DE1660383A1

DE1660383A1 - Verfahren zur Garnkraeuselung

Info

Publication number: DE1660383A1
Application number: DE19661660383
Authority: DE
Inventors: Mehta Parvez Naoroji
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1965-07-16
Filing date: 1966-07-15
Publication date: 1971-04-15
Also published as: LU51571A1; CH464434A; BE684252A; FR1487755A; GB1142617A; US3488940A; DE1660383B2; NL6609989A

Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. H. FINCKE DlPL.-l N G. H. BOHR DIPL.-ING. S. STAEGER

'MÖNCHEN 5 MQLLERSTR. 31 ?5. Juli 1966

Mappe 20 830 Case PC18538

Beschreibung

zum Patentgesuch

der Firma Imperial Chemical Industries Limited London, S. Wo 1/England betreffend

"Verfahren zur Garnkräuselung"

PRIORITÄTj 16. Juli 1965 - Großbritannien

Die Erfindung betrifft Verbesaerungen an gekräuselten Garnen, die Heterofäden enthalten, sowie Verfahren zu deren Herstellung»

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In der Patentschrift . ... ... (Patentanmeldung J 30 79WlIa/2Sa) ist ein Verfahren zur Verbesserung der Kräuselung in Garnen, die Heterofäden enthalten, beschrieben» wobei die Heterofäden die ihnen innewohnende Fähigkeit haben, beim Relaxieren nach dem Verstrecken oder wenn sie einer Relaxation in der Wärme unterworfen werden, zu kräuseln. Bei diesem Verfahren werden die Fäden im Garn zur Trennung gezwungen, bevor die Kräuselung ausgebildet wird, wodurch die Wirkung der Garnkohäsion beseitigt wird, die normalerweise die Ausbildung einer hohen Kräuselung in solchen Garnen verhindert. Eine Methode zur Erzielung dieser Garntrennung, die in der Patentschrift beschrieben ist, ist das Einbringen einer temporäi*en Zwirnungsintensii?ät bzw»-elastizität (twist-liveliness) in das Garn, und ea wurde insbesondere auf die Verwendung einer Vorrichtung zur Scheiiizwlrnungskräuselung hingewiesen, die in der britischen Patentschrift 890 053 beschrieben ist, mit dem wichtigen Unterschied„ daß die Mittel zum Erhitzen des Garnes zwischen Abzug-und Zufuhrrollen weggelassen sind und daß Garn gegebenenfalls einer heißen Retraktionsstufe vor dem Aufwickeln unterworfen wird ο

Es wurde jedoch nun gefunden, daß ein geringes Ausmaß an permanenter Zwirnungsintensität im Garn zugelassen werden kann, ohne die Heterofadenkräuselung wesentlich zu vermin-

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dem, und tatsächlich günstig ist, da sie ein neues Kräuselgarn mit einer phasenverschobenen_c schraubenförmigen Krauselung' ergibt ο

Um das Garn mit Wert im Sinzelzustand anzuwenden, ist es notwendig, daß es eine Zwirnungsintensität von nicht mehr als 2,5 und vorzugsweise weniger als 0,8 Brehungen/cm aufweist O

Demgemäß ergibt die vorliegende Erfindung in einer Hinsicht ein gekräuseltes Mehrfadengarn, das nicht weniger als 66# Heterofäden enthält„ und eine phasenverschobene, schraubenförmige Kräuselung hat«. Vorzugsweise ist das Garn zwirnungselastisch, wobei 'die Zwimungsintensitat bzwo -elastizität nicht mehr als 2,5 und vorzugsweise weniger als 0,8 Drehungen/cm beträgt, so daß die Spiraligkeit, d.h. die Verdrehung von Stichen in einem regelmäßig gewirkten Muster in der Ware nicht sichtbar ist und um ein Doublieren vor der v/eiteren Verarbeitung oder der Bildung zu einer Ware unnö° tig zu machenc

Vorzugswelse hat das Garn auch eine Kräuselungsretraktion von wenigstens 15#<> Wenn das Garn merklich weniger als 66$ Heterofäden enthält, wird eine unzureichende Kräuselung er-

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halten, wobei die Kräuselkräfte der Heterofäden zu gering sind, um die Homofäden im Garn zu Spiralen zu rollen«.

