DE1660482B2

DE1660482B2 - Verfahren zur Herstellung eines hochelastischen, gekräuselten Garns aus einem thermoplastischen Fadenbündel

Info

Publication number: DE1660482B2
Application number: DE1660482A
Authority: DE
Inventors: Kenzo Kosaka; Ken Toyohashi Aichi Mimatsu; Tatsujiro Nagoya Mori; Tsutomu Okaya; Masami Tsunewaki; Nobuaki Yonekura
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1965-08-05
Filing date: 1966-08-02
Publication date: 1975-02-13
Also published as: GB1165753A; DE1660482A1; US3446005A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines hochelastischen, gekräuselten Garns aus einem thermoplastischen Fadenbündel, von denen jeder einzelne Faden eine Seite an Seite zusammengesetzte Fadenform aufweist, wobei das verstreckte Fadenbündel einer Wärmebehandlung unterworfen wird.

Thermoplastische Fadenbündel, von denen jeder einzelne Faden eine Seite an Seite zusammengesetzte Fadenform aufweist, sind durch die US-PS 3 182 106 bekannt.

Durch die US-PS 3 109 507 war es bekannt, Garn mit einer Vielzahl schraubenförmig gekrümmter Fäden nach dem Strecken schnell zu erhitzen, um die ungleichmäßig verteilten inneren Verdrehungen aufzulösen, die durch das Strecken in die Fäden eingeführt worden sind. Das so gedrehte und erhitzte Garn wird dann mit einem Garn verbunden, das nur gestreckt worden ist, und beide miteinander verbundenen Garne werden anschließend einer Drehbehandlung und einer Wärmebehandlung unterworfen. Durch das Strecken vor dem Drehen des Faserbündels sind aber keine zufriedenstellenden Kräustleigenschaften erzielbar.

Das gleiche gilt auch für die auf dem Markt befindlichen Garne, die durch Verdrehen, Thermofixieren und Aufdrehen oder durch Zusammendrehen von kurzen Einzelfasern, einer anschließenden Thermofixierung und einem Verdoppeln mit anschließendem Aufdrehen erzielt werden. Die so hergestellten und unter verschiedenen Warenbezeichnungen auf den Markt gebrachten Erzeugnisse werden allgemein als elastische Garne bezeichnet, sie sind aber wegen ihrer geringen elastischen Ergiebigkeit nicht wirtschaftlich verarbeitbar.

Der Erfindung liegt dip Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art, das sich thermoplastischer Fadenbündel bedient, von denen jeder einzelne Faden eine Seite an Seite zusammengesetzte Fadenform aufweist, so zu verbessern, daß ein Garn erzielbar ist, dessen hochelastische Fäden aus einer Vielzahl schneckenförmig gebundener synthetischer Fasern bestellen und das wirtschaftlich herstellbar und infolge seiner bisher nicht erzielbarcn guten Kräuseleigenschaften allgemein verwendbar ist.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgeniäß darin, daß das Fadenbündel vor dem Verstrecken verdreht wird.

Durch die Erfindung wird der technische Fortschritt erzielt, daß dem Garn aus einer Vielzahl von schraubenförmig gekrümmten Fasern ausgezeichnete Kräuseleigenschaften aufgegeben werden, denn durch das Strecken nach dem Drehen wird jeder einzelne Faden einem Streckvorgang besonderer Art unterworfen, in dem die Streckkomponente entlang des einzelnen Fadens unterschiedlich ist. Dementsprechend variieren die Belastungen und die Beanspruchungen des Fadens entsprechend seiner Lage. Wenn dann das Fadenbün-

del mit den verschiedenen potentiellen Beanspruchungen, die jedem einzelnen Faden aufgegeben werden, einer Wärmebehandlung im entspannten Zustand unterworfen wird, dann werden die Beanspruchungen bezüglich jedes einzelnen Fadens aufgehoben, wodurch die beabsichtigenden Kräuselungen an jedem Faden geschaffen werden.

Zur Erhöhung des Gleichgewichts der Bestandteile des vielfasrigen Fadens kann zwischen der Drehbehandlung und der Wärmebehandlung das Fadenbündel einer zweiten Drehbehandlung unterworfen werden.

Daren das Verdrehen des Faserbündels hat sich eine Drehkonstante zwischen 2500 und 8000 des Denier-Verfahrens und über die Wärmebehandlung eine zwischen 80 und 250⁰C liegende Temperatur als besonders zweckmäßig herausgestellt.

