DE2900944A1

DE2900944A1 - Verfahren zur herstellung von noppengarn

Info

Publication number: DE2900944A1
Application number: DE19792900944
Authority: DE
Inventors: Arthur Lulay; Charles Edwin Lynch
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1978-01-11
Filing date: 1979-01-11
Publication date: 1979-07-19
Also published as: FR2414571A1; IT1110385B; US4324095A; GB2012329A; GB2012329B; IT7919191A0; ES476773A1

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER Patentanwälte

Januar 1979

Postanschrift / Postal Address Postfach 8ΘΟ1O9, 8000 München 86

Flanzenauerstraße 28 O Q Π Π Q / / Telefon 983222 Z J U U J M H

Telegramme: Chemlndus München Telex: COJ 5 23992

E.I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY 10th and Market Streets, Wilmington, Del.19898, V.St.A.

Verfahren zur Herstellung von Noppengarn

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AO 2305

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Noppengarnen durch Hinzufügen von !Toppen aus kurzen Bikomponenten-Acrylfasern zu Stapelfasern während oder vor dem Kardieren bzw. Krempeln und Verarbeiten der anfallenden Fasermischung nach herkömmlichen Methoden zwecks Bildung eines Noppengarns. Beim Weben oder Wirken zu Waren ergeben die Noppengarne erwünschte visuelle Effekte.

Es ist bekannt, zur Herstellung von Efftktgarnen eine Krempel so einzustellen, dass ein bestimmter Betrag an Rollung der zugeführten Stapelfasern erzeugt viird, wodurch ein Teil der kürzeren Fasern zu Bällchen gerollt werden, die während des Krempeins und nachfolgenden Verarbeitens nicht herausgezogen werden. Das anfallende Garn hat bezüglich seines Durchmessers einen Ungleichmässigkeitsgrad, der bei zweckentsprechendem Wirken oder Weben zu einer Ware zu einem gefälligen visuellen Effekt führen kann. Es ist auch bekannt, dass man dann, wenn Garne mit grösseren Ungleichmässigkeiten gewünscht werden, diese bequem herstellen kann, indem man zu Stapelfasern vor dem oder während des Krempeins Noppen (Knoten) kurzer Heyonfasern hinzufügt und die anfallenden Faserraischungen zu Noppen enthaltenden Gespinstgarnen verarbeitet. Diese Reyonnoppen sind jedoch in der Erzeugung relativ kostspielig und unterscheiden sich in ihren Färbecharakteristiken von vielen Kunstfasern.

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Aufgrund ihrer hohen Beständigkeit gegen Abbau unter der Einwirkung von UV-Strahlung eignen sich Acrylfasern hervorragend für den Einsatz in Vorhängen und Dekorationsbzw. Dz^:apier stoffen. Ubppengarne aus Acrylfasern, die sich für das Weben zu Antik satinwaren ähnelnden Waren eignen, sind hocherwünscht. Solche Acrylfasern sind auch für den Einsatz bei Wirkwaren, wie Pullovern,zu bevorzugen.

Die vorliegende Erfindung macht ein Verfahren zur Herstellung von Uoppengarnen verfügbar, die sich für die Herstellung von Wirk- und Webwaren mit erwünschten visuellen Effekten eignen.

Nach dem Verfahren geinäss der Erfindung zur Herstellung von Foppengarn werden 10 bis 50 Gew.% auf eine Länge von 0,64 bis 2,54 cm (0,25 bis 1 Zoll) geschnittene Bikomponenten-Acrylfasern mit einer hydrophilen Komponente und einer weniger hydrophilen Komponente und mit einer Dichte von etwa 1,0 bis 1,17 g/cnr und einer Gleichgewichtskräuselreversibilität von mindestens etwa 20 % mit Stapelfasern in einer Menge von 50 bis 90 Gew.% während oder vor dem Krempeln vermengt und nach herkömmlichen Arbeitsweisen zu einem noppenhaltigen Gespinstgarn verarbeitet. Die eine Komponente der Bikomponenten-Acrylfasern ist hydrophil;·sie wird vorzugsweise von (1) 85 bis 98 Gew.% Acrylnitrileinheiten, (2) 2 bis 10 Gew.% Einheiten von Styrol sul fön säure (o-, m- oder p-Isomeres), 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methallylsulfonsäure, Vinylsulfonsäure oder deren Metall-, Ammonium- oder Aminsalzen, eines Vinylpyridins, Vinylpyrrolidon, Acrylamid, Methacrylamid, Hydroxymethylacrylamid oder Mischungen derselben und (3) 0 bis 13 Gew.% an Einheiten eines Comonomeren, die weniger hydrophil als Einheiten des Monomeren (2) sind, gebildet. Die andere Komponente der Bikomponenten-Fasern ist weniger hydrophil und enthält vorzugsweise 0 bis 20 Gew.% eines Polymeren

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wie oben beschrieben und 80 bis 100 Gew.% Polyacrylnitril. Vorzugsweise wird das weniger hydrophile Comonomere (3) von Methylacrylat, Methylmethacrylat, Vinylacetat, Methacrylnitril oder Mischungen derselben gebildet. Das Verfahren wird vorzugsweise in den Baumwoll- oder Kammgarnspinnsystemen durchgeführt. Die Bikomponenten-Fasern haben vorzugsweise eine Länge von 0,64 cm (0,25 Zoll) beim Einsatz nach dem Baumwoll- und von 1,91 cm (0,75 Zoll) beim Einsatz nach dem Kammgarnsystem. Fach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Kardenband, das gemäss der Erfindung Bikomponenten-Acrylfasern enthält, mit einem oder mehreren Kardenbändern vermengt, die keine solchen Bikomponenten-Acrylfasern enthalten. Wenn die Bikomponenten-Acrylfasern mit einer Schlichte hoher Reibung überzogen sind, lassen sich noch bessere Effekte erzielen.

