinnarbeitsweise gebildet· Die Spinnmethode war wie folgt:

Ein gesinterter Stab, der aus gleichen Teilen der zwei Bestandteile, die sich Seite an Seite befanden, bestand, wurde hergestellt und in eine Spinnmaschine eingebracht, die zum Schmelzen der Polymeren unter Druck und zum Auspressen derselben durch eine geteilte Filterpackung für das Spritzen als Einfaden durch eine in einer Spinndüse enthaltenen Öffnung eingerichtet war.

Beispiel 1

Dar harte Bestandteil war ein Mischpolymeres von 6,6/6«10 ilylon, das von der Imperial Chemical Industries Limited unter der Bezeichnung Maranyl L.A.29 in den Handel gebracht wird. Bs hatte einen Vicat-Erweichungspunkt von 190⁰C und eine Innere Viskosität von 0,962·

009815/1753

BAD ORIGINAL

Der elastomere Bestandteil viar ein Polyesterurethan, das einen Erweicl

hatte·

Erweichungepunkt von 171°C und eine Innere Viskosität von O₈79

Die Bwei Bestandteile wurden nach der oben beschriebenen Methode tu einem Einfaden unter Anwendung einer Spinntemperatur von 215⁰C schmelzgesponnen und mit 121,9 m/min aufgewickelt. Der gesponnene Einfaden hatte einen Titer von 104 den.

Der Elnfaden wurde auschllessend kalt bei Zimmertemperatur bei einem VerstreckunGsverhUltnis von H₉O verstreckt· Der Faden kräuselte sich spontan bei der Erholung von der Streckspannung und hatte die folgenden physikalischen Eigenschaften:

Denier 26,3

Festigkeit (g/dan) 1,9

Bruchdehnung (%) 59 .Anfänglicher Modul für

1 Jf Dehnung

(g/den/iOC % Dehnung) 3,9

Beispiel 2

Dör harte Bestandteil war Polyäthylen vom spezifischen Gewicht 0,96, das von der British Resin Products Limited unter der Bezeichnung Rlgidex 50 in den Handel gebracht wird. Des Polyäthylen hatte einen Erweichungspunkt von 128°C und einen Schmelzflußindex von 5,0. Der SchmelEflußindex ist das Gewicht des Polymeren in Gramm, dae in 10 ilinuten durch eine öffnung von Normabmessungen unter Normdruek bei 190⁰C, wie in der britischen Standard Specification Hr. 2782 Methode 105C besehrieben, ausgepreßt wird.

Der elastomers Bestandteil war ein N-suostituiertes Polyamid, das aus 15, ή Teilen K-Isobutylaminoundecansäure, 22,6 Teilen Caprolactam und 1₉2 Teilen 11-Aminoundecansäure durch Erhitzen

009815/1753

in einem verschlossenen Rohr In Gegenwart von 0,02 ml 0,1 S&iger Phosphorsäurelösung für vier Stunden bei 260⁰C hergestellt war. Das Reaktionsprodukt wurde weiter bei Atmo3phfirendruck unter einer Stickstoffatmosphäre für eine Stunde bei 285°C, 2 1/2 Stunden bei 300⁰C, und 11/2 Stunden bei 300⁰C unter einem verminderten Druck von l60 ram Hg, erhitzt. Das erhaltene N-Isobutylcopolyamid hatte einen Erweichungspunkt von 15²J⁰C und eine innere Viskosität von 1,45·

Ein Einfaden, der die zwei Bestandteile nebeneinander Seite an Seite enthielt, wurde in der beschriebenen Weise bei einer Spinntemperatur von 2¹IO⁰C gespritzt und mit 73,15 m/ra aufgewickelt. Der Faden hatte nach dem Spinnen einen Titer von 90 den.