In anderer Hinsicht betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten Mehrfadengarnes, das wenigstens 66$ Heterofäden mit regelloser, phasenverschobener Kräuselung enthält, worin ein Zufuhrgarn, das wenigstens 66?5 Heterofäden enthält, eine Scheinzwirnung eingebracht erhält und ausreichend während des Einbringens der Scheinzwirnung erhitzt wird, um eine gewisse Zwirnungselastizität bzw. Zwirnungsintensität beizubehalten, die Fäden im Garn zur Trennung gezwungen werden und das Garn einer Relaxationsetufe unterworfen wird, um die Hetero» fadenkräuselung auszubilden»

Vorzugsweise wird die Scheinzwirnung auf das Garn während der Garnverstreckung angewandt, wofür ein unverstrecktes Garn, das wenigstens 66$ Heterofäden enthält, als Zufuhrgarn verwendet wird·

Auf. das Garn kann während der Relaxationsstufe Wärme angewandt werden, um die Kräuselung in den Heterofäden weiter auszubilden, wobei die während der Scheinzwirnung auf das Garn angewandte Wärme in vielen Fällen ausreicht, um die Heterofadenkräuselung fast vollständig auszubilden,,

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Heterofäden sind zusammengesetzte Fäden, die aus mindestens zwei Polymerkomponenten bestehen, die in exzentrischer Beziehung zueinander, aneinander angrenzend, entlang der Länge des Fadens nebeneinander oder als Hülle und Seele vorliegen· Die Polymerkomponenten sind normalerweise verschiedene Polymere, die sich bezüglich derjenigen physikalischen Eigenschaften unterscheiden, welche die Kräuselung des Fadens bewirken, beispielsweise der Schrumpfungs- und/oder Erholungseigenschaften. Sie Komponenten können auch aus dem gleichen Polymermaterial bestehen, sich jedoch bezüglich ihres Polymerisationsgrades unterscheiden· In den ersteren Heterofäden wird die Kräuselung gewöhnlich ausgebildet, indem die Fäden einem Relaxierungsverfahren unterworfen werden, beispielsweise indem sie in ein Heißluftrohr im Überschuß zugeführt werden (gestaucht werden), nachdem sie verstreokt sind; und bei der zuletzt erwähnten Art erfolgt die Kräuselung häufig spontan, wenn die Spannung in den Fäden nach dem Verstrecken weggenommen wird, obwohl sie oft weiter durch ein Relaxierungsverfahren in der Hitze ausgebildet werden kannο

Zu Heterofäden, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, gehören diejenigen, die aus zwei Polyamidkomponenten, wie Polyhexamethylenadipamid und eines

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Mischpolymeren von Polyhexamethylenadipamid und Polyepsiloncaprolactam oder zwei Polyestern, die beide beispielsweise Polyäthylenterephthalat von unterschiedlichen Molekulargewichten flind,bestehen, wobei der Unterschied in den Molekulargewichten ausreicht, um bei einem Monofaden das spontane Kräuseln nach dem Verstrecken zu bewirken.

Im allgemeinen besteht keine Beschränkung bezüglich de? Polymerpaare, die in Heterofäden verwendet werden können, vorausgesetzt« daß sie verträglich sind, doho daß sie nicht dazu neigen, sich bei der Verarbeitung zu trennen, beispielsweise beim Verstrecken, und daß ihre physikalischen Eigenschaften sich in einer Weise unterscheiden, die das Kräuseln der verstreckten Fäden entweder mit oder ohne Hilfe eines Eelaxationsverfahrens in der Hitze bewirkt.

Die Garne können bis zu 34$ an nicht aus Heterofäden bestehenden Fäden, Homofäden, enthalten, die aus dem gleichen Polymeren gebildet sein können, wie eine der Heterofadenkomponenten, und zweckmäßig gleichzeitig mit den Heterofäden durch Öffnungen extrudiert werden können» die in der gleichen Spinndüsenplatte enthalten sind. Alternativ können natürlich die Homofäden aus einem verschiedenen Polymermaterial gebildet und zweckmäßig mit den Heterofäden bei irgendeiner geeigneten ötufe im Verfahren vor

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- 7 dem Einbringen der Scheinzwirnung doubliert werden«.

