[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von texturierten
Profilgarnen, bei denen das Profil weitgehend erhalten geblieben ist, durch simultanes
Verstrecken und Falschdrahttexturieren von vororientierten Polyestergarnen, sowie
die dabei erhaltenen Glitzergarne.
[0002] Für spezielle modische Effekte werden Glitzergarne gefordert, d.h. texturierte Garne,
die aus Einzelfilamenten mit einem scharf ausgeprägten Profil bestehen und die nur
eine relativ geringe Kräuselung aufweisen. Aus Kostengründen werden heute texturierte
Garne überwiegend durch simixltanes Strecktexturieren von Schnellspinngarnen hergestellt.
Beim simultanen Strecktexturieren verstärkt sich aber die für das Falschdrahttexturieren
typische Neigung der Filamente, unabhängig von ihrem Ausgangsquerschnitt einen mehr
oder minder hexagonalen Querschnitt anzunehmen, wie das z. B. von Bigler in "Melliand
Textilberichte"1969, Seite 85 ff dargestellt wurde.
[0003] Beim klassischen Falschdrahttexturierverfahren, bei dem der Texturiermaschine bereits
fertig verstreckte Garne vorgelegt werden, ist beispielsweise aus der DE-AS 21 01
315 bekannt, daß eine geringere Drehung und auch eine etwas verminderte Texturiertemperatur
zu einem besseren Erhalt des Profils führen. Diese Maßnahmen führen jedoch beim simultanen
Strecktexturieren nicht zum Erfolg, auch nicht bei Verwendung sogenannter Schnell-
.spinngarne, wie sie z. B. in der DE-OS 22 11 843 beschrieben werden.
[0004] Eine Möglichkeit zur Herstellung von Garnen aus scharf profilierten Einzelfilamenten,
die eine schwache Kräuselung aufweisen, wird in EP-OS 11 915 beschrieben. Bei - diesem
Verfahren werden schnell gesponnene Garne aus profiliertem Material einem Zahnradkräuselverfahren
unterworfen. Dieses Kräuselverfahren führt bekannterweise zu einer geringeren Deformierung
der Einzelfilamente. Die Deformationen sind meist auf die Stellen der Einzelfilamente
beschränkt, in denen den Filamenten eine Richtungsänderung aufgezwungen wurde. Das
Zahnradkräuselverfahren ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, daß allen Filamenten
eines Garnes eine gleichförmige und gleichphasige Kräuselung aufgezwungen wird, so
daß in den daraus hergestellten textilen Flächengebilden zwangsläufig ungewünschte
Musterbildungen auftreten. Im Gegensatz dazu wird bei der Falschdrallkräuselung eine
dreidimensionale, statistisch gleichmäßige Kräuselung erzielt. Musterbildungen werden
bei der Verarbeitung derartiger Garne nicht beobachtet.
[0005] Der oben zitierten EP-OS 11 915 kann weiterhin entnommeh werden, daß man bisher der
Ansicht war, daß es nicht möglich ist, Fäden mit relativ schwacher Kräuselung überhaupt
nach einem Falschdrahtverfahren zu erzeugen.
[0006] Es bestand daher immer noch die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von texturierten
Profilgarnen zur Verfügung zu stellen, bei dem schnell gesponnene Polyesterfilamentgarne
unter Erhaltung ihrer Profilausprägung simultan verstreckt und falschdrahttextuiert
werden können, ohne daß dabei die bekannte und unerwünschte Deformation der Filamente
zu Sechsecken auftritt. Die Filamente sollen weiterhin nur eine geringe Bauschigkeit
aufweisen, die etwa den sogenannten set-Garnen entspricht. Das Schrumpfvermögen dieser
Garne, ausgedrückt durch den Thermoschrumpf bei 200°C soll dabei 20 % nicht übersteigen,
möglichst sogar unter 10 % liegen.
[0007] überraschend wurde nun gefunden, daß es möglich ist, Filamentgarne hoher Vororientierung
zu diesen gewünschten Garnen zu verarbeiten, wenn sie einer simultanen Streck-falschdrahttexturierung
unterworfen werden, wobei die Fäden bei einer Temperatur verstreckt und texturiert
werden, die weniger als etwa 30°C über der Einfriertemperatur (zur Definition siehe
Ludewig, "Polyesterfasern", Akademieverlag Berlin (1975), Seiten 13 und 14) der Fäden
liegt.