Der Einfaden wurde anschliessend kalt unter Umgebungsbedlngungen bei einem Verstreckungsverhältnis von 4,0 verstreckt, um einen hochgradig gekräuselten Faden mit den folgenden physikalischen Eigenschaften zu ergeben:

Denier 22_t8

Festigkeit (g/den) I₈2

Bruchdehnung (%) 53

Anfänglicher Modul für 1 % Dehnung (g/den/100 % Dehnung) 3„1

Beispiel 3

In diesem Beispiel war der harte Bestandteil iiylon 11 mit einem Erweichungspunkt von 185⁰C und einer inneren Viskosität von

Der elastomere Bestandteil war ein N-substituiertes Copolyamid mit einem Erweichungspunkt von 150°C und einer lnnersn Viskosität von 0,83, das wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt war mit der Ausnahme, daß die Vakuumbehandlung verkürst

009815/1753

BAD ORIGINAL

um die niedrigere innere Viskosität zu ergeben.

Die Bestandteile wurden als Elnfaden von 75 dsn bei einer Spinntemperatur von 210⁰C mit einer Geschwindigkeit von 1_S2 g/mln ge3pritst· Der Faden wurde ansehliessand kalt bei Zimmertemperatur mit einem Verstreokungsverhältnis von 4,5 ver3treckt, um einen hochgradig gekräuselten Faden mit den folgenden physikalischen Eigenschaften zu ergeben:

Denier	053	16	% Dehnung	11	S3
	Modul für 1 ί	2	,5
Festigkeit (g/den)	Dehnung)	33	,0
Bruchdehnung
Anfänglicher	,8
(g/den/100 %

Beispiel 4

Der Karte Bestandteil in diesem Beispiel bestand aus einem 65/35-Blockmlsehpolymeren von Nylon 66/Nylon S₆ das 2 % Ruß, bezogen auf ösn Wylon ββ-Gehalt, enthielt und eine innere Viskosität von Ojj86 und einen Erweichungspunkt von.215°C aufwies«.

Der elastomere Bestandteil war der gleiche wie er im vorhergahanden Beispiel verwendet wurde _s hatte jedoch einen Erweichungspunkt von 15i°C und eine innere Viskosität von 1,2.

Die Bestandteils wurden zu einem Elnfaden von 60 den bei einer Spinntemperatur von 25O°C bei einer Spritzgeschwindigkeit von

g/min gaspormen» Der Heterofaden wurde anschliessend kalt bei einem Ver3traekungsverhälbnis von 4,0 verstreckt, um einen gekräuselten Faden mit den folgenden physikalischen Eigenschaften zu ergeben:

009815/1753 BADOWSiNAL

- ίο -

Denier 15,3

Festigkeit (g/den) 2,8

Bruchdehnung (SO 55

Anfänglicher Modul für 1 % Dehnung (g/den/iOO % Dehnung) 6,0

Beispiel 5

In diesem Beispiel bestand der harte Bestandteil aus einem IS/SS-Bloekmischpolymeren von Nylon 66/Nylon 6, das 0,3 % bezogen auf den Nylon 66-Gehalt, enthielt und eine innere Viskosität von 0,87 und einen Erweichungspunkt von 208⁰C hatte.

Der elastomere Bestandteil war wieder der gleiche wie er in Beispiel 3 verwendet wurde.

Die Bestandteile wurden zu einem Heterofaden von 55 den bei einer Spinntemperatur von 245°C und einer Spritzgeschwindigkeit von i,3 g/rain gesponnen. Der Faden wurde anschllessend kalt bei einem Verstreckungsverhältnis von 4,0 verstreckt, um einen hochgradig gekräuselten Faden mit den folgenden physikalischen Eigen· schäften zu ergeben:

Denier 1^,3

Festigkeit (g/den) 2,5

Bruchdehnung (?) 53

Anfänglicher Modul für 1 % Dehnung (g/den/100 % Dehnung) 6,0

Beispiel 6 *

Der harte Bestandteil war Nylon 11 mit einer Inneren Viskosität von 0,63 und einem Erweichungspunkt von 195°C, und der elastomere Bestandteil war der gleiche wie in Beispiel 1, mit einem Erweichungspunkt von 178°C und einer inneren Viskosität von 1,2.