Nach der Erfindung wird von einem nicht gezogenen Faden ausgegangen, der aus einer Vielzahl synthetischer, thermoplastischer Fasern mit bestimmten Kräuseleigenschaften besteht. Es wird nun weiterhin aufgezeichnet, welche Fäden mit synthetischen Fasern sich am besten dazu eignen, Kräuselungen durch eine geeignete Wärmebehandlung in entspanntem Zustand der Fasern zu bilden.

Der nicht ausgezogene Faden besteht aus Polyolefin-Fasern.

1. Man verwendet ein Faserbündel, das aus zwei Arten von Propylen-Polyrreren in einer solchen Art und Weise gesponnen wurde, daß vor dem Ausziehen wenigstens ein Bestandteil des Faserbündels eine /J-Ürientierung von nicht mehr als 0,2 und eine Struktur\iskosität [//]/ von nicht mehr als 1,2 aufweist, wobei der Unterschied in der Zweifachbrechung (birefringence) der beiden Bestandteile nicht mehr als 5 ■ 10 ³ beträgt.

2. Man verwendet ein Faserbündel, das aus zwei Arten von Propylen-Polymcren in einer solchen Art und Weise gesponnen wurde, daß vor dem Ausziehen eines der beiden Bestandteile des Faserbündels eine Strukturviskosität [η]_{ zwischen 1,4 und 3,0 und eine Zweifachbrechung zwischen 8 · 10~³ und 27 · 10~³ aufweist, während der andere Bestandteil des Faserbündels eine Strukturviskosität [;;]/ zwischen 0,8 und 3,0 und eine Zweifachbrechung aufweist, deren Wert innerhalb der durch die Eckpunkte a, b, c und d festgelegten Fläche der Abb. 4 liegt; welchen Aussagegehalt diese A b b. 4 beinhallet, wird weiter unten noch abgehandelt werden.

3. Man verwendet eine Vielzahl von Fasern mit breitseit in exzentrischer Anordnung ausgerichteter Faserstruktur, die aus einer Propylen-Polymer-Schmelze mit einer Strukturviskosität [η]/ zwischen 1,2 und 2,6 und einer Zweifachbrechung zwischen 10 · ΙΟ³- und 30 · 10~³ vor dem Ausziehen gesponnen wurden.

B.)

Der nicht ausgezogene Faden besteht aus Acryl-Fasern.

1. Man verwendet ein Faserbündel, das in einer solchen Art und Weise hergestellt wurde, daß die Einzelfasern von einem Teil der Mündungen der Spinndüse, in welcher zwei Arten von Spinnlösungen gleichzeitig extrudiert wurden, gesponnen wurden, während die eine der beiden Spinnlösungen von dem resilichen Teil der Mündungen der Spinndüse extrudiert wurde.

2. Man verwendet ein Faserbündel, das in einer solchen Art und Weise hergestellt wurde, daß die Einzelfasern von sämtlichen Mündungen der Spinndüse gesponnen wurden, so daß zwei Arten von Spinnlösungen nebeneinander extrudiert werden.

C.)

Der nicht ausgezogene Faden besteht aus zwei Arten von Polyamiden, zwei Arten von Polyestern und PoIypropylenen und Polyamiden oder Polyestern.

Das erfindung?gemäße Verfahren wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Abbildungen zeigen

A b b. 1, 2 und 3 Zeichnungen zur Erläuterung des Unterschiedes zwischen einem nur eine Faser aufweisenden Faden nach der Erfindung und einem vorbekannten, ebenfalls nur eine Faser aufweisenden Faden,

A b b. 4 ein Schaubild, das die Beziehung der Zweifachbrechung zwischen der A'-Komponente und der y-Komponente der nicht ausgezogenen Faser nach der Erfindung aufzeigt,

A b b. 5 und 6 in schematischer Darstellung die maschinellen Ausrüstungen zum Ausziehen bei der Herstellung eines hochelastischen Kräuselgarns nach der Erfindung,

A b b. 7 bis 13 schematische Zeichnungen zur Erklärung des Unterschiedes in der Form und im Aufbau zwischen hochelastischem Kräuselgarn nach der Erfindung und vorbekanntem Garn,

Abb. 14 in einem Schaubild festgehaltene Last-Dehnungs-Kurven zweier Arten elastischen Kräuselgarns nach der Erfindung und einem vorbekannten, voluminösen Garn,

Abb. 15 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen dem Maß der elastischen Ausbeute und der Anzahl der Windungen per Meter des nach der Erfindung hergestellten elastischen Kräuselgarns aufzeichnet, und

A b b. 16 ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Kräuselzusammenziehung und der Anzahl von Windungen per Meter eines nach der Erfindung hergestellten Kräuselgarns aufzeichnet.