In der Zeichnung zeigt.

Fig. 1 einen zur Messung der Gleichgewichtskräuselreversibilität (Equilibrium Crimp Reversibility, kurz ECR) verwendeten Halter in Vorderansicht und

Fig. 2 einen zur Messung der ECR verwendeten Halter in Seitenansicht.

Die Erfindung ist nachfolgend im einzelnen beschrieben.

Die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzten Bikomponenten-Acrylfasern können aus Kabeln aus stark gewirrten bzw. ineinandergefügten, exzentrischen Bikomponenten-Acrylfilamenten geschnitten werden, wobei die Filamente eine Dichte von 1,0 bis 1,17 ε/cnr und eine Gleichgewichtskräuselreversibilität (ECR) von mindestens etwa 20 % haben. Zur Kabelherstellung trocknet

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man ein zuvor noch nicht getrocknetes Kabel aus Acrylfilamenten mit exzentrischer Bikomponentenstruktur, bei der, wie in der Gleichgewichtskräuseireversibilität zum Ausdruck kommend, ein grosser Unterschied zwischen den Heisswasser-Quellbarkeits-Werten der Komponenten der Filamente vorliegt. Das Trocknen wird bei einer Temperatur unter der Heiss-Nass-Glasübergangstemperatur bzw. -Einfriertemperatur (T ) der Faserpolymeren durchgeführt, bis

der Feuchtigkeitsgehalt des Kabels nicht mehr als 3 Gew.% beträgt, Die Kabel können nach jeglicher zweckbequemen Methode auf die gewünschte Länge geschnitten werden, wie unter Anwendung einer Schneidvorrichtung der Bauart Lummus.

Andererseits kann man ein nasses Kabel aus exzentrischen Bikoraponenten-Acrylfilamenten mit einer Gleichgewichtskräuselreversibilität von mindestens etwa 20 %, das ncoh nie einer Trocknung unterlag, auf die gewünschte Länge schneiden und dann bei einer Temperatur unter der Heiss-Nass-Einfriertemperatur (T ) der Faserpolymeren trocknen.

Die optimale Länge der Bikomponenten-Fasern für die Zwecke der Erfindung im Bereich von 0,64 bis 2,54 cm hängt von dem System ab, das zur Herstellung des Hoppengarns herangezogen wird. Beim Arbeiten mit dem Baumwollsystem wird eine Länge der Bikomponenten-Fasern von 0,64 cm (1/4 Zoll) bevorzugt. Wenn andererseits das Kammgarnsystem Anwendung findet, beträgt die optimale Länge der Bikomponenten-Fasern 1,91 cm (3/4 Zoll).

Die. 'Bikomponenten-Acrylf asern sind in der Heisswasser-Quellbarkeit der beiden Komponenten stark unterschiedlich. Solche Bikomponenten-Acrylfasern sind in US-PE 3 092 892 beschrieben. Der Unterschied in der Heiss-Vasser-Quellbarkeit der die Bikomponenten-Fasern bildenden Komponenten wird in Form der Gleichgewichtskräusel-

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reversibilität (ECS) gemessen. Unter "Heiss"-Wasser ist zu verstellen, dass das Wasser eine Temperatur in der Gegend von etwa 70° C bis zu etxva dem Siedepunkt des Wassers hat. Ein höherer ECH-Wert spiegelt einen stärkeren Unterschied zwischen der Trocken- und Nasslänge der Fas'erkoraponenten wieder. Die Fasern können auch eine ECR von über etwa 60 % haben, aber solche Fasern sind nicht leicht auf kommerzieller Basis erzeugbar. Man bedarf jedoch eines Mindest-ECR von etwa 20 %, um die Mindestunterschiedlichkeit der Quellbarkeit der Faserkomponenten zu erzielen, die eine zur genügenden Wirrung der Fasern adäquate Kräuselausbildung ergibt. Fasern mit einer ECR von etwa 20 bis 60 % zeigen beim Trocknen ausgeprägte Differentialkräuseländerungen ("Sichwinden"). Dies ergibt sich daraus, dass bei den Fasern die beiden Komponenten in einer im wesentlichen exzentrischen Beziehung zueinander in dem Sinne vorliegen, dass die Mittelpunkte der Querschnitte der Komponenten nicht zusammenfallen. Solche Fasern entxvickeln im allgemeinen bei Einwirkenlassen von Bedingungen, die eine Entlastung von während der Herstellung eingeführten Spannungen erlauben, im entspannten Zustand eine ausgeprägte schrauben- bzw. spiralförmige Kräuselung. Innerhalb eines besonders bevorzugten ECR-Bereichsvon etwa 30 bis ■ 50-%-wird beim Trocknen eine optimale Schraubenkräuselung entwickelt und auf diese Weise eine optimale Faserverwirrung erhalten.

Die exzentrischen Bikomponenten-Fasern für die Zwecke der Erfindung bilden eine hohe Schraubenkräuselamplitude aus und haben daher einen hohen Kräuselindex. Für die Fasern für die Zwecke der Erfindung ist ein Kräuselindex von etwa 10 bis 40, vorzugsweise etwa 20 bis 30 charakteristisch. Die höhere Kräuselamplitude dürfte die Faserverwirrung verstärken. Bei einem Kräuselindex von etwa 20 bis 30 wird eine optimale Kräuselamplitude unter Schaffung einer gleichzeitig optimalen Verwirrung erhalten. Die

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Bikomponenten-Fasern für die Zwecke der Erfindung haben eine Kräuselfrequenz von etwa 2 bis 15 Kräuseln/cm Faserlänge im ausgestreckten Zustand. Venn sich, die stärker heisswasserquellbare Komponente auf der Innenseite der Kräuselspiralen befindet, verliert die Faser etwas an Kräuselung bei Heiss-Nass-Bedingungen und erlangt dieselbe beim Trocknen wieder. Die umgekehrte Erscheinung stellt sich ein, wenn sich die stärker heisswasserquellbare Komponente auf der Aussenseite der Kräuselspiralen befindet. Auf diese Weise ergibt sich beim Vorliegen der stärker heisswasserquellbaren Komponente auf der Innenseite im Trockenzustand beim Trocknen eine adäquate Kräuselausbildung, und die Faser hat einen positiven ECR-Wert.