009815/1753

BAD ORIGINAL

Die Bestandteile wurden zu einem Heterofaden bei einer Spinntemperatur von 2O5°C und einer Spritzgeschwindigkeit von 1,3 g/ min gesponnen· Der Faden ergab ein gekräuseltes Garn beim Kaltvers trecken bei einen Verstreckungsverhältnis von 3,5 und hatte die folgenden Eigenschaften:

Denier . 23,2

Festigkeit (g/den) 1,1

Bruchdehnung (%) H 2

Beispiel 7

In diesem Beispiel war der harte Bestandteil ein tertiäres Mischpolymeres, das aus Nylon 66, Nylon 6.10 und Nylon 6 bestand und von der Imperial Chemical Industries Limited unter der Bezeichnung Maranyl D.A. In den Handel gebracht wird und hatte einen Vicat-Ervreichungspunkt von i60°C und eine innere Viskositilt von 0,981.

Der elastomere Bestandteil war der gleiche Mie er im vorhergehenden Beispiel verwendet wurde.

Die Bestandteile wurden zu einem Heterofaden bei einer Spintftemperatur von 200⁰C gesponnen und ergaben nach Kaltverstrecken bei einem Verstreckungsverhältnis von 4,0 einen gekräuselten Monofaden· Die physikalischen Eigenschaften des verstreckten Honofadens waren wie folgt:

Denier 21,5

Festigkeit (g/den) 2,9 Bruchdehnung (Ji) 61

Anfänglicher Modul für 1 % Dehnung

(g/den/100 % Dehnung) 3,2

Die Bauschigkeit der verstreckten und gekräuselten Garne der

009815/1753

BAD ORIGINAL

Beispiele 3 bis 7 kann weiter erhöht werden, indem die Garne einer Fixierung durch feuchte oder trockene Wärme auf übliche Weise unterzogen werden.

Beispiel 8

In diesem Beispiel wurden die Polyraerbe3tandteile zu einem gesinterten Stab in einer Anordnung von Hülle und Seele geformt, der durch eine Spinndüse gespritzt wurde,welche 5 x 0,229 ram öffnungen in einer kreisförmigen Anordnung und eine zentrale öffnung von 0,356 nun Durchmesser aufwies· Der die Seele bildende Bestandteil betrug 56 Gewo-J» des Stabes und bestand aus den N-substltulerten Polyamid von Beispiel 2 mit einem Vlcat-Erweichungspunkt von 151⁰C und einer inneren Viskosität von ί„01. Der Hüllenbestandteil bestand aus Nylon 11, das 0,02 % Ruß enthielt, und hatte einen Vlcat»Erweichungspunkt von 135°C und eine innere Viskosität von 0,63·

Die Polymeren wurden mit einer Geschwindigkeit von 1,6 g/min bei einer Spinntemperatur von 24o°C gespritzt. Die Fäden bestanden direkt nach dem Spinnen aus HeterofSden, die aus den awe! Polymerbestandteilen bestanden, die Seite an Seite angeordnet waren, wobei die Mengenanteile der Bestandteile zwischen den Fäden variierten. Das Garn wurde kalt rnlt ein^m VerstrecktJ;-i£"5· verhältnis von 3₉0 verstreckt, um ein hochgradig gekräuseltes Garn zu ergeben· Wegen des wechselnden I-Tengenanteils der Bestandteile zwischen den Fäden wechselte auch der Xriiuselgrad und war daher zwischen den Fäden nicht in Phase _t was ein besonders bauschiges Garn ergab.

Die erfindungsgeinäsaen lüden eignen sich zur Verwendung beim Stricken, Wirken und Weben und bei anderen Text 1 !Verwendungszwecken, wo gekräuselte Garne mit hohem Grad an Elastizität erforderlich sind.

009815/175 3

Beispiel 9

Die Polymerbestandteile von Beispiel 8 wurden in der in diesem Beispiel beschriebenen Weise verwendet und gespritzt· Die Fäden nach dem Spinnen wurden gerade unter der Spinndüse zusammengefaßt mittels einer Saugdüse verjüngt und in Form einer kontinuierlichen Fadenbahn mit einer Geschwindigkeit von 4572 m/min ausgelegte Es wurde eine kohärente Bahn erhalten, die aus den gekräuselten Fäden bestand, welche, wie gefunden wurde, an ihren Kreuzungspunkten unter Bildung eines nicht verwebten Textil stoff es mit ausgezeichneten Drapierungseigenschaften zusammengesintert warenο