Wird im Stande der Technik ein Faden aus einer Vielzahl synthetischer thermoplastischer Fasern gedreht und dann der sogenannten Thermofixierung unterworfen, dann verformt sich jede Einzelfaser 1 in eine gewöhnliche Kräuselform, nicht aber in eine schneckenförmig gewundene Form 2 mit nahezu konstantem Steigungswinkel, wie sie in A b b. 1 dargestellt ist. Wird nun ein zusammengesetzter Faden oder Faserbündel 3 mit spezifischer Kräuseleigenschaft einer Entspannungsbchandlung unterworfen, so daß sich durch die entsprechende Behandlung Kräuselungen bilden, dann entstehen komplexe, schneckenförmig gewundene Kräuselformcn, deren Windungen 4 in der einen Richtung und deren andere Windungen 5 in der dazu entgegengesetzten Richtung gewunden sind, wie dies A b b. 2 zeigt. Wegen des Vorhandenseins zweier nach verschiedenen Richtungen gewundenen Windungen 4 und 5 in einem Faden, ist nun dieser Faden eier dieses Fadenbündel sehr sperrig, wie dies in Stande der Technik ausreichend bekannt ist.

Wird ein aus einer Vielzahl von Fasern mit spezifischer Kräuseleigenschaft zusammengesetzter Faden nun ausgezogen und einer Entspannungsbehandlung unter spezifischen Bedingungen unterworfen, dann neigt jede der Fasern dazu, schneckenförmig gewundene Kräuselungen zu bilden, wie dies vorstehend aufgezeichnet wurde. Weil nun aber die Einzelfasern eine spezifische Kräuseleigenschaft aufweisen, wird das freie Bilden der obenerwähnten schneckenförmigen Kräuselwindungen jeder Faser gestört. Trifft nun ein Teil von durch Verdrehen erzeugten schneckenförmigen Windungen mit einem solchen Teil von schneckenförmigen Windungen zusammen, die nach A b b. 2 gemäß der spezifischen Kräuseleigenschaft einer Faser ausgeformt wurden, dann bilden sich im Gleichgewicht stehende schneckenförmige Faserwindungen innerhalb des aus Einzelfasern bestehenden Fadens, trifft hingegen ein Teil der durch Drehen erzeugten schneckenförmigen Windungen nicht mit einem Teil der nach Abb. 2 gemäß der spezifischen Kräuseleigenschaft der Finzelfasern ausgeformten schneckenförmigen Faserwindungen zusammen, dann bilden sich nicht im Gleichgewicht stehende schneckenförmige Faserwindungen innerhalb des aus Einzelfasern bestehenden Fadens.

Um nun für eine geeignete Drehung eines aus einer Vielzahl von Einzelfasern spezifischer Kräuseleigenschaft zusammengesetzten Fadens derart Vorsorge zu treffen, daß im Gleichgewicht stehende schneckenförmige Windungen gebildet werden, müssen einheitlich ausgerichtete Windungen 7 in einer Faser 6 durch die geeignete Behandlung in entspanntem Zustand gebildet werden, wie dies in A b b. 3 festgehalten ist. Ein Garn, das eine Form nach der A b b. 3 aufweist, wird nun als elastisches Garn bezeichnet, es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Für die Form der schneckenförmig gewundenen Kräuselungen des Endfadens ist nun die Art der synthetischen Fasern und die Anzahl der Drehungen maßgebend. Im allgemeinen kommt man nach der Erfindung mit einem Verdrehfaktor des Denier-Systems zwischen 900 und 10 000 aus, vorzugsweise arbeitet man mit einem Verdreh-Faktor zwischen 25OC und 8000.

Die Behandlung zur Entspannung des Fadens mittels Wärme zur Bildung der vorerwähnten schneckenförmig gewundenen Kräuselungen bewirkt eine Fixierung der Form der Kräuselungen. Hier wäre daraul hinzuweisen, daß die zu wählende Temperatur einei solchen Behandlung nach der Art der ausgewählter synthetischen, thermoplastischen Fasern bestimmt ist im allgemeinen reichen Temperaturen zwischen 80 unc 25O⁰C vollständig aus. Diese Temperaturen reichei vollständig für die Behandlung gedrehter, aus eine Vielzahl von Einzelnfasern spezifischer Kräuseleigen schaft bestehender Fäden aus. sie reichen auch für ge wobene oder gewirkte Stoffe aus, die aus synthetischen thermoplastischen Fasern spezifischer Kräuseleigen schaft hergestellt wurden. Wenn hier immer von »spezi lischer Kräuscleigenschaft« gesprochen wird, dann so' darunter verstanden werden, daß die Fasern in ent spanntem Zustand Kräuselform einnehmen.