[0008] Unter Fäden bzw. Garnen mit hoher Vororientierung werden dabei solche verstanden,
die eine Doppelbrechung von mehr als 65 x 10
-3 aufweisen, entsprechend einer Spinnabzugsgeschwindigkeit von etwa 4000 Meter pro
Minute oder mehr. Der auf die Garne aufgebrachte Falschdrall soll dabei in der Größenordnung
liegen, die durch die Heberlein-Formel (vgl. z. B. GB-PS 707 839, Anspruch 1) gegeben
ist oder noch darüber liegen.
[0009] Bevorzugt erfolgt das erfindungsgemäß notwendige simultane Streckfalschdrahttexturieren
ohne Einsatz einer Heizvorrichtung bei Raumtemperatur.
[0010] Die Doppelbrechung der Einsatzgarne wird meist unter 120 . 10
-3, bevorzugt sogar unter 90.. 10
-3 gewählt, d.h., bei herkömmlichen Spinnanlagen werden meist Spinnabzugsgeschwindigkeiten
unter 5 000 m/min benutzt.
[0011] Das erfindungsgemäße Verfahren setzt den Einsatz von Spinngarnen oder -fäden voraus,
die bereits eine hohe Vororientierung aufweisen, die z. B. durch eine Doppelbrechung
von über 65 x 10
-3 beschrieben werden kann. In üblichen Spinnanlagen entstehen derartig vororientierte
Garne bei Spinnabzugsgeschwindidkeiten von über 4000 Meter pro Minute. Es wurde nun
gefunden, daß sich derartig hochorientierte,aber noch nicht vollverstreckte Spinnfäden
mit Hilfe von Falschdrahttexturiermaschinen in ein schwach gekräuseltes Texturiergarn
überführen lassen, wenn diese Fäden bei Temperaturen bis zu 30°C über der Einfriertemperatur
dem vollen Falschdrall und einem gleichzeitigen Verstrecken ausgesetzt werden. Unter
diesen gewählten Bedingungen werden texturierte Garne erhalten, die sich durch eine
geringe Kräuselung - etwa der von set-Garnen - auszeichnen und insbesondere keine
Verformungen des Profils der Einzelfilamente aufweisen. Die fehlende bzw. außerordentlich
geringe Deformierung des Profils der Einzelfilamente führt bei Einsatz von Garnen,,
deren Einzelfilamente z. B. ein scharfkantiges Dreiecksprofil aufweisen, zu Glitzergarnen,
die für modische Effekte besonders gefragt sind. Die so texturierten Fäden weisen
darüber hinaus einen geringen Thermoschrumpf bei 200°C auf.
[0012] Bei einer vorgegebenen Vororientierung der Einsatzgarne innerhalb des erfindungsgemäßen
Bereichs legt die Verstreek- und Texturiertemperatur dann noch die Höhe des Thermoschrumpfes
fest, in geringerem Umfang auch die Kräuselung, die zahlenmäßig durch die Einkräuselung
dargestellt werden kann. Die Glitzerwirkung, d. h. die Profilerhaltung bleibt im erfindungsgemäßen
Temperaturbereich unterhalb von etwa 100°C bei Polyethylenterephthalat weitgehend
temperaturunabhängig, wie auch aus Beispiel 7 bzw. Figur 4 zu ersehen ist.
[0013] Eine besondere Glitzerwirkung, d. h. eine besonders geringe Verformung der scharfkantigen
Profile wird bei Einsatz von Spinnfäden oder -garnen beobachtet, die mit Aufwickelgeschwindigkeiten
von etwa 4200 bis. 4800 Meter pro Minute auf herkömmlichen Spinnanlagen erhalten wurden.
Bei einer weiteren Steigerung der Abzugsgeschwindigkeit und damit verbunden einem
weiteren Anstieg der Vororientierung auf Werte der Doppelbrechung von mehr als 120
x 10
-3 wird eine Zunahme der Flusigkeit beobachtet, die zumindest bei Einsatz der derzeit
gebräuchlichen Spinnanlagen und Texturiermaschinen einen Einsatz dieser Garne verbietet.