Beispiel 10

Der harte Bestandteil war Polyäthylenterephthalat mit einer Intrinsic»Viskosltät von 0,8*1· Die innere Viskosität wird aus dem folgenden Ausdruck bestimmt;

limes

- Ίο)

worin *\ die Viskosität des Polymeren in Dichloressigsäure bei

25°C
i\o die Viskosität von 100 ml des Lösungsmittels bei 25°C und

c s/g Polymer
bedautsn«

Der elastomere Bestandteil war ein N-substituiertes Polyamid, das aus W_aN^f-Diisobuty!hexamethylendiamin, Sebacinsäure und Caprolaotam mit molaren Verhältnissen von 1:1:6 hergestellt war« Das Lactam hatte eine innere Viskosität von 1,03, einen Erweichungspunkt von 1*»5°0 und enthielt 25 % N-Substitution.

Die Bestandteile wurden In der in Beispiel 1 beschriebenen Welse

009815/1753

BAD ORIGINAL

bei einer Spinntemperatur von 285°C zu einem Heterofaden gesponnen, und der Einfaden wurde mit 183 m/min aufgewickelt. Der Faden wurde dann kalt bei einem Verstreckungsverhältnis von 4,0 unter Umgebungsbedingungen verstreckt,-um einen gekräuselten Faden mit den folgenden physikalischen Eigenschaften zu ergeben:

Denier 15

Festigkeit (g/den) 2,15 Bruchdehnung (?) 80

Anfänglicher Modul für 1 % Dehnung (g/den/100 % Dehnung) 16,1

Beispiel 11 Zn diesem Beispiel war der harte Bestandteil ein Polypropylen,

das von der Imperial Chemical Industries Limited unter dem

Handelsnamen "Propathene" grade L X M - 39 in den Handel gebracht

Der elastomere Bestandteil war der gleiche wie er in Beispiel 10 verwendet wurde.

Die Bestandteile wurden zu einem Heterofaden bei einer Spinntemperatur von 245°C gesponnen und mit 183 m/min aufgewickelt· Der Faden wurde kalt bei einem Verstreckungsverhältnls von 4,0 verstreckt, um einen gekräuselten Faden mit den folgenden physikalischen Eigenschaften zu ergeben:

Denier 12,3

Festigkeit (g/den) 3,0 '

Bruchdehnung (%) 81,5

Anfänglicher Modul für 1 % Dehnung (g/den/100 % Dehnung) 13,9

009815/1753

BAD

Beispiel 12

Zn diesem Beispiel war der elastomere Beetandteil der gleiche, wie er in den beiden vorhergehenden Beispielen verwendet wurde, und der harte Bestandteil war Poly-fc-caprolaetam mit einer relativen Viskosität von 28 und einem Erweichungspunkt von 225⁰C. Die relative Viskosität VL, des Polymeren wurde bestimmt, indem die Viskosität einer 0,5 Gew.-Jtigen Lösung in 90 jfigem wäßrigen Phenol (t[) und die Viskosität des Lösungsmittels (η,ο) bei der gleichen Temperatur gemessen wurden, und aus der Gleichung

berechnet·

Die Bestandteile wurden zu einem sechnfädigen Garn unter Anwendung eines ungeteilten Packprozesses versponnen. Das Polyf-caprolactam wurde in den Pack aus einer üblichen Hostschmelzvorrichtung über eine Bemessungspumpe vom Zahnradtyp und ein erhitztes Bohr und das Elastomere aus einer Schneckenstrangpresse über eine Zahnradpumpe und ein erhitztes Rohr zugeführt. Die Spinntemperatur betrug nominal 2*J0°C (d.h. die Packtemperatur}, die gespritzten Fäden wurden geteilt und mit kkZ m/min eis Elnfaden von 300 den und als fünffödiges Garn von 1500 den aufgewickelt. Beide Garne wurden kalt bei einem Verstreckungsverhältnis von 3,5 verstreckt, um hochgradig gekräuselte Fäden zu ergeben. Das verstreckte einfädige Garn hatte die folgenden Eigenschaften:

Denier 9,6

Festigkeit (g/den) 2,0 Bruchdehnung (S) 76,5 Anfänglicher Modul für i % Dehnung

(g/den/100 % Dehnung) 3,65

009815/1753

BAD

Beispiel 13

Der harte Bestandteil war das Poly- f-caprolactam des vorhergehenden Beispiels·

Der elastomere Bestandteil war ein Polyesterurethan und war hergestellt aus einem Copolyester von 7:3 Äthylen : 2,2-Dimethyltrlmethylenauipat (Molekulargewicht = 1760) (65 %) und Hexame thylendilsocyanatbjutan-1, H -diol ·

Die Bestandteile wurden zu einem Fadengarn wie Im vorhergehenden Beispiel beschrieben bei einer Spinntemperatur von 230⁰C gesponnen. Die Fäden wurden mit 442 m/min als Einfadengarn von 100 den und als fünffädiges Garn von 500 den aufgewickelt. Beide Garne wurden kalt bei einem Verstreckungsverhältnis von 3,5 verstreckt, um hochgradig gekräuselte Fasern zu ergeben. Das verstreckte einfädige Garnhatte die folgenden Eigenschaften:

Denier 36,7

Festigkeit (g/den) 1,8

Bruchdehnung (?) 62

Anfänglicher Modul für 1 % Dehnung (g/den/100 % Dehnung) 3,25

Die spontane Kräuselung, die beim Verstrecken der frisch gesponnenen Fäden der Beispiele 1 bis 3, 5 bis 7 und 10 bis 13 gebildet wurde, wurde auf folgende Weise charakterisiert?

Ein 5 cm langes Prüfstück des frisch gesponnenen Fadens wurde zwischen die Backen eines Instron Zug-Prüfers eingespannt und auf ein bekanntes Verstreckungsverhältnis mit einer Geschwindigkeit von 1000 % Dehnung Je Hinute gestreckt« Nachdem der Faden auf das erforderliche Verstreckung3verhflltnis gedehnt war, wurde die Entlastung mit der gleichen Geschwindigkeit des Kreuzkopfes vorgenommen. Die durch das Instrument aufgezeichnete

009815/1753

BAD ORIGINAL

Belastung nahm rasch ab und wurde null, wenn die Trennung der Backen auf einen Abstand abgenommen * ~tte₉ der gr?5sser war als die ursprüngliche Probenlänge. Wenn die Entfernung der Backen auf 5 cm abgenommen hatte, bildeten sich Kräuselungen Im Faden aus, und beim Abetand von 5 cm war der Faden aufgrund einer engen schraubenförmigen Kräuselung, die sich ausgebildet hatte, straff gespannt. Der Abstand zwischen den Backen, wenn die Belastung null geworden war (Lo) wurde als Maß der Fadenlänge nach Entfernung der Kräuselung genommen.

Der Faden wurde vom Prüfgerät entfernt und in Luft bei 60 % relativer Feuchtigkeit für 24 Stunden in ungespanntem Zustand konditioniertο

Dann wurden die folgenden Parameter an den konditionieren Proben gemessen:

Gekräuselte Fadenlänge (cm) a

Anzahl von Schleifen In der gekräuselten Länge η

Anzahl von aufgehobenen Kräuselungen in

der gekräuselten Länge r

Schraubendurchmesser des gekräuselten

Fadens d

Kräuselfrequenz, CF. aus dem Ausdruck:

CTJl — fl .Jt? . ""

und Aufhebungsfrequenz R„F. aus dem Ausdruck:

R.F. . -f-

Das kondltlonierte Garn wurde unter einer Belastung von 0,3 g/ den für eine Minute belastet, in horizontalem ungespanntem Zu-

009815/1753

BAD OfHStNAL

stand für eine Minute relaxiert und die gekräuselte Fadenlänge (b cm) wieder gemessen.

Die bleibende Kräuselung CP. wurde dann aus dem Ausdruck

η ρ - Lo - b
^c#p· - Lo - a

berechnet.