Die spezifische Kräuseleigenschaft synthetischer, f er loplastischer Fasern ändert sich nun in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Fasern. In dem Schaubild der A b b. 4 ist nun die Beziehung der Doppelbrechung zwischen den zwei Bestandteilen A und B eines zusammengesetzten Fadens oder Faserbündels festgehalten, wobei dieser Faden aus zwei Arten von Propylen-Polymeren in einer solchen Art und Weise gesponnen wurde, daß vor dem Ausziehen der eine

daß man einen zusammengesetzten vielfasrigen Faden erhielt. Nach Einleiten des Spinnverfahrens bei einer Geschwindigkeit von 740 m/min wies der nicht ausgezogene vielfasrige Faden einen Ziehfaktor von 5,0 auf, die zwei Schmelzpolymere α und b wiesen Struklurviskositälen [»/]„ von 1,14 und [77] 6 von 1,16 auf. Die Doppelbrechungen der beiden Polymere α und b waren Δ n_a = 13 · ΙΟ-³ und Δ n_b = 4 · ΙΟ-³.

Der so gebildete, nicht ausgezogene vielfasrige Faden

Bestandteil A eine Strukturviskosität [?;]/ zwischen 1,4 io wurde dann in einem Zieh-Zwirner (siehe Abb. 5) und 3,0 und eine Doppelbrechung X zwischen 8 · 10~³ weiterverarbeitet, und zwar bei einer Ziehgeschwindig- und 27 ■ 10~³ hatte, während der andere Bestandteil B keit von 190 m/min und einem Ziehfaktor von 3,80, eine Strukturviskosität [?;]/ zwischen 0,8 und 3,0 und der Faden wurde dann zu einem Kötzer mit 20 Wineine Doppelbrechung Y aufwies, deren Wert innerhalb düngen auf den laufenden Meter aufgewickelt. Nach der durch die Eckpunkte a, b, c und d festgelegten 15 diesem Zieh-Zwirnen, wurde der gezogene vielfasrige Fläche dieser Abbildung lag, diese Fläche wurde in Faden weiter gezwirnt, und zwar in der gleichen Rich-Übereinstimmung mit der Doppelbrechung des Be- tung mit einer geeigneten Zwirnmaschine bei einer Standteiles A der nicht ausgezogenen Faser gewonnen. Spindelgeschwindigkeit von 98TO Umdrehungen pro Es ist nun festzuhalten, daß der Steigungswinkel der Minute, so daß dem Faden eine zusätzliche Verschneckenförmigen Kräuselungen der Faser größer 20 drehung von 300 Windungen auf den Meter aufgewird, je höher der Unterschied zwischen der Doppel- geben wurde, man arbeitete dabei mit einem Verdrehbrechung X und der Doppelbrechung Y wird. Man faktor von etwa 2850 des Denier-Systems, der Faden kann deshalb die Form der schneckenförmigen Krau- wurde dann auf eine Spule aufgespult. Zur Herbeiselwindungen der Faser bestimmen, indem man von führung des entspannten Zustandes wurden dann diese einem solchen zusammengesetzten Faden, bzw. Faser- 25 Spulen einen Tag zwischengelagert und dann bei einer bündel ausgeht, das aus zwei Bestandteilen mit unter- Temperatur von 130⁰C für 20 Minuten einer Dampfschiedlicher Doppelbrechung besteht. Das sogenannte Wärmebehandlung unterworfen. Durch die vorcrelastische, vielfasrige Garn, insbesondere das elastische wähnten Verfahrensschritle konnte ebenfalls ein Faden Garn mit zylindrischem Hohlraum über seine Längs- mit einer Vielzahl schneckenförmiger Faserwindungen achse, kann nun durch Auswahl geeigneter, nicht aus- 30 erzeugt werden, wie er in A b b. 10 dargestellt ist. gezogener Fasern und durch Auswahl eines bestimmten Hätte man den vielfasrigen Faden ohne die vorer-Verdre'faktors erzeugt werden. Da¹= vorerwähnte wähnte zusätzliche Drehung der Dampf-Wärmebeelastischc. vielfasrige Garn mit zylindrischem Hohl- handlung unterworfen, dann hätte man einen vielraum kann insbesondere für gewobene oder gewirkte fasrigen Faden erhalten, dessen Bestandteile nicht im Stoffe, die eine bestimmte Sperrigkeit aufweisen, ver- 35 Gleichgewicht stehen, dieser Faden würde dann solche wendet werden. Im allgemeinen weisen gewobene oder unregelmäßige, schneckenförmige Faserwindungen aufgewirkte Stoffe, die aus dem \orerwähnten elastischen. weisen, wie sie in A b b. 7 dargestellt sind,
vielfasrigen Garn hergestellt werden, ausgezeichnete Die Kräusel-Zusammen7iehung des nacli Beispiel 1

elastische Regeneratiorscicensc'iaft auf. hergestellten hochelastischen Polypropylen-Kräusel-