Die Heisswasserquellbarkeit wird verstärkt, wenn man den Bikomponenten-Faser-Polymeren Einheiten ionisierbarer Monomerer einverleibt, die die Polymeren färbstoffrezeptiv machen (wie in US-PS 3 O38 237 und 3 039 524 erläutert.) Zu nichtionischen Monomeren, die die Faserkomponenten heisswasserquellbar machen, gehören Acrylamid, Methacrylamid und die Betaine (wie in US-PS 3 470 060 und 3 473 998 erläutert). Mischungen eines Acrylpolymeren und eines stark heisswasserquellbaren Polymeren können ebenfalls Verwendung finden (wie in US-PS 3 038 239 erörtert) . Die in US-PS 3 092 892 beschriebenen Verbundfasern eignen sich besonders für die Zwecke der vorliegenden Erfindung.

Zur Herstellung der exzentrischen Bikomponenten-Acrylfasern für die Zwecke der Erfindung kann man jegliche zwei den obengenannten Patentschriften zu entnehmende, polymere Komponenten, die in ihrer Heisswasserquellbarkeit wesentlich verschieden sind, mit der Massgabe verwenden, dass die Komponenten einen Unterschied der Heisswasserquellbarkeit aufweisen, durch den die Fasern einen ECR-Wert von mindestens etwa 20 %, vorzugsweise von etwa 20

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bis 60 % erlangen. Man kann auch für eine der zwei Komponenten oder beide auch zwei oder mehr Polymere verwenden .

Zu bevorzugten Polymeren oder Mischungen von Polymeren, die die Punktion der Faserkomponente mit geringerer Eeisswasserquellbarkeit übernehmen können, gehören diejenigen, die von (A) etwa 80 bis 100 Gew.% an einem Polymeren gebildet werden, das zu etwa 85 bis 100 Gew.% von Einheiten gebildet wnrd, die sich von Acrylnitril ableiten, und 0 bis etwa 15 Gew.% von Einheiten, die sich von einem Monomeren ableiten, das mit Acrylnitril copolymerisierbar und weniger hydrophil als ein Monomeres der nachfolgenden Gruppe (2) ist, einschliesslich Methylacrylat, Methylraethacrylat, Vinylacetat, Methacrylnitril und dergleichen und Mischungen derselben, und (B) etwa 20 bis O Gew.% an einem Polymeren, das zu (1) etwa 85 bis 98 Gew.% von Einheiten gebildet xvird, die sich von Acrylnitril ableiten, (2) etwa 2 bis 10 Gew.% von Einheiten, die sich von einem oder mehreren Stoffen aus der Gruppe Styrolsulfonsäure (o-, m- und p-Isomeres), 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methallylsulfonsäure, Vinylsulfönsäure und deren Metall-, Ammonium- oder Aminsalze, einem Vinylpyridin, wie 2-Vinylpyridin oder 2-Methyl-5-vinylpyridin, Vinylpyrrolidon, Acrylamid, Methacrylamid, Hydroxyraethylacrylamid und dergleichen und Mischungen derselben ableiten, und (5) 0 bis etwa 13 Gew.% von Einheiten, die sich von irgendeinem anderen copolymerisierbaren Monomeren ableiten, das weniger hydrophil als Einheiten eines Monomeren gemäss (2) ist, einschliesslich Methylacrylat, Methylmethacrylat, Vinylacetat, Methacrylnitril und dergleichen und Mischungen derselben.

Die in der in den hier genannten Patentschriften beschriebenen Weise hergestellten Bikomponenten-Acrylfasern er-

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reichen den grössten Teil ihres vollen SpiralkräuselVermögens während des Trocknens bei einer Temperatur unter der Heiss-Nass-Einfriertemperatur (T ) der Faserpolymeren. Typ is eher weise wird in den Bikomponenten-Fasern für die Zwecke der Erfindung mehr Kräuselung (als sie bei hochtemperaturgetrockneten Pasern nur nach Abkoch- oder Dämpf-Nachbehandlungen erreicht wird) ausgebildet, wenn man sie bei einer Temperatur unter dem T_g der Faserpolymeren trocknet, ohne dass es einer solchen Nachbehandlung bedarf. Man kann aber bei den Fasern geringer Dichte für die Zwecke der Erfindung durch eine solche Nachbehandlung eine noch stärkere Kräuselung erreichen, insbesondere wenn man diese bei geringen Hemmkräften durchführt, wie beim Abkochen von Chips geschnittenen Kabels. Darüberhinaus ist die Dichte der getrockneten Fasern streng von der Trockentemperatur abhängig.Im allgemeinen arbeitet man in Abhängigkeit von der Polymerstruktur, dem Orientierungsgrad und der Art der Behandlung, der die nichtgetrockneten Fasern unterworfen worden sind und die das T des Polymeren und der Filamente verändern könnte, bei Temperaturen von etwa 30 bis 80 C, vorzugsweise etwa 50 bis 70° C. Der bevorzugte Bereich ergibt optimale Ergebnisse bezüglich Zeit und Kosten. Bei Temperaturen über dem T der Faserpolymeren, z. B. etwa 80° C, tritt ein