Die Werte der aus den obigen Ausdrücken berechneten Kräuselmerkmale für die in den Beispielen 1 bis 3, 5 bis 7 und 10 bis gesponnenen Fäden 3ind in der nachfolgenden Tabelle angegeben:

Beisp. Verstreckungs- CF. R.F. CP. d(mm) verhältnis

1	*.5	8,2	0,70	0,74	0,38
2	3.5	9,8	1,50	0,72	0,31
3	4,5	5,3	0,48	0,61	0,54
5	4,5	6.5	1,00	0,90	0,44
6	3,5	3,8	0,33	0,59	0,79
7	4,0	11,2	0,88	0,82	0,28
10	3,5	13	2,4	0,64	0,29

11 4,0 47 7,2 0,85 0,23

12 4,0 32,5 4,3 0,95 0,31

13 4,0 113 8,7 0,95 0,19

Die bleibende Kräuselung der Fäden kann durch eine Wärmefixierung nach dem ' Kräuseln, beispielsweise durch Führen der Fäden/ bei Spannung null über eine erhitzte Platte sofort nach dem Verstrecken und vor dem Aufwickeln verbessert werden. Alternativ können die Fäden unter einer geringen Spannung aufgewickelt werden, um eine Spule von niedriger Bausehdichte zu ergeben und anschliessend auf der Spule fixiert werden. Sie können auch in einen Behälter, beispielsweise eine Flortrommel, subammengeführt

009815/1753

BAD

'""•»If*

1660P03

und anschliessend fixiert werden, während sie sich noch im Behälter befinden.

Das Verstrecken kann unter Anwendung irgendeiner geeigneten Methode durchgeführt werden, vorausgesetzt, daß der Arbeitsgang eine Fixierung der Fäden bewirkt, während sie sich nach dem Verstrecken in gespanntem Zustand befinden.

Garne, die aus den erflndungsgemässen Heterofäden bestehen, eignen sich besonders zur Herstellung von gestrickten und gewirkten Erzeugnissen und von Bekleidung. Sie können auch direkt su nicht verwebten Textilstoffen aus endlosen Fäden gelegt werden, wobei die Vers treckurigss tufe zwischen dem Spinnen und dem Legen in einem kontinuierlichen Verfahren eingeschaltet wird, wobei wegen der klebrigen Natur des elastomeren Bestandteils die Fäden an ihren Kreuzungspunkten sintern.

Patentansprüche t

009815/1753

Claims (7)

Mappe 20246 - Dr.P/hr Case PC.176OÖE. British Nylon Spinners Limited. PATENTANSPRÜCHE :

1. Heterofäden, bestehend aus mindestens zwei polymeren Bestandteilen, von denen mindestens ein Bestandteil ein Nlchtelastomeres ist, das irreversibel um mindestens 300 % seiner ursprünglichen Länge vor dem Verstrecken gedehnt werden kann und mindestens ein weiterer Bestandteil ein Elastomeres mit einer erholbaren Dehnung von mindestens 80 % und 100 % Dehnung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile aneinander haften und die Fäden beim Verstrecken eich spontan kräuseln, ohne daß sich die Bestandteile voneinander trennen.

2. Heterofäden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile Seite an Seite nebeneinander vorliegen.

3. Heterofäden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden nach dem Verstrecken eine Kräuselfrequenz von mindestens 10 Kräuselungen Je 2,5¹J cm (^ Kräuselungen Je cm) und einen Schraubendurchmesser von weniger als I₉O mm aufweisen.

4«, Heterofäden nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht elastomere Bestandteil ein Polyamid, Polyester oder Polyolefin und der elastomere Bestandteil ein N-substituiertqs Polyamid oder Polyesterurethan 1st.

0098 15/1753

ORIGINAL

5. Verfahren zur Herstellung der Heterofäden nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastomeren und nicht elastomeren Bestandteile zu Heterofadenform gespritzt und in einem Ausmaß verstreckt werden, das die minimale bleibende Dehnung des elastomeren Bestandteils um mindestens 20 % übersteigt.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden nach dem Verstrecken einer Wärmefixierungsbehandlung unterzogen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 26 und 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden mittels einer Düse mit einem Luftstrahl hoher Geschwindigkeit verstreckt werden.

MIBtTAMWXOT H. HNCICE, DIPI.-ING. H. BOHK MU..|Ne. S. STAKiB

BAD ORIGINAL 009815/1753