Fei dem vorerwähnten Verfahren zum Herstellen 40 gams B. die Kräuselzusammenziehung des zusammenhochela-,tischen, vielfasrigen Garns erfolgt ein Aus- gesetzten Pol\ propylen-Fadengarns, das durch Bildung ziehen der nicht ausgezogenen Fasern nach dem VerfAhrensschriit des Verdrehens. Es sollte deshalb festgehalten werden, daß dann, wenn der durch den Verfahrensschritt des Verdrehens erzeugte Steigungs- 45 Garnen gewirkten Stoffe einfacher Masche sind in der wink 1 der schneckenförmigen Windungen kleiner ist nachstehenden Tabelle festgehalten,
als der Steigungswinkel der schneckenförmigen Kräusclwindungen gemäß der spezifischen Kräuseleigenschaft der Fasern, das nicht im Gleichgewicht stehende
Moment des spezifischen Kräuseins ausgeschaltet 50
wir so daß gleichförmige feinere schneckenförmige
, au !windungen in dem vielfasrigen synthetischen,
t e .!^plastischen Garn gebildet werden können.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung verschiedener Ausführungen der Erfindung.

Beispiel 1

Ein mit einem Stabilisator versetzter Polypropylen-Stapel mit einer Strukturviskosität [η] von 1,52 (gemessen bei einer Temperatur von 135° C in Tetralin) wurde in zwei getrennten Extrudern mit einer Temperatur von je 255°C geschmolzen, und die geschmolzenen Polymere des Polypropylen wurden dann einer 30 Mündungsöffnungen aufweisenden Spinndüse, die auf einer Temperatur von 245° C gehalten wurde, mit derselben Geschwindigkeit durch Anordnung geeigneter Zahnradpumpen eingegeben, sie wurden dann bei einer Spinnkapazität von 43 g/min gesponnen, so

einer spezifischen Kräuseleigenschaft aus einem Faserbündel ohne irgendwelche Zwirnung hergestellt wurde, sowie die elastische Regeneration der jeweils aus dsesen

Garn	Kräusclzusammen- zichung (%)	Elastische Reccncration ~ 1%1
A B C	58 48 65	75 60 60

In der vorstehenden Tabelle ist die in Prozent ausgedrückte Kräuselzusammenziehung durch die folgende Gleichung bestimmt:

Kräuselzusammenziehung in %

100

In dieser Gleichung ist 7, die unter einer Last von 100 mg/Denier gemessene Länge des Garns in Millimeter, und zwar nach Wegnahme einer Anfangslast von 1 mg/Denier, während I₂ die Länge in Millimeter des Garnes ist, die gemessen wurde, nachdem das Garn bei einer Temperatur von 95⁰C für 20 Minuten

mil Dampf behandelt und anschließend getrocknet wurde, gemessen unter einer Last von 1 mg/Denier.

In der obigen Tabelle ist die in Prozent ausgedrückte elastische RegenerationsAusbeute durch folgende Gleichung festgelegt:

Elastische Regeneration in " =

L¹

100 .

In dieser Gleichung ist L¹⁰⁰ die regenerierte Länge in Millimeter der aus den Garnen A, B und C hergestellten gewirkten Stoffe, und zwar nachdem die Stoffproben lOOmal breitseits derart gespannt wurden, daß bei jedem Spannen 50% Ausdehnung, bezogen auf die ursprüngliche Breite des Stoffes, erzeugt wurde. Mit i., ist die ausgebeutete Länge der Stoffproben in Millimeter ausgedrückt, die nach deren erstem Spannen festgestellt wurde.

Die Tabelle zeigt nun. daß das nach der Erfindung hergestellte Garn Λ eiue nur geringfügig niedrigere Kräuselung im Vergleich mit derjenigen des Garnes B aufweist, dagegen eine bessere, verglichen mit derjenigen des Garnes C, und daß die aus dem Gam A hergestellten gewirkten Stoffe die beste elastische Regeneration, verglichen mit den anderen Stoffen, haben.

