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    公开号:WO1984002357A1
    申请号:PCT/CH1983/000138
    申请日:1983-12-08
    公开日:1984-06-21
    发明作者:Hugo Specker；Paul Schaffner
    申请人:Schweizerische Viscose；
    IPC主号:D01D5-00
    专利说明:
    [0001] Gekräuselter Polyester-Faden aus kaltverstrecktem Polyester-POY-Faden und Verfahren zu seiner Herstellung
    [0002] Die Erfindung betrifft einen gekräuselten Polyester-Faden, erhalten aus kaltverstrecktem Polyester-POY sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung und die Verwendung solcher Fäden.
    [0003] Die DE-AS 12 91 852 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fasern, Fäden oder Filmen aus kristallisierbaren Polyestern, durch langsames Schmelzspinnen, anschliessende Warmverstreckung und danach thermische Schrumpfung der Fäden oder Filme. Die so erhaltenen Fasern, Fäden oder Filme lassen sich durch massige Wärmebehandlung irreversibel verlängern, ohne dass eine Zugspannung auf sie ausgeübt wird, und sie kehren beim Abkühlen und Trocknen nicht mehr in ihre ursprüngliche Länge zurück.
    [0004] Das Kaltverstrecken von Polyester-POY (= Partially Oriented Yarn) ist nicht sehr verbreitet. Es ist aber trotzdem bekannt: TEIJIN erwähnt in der japanischen Anmeldung 0 055 268 vom 16.5.77 das Kaltverstrecken in einem Streckverhältnis von 1,05-1,35 eines zwischen 4000 und 7000 m/min gesponnenen Polyester-Garnes. Die Literatur erwähnt keine Nachbehandlungsmöglichkeiten von solchen Fäden. Die vorliegende Erfindung betrifft einen neuen Faden, der durch eine Nachbehandlung von kaltverstrecktem Polyester-POY hergestellt wurde.
    [0005] Die Erfindung betrifft einen gekräuselten Polyester-Faden, erhalten aus kaltverstrecktem Polyester-POY, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Zugversuch resultierende Kraft/Dehnungsverlauf zwischen 10 und 30 % Dehnung einem Sekantenmodul von 0-100 % entspricht. Als Sekantenmodul bezeichnen wir den Endwert einer Geraden, definiert durch die Kraft bei 10 und 30 % Dehnung, parallel verschoben auf Kraft 0 bei Dehnung 0. Die Einheit entspricht dem prozentualen Anteil der Reisskraft bei 100 % theoretischer Dehnung.
    [0006] Die Definition des Sekantenmoduls wird nachstehend in Verbindung mit Figur 1 näher erläutert. Man kann bereits erwähnen, dass das Kraftdehnungsdiagramm eine markante Fliesszone zeigt, welche die erfindungsgemässen Fäden charakterisiert.
    [0007] Diese Fäden sind verdrehungsfrei und ausgeschrumpft. Die Kräuselung ist dreidimensional, optisch interessant und weist ein schönes Aussehen auf. Die Kräuselung der einzelnen Fibrillen ist unregelmässig.
    [0008] Wenn man hier von Polyester-POY spricht, handelt es sich um endlose Fäden, die zwischen 2000 und 5000 m/min gesponnen wurden. Das Kaitverstrecken erfolgt bei Raumtemperatur auf einer Streckmaschine, z.B. einer Streckzwirn- oder Streckwindmaschine, mit einem Streckverhältnis von 1,2 bis 2,2. Der Titer der Einzelfilamente ist nicht kritisch.
    [0009] Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung der obenerwähnten gekräuselten Fäden, indem man kaltverstreckte Polyester-POY-Fäden einer thermischen Behandlung unterzieht. Die thermische Behandlung erfolgt in Luft, Dampf oder inerter Flüssigkeit. Unter inerter Flüssigkeit versteht man eine Flüssigkeit, in der sich Polyester nicht löst, und die mit dem Polyester chemisch nicht reagiert. Als solche Flüssigkeit ist Wasser bevorzugt. Bei der Behandlung schrumpft das Garn gleichzeitig sehr stark (bis 60 %).
    [0010] Die Schrumpfkraft des kaltverstreckten Polyester-POY-Fadens ist allerdings sehr klein, so dass schon kleinste Spannungen das Schrumpfen vermindern oder sogar verhindern können. Die thermische Behandlung wird deswegen spannungslos, bzw. mit gesteuerter Voreilung durchgeführt. Die Voreilung liegt zwischen 20 und 100 %. vorzugsweise zwischen 40 und 80 %.
    [0011] Die thermische Behandlung geschieht vorzugsweise schockartig. Unter schockartiger Behandlung versteht man hier ein plötzliches, kurzfristiges Aufheizen des Fadens, bzw. bei Nassbehandlung ein Einbringen der Ware in die aufgeheizte Flotte.