Entweichen des Wassers ein, während die Faser zu schlaiff ist, um adäquate Kräuselung und Ineinanderwirrung zu entwickeln, und die Faserstruktur kann Kompaktwerden unterliegen, woraus eine hochdichte Faser resultiert. Bei einer weit unter etwa 30° C liegenden Temperatur ist der Trocknungsvorgang kommerziell unerwünscht, da er eine sehr starke Trocknungsmediumströmung und eine lange Verweilzeit erfordert. Als Trocknungsmedium kann Luft oder jedes andere Gas Verwendung finden, das gegenüber den Fasern inert ist. Andererseits kann man auch ein Lösungsmittel einsetzen, das Wasser extrahiert, oder Vakuum anwenden.

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Zusätzliche Behandlungen, wie Dämpfen, Abkochen usw., können Anwendung finden, um die Eigenschaften der Bikomponenten-Acrylfasern für die Zwecke der Erfindung weiter zu optimieren.

Die kurzen Bikoraponenten-Acrylfasern können zu den anderen Fasern während des Krempeins oder vor diesem hinzugefügt werden. Z. B. kann man sie während des Öffnens oder während einer Mischstufe hinzugeben. Wenn grosse Noppen gewünscht werden, ist es von Vorteil, ein Faserband herzustellen, das die kurze Bikomponenten-Faser in höherer Konzentration als am Ende gewünscht aufweist, und dann dieses Band mit einem oder mehreren anderen Bändern zu vermengen, welche die kurzen Bikomponenten-Acrylfasern für den Einsatz gemäss der Erfindung nicht enthalten.

Die ifoppengarne werden, bei normalen Verarbeitungsbedingungen im Baumwoll- oder Kammgarnsystem hergestellt. Kämmen unterbleibt, da es eine Tendenz zur Entfernung der Noppen ergeben würde. Die Bikomponenten-Acrylfasern können mit allen Stapelfasern vermischt werden, die sich zur Verarbeitung in dem gewünschten System eignen.

Prüfmethoden . . . . ._

Gleichgewichtskräuselreversibilität (ECR)

Kabel getrockneter, gekräuselter Filamente, die geprüft werden sollen, werden auf Chips bzw. Schnittbäusche von etwa 10 cm Länge im gekräuselten Zustand geschnitten und diese einlagig mit grober Baumwollgaze lose umwickelt einer Entspannt-Abkochung von 30 min Dauer unterworfen und 30 min in einem Ofen bei 70° C getrocknet.

Aus den abgekochten und getrockneten Chips zufallsmässig (statistisch ungeordnet) gewählte Fasern werden in auf

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die Messung des ECR ausgelegten Haltern angeordnet (wie in den Figuren der Zeichnung erläutert, in denen gleiche Bezugszeichen das gleiche Teil bezeichnen). Vie in· den Zeichnungen gezeigt, wird die Halter-Grundplatte 10 von einer Platte aus schwarzem Plast von etwa 3»8 cm Breite, 0,6 cm Dicke und 20 cm Länge gebildet. An eine Fläche der Grundplatte sind drei Aluminiumblöcke 20, 21, 22 von etwa 1j3 χ 1>3 χ 3»8 cm fest angesetzt. Der erste Block 20 ist am unteren Ende der Grundplatte 10 quer befestigt. Ein andererBlock 21, der am oberen Ende der Grundplatte 10 quer befestigt ist, ist in der Mitte und parallel zur Grundplattenlänge so mit einer Durchbohrung versehen, dass er satt den Hindurchtritt eines 18 cm langen Stabs 30 von ungefähr 0,6 cm Durchmesser erlaubt, der auf seiner gesamten Länge mit Gewinde versehen ist. Der dritte Block ist ähnlich wie Block 21 durchbohrt, aber mit Innengewinde versehen und etwa 8 ein über dem unteren Block 20 angeordnet. Der Stab 30 ist an beiden Enden 31, 32 auf einer Länge von etwa 0,8 cm auf einen Durchmesser von etwa 0,3 cm abgedreht. Am Ende 31 ist ein Händelknopf 33 fest angesetzt. Ein vierter Aluminiumblock 23 mit den gleichen Abmessungen "wie die drei befestigten Blöcke ist beweglich angeordnet und mit einer Mittenbohrung versehen, die einen freien Hindurchtritt des Endes 32 des Gewinde stäbe s 30 erlaubt, wobei die Durchbohrung auf einer Seite mit einer Gegenbohrung 27 von etwa 0,6 cm Durchmesser und etwa 0,7 cm Tiefe unter Verbleiben eines ebenen Bodens versehen ist. Eine Aluminiumscheibe 40 von etwa 0,16 cm Dicke und etwa 6,3 cm Durchmesser ist mit einer Mittenbohrung für den Hindurchtritt des Gewindestabes versehen und fest am Kopf des Aluminiumblocks 21 angesetzt, um als Aufhängeteil für den Halter zu dienen.

Zum Zusammenbau der Vorrichtung führt man das freie Ende des Gewindestabs 30 durch die Aluminiumscheibe AO und den oberen Block 21, schraubt den Stab durch den Gewindeblock

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22 hindurch und führt das Ende 32 durch den losen Block 23, so dass es in der Gegenbohrung 27 endet, v/o es mit dem Druckring 28 festgelegt wird, wobei genügend Spiel verbleibt, um ein freies Drehen des Stabs 30 zu erlauben. Durch Drehen des Knopfs 33 wird der bewegbare Block 23 in eine Lage ungefähr 5 cm vom unteren Block 20 gebracht.