[0014] Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich grundlegend von dem in der US-PS
41 73 860 beschriebenen Verfahren. Bei diesem Verfahren der Vorliteratur werden nur
gering orientierte Garne, die z. B. mit einer Aufwickelgeschwindigkeit von 1000 Meter
pro Minute erhalten wurden, strecktexturiert. Bei dem Verstrecken derartiger Garne
bildet sich ein deutlich sichtbarer Verstreckpunkt aus, bei dem der Durchmesser der
Einzelfilamente sprunghaft verringert wird und eine fühlbare Verstreckwärme frei wird.
Besonders darauf hingewiesen sei, daß nach dieser Vorliteratur ein Verstrecken von
Polyestermultifilamenten nur möglich ist, wenn zusätzlich ein kleiner Heizer eingesetzt
wird, der wiederum wenigstens für eine hinreichende Überschreitung der Einfriertemperatur
sorgt, die bei Polyestern deutlich höher als bei Polyamiden liegt. Ein derartiger
Heizer wird bei dem Einsatz niedrigorientierter Garne in jedem Fall benötigt, da sonst
ein ungleichmäßig verstrecktes Garn, in dem verstreckte und unverstreckte Stellen
sich abwechseln, erhalten wird.
[0015] Auch das in der GB-PS 85 25 79 beschriebene simultane Falschdrahttexturierverfahren
konnte als Vorbild für die vorliegende Erfindung nicht benutzt werden, da es wie die
US-PS 41 73 860 nur auf die Verarbeitung von gering vororientiertem Fädenmaterial
beschränkt ist. Das in der GB-PS 85 25 79 beschriebene Verfahren fordert eine Verstreckung
wenigstens im Verhältnis 1 : 2. Darüberhinaus sind die Beispiele nur auf die Verarbeitung
von Polyamidgarnen gerichtet, bei denen ein Kaltverstrecken möglich ist. Bei der Anwendung
dieses Verfahrens wird ein stark gekräuseltes Garn nach dem Auslösen der Kräuselung
erhalten, die Einzelfilamente weisen die typische Deformation zu Sechsecken auf. Derartige
Garne zeigen keine oder nur eine außerordentlich geringfügige Glitzerwirkung.
[0016] Entscheidend für das erfindungsgemäße Verfahren ist, daß die Fäden bzw. Garne beim
simultanen Verstrecken und Falschdrahttexturieren nicht Temperaturen annehmen, die
mehr als 30°C über der Einfriertemperatur des verstreckten Polymeren liegen. Diese
Temperaturen werden bei der Verstreckung der üblichen Polyamidfäden unter Ausbildung
eines Verstreckpunktes mit Sicherheit überschritten. Als Folge davon sind bei der
Strecktexturierung Deformationen des Profils der Einzelfilamente unvermeidlich. Das-
gleiche gilt entsprechend für wenig orientierte Spinnfäden aus Polyestern. Hier kommt
jedoch als weiterer negativer Effekt noch hinzu, daß sich gering orientierte Polyesterfäden,
die z. B. mit 1000 oder 2000 Meter pro Minute aufgewickelt wurden, nicht bei Temperaturen
unterhalb der Einfriertemperatur gleichmäßig verstrecken lassen. Wie nachfolgend noch
in den Beispielen im einzelnen gezeigt werden kann, ist es erforderlich, daß die Einsatzgarne
für die Streck-Falschdrahttexturierung von Profilgarnen eine Doppelbrechung von etwa
65 x 10
-3 bis 120 x 10
-3 aufweisen, um eine gute
[0017] Profilerhaltung und einen geringen Thermoschrumpf zu erhalten.
[0018] Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß erstmals
ein Strecktexturierverfahren zur Verfügung gestellt werden konnte, das die übliche
Verformung der Filamente zu Sechsecken weitestgehend vermeidet. Die Wirkung dieser
Profilerhaltung führt zu einer deutlichen Verbesserung des Glitzereffektes bei Fäden
mit Dreiecksprofilen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich aber ebenso zum Erhalt
von andersartigen Querschnitten z. B. multilobalen Querschnitten mit Antiglitzerwirkung,
wie sie in der US-PS 38 46 969 beschrieben werden..