Beispiel 2

Ein nicht ausgezogener vielfasriger Faden wurde in einer geeigneten Zwirnmaschine verarbeitet und hier bei einer Spindelumdrehung von SOOO U/min gezwirnt, so daß ein Faden mit 580 Windungen pro Meter gebildet wurde. Dieser Faden wurde dann zur Herbeiführung des entspannten Zustandes für einen Tag gealtert und dann hintereinander 3mal bei einer Ziehgeschwindigkeit von 170 m/min ausgesogen, wobei man einen Ziehzwirner gemäß A b b. 5 verwendete. Während des Aufspulens mit dem Zieh-Zwirner wurde der gezogene vielfasrige Faden mit 20 Windungen pro Meter in der gleichen Richtung gezwirnt, er wurde anschließend auf Spulen aufgespult. Man arbeitete dabei mil einem Yerdrehfaktor von ungefähr 5700 des Denier-Systems, der gebildete Faden wies 600 Windungen auf den Meter auf. Dieser Faden wurde dann wiederum zur Herbeiführung eines entspannten Zustandes für einen Tag gealtert und dann anschließend bei einer Temperatur von 130"C für 20 Minuten einer Dampf-Wärmebehandlung unterworfen. Der gebildete, in A b b. 11 dargestellte, vielfasrige Faden wies eine hochelastische Ligenschaft auf. erzeigt noch gleichförmigere schneckenförmige Faserwindungen als der Faden nach Abb. 10. der nach dem Ziehen nur einem einmaligen Zwirnen unterworfen worden war.

Es sollte in diesem Zusammenhange noch darauf hingewiesen werden, daß bei den vorerwähnten Ausführungsbeispielen 1 und 2 eine Wärme-Behandlung mit Warmwasser von Temperaturen zwischen 30 und 40° C der \ielfasrigen Fadenspulen im Stadium vor der Dampf-Wärmebehandlung sehr nützlich sein kann, und zwar in Hinsicht darauf, daß dann jede der Fasern noch einheitlichere schneckenförmige Windungen bilden.

In den A b b. 5 und 6. auf die bereits Bezug genommen wurde, sind nun schematisch die Vorrichtungen bzw. Maschinen dargestellt, die beim Ausziehen eines gezwirnten, nicht ausgezogenen vielfasrigen Fadens mit spezifischer Kräuseleigenschaft nach der Erfindung zum Einsatz kommen. In beiden Fällen wird ein gezwirnter, nicht ausgezogener vielfasriger Faden 8 über Klemmwalzen 9, 9' durch Walzen 10, 11 und 12, 13 gezogen. Im Falle des Ausführungsbcispielcs nach Abb. 5 wird dann der Faden 8' zu einer Spule 14 aufgewickelt, im Falle des Ausführungsbeispielcs nach Abb. 6 sind vor dem Aufspulen zu einer Spule 17 noch zwei Walzen 15 und 16 zwischengeschaltct, die gegenüber den Walzen 12 und 13 geringfügig verzögert umlaufen, so daß der Faden 8' in dem Bereich zwischen diesen beiden Walzenpaaren

ίο eine geringfügige Entspannung von mehreren Prozenten erfährt. Das Herbeiführen eines solchen, gewissermaßen entspannten Zustandes zwischen den Walzenpaaren 12, 13 und 15, 16 bewirkt also gleichförmigere schneckenförmige Kräuselwindungen 18, so daß ein vielfasriger laden höherer Qualität hergestellt werden kann.

In A b b. 14 sind in einem Last-Dehnungs-Schaubild die Kurvenzüge verschiedener elastischer Garne großer Sperrigkeit nach der Erfindung und vorbekannter Garne eingezeichnet. Der Kurvenzug, I repräsentiert dabei das Verhalten eines nach bekannten Verfahren hergestellten Garnes, der Kurvenzug II das Verhalten eines Garnes nach der Erfindung, das nach einem Zwirnen auf 580 Windungen pro Meier ausgezogen wurde. Das Schaubild zeichnet nun auf, daß bei Belastung der Garne das elastische Garn I während der Anfangsbelastung die Kräuselungen der einzelnen Fasern deformiert, so daß geradlinig gestreckte Fasern entstehen, die Fasern des Garnes 1 werden also zunächst auf Zug beansprucht. Es ist nun ersichtlich, daß die Last der Entkräusclung der einzelnen Fasern im Anfangsstadium verhältnismäßig klein ist. Der Kurvenzug 11 zeigt nun ober, daß bei den nach der Erfindung hergestellten Garnen eine Entkräuselung der einzelnen Fasern während deren Beanspruchung auf Zug vorgenommen wird. Damit ist aber der Beweis angetreten, daß die mit Garn nach der Erfindung hergestellten Stoffe bessere elastische Eigenschaften aufweisen, als solche Stoffe, die aus nach bekannten Verfahren hergestellten Garnen hergestellt wurden.