Das Garn, gewünschtenfalls in Form einer Wäre, kann anschließend einem Relaxationsverfahren in der Hitze unterworfen werden, um die Kräuselung wieder auszubilden, die beim Wickeln und anderen Verfahrensgängen, beispieleweise bei der Bildung zu einer Ware, ausgezogen wurde«

Die Zwirnungsintensität bzw» Zwirnungselastizit.ät wird nach der folgenden Arbeitsweise bestimmt:

Eine Garnprobe wird aus der Innenseite einer Garnspule genommen, wobei darauf geachtet wird, daß die Zwirnung nicht aus dem Garn ausläuft, und unter einer Spannung von 2 g/den zwischen zwei Klammern eingespannt, die einen Abstand von 50 cm haben. Ein Gewicht von 0,01 g/den wird am Mittelpunkt der Probe befestigt, und die Klemmen werden zusammengebracht ο Wenn das Garn zwischen den Klemmen stationär istρ wird eine Klemme langsam von der anderen wegbewegt, und die Anzahl von Umdrehungen, die das Gewicht macht, wird aufgezeichnete Die Zwirnungsintensität des Garnes wird dann aus der Gleichung berechnet:

Anzahl d.Umdreh.d.Gewiohts _{f Drenungen/cm}

Die Kräuselungsretraktion_t die ein Maß der Garnbauschigkeit iat, wird wie folgt bestimmt: Ein 50 cm Garnstrang, der

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keiner Heißrelaxierungsbehandlung unterworfen wurde, wird 1 Minute unter einer Last von 1,2 χ 10""^ g/den gekocht, 1 Stunde an Luft unter der gleichen Belastung getrocknet, und die Länge des Strangs (b) wird gemessen. Der gleiche Strang wird dann mit 0,33 g/den an Luft belastet,und die Länge wird gemessen (c). Sie Kräuselungsretraktion (K.R.) wird dann aus folgender Gleichung berechnet:

c - b

K.R. s χ 100$

Die Garnschrumpfung wird bestimmt, indem ein 50 cm Strang auf 0,33 g/den an Luft belastet und seine Länge (a) gemessen wird« Der Strang wird dann 1 Minute in Wasser unter einer Last von 0_s01 g/den gekocht und an Luft 1 Stunde unter der gleichen Belastung getrocknet, und die Länge wird unter einer Last von 0,33 g/den (c) gemessen; die Schrumpfung (S) wird dann aus folgender Gleichung berechnet:

a ·= c

S « χ

Das Einbringen einer Scheinzwirnung während des Verstreckens kann bequem unter Verwendung der in der britischen Patentschrift 890 053 beschriebenen Apparatur, vorzugsweise unter Verwendung eines erhitzten Eremszapf ens zum Erhitzen des Garns während <ler Scheinzwirnung, erzielt werden»

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Die beschriebene Vorrichtung umfaßt Mittel zum Verstrecken des Garns, die aus zwei Sätzen von Rollen bestehen, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, und einen erhitzten Brems zapfen dazwischen aufweisen«-Sine Rolle des zweiten Rollensatzes, die gewöhnlich Abziehrolle genannt wird, ist mit einem Flansch versehen, welchen das Garn während seines Laufes zur Abziehrolle berührt, und der bewirkt, daß .das Gam in Kontakt damit um seine Achse gedreht wird, wobei die Drehungsrichtung im Garn auf jeder Seite der Berührungefläche mit dem Flansch in entgegengesetzfeer Richtung liegt.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung der oben erwähnten Apparatur, wird unver= strecktes Garn, das wenigstens 66$ Heterofäden enthält, in praktisch zwirnungsfreiem Zustand um den ersten Satz von Rollen, die Zufuhrrollen, zum Reibzapfen geführt₅ um welchen es etwa zwei V/indungen macht,und dann zur Abziehrolle. Bei seinem Lauf vom Bremszapfen zur Abziehrolle erfährt das Garn einen Reibungskontakt mit dem Flansch, der bewirkt, daß sich das Garn um seine Achse dreht, und ihm dadurch eine Scheinzwlrnung verleiht, welche das Garn zwirniragselastisch macht« Je nach der Temperatur des Brejnszapfens kann das Ausmaß der permanenten Zv/irnungsintensi-

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■tat variiert werden. Der Bremszapfen sollte vorzugsweise eine !emperatur von nicht mehr als 140°0 haben» Nach dem Verlassen der Abziehrolle kann das Garn einer Heißbehändlung zum Zusammenziehen (Retraktionsbehandiung in der Hitze) unter geringer Spannung unterworfen v/erden, um die Heterofadenkräuselung im G-arn auszubilden oder weiter auszubilden Dies kann bequem durchgeführt werden, indem das Garn durch ein Rohr geführt wird, durch welches Heißluft oder Dampf eingeführt werden kann» Das G-arn wird schließlich als Wickel oder auf einer Spule aufgewiekelt, wobei die Kräuselung großenteils während des Aufwickeins ausgezogen wird ο