    [0012] In Luft arbeitet man bei einer Temperatur von mehr als 80°C, vorzugsweise zwischen 140-220°C, kontinuierlich, mit einer gesteuerten Voreilung von 20-100 %, vorzugsweise von 40-80 %. Für die thermische Behandlung am Faden benützt man vorteilhaft einen Konvektionsheizer.
    [0013] Erfolgt die thermische Behandlung in Dampf oder inerten Flüssigkeiten, so geschieht dies bei einer Temperatur von mehr als 60°C, vorzugsweise bei 90-100°C, spannungslos, bzw. mit gesteuerter Voreilung von 20-100 %, vorzugsweise von 40-80 %. Unter Dampf versteht man Sattdampf oder überhitzten Wasserdampf.
    [0014] Die Kräuselung des erfindungsgemässen Fadens ist unregelmässig und spannungsempfindlich. Die Weiterverarbeitung des Fadens sollte deswegen mit einer Spannung, die kleiner als ungefähr 0,5 cN/dtex ist, geschehen. Dies ist mit allen heutigen Strick-, Web- und Wirkmaschinen möglich, bzw. normalerweise der Fall.
    [0015] Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung des gekräuselten Fadens in der Strickerei, Weberei und Wirkerei. Anhand der beigegebenen Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
    [0016] Fig. 1 das Kraftdehnungsdiagramm eines erfindungsgemässen Fadens sowie die Darstellung des Sekantenmoduls,
    [0017] Fig. 2 das Kraftdehnungsdiagramm des Ausgangsmaterials und des erfindungsgemässen Fadens,
    [0018] Fig. 3 das Kraftdehnungsdiagramm von Fäden, die mit unterschiedlicher Voreilung behandelt wurden,
    [0019] Fig. 4 einen erfindungsgemässen Faden neben einem falschdralltexturierten und einem glatten Faden, und
    [0020] Fig. 5 die charakteristische Oberflächenstruktur des erfindungsgemässen Fadens.
    [0021] Fig. 1 zeigt ein Kraftdehnungsdiagramm A eines erfindungsgemässen Polyester-Fadens halbmatt, rund, geprüft nach DIN 53834, Teil 1. Punkt 1 gibt die Reisskraft in Newton, und Punkt 2 die Bruchdehnung in % an. Der Faden ist durch seine Fliesszone zwischen den Punkten 3 und 4 charakterisiert. Definiert durch Punkt 3 (Dehnung 10 %) und Punkt 4 (Dehnung 30 %) zieht man eine Gerade B, begrenzt durch Dehnung 0 und theoretische Dehnung 100 % (Punkt 5). Um den Sekantenmodul gemäss der Erfindung zu berechnen, verschiebt man parallel die Gerade B auf Kraft 0 bei Dehnung 0. Daraus resultiert die Gerade C mit Sekantenmodulpunkt 6 bei 100 % Dehnung. Die auf diese Weise bei 100 % theoretischer Dehnung erhaltene Kraft wird als prozentualer Anteil von der effektiven Reisskraft (Punkt D) berechnet, in unserem Beispiel s = 23,5 %.
    [0022] In Fig. 2 zeigt die Kurve F das Kraftdehnungsdiagramm eines kaltverstreckten Polyester-POY-Fadens und die Kurve G dasjenige des thermisch behandelten Fadens. Die Behandlung wurde schockartig und spannungslos im warmen Wasser durchgeführt. Fig. 3 zeigt die Kraftdehnungsdiagramme H und I der erfindungsgemässen Polyester-Fäden, die bei 40 resp. 80 % Voreilung thermisch behandelt wurden. Die beiden Versuche wurden mit Polyester-Fäden halbmatt, rund (Titer des kaltverstreckten Polyester-POY dtex 84 f 15) bei einer Temperatur von 200°C durchgeführt. Als Heizanlage diente die Konvektionsheizung einer Fixier- resp. Nachstabilisiermaschine. Die Geschwindigkeit lag bei 110 m/min. Die Punkte H1 und I1 geben einen Wert des Sekantenmoduls s = 46,4 % resp. s = 11,3 %.
    [0023] Fig. 4b zeigt einen erfindungsgemässen Faden, Fig. 4a einen falschdralltexturierten Polyester-Faden und Fig. 4c einen glatten Faden. Aus Fig. 4b geht klar die Unregelmässigkeit der Kräuselung der einzelnen Fibrillen hervor.
    [0024] Fig. 5 zeigt eine Raster-Elektronen-Mikroskopaufnahme (REM) in einer Vergrösserung von 2100 : 1. Bei dieser Aufnahme sind die typischen verfahrensgemässen Querrillen klar ersichtlich.