Beispiel 3

Nach der zur Herbeiführung eines entspannten Zustandes durchgeführten Alterung für einen Tag eines nach Beispiel 2 nicht ausgezogenen vielfasrigen Fadens wurde dieser in einem Zieh-Zwirncr weiterverarbeitet, und /war dreimalig bei einer Ziehgeschwindigkeit von 170 m min. Bei diesem Ausziehen wurden dem Faden weitere 20 Windungen auf den laufenden Meter in dcrselben Richtung wie derjenigen des Ausgangsfadens aufgegeben. Nach dem Zwirnen mit einem »Ring Twister« zur Aufgabe weiterer 100 Windungen auf den laufenden Meter des vielfasrigen Fadens und einem anschließenden Aufspulen wurden die Spulen zur Herberührung eines entspannten Zustandes für einen Tag gealtert und dann anschließend bei einer Temperatur von 130¹C für 20 Minuten einer Wärmebehandlung unterworfen. Der auf diese Art und Weise hergestellte elastische vielfasrige Faden wies ebenfalls solche schneckenförmige Faserwindungen auf, wie sie in Abb. 10 dargestellt sind.

Abb. 7 zeigt nun den vielfasrigen Faden mit schneckenförmigen Kräuselwindungen, der gebildet wurde, als auf den vorerwähnten Zwirn-Verfahrensschritt verzichtet wurde. Die A b b. 8 bis 13 zeigen die Form derjenigen vielfasrigen Fäden, die 100, 200, 400, 600. 800 und 1000 Windungen auf den Meter aufwiesen.

509 507/376

Aus den A b b. 8 und 9 ist nun klar ersichtlich, daß — dieser Zieh-Faktor ist 75% des maximalen Ziehim Falle der Aufgabe weniger Windungen auf den Faktors von 4,2 — und einer Zieh-Temperatur von laufenden Meter die spezifische Kräuseleigenschaft der 90° C wurde der gezogene vielfasrige Faden in einem Fasern keinen Gleichgewichtszustand mit dem erzeug- »Ring-Twister« gezwirnt, so daß 400 Windungen auf ten Drehmoment herbeizuführen vermag, so daß nicht 5 den laufenden Meter dem Faden aufgegeben wurden, im Gleichgewicht stehende elastische Kräuselungen 19 Man arbeitete dabei mit dem Verdrehfaktor von etwa in einzelnen Abschnitten des vielfasrigen Fadens ge- 3800 des Denier-Systems. Anschließend wurde dieser bildet werden. Wie die Abb. 10, 11 und 12 zeigen, Faden dann auf eine Spule aufgespult und in entwird dann, wenn dem vielfasrigen Faden zusätzliche spanntem Zustand bei einer Temperatur von 130⁰C 400 bzw. 600 bzw. 800 Windungen auf den laufenden io für 20 Minuten einer Wärmebehandlung unterworfen. Meter aufgegeben werden, der Unterschied zwischen Der hergestellte vielfasrige Faden wies eine ausgedem Steigungswinkel der Kräuselungen gemäß der zeichnete Form hinsichtlich seiner schneckenförmigen spezifischen Kräuseleigenschaft und dem Steigungs- Windungen auf, er war ausreichend elastisch und winkel der Zwirnung immer kleiner, so daß schließlich hatte die in Abb. 10 festgehaltene Form,
erreicht werden kann, daß das aufgegebene Zwirn- 15 . .
Moment mit der vorerwähnten spezifischen Kräusel- e 1 s ρ 1 v.