Man befestigt mit Klebeband ein Ende von jeweils fünf abgekochten und getrockneten !fasern an dem bewegbaren Block 23 und dann die anderen Enden an dem unteren Block 20, nachdem man Durchhang bzw. Fadenschlaffverlauf durch Ziehen beseitigt hat, ohne jedoch Kräuselung auszuziehen, wobei man darauf achtet, dass zwischen den Blöcken ungefähr die gleiche Länge der Pasern im gekräuselten Zustand vorliegt. Zur Identifizierung der Probe wird die Haltergrundplatte 10 markiert; durch Bewegen des bewegbaren Blocks 23 nach unten bildet man in den Fasern einen deutlichen Schlaffverlauf aus.

Nachdem die benötigte Zahl von Fasern in Halter eingebracht ist, gibt man die Halter in der benötigten Zahl mindestens 30 min in ein mit Glaswand versehenes, auf_# 70° C gehaltenes Wasserbad. Durch Nachobenbewegung des bewegbaren Blocks 23 jedes Halters wird Schiäffverlauf der Fasern entfernt; mit einem Kathetometer wird die bei den Fasern vorliegende Masskräuselung ausgezählt, wobei jeder Konvexverlauf auf einer Seite der Faser als ein Kräusel gezählt betrachtet wird.

Man entnimmt dann die Halter aus dem Bad, stellt durch Nachuntenbewegen des Blocks 23 wieder Faserschlaff verlauf her, gibt die Halter etwa 30 min in einen Ofen von 70° C und hält sie dann 30 min bei Raumtemperatur (etwa 21° C, 65 % relative Feuchte). Nach Entfernung von Schlaffvsrlauf werden die Trockenkräusel wie oben ausgezählt. Es gilt:

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(Kräuselzahl trocken minus

gräuselzahl nass)

trocken

Zur Erzielung von Werten guter Verlässlichkeit sind Bestimmungen an etwa 100 Fasern notwendig.

Die Dichte wird in Tetrachlorkohlenstoff/Heptan-Dichtegradientenrohren bestimmt, die man in an sich bekannter Weise präpariert. Mittels zweier Rohre (250-ral-Standardmesszylinder) wird der Bereich von 1,00 bis 1,22 g/cm , abgedeckt. Für das erste Rohr werden aus gut getrockneten Lösungsmitteln die folgenden "Stamm"-Lösungen angesetzt:

ml

Heptan, ml	Dichte, ungefah
56	0,980
54	1,002
52	1,023
51 .	1,041
4-9	1,056
47	1,077
45	1,099
43	1,120

Das zweite Rohr wird mit den folgenden "Stamm"-Lösungen präpariert:

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	2900944
Heptan, ml	Dichte, ungefähr
45	1,099
43	1,120
42	1,137
40	1,153
38	1,174
36	1,196
34	1,217
33	1,232.

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CCl^, ml

38
40
42
43
45
47
49
51

Zur Eohrpräparation giesst man 30 ml der dichtesten Stammlösung in einen 250-ml-Messzylinder, hierauf 30 ml der nächstleichteren Lösung und dann nacheinander die anderen, bis 30 ml jeder der Lösungen eingegeben sind. Der zweite und alle folgenden Zusätze erfolgen langsam mittels einer Pipette, wobei man die Pipettenspitze nahe der Zylinderwandung hält, um Mischen zu vermeiden. Die beiden Zylinder werden in ein auf 25 +0,1° G geregeltes Wasserbad eingegeben und in vertikaler Lage sicher festgeklemmt. Von der Vornahme von Zusätzen oder Entnahmen abgesehen bleiben die Rohre mit Stöpseln verschlossen.

Man gibt in die Zylinder weiter geeichte Glasschwimmkörper (erhältlich von der Scientific Glass Apparatus Co., Bloomfield·, U.J., U.S.A.), die so gewählt sind, dass sie mit ihren Dichtewerten den zu messenden Bereich abdecken, und belässt sie während "des Einsatzes in den Zylindern. Unter Heranziehung der geeichten Schwimmkörper wird eine Eurve der Dichte als Funktion der Höhe gewonnen.

Man bindet ein kleines Eilamentbündel (weniger als 10 Filamente) zu einem lockeren Knoten und schneidet die Enden ab. Der Knoten wird in das Rohr eingegeben und mindestens eine Stunde der Einnahme einer Gleichgewichtslage überlassen (wobei die Faser keine Festfläche berühren darf). Dann liest man die Lage des Knotens in dem Rohr in Abständen von einer halben Stunde ab, bis zwei aufeinander-

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folgende Bestimmungen den gleichen Wert ergeben. Zur Bestimmung der Dichte liest man dann den der stabilen Knotenhöhe entsprechenden Dichtewert von der Eichkurve der Dichte als Funktion der Höhe ab.

Beispiel 1

Dieses Beispiel erläutert die Kammgarnsystem-Verarbeitung von Mischungen aus 10 Gew.% Bikomponenten-Acrylfasern von 0,635 und 12,7 cm (1/4 bzw. 1/2 Zoll) Länge mit 54 % basisch anfärbbaren Bikomponenten-Acrylstapelfasern und 36 Gew.% sauer anfärbbaren Acrylfasern. Die Proben werden gebildet, indem man die Komponentenfasern im Trichter einer Krempel von Hand mischt, ohne ein Aufbrechen der Koppen der kurzen Bikomponenten-Acrylfasern in kleinere Klümpchen zu versuchen. Die Komponenten sind:

A) 10 Teile Bikomponenten-Filamente mit einem Einzelfila-

menttiter von 0,67 tex (6 den) und einer Länge von 0,635 oder 1,27 cm.