[0019] Die Kräuselwerte der erfindungsgemäß hergestellten Glitzergarne liegen im Bereich
der sogenannten set-Garne, also von Garnen, die auf sogenannten Doppelheizer-Falschdrahttexturiermaschinen
oder durch einen getrennten Dämpfprozeß hergestellt worden sind. Im Gegensatz dazu
ist jedoch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kein Heizer oder nur ein Heizer mit
wesentlich geringeren Temperaturen als sonst üblich erforderlich.
[0020] Das erfindungsgemäße Verfahren liefert also überraschenderweise ohne die Anwendung
von Wärme oder nur unter Anwendung von relativ geringen Temperaturen Garne mit geringer
Einkräuselung und geringem Thermoschrumpf, die nach dem Stand der Technik nur durch
Falschdrahttexturierprozesse mit einer Temperatur des Texturierheizers von über 200°C
und einer ähnlichen Temperatur des zweiten set-Heizers erhalten werden, oder durch
einen an das Texturieren anschließenden Dämpfprozeß der aufgespulten texturierten
Garne. Darüber hinaus liefert das erfindungsgemäße Verfahren durch einen simultanen
Strecktexturierprozeß Garne, deren Profilerhaltung sogar besser ist als die von Garnen,
die.durch getrennte Streck- und Texturierverfahren hergestellt werden, wie aus den
Beispielen zu ersehen ist.
[0021] Diese Profilerhaltung bei dem erfindungsgemäßen Strecktexturierverfahren ist darüberhinaus
überraschend, da die starke Deformation der Filamente zu Sechsecken bisher beim simultanen
Strecktexturieren als ein unangenehmes Charakteristikum dieses Verfahrens angesehen
und hingenommen wurde.
[0022] Die folgenden Beispiele zeigen den Vergleich des erfindungsgemäßen texturierten Profilgarns
mit klassischen HE- und set-Garnen, sowie die Abgrenzung des beanspruchten Bereichs
der Vororientierung und der Streck- und Texturiertemperatur an Hand der Parameter
Einkräuselung, Thermoschrumpf und Glitzerwirkung.
[0023] Als Kenngrößen werden dabei die Einkräuselung EK nach DIN 53 840 angegeben, sowie
der Kräuselschrumpf bei 120°C als relative Veränderung der Garnlängen unter einer
Vorlast von 0,01 cN/tex vor und nach der Hitzebehandlung von 120°C, der Thermoschrumpf
bei 200°C als relative Längenänderung unter einer Vorlast von 0,02 cN/tex vor und
nach einer Hitzebehandlung bei 200°C, sowie die Glitzerkurve nach Knopp als Maß für
die Profilerhaltung, wie im folgenden beschrieben:
[0024] Die Glitzerkurven wurden mit Hiife eines Zeiss-Goniometers GP
2 bestimmt, die genaue Meßmethode ist von Knopp in den "Lenzinger Berichten", Folge
36, Februar 1974, Seiten 160 - 167 beschrieben. Zur eigentlichen Untersuchung werden
parallel aufgewickelte Profilfäden unter einem Beleuchtungswinkel von 45° untersucht
und die Intensität des reflektierten Lichts in Abhängigkeit vom 'Winkel gegenüber
der Probenebene aufgenommen.
[0025] Diese Meßmethode hat den Vorteil, daß sie neben ihrer guten Praxisbezogenheit gut
reproduzierbare Werte liefert, die summarisch die Veränderung bzw. die Verformungen
des Profils wiedergeben. Im Gegensatz dazu können z. B. bei mikroskopischen Untersuchungen
stets nur kleine Bereiche von Einzelfilamenten geprüft und ausgewertet werden. Eine
summarische Auswertung, die auch nicht ständig auftretende Verformungen mit berücksichtigt,
ist praktisch nur über Lichtreflexionsmessungen an einer größeren Zahl von Einzelfilamenten
möglich.