eigenschaft zusammenfällt. Erreicht wird also, daß im Ein Mischpolymer aus 75% Acrylnitril und 25% Gleichgewicht stehende elastische Kräuselungen 28 Vinyliden-Chlorid mit einer Strukturviskosität von einheitlich über die Länge jeder Fasereines vielfasrigen 1,43 wurde in Dimethyl-Acetamid zur Bildung einer Fadens gebildet werden, so daß vielfasrige Fäden 21, 20 Lösung A mit einer Konzentration von 25,1% gelöst. 22 und 23 großer Sperrigkeit und ausgezeichneter Ein weiteres Mischpolymer aus 93% Acrylnitril und elastischer Regeneration erhalten werden, wie dies die 7% Vinylacetat mit einer Strukturviskosität von 1,62 A b b. 10, 11 und 12 zeigen. Werden dem vielfasrigen wurde in Dimethyl-Acetamid zur Bildung einer Faden mehr als 1000 Windungen auf den laufenden Lösung B mit einer Konzentration von 23 % gelöst. Meter aufgegeben, dann erhält man den vielfasrigen 25 Die Strukturviskosität der Polymere wurde in einer Faden 24 nach Abb. 13, der immer noch ausgezeich- Dimethyl-Formamid-Lösung bei einer Temperatur nete, weiche Qualität aufweist und des weiteren die von 25° C gemessen. Es wurden dann die Lösungen A sogenannte »crispiness« und »springiness« bei aus- und B durch einen vier Öffnungen mit einem Bohreichend guter Elastizität, obwohl die übermäßige rungsdurchmesser von 1,0 mm aufweisenden Verteiler Zwirnung ein freies Bilden de? sperrigen Volumens des 30 verteilt und im Bereich vor einer Spinndüse miteinvielfasrigen Fadens stört. ander vermischt, und zwar in einem Gewichtsv :rhältnis

In den A b b. 15 und 16 ist in Abhängigkeit von der von 25 : 75 der Lösungen A und B. Zum Ein ,atz kam

Zahl der Windungen auf den laufenden Meter die dabei eine Spinndüsen-Platte, die es ermöglichte, eine

elastische Ausbeute in Prozent, bzw. die Kräuselzu- der Spinnlösungen von einem Teil der Spinndüsen-

sammenzichung ebenfalls in Prozent der nach der 35 öffnungen zu spinnen, während über den anderen Teil

Erfindung hergestellten Garne festgehalten. Aus den der Spinndüsenöffnungen beide Spinnlösungen gleich-

Zeichnungen ist klar ersichtlich, daß die elastische zeitig gesponnen wurden, und zwar in ein Koagulie-

Regeneration der erfindungsgemäßen Garne desto rungsbad aus 40% Dimethyl-Acetamid und 60%

höher liegt, je größer die Anzahl der Windungen au! Wasser und einer Temperatur von 50⁰C. Die so ex-

den laufenden Meter ist bzw., daß die Kräuselzusam- 40 tradierten Fasern wurden dann in kochendem Wasser

menziehung mit höherer Anzahl von Windungen auf auf das 6,5fache gespannt, anschließend mit Wasser

den laufenden Meter abnimmt. gewaschen und getrocknet, die Fasern wurden dann

vereinzelt. Bei diesem Herstellungsverfahren erhielt

Beispiel 4 _man ^_αηη einen vielfasrigen Faden von 20 Denier.

Ein isolaktisches Polypropylen mit einer Struktur- 45 Dieser vielfasrige Faden wurde nun bei einer Spindelviskosität [η] von 2,3 (gemessen bei einer Temperatur geschwindigkeit von 9000 U/min in einer bekannten von 135⁰C in Tetralin) wurde bei einer Anfangsge- Zwirnmaschine gezwirnt, und zwar in einem solchen schwitidigkeit von 600 U/min und einer Spinntempe- Maße, daß dem Faden 400 Windungen auf den laufenratur von 260⁰C gesponnen, man erhielt dann ein den Meter aufgegeben wurden; man arbeitete dabei nicht ausgezogenes Faserbündel von 270 Denier/24. 50 mit einem Verdreh-Faktor von etwa 3800 des Denier-Das erhaltene Faserbündel hatte eine breitseitige Ver- Systems. Dieser Faden wurde dann aufgespult und in teilung des Fasergefüges in exzentrischer Anordnung entspanntem Zustand bei einer Temperatur von 145° C bei einer Strukturviskosität [?j]/von 1,6 und einer zwei- für 20 Minuten einer Dampf-Wärmebehandlung unterfaden Brechungs-Orientierung von 20 · 10~³. Nach worfcn. Der hergestellte vielfasrige Faden hatte wied;m Ausziehen dieses Faserbündels aus nicht ausge- 55 derum in seinen schneckenförmigen Windungen die zogenen Fasern bei einem Zieh-Faktor von 3,0 Form des Fadens nach Abb. 10.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines hochelastischen, gekräuselten Garns, aus einem thermoplastischen Fadenbündel, von denen jeder einzelne Faden eine Seite an Seite zusammengesetzte Fadenform aufweist, wobei das verstreckte Fadenbündel einer Wärmebehandlung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenbündel vor dem Verstrecken verdreht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Streckbehandlung und der Wärmebehandlung das Fadenbündel einer zweiten Drehbehandlung unterworfen wird.