B) 54 Teile Bikonrponenten-Acryl-Handelsstapelfaser des in

US-PS 3 092 892 beschriebenen Typs mit unterschiedlicher Komponenten-Quellbarkeit mit einem Einzelfasertiter von 0,67 tex, auf variierende Längen von 11,4 bis 15>2 cm geschnitten ("varicut").

C) 36 Teile Acryl-Handelsstapelfaser des in US-PS 2 891

beschriebenen Typs mit einem Gehalt von 88,8 Gew.% an Acrylnitril, 5,8 Gew.% an Methylacrylat und 5*9 Gew.% an Methyl vinylpyridin; Einzelfasertiter 0,94 tex; auf variierende Längen von 7»6 bis 14 cm geschnitten; säureanfärbbar, glänzend, geringe Kräuselung, oberflächenmodifiziert (auf Weichheit).

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Das Kardieren jedes der Materialien auf einer 183-cm-Einwalzen-Krempel der Bauart "Davis and Furber Card" ergab ein etwas klumpiges 27650-tex-Faserband, das zweimal unter Einsatz von 3i5 Stäben/cm und Zuführung von 10 Bändern servostabverzogen und zwei weitere Male unter Einsatz von 6 Stäben/cm und Zuführung von vier Bändern stabverzogen wurde, wobei ein Faserband von 7800 tex anfiel. Mit einem Grobflyer wurde ein 14-20-tex-Vorgarn mit 16 Drehungen/m gebildet und dieses auf einer Spinnmaschine zu drei Produkten gesponnen. Das Produkt "a" wurde aus Faserband mit einem Gehalt an 1,27-cm-Bikomponenten-Acrylfasern hergestellt, und bei der Herstellung von "b" und "c" wurde Faserband mit einem Gehalt an 0,635-cm-Bikomponenten-Acrylfaser eingesetzt:

Pro- Kammgarndukt nummer

Drehun- Spindel-Geschwingen/cm digkeit, U/min

a. 4-/4-72 tex 1,5

b. 2/148 tex 2,1

c. 2/88 tex 3,2

4000 4-500 5000

Festigkeit, kg, der Einzelgarne nach der Scott-Strang-Prü fung

λ7 114-

^y 83

Λ/48

Fluggrad und Garnbruch waren bei diesen Produkten höher als bei titergleichmässigen Garnen, ohne aber einen prohibitiven Umfang zu haben.

Beim Überfärben dieser Garne mit einer Mischung basischer und saurer Farbstoffe wurden attraktive Effekt-ÜToppengarne erhalten, bei denen sich die Noppen in der Farbe vom Untergrund unterschieden.

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JtQ

Beispiel 2 Kammgarn sjstem

Nach den Arbeitsweisen von Beispiel 1 wurden die folgenden Materialien von Hand ausgewogen und auf einem Öffner ■ zweimal vermengt:

15 Teile Komponente A von Beispiel 1 mit einer

Länge von 1,27 cm

52,5 Teile Komponente B von Beispiel 1 32,5 Teile Komponente C von Beispiel 1

Das Kardieren mit 68 kg/h auf einer Krempel der in Beispiel 1 genannten Bauart ergab ein 24850-tex-Faserband, ohne dass statische Erscheinungen, Walzenbelastung oder Faserausfall (etwa 3 %) überhöht auftreten.

Das Verziehen in drei Stufen auf zunächst einer Servovorrichtung der Bauart "Warner and Swazey" unter Zuführung von acht Bändern und Einsatz von 4,7 Stäben/cm und danach im Zwischen- und Endverzug unter jeweils Zuführung von vier Bändern und Einsatz von 7,1 Stäben/cm verlief glatt unter Bildung eines 7100-tex-Faserbandes mit 6 % CV (CV = Koeffizient der Titer(tex)Schwankung). Zum Vergleich ergab ein ähnliches Garn, das anstatt der Komponente A 10 Gew.% an Reyonnoppen enthielt, einen CV von 4,5 Gew.%.

Die Flyerarbeit verlief glatt unter Bildung eines Vorgarns mit 13 % CV (gegenüber 9,5 bis 10 % bei einem vergleichbaren Vorgarn mit Eeyonnoppen). Das Spinnen erfolgte bei einer Spindelgeschwindigkeit von 5000 U/min unter Bildung eines 74-tex-Kammgarns mit 276 Drehungen/cm von adäquater Festigkeit (105 kg bei der Scott-Strang-Prüfung). Das Verhalten war als adäquat zu beurteilen, wenngleich auch Flug wie auch Brüche etwas stärker als normal waren.

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JM

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Die Garnqualität nach Fachen auf eine Kammgarnnummer von 14-8 tex war als für Effektendverwendungszwecke akzeptabel zu beurteilen, und das Garn· lieferte beim Überfärben wie in Beispiel 1 attraktive Noppenpullover. Die Noppen xvaren bedeutend grosser und langer als die bei gewöhnlicher Verarbeitung im Baumwollsystem (wie im Falle der bei den Garnen von Beispiel 1 erzielten Noppen) erhaltenen.

Mit den gleichen Mischungskonzentrationen und dem gleichen Spinnprozess wurden kleine Materialposten bewertet, die 15 % der 0,67-tex-Noppen von Komponente A von differierender Länge enthielten, nämlich mit einer Länge von 0,635* 1,27, 1,91 und 2,54- cm oder in Form einer Mischung von 66 % Fasern von 1,27 cm Länge und 3^· % Fasern von 2,54- cm Länge. Das textile Verhalten - in Form des Wirkungsgrades und der Gleichmässigkeit des Stabverzugs, der Zahl der Brüche und des Gesamtverhaltens beim Spinnen und Fachen bestimmt steigerte sich mit zunehmenden Längen der Bikomponenten-Faser. Zur Bewertung wurden die Garne jevjeils auf eine Musterkarte gewickelt und bezüglich Häufigkeit und Grosse der Noppen beurteilt. Die Länge und Häufigkeit der Noppen in den Garnen zeigte bei diesem Vergleich eine Zunahme mit zunehmender Länge der Bikomponenten-Faser, aber die beste Ausgewogenheit zwischen Spinnverhalten und akzeptablem Noppenaussehen (Häufigkeit und Grossnoppigkeit) wurde bei den i^i-cm-Bikoraponenten-Fasemerhalten. Beim Einsatz der Mischung von Noppen verschiedener Längen zeigte sich kein besonderer Vorteil.