    [0025] Die Erfindung wird in Verbindung mit den Beispielen näher beschrieben.
    [0026] Beispiel 1 (Dreistufiges Verfahren)
    [0027] Bei einer Spinngeschwindigkeit von 3100 m/min wurde Polyester-POY dtex 150 f 15 hergestellt. Das Verstrecken erfolgte im Verhältnis 1 : 1.93 bei 652 m/min bei Raumtemperatur auf einer Streckzwirnmaschine.
    [0028] Anschliessend wurden die Spulen (Cops) auf einer Fixierresp. Nachstabilisiermaschine im Konvektionsheizer (Heizerlänge 63 cm) bei 200°C schockgeschrumpft. Die Abzugsgeschwindigkeit betrug 110 m/min. Die Liefergeschwindigkeit wurde zwischen 154 m/min (entsprechend 40 % Voreilung, bzw. 28,6 % Schrumpfung, Fig. 3 H) und 198 m/min (entsprechend 80 % Voreilung, bzw. 44,4 % Schrumpfung, Fig. 3 I) variiert. Die Eigenschaften des erfindungsgemässen Fadens sind in Tabelle 1 festgehalten.
    [0029] Tabelle 1
    [0030] 40 % Voreilung 80 % Voreilung
    [0031] Sekantenmodul S (%) 46,4 (H1) 11,3 (I1)
    [0032] Reisskraft (N) 3,7 3,4
    [0033] Bruchdehnung ( % ) 72 107
    [0034] Kochschrumpf bei 98°C (%) 0,2 + 1,8
    [0035] Thermoschrumpf bei 160°C (%) + 4, 3 + 11,0
    [0036] + = Verlängerung
    [0037] Beispiel 2 (Zweistufiges Verfahren)
    [0038] Bei einer Spinngeschwindigkeit von 3100 m/min wurde Polyester-POY dtex 170 f 36 hergestellt. Diese Wickel wurden kontinuierlich kaltverstreckt und schockgeschrumpft. Die Herstellungsbedingungen sind in Tabelle 2 wiedergegeben: Tabelle 2
    [0039] Variante A Variante B
    [0040] Einlauf in Streckzone 91 m/min 229 m/min
    [0041] Streckverhältnis 1 : 1.75 1 : 1.75
    [0042] Abzug 160 m/min 400 m/min
    [0043] Konvektionsheizer
    [0044] Temperatur der Schrumpfzone 220°C 220ºC
    [0045] Heizerlänge 1,20 m 1,20 m
    [0046] Voreilung/Schrumpfung 60 % / 37,5 % 60 % / 37,5 %
    [0047] Aufwicklung 100 m/min 250 m/min
    [0048] Die Eigenschaften des erfindungsgemässen Fadens sind in Tabelle 3 erwähnt:
    [0049] Tabelle 3
    [0050] Variante A Variante B
    [0051] Sekantenmosul S (%) 65,6 23,3
    [0052] Reisskraft (N) 3,2 3,9
    [0053] Bruchdehnung (%) 67 92
    [0054] Kochschrumpf bei 98°C (%) 1,2 + 2
    [0055] Thermoschrumpf bei 160°C (%) + 1,5 + 9
    [0056] + = Verlängerung
    [0057] Die erfindungsgemässen Fäden sind in der Strickerei, Weberei und Wirkerei direkt einsetzbar oder werden z.B. für Webereiketteinsatz gezwirnt und/oder geschlichtet.
    权利要求:
    Claims Patentansprüche
    1. Gekräuselter Polyester-Faden, erhalten aus kaltverstrecktem Polyester-POY, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Zugversuch resultierende Kraft/Dehnungsverlauf zwischen 10 und 30 % Dehnung einem Sekantenmodul von 0-100 % entspricht.
    2. Gekräuselter Polyester-Faden gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kräuselung der einzelnen Fibrillen unregelmässig ist.
    3. Gekräuselter Polyester-Faden gemäss Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass er verdrehungsfrei ist.
    4. Gekräuselter Polyester-Faden gemäss Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er ausgeschrumpft ist.
    5. Verfahren zur Herstellung von Fäden gemäss Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man kaltverstreckte Polyester-POY-Fäden einer thermischen Behandlung unterzieht.
    6. Verfahren gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung in Luft, Dampf oder inerter Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, spannungslos bzw. mit gesteuerter Voreilung durchgeführt wird.
    7. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Voreilung zwischen 20 und 100 %, vorzugsweise zwischen 40 und 80 % liegt.
    8. Verfahren gemäss Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung schockartig erfolgt.
    9. Verwendung des Fadens gemäss Ansprüchen 1 bis 4 in der Strickerei, Weberei und Wirkerei.
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