Alternativ kann eine Scheinzwirnung mittels eines Verfahrens eingebracht werden, bei dem eine Scheinzwirnungs« buchse verwendet wird, wie sie in der britischen Patentschrift 797 051 beschrieben ist, und Wärme kann bei dem Garn durch andere Mittel als den erhitzten Bremszapfen angewandt werden., Diese Buchse liegt zwischen dem Bremszapfen und der Abziehrolle, wobei letztere auch als Zwirnungsabbrecher (twist-stop) wirkt.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken«,

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Beispiel \

Das in diesem Beispiel verwendete Garn war ein unverstrecktes 360 den 30-l?adengarn, das nur aus zweikomponentigen Heterofäden bestand. Die Heterofäden bestanden aus gleichen Mengenanteilen an Nylon 66 als einer Komponente und an einem 80/20 Mischpolymeren von Nylon 66 und Nylon 6 als anderer Komponentec

Das Garn wurde verstreckt» indem es von den Zufuhrrollen zu einem erhitzten Bremszapfen geführt wurde, um welchen es zwei Windungen machte, und dann zu einer Abziehrolle, wie oben beschrieben, die mit einem Plansch versehen war» Das Garn wurde auf den Flansch geleitet„ um Reibungskontakt damit herzustellen und drehte sich dadurch um seine Achse, und es wurde eine Scheinzwirnung (temporäre Zwirnung) eingebracht* Von der. Abziehrolle wurde das Garn durch ein Rohr geführts in welches Dampf eingeführt wurde, und sich zusammenziehen und die Kräuselung vollständig ausbilden gelassen* bevor es auf einer von der Oberfläche angetriebenen Rolle unter Bildung eines Wickels aufgewickelt wurde« Die Einzelheiten der Arbeitsweise und einige Garneigenschaften sind in der nachfolgenden Tabelle 1 angegeben»

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Tabelle I

Verfahrensbedingungen	Ver streck . Verh.	Abzieh- geschw. m/min	$> Zusammen ziehen in Retraktions rohr	G ame i gens chaf t en	Schrumpfen $>
Bremszapf en- temp. ©Ο	4,0	305	12,5	Kräusel- retrak- •tion $>	8
ÖO	19

Die verhältnismäßig tiefe Temperatur des Bremszapfens gestattete nur die Einführung eines kleinen Ausmaßes an permanenter Zwirnungselastizität, so daß die Zwirnungselastizität die Ausbildung der Heterofadenkräuselung nicht inhibierte.

Das Garn hatte gute Bauschigkeit und war zwirnungselastisch. Nach Wirken zu einer Ware und 5minütigem Eintauchen in siedendes Wasser wurde eine Zunahme der Bauschung der Ware beobachtet· Die Ware hatte einen baumwollähnlichen Griff, der unüblich bei Waren ist, die aus synthetischen Garnen hergestellt sind.

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Beispiele 2 und 3

In Beispiel 2 wurde die Arbeitsweise von Beispiel 1 wiederholt, wobei das gleiche Garn, jedoch bei einer Bremszapfentemperatur von 120⁰G und ohne Einführung von Dampf in das Retraktionsrohr verwendet wurde. Die prozentuelle Retraktion im Rohr betrug 12,5, wie vorher. Beispiel 3 ist eine Wiederholung von Beispiel 2, ohne Einbringen einer Falschzwirnung, um die Fäden zu trennen, bevor die Heterofadenkräuselung ausgebildet wurde»

Die Garne aus jedem Beispiel wurden zu einer Ware gewirkt, und die Bauschigkeit wurde visuell nach 5minütigem Eintauchen in siedendes Wasser und Trocknen geprüft. Einzel*» heiten des Garns und der Ware sind in der nachfolgenden Tabelle II angegeben«

Tabelle II

Bspe Kräusel- Schrumpfen Zwirnungs- Bauschigkeit retraktion elastizität der Ware

i» # Drehungen/⁰¹⁰

2 28 3f6 2,4 sehr gut

3 8 2,2 O keine

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Sie Anwendung von zuviel Wärme in der Retraktionsstufe vermindert sowohl die Kräuselelastizität als auch das Schrumpfen der Garne.