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert ein Mittel zur Erhöhung der Länge und Dicke von Noppen in einem Garn unter Anx^endung des Baumwollsystems. Die Garnherstellungen erfolgten auf Grundlage einer Mischung von 85 Teilen einer für die Verarbeitung im Baumwollsystem zu Garnea für Wirkwaren vorgesehenen,

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glänzenden, dreirippigen ("trilobalen") Acryl-Handelsstapelfaser mit einem Einzelfasertiter von ungefähr 0., 33 tex und einer Länge von. ungefähr 5 cm und 15-Teilen Noppen gemäss der Erfindung mit einem Einzelfasertiter von ungefähr 0,67 tex und einer Länge von ungefähr 0,6 cm, die vor dem Öffner zugeführt wurden. Es wurden vier Proben hergestellt: I. ein Produkt ohne Abänderung des Verfahrens oder der Vorrichtung. II. ein Produkt, bei dem auf die Noppen 3 % (bezogen auf nicht flucht ige Stoffe) einer Schlichte aufgesprüht wurden, die das Triäthanolaminsalz eines Cg_g-Alkoholpartialesters der Phosphorsäure, Borsäure, Diäthylenglykol, Triäthanolarain und ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel des Handels enthielt, um den Grad der Faser-Fäser-Reibung zu erhöhen, wobei ansonsten aber keine Abänderung erfolgte. III. ein Produkt, bei dem mit der Ausnahme keine Abänderung vorlag, dass ein Krempelband, das 30 Gew.% der Bikotnponenten-Fasern von 0,635 cm Länge enthielt, beim Verziehen auf 15 °/° Noppen auf ge mischt wurde. IV. ein Vergleichsprodukt in Form eines HändeIsmaterials mit 15 % Eeyon-Noppen, das sich zur Herstellung von Antiksatinwaren eignet.

Jedes Garn (Baurawollnummer 8/1, ungefähr 74- tex) wurde auf einer Vorrichtung der Bauart Uster Olassimat untersucht. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst, wobei die Häufigkeit der Noppen auf 91 400 ra der Classimat-Bestimmung entsprechend angegeben ist. Bei diesen Klassifikationen nimmt die Noppenlänge von A (έ 1,0 cm) auf D(^ 4-,O cm) zu und der Noppendurchmesser von 1 (^ 100 % bis 150 % grosser als das Grundgarn) auf 4 (^400 % grosser als das Grundgarn).

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	I Normal	Material	III Hohe Bikom- ponenten- Easer-Krem- pelkonzentra- tion	•2300944
Classiraat-	12 164	II Hochrei- bungs- schlichte	12 216
Untersu- chung	884	10 708	326	¹IV ' Vergleich
A-1	.12,1	742 ·	5	84 768
A-2	0	11	5	17 112
A-3	3 325	6	21 856	356
A-4	917	5 089	4- 776	4
B-1	73	1 253	109	23 725
B-2	6	60	6	21 943
B-3	760	11	9 259	2 220
B-4	314	1 836	6 334	3
C-1	48	797	469	6 132
C-2	7	61	46	9 823
C-3	72	62	1 973	2 356
C-4	45	407	3 474	136
D-1	22	413	2 407	594
D-2	4	151	811	1 630
D-3		112	590
D-4		68

18 659 2Ϊ7Ϊ7

50 531

488

Wie zu ersehen, wies das durch Verdünnen eines Faserbands doppelter Konzentration beim Verziehen hergestellte Material wesentlich mehr Noppen je Längeneinheit und grössere Noppen als das mit zu Anfang 15 % Noppen hergestellte Material auf, und dieses Material bedeutet eine stärkere Annäherung an die erwünschte Noppenverteilung, wie von der Handelsprobe belegt, insbesondere bezüglich der Länger-Charakteristik von Antiksatin.

Beispiel 4

Der Arbeitsweise der vorstehenden Beispiele entsprechend wurden zwei Garne (Baumwoll-Nummer 20/2 bzw. ungefähr

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^A0-²³⁰⁵ 290094*

59 tex; 551 Z- und 276 S-Drehungen/m) hergestellt, deren jedes 90 % einer halbmatten, für das Spinnen im Baumwollsystem bestimmten Acrylstapelfaser des Handels mit einem Einzelfasertiter von ungefähr 0,28 tex (2,5 den) enthielt, wobei das eine Garn (4-A) ferner 10 % 1-,27-cm-Paser-Noppen der Zusammensetzung der Komponente A von Beispiel 1, bei 25 % auf eine Dichte von etwa 1,14 g/cnr und auf intensive Spiralkräuselung der Bikomponentenfaser getrocknet, enthielt, während das andere (4-B) 10 % 1,27-cm-i'aser-Noppen der gleichen Zusammensetzung, aber bei 155° C zur Ausbildung einer Dichte von etwa 1,18 g/cm und nur leichter mechanischer Kräuselung (keine Ausbildung von Spxralkräuselung der Bikomponentenfaser) getrocknet, enthielt und zum Vergleich dient, um die schlechteren Ergebnisse zu erläutern, die man mit auf diese bekannte Veise hergestellter Faser erhält.

Bei der Prüfung auf dem Uster-Classimat wurden die folgenden Werte erhalten:

Klasse 4-A 4-B

A-1 A-2 A-3 A-4 B-1 B-2 B-3 B-4 C-1 C-2 C-3 C-4 D-1 D-2 D-3 D-4

8032	318
462	24
10	2
2	2
3289	174
771	54
26	9
3	4
896	80
314	43
24	15
7	4
143	23
60	25
13	20 -
11	9
14 063 9 0 9 8 2 9	/0767 ⁸⁰⁶
- 23 -

Og

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Die Bikomponenten-Noppen gemäss der Erfindung bieten gegenüber den heute verfügbaren wesentliche Vorteile. Eine wichtige Erwägung stellen naturgemäss ihre geringeren Kosten dar, da es vor der Einverleibung in die Grundfaser keiner speziellen Verarbeitung bedarf. Es können auch Sondereffekte wirtschaftlicher erzielt werden, da die Noppen stärker basisch anfärbbar als gewöhnliche Acrylfasern sind, und normale Arbeitsweisen der basischen Stückfärbung liefern bei Acrylgarnen mit !Toppen, die auf den Koppen gemäss der Erfindung beruhen, Farbton-auf-Farbton-Effekte. Egal- oder Mischfärbung liegen aber noch im Vermögen des Färbefachmanns, was einen xvichtigen Aspekt der Ge samtviel seitigkeit dieser Noppen darstellt.

Die Acrylgarne mit Noppen auf Grundlage der !Toppen gemä-es der Erfindung sind für eine Vielfalt von Verwendungszwecken von Wert. Von besonderer Bedeutung sind hierbei Vorhänge und Dekor- oder Drapierstoffe, die sich auf Grund der ausgezeichneten Sonnenbeständigkeit, die Acrylfasern allgemein haben, einer hervorragenden Dauerhaftigkeit erfreuen. Zu anderen bedeutenden Produkten gehören Polster- und Bezugsstoffe, Bettzeug, Tischdecken und dergleichen und Kleidungsstoffe

Ende der Beschreibung

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Leerseite

Claims

290094* AO-2305 Pat entan s ρ rü ehe

1. Verfahren zur Herstellung von Noppengarn ,dadurch gekennzeichnet, dass man 10 bis 50 Gew.% auf eine Länge von 0,635 bis 2,54 cm (1/4 bis 1 Zoll) geschnittene Bikomponenten-Acrylfasern mit einer hydrophilen Komponente und einer weniger hydrophilen Komponente und mit einer Dichte von etwa 1,0 bis 1,17 g/cnP und einer Gleichgewichtskräuselreversibilität von mindestens etwa 20 % mit Stapelfasern in einer Menge von 50 bis 90 Gew.% während des oder vor dem Kardieren vermengt und nach herkömmlichen Arbeitsweisen zu einem noppen— haltigen Gespinstgarn verarbeitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine hydrophile Komponente verwendet, die von

(1) 85 bis 90 Gew.% Acrylnitrileinheiten, (2) 2 bis 10 Gew.% Einheiten von Styrolsulfönsäure (o-, m- oder p-Isomeres)r 2-Acrylamido-2-methylpropansulf onsäure, Allylsulfönsäure, Methallylsulfonsäure, Vinylsulfonsäure oder deren Metall-, Ammonium- oder Aminsalzen, eines Vinylpyridine, Vinylpyrrolidon, Acrylamid, Me th- " acrylamid, Hydroxymethylacrylaraid oder Mischungen derselben und (3) 0 bis 13 Gew.% Einheiten eines Comonomeren, die weniger hydrophil als Einheiten des Monomeren

(2) sind, gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als weniger hydrophiles Comonomeres (3) Methylacrylat, Methylmethacrylat, Vinylacetat, Methacrylnitril oder Mischungen derselben verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man mit einer weniger hydrophilen Komponente der Bi-

komponenten-Fasern arbeitet, die O bis 20 Gew.% au Polymerem mit einem Gehalt von (1) 85 bis 98 Gew.% an Acrylnitrileinheiten, (2) 2 bis'10 Gew.% an Einheiten von Styrolsulfonsäure (ο-, m- oder p-Isomeres), 2-Aorylamido-2-methylp ropan sulf onsäure, Allyl sulf onsäure, Methallylsulf onsäure, Vinylsulfonsäure oder deren Metall-, Ammonium- oder Arainsalzen, eines Vinylpyridine, Vinylpyrrolidon, Acrylamid, Methacrylamid, Hydroxymethylacrylamid oder Mischungen derselben und (3) O bis 13 Gew.% an Einheiten eines Comonomeren, die weniger hydrophil als Einheiten des Monomeren (2) sind, und 80 bis 100 Gew.% Polyacrylnitril enthält.

5- Verfahren nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, dass man als weniger hydrophiles Comonomeres (3) Methylacrylat, Methylmethacrylat, Vinylacetat, Methacrylnitril oder Mischungen derselben verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man es im Kammgarnsystem durchführt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man es im Baumwollsystem durchführt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Bikomponenten-Fasern von etwa 1,9 cm (etwa Zoll) Länge arbeitet.

9- Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass man mit Bikomponenten-Fasern von etwa 0,63 cm (etwa 1/4- Zoll) Länge arbeitet.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Kardenband, das Bikomponenten-Acrylfasern gemäss Anspruch 1 enthält, mit einem oder mehreren Kardenbändern vermengt, die keine solche Bikomponenten-Fasern enthalten.

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11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mit einer Schlichte hoher Reibung überzogene Bikomponenten-Acrylfasern einsetzt.

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