Beispiele 4 und 5

In diesen Beispielen, die nur zu Vergleichs zwecken einbezogen sind, wird keine Falsohzwirnung in das Garn während des Verstreckens oder vor Ausbildung der Heterofadenkräuselung eingebrachte Die Einzelheiten des Verfahrens sind in der nachfolgenden Tabelle III angegeben«

	Temp.d.Brems	Tabelle III	Abzieh-	$> Zusammen	Gas oder Dampf
ep c	zapfens	Ver-	:_e geschw·	ziehen im	im Retraktions-
	⁰O	streok	m/min	Hetraktions-	rohr
		Verho		rohr
	120		305	10,5	Heißluft bei 230⁰C Dampf
4	120	4,0	305	10,7
5	4,0

Die Garne wurden zu Ware gewirkt, die kein Anzeichen von Bausohung zeigte und nach 5minUtigea Eintauchen in siedendes Wasser nur eine schwache Baueohung ausbildete„

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In den folgenden Beispielen bestanden die verwendeten Heterofäden aus zwei Polyesterkomponenten, die sich nur bezüglich ihrer Molekulargewichte, ausgedrückt durch die Intrinsikviskosität (grundmolare Viskositätszahl) unterschieden« Eine Komponente hatte eine Eigenviskosität von 0,50 und die andere Komponente eine Intrinsikviskosität von 0,67ο

Beispiele S ₁ und 7

Es wurde nach der Arbeitsweise von Beispiel 2 und 3 gearbeitet, wobei keine Trennung der Fäden durch das Einbringen einer Scheinzwirnung vor der Kräuselungsausbildung in Beispiel 7 erfolgte» Die Garne wurden zu Ware gewirkt, die 5 Minuten in siedendes Wasser getaucht wurde? um 3ie Garnkräuselung wieder auszubilden«, Die Einzelheiten der Garneigenachaften sind in der nachfolgenden Tabelle IV angegebene

Tabelle IV

Bsp» Kräusel- Schrumpfen Zwirnungs- Bauschigkeit

retraktion elastizität der Ware

$ # Drehungen/m

6 21,2 7,8 1,1 gut

7 7,8 7,0 0 keine

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Beispiele 8, 9 und 10

Diese Beispiele zeigen die Wirkung der' Brems zapf ent erapera- , türen auf die prozentuelle Kräuselungsretraktion, die Schrumpfung und die Zwirnungselastizität. Es wurde nach der gleichen Arbeitsweise wie in Beispiel 2 gearbeitet. Die Einzelheiten sind in der nachfolgenden Tabelle Y angegeben.

Tabelle V

Bspο Bremszapfen- Kräuselretrak- Schrumpfen Zwirnungselastitemp. ⁰C tion £ # zität

Drehungen/cm

8	95	17,7	11,7	0,5
9	115	21,2	7,8	1,0
10	140	20,0	7,5	1,1

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Claims

PATBH3?AHSPRÜCHE

1. Bauschiges Mehrfadengarn, das nicht weniger als 66$ Heterofäden enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Heterofäden eine phasenverschobene, schraubenförmige Kräuselung aufweisen«

2ο Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zwirnungselastisch ist und die Zwirnungselastizität nicht mehr als 2,5 Drehungen/cm beträgt.

3° Garn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwirnungselastizität weniger als 0,8 Drehungen/cm beträgt.

4ο Garn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn eine prozentuelle Kfäuselretraktion von wenigstens 15 aufweist.

5ο Garn naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heterofäden zwei Polyesterkomponenten der gleichen chemischen Zusammensetzung enthalten, die sich bezüglich ihres Molekulargewichtes unterscheiden.

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6. - Garn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet» daß der Polyester Polyethylenterephthalat ist und die Korn-» ponenten Intrinsikviakositäten von 0,5 und O₉ 67 aufweisen ο

7. Verfahren zur Herstellung eines gebauschten Mehrfadengarnes, wobei eine Scheinzwirnung an ein erhitztes zugeftihrtes Garn angelegt wird, die Fäden im Garn sioh trennen gelassen werden und das Garn einer Retraktionsstufe unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Garn nicht weniger als 6656 Heterofäden enthält und die dem Garn während des Einbringens der Scheinzwirnung zugeführte Wärmemenge bewirkt, daß das Garn eine Zwirnungselastizität von nicht mehr als 2,5 Drehungen/cm nach der Retraktionsstufe beibehält.

8· Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Wärme auf das Garn während des Retraktionsverf ahrens angewandt wird.

9 ο Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeführte Garn unverstreckt ist und die Scheinzwirnung während des Verstreckens eingebracht wird.

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1Oo Verfahren nach einem der Ansprüche 7» 8 oder 9; dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme dem Garn während der Scheinzwiraung mittels eines erhitzten Bremszapfens
zugeführt wird, dessen Temperatur 140⁰C nicht übersteigt.

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. H. FINCKE DIPt.-ING. H. BOHR DIW-1N6. S-STAEOK

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