[0026] Entsprechende Reflexionsmessungen wurden sowohl an den Ausgangsgarnen als auch an
den daraus hergestellten texturierten Garnen durchgeführt. Die erhaltenen Meßkurven
sind in den Figuren 2 - 4 wiedergegeben.
[0027] Die Werte sind in willkürlichen Einheiten angegeben, 100 Skalenteile entsprechen
dem Reflexionswert der zum Meßgerät gehörenden polierten Schwarzglasplatte unter einem
Winkel von 45°, dem sogenannten Schwarzstandard. Figur 1 zeigt die Reflexionswerte
dieses Schwarzstandards in Abhängigkeit vom Winkel gegenüber der Probenebene.
[0028] Der Maximalwert der Reflexion der gemessenen Garne unter einem Winkel von 45° wurde
auch in die Tabellen mit aufgenommen.
Beispiel 1 - Vergleichsbeispiel
[0029] Als Ausgangsgarn-diente ein verstrecktes multifiles Garn ("Kops-Ware") aus Polyethylenterephthalat
dtex 76f24 glz, dessen Filamente ein gut ausgeprägtes Dreieckprofil aufwiesen.
[0030] Die textilen Werte dieses Garnes sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. Dieses
Ausgangsgarn wurde einer Falschdrahttexturiermaschine der Firma Barmag AG vom Typ-FK
5 vorgelegt und daraus einmal ein hochelastisches Texturiergarn (HE-Garn) unter Verwendung
nur eines Heizers und zum anderen ein set-Garn unter Verwendung von 2 Heizern hergestellt.
Die weiteren Arbeitsbedingungen sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt worden.
Als Drallgeber diente ein Barmag Friktionsdrallgeber, der aus 3 Sätzen von je 3 Scheiben
aus Sinterkeramik bestand.
[0031] Den Werten dieser Tabelle kann entnommen werden, daß in beiden Fällen ein leichte
Überlieferung des Garnes auf dem ersten Heizer und während des Texturierens erfolgte,
die Fäden also auf keinen Fall noch verstreckt wurden. Beim set-Verfahren wurde in
üblicher Weise eine weitere Uberlieferung des Garnes während der Behandlung in dem
zweiten Heizer durchgeführt. Zur Charakterisierung der Drallerteilung wurde das D/Y-Verhältnis
angegeben, d.h. der Quotient aus der Umfangsgeschwindkeit der Drallgeberscheiben (D
von "disc") und der Lineargeschwindigkeit des Garnes (Y von "yarn"). Ein weiterer
angegebener Verfahrensparameter ist die Spannung der Fäden vor dem Drallgeber (F1)
und nach dem Drallgeber (F
2). Als Maßeinheit für diese Spannungsmessungen wurde (cN) gewählt.

[0032] Aus der Tabelle und den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, daß bei der Texturierung
auch bereits verstreckter Garne der Reflexionswert bei 45° um mehr als 40 % abnimmt
gegenüber dem nichtgekräuselten Material. Figur 2 zeigt die Reflexionswerte des Ausgangsmaterials
(Kurve 1) und des erhaltenen HE-Garnes (Kurve 2), während in Figur 3 neben dem Ausgangsmaterial
(Kurve 1) die Reflexionswerte des erhaltenen set-Garnes (Kurve 2) in Abhängigkeit
vom Winkel gegenüber der Probenebene-wiedergegeben sind.
Beispiele 2 - 6 Vororientierungsreihe
[0033] Die folgenden Beispiele zeigen den Einfluß der Vororientierung auf die entscheidenden
Kenngrößen Profilausprägung/Glitzerwirkung und 200°C-Thermoschrumpf.
[0034] Als Einsatzgarne dienten Polyethylenterephthalat-Multifilamente, die mit Aufwickelgeschwindigkeiten
von 3000 bis 4900 Meter pro Minute erhalten worden waren. Die Einzelfilamente wiesen
jeweils ein scharfkantiges Profil auf, das im Querschnitt einem gleichseitigen Dreieck
entsprach. Die weiteren Eigenschaften der Fäden und die Texturiertemperatur sind in
der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt.
[0035] Die Texturierung erfolgte an umgebauten Streckzwirnmaschinen, die mit einem Kontaktheizer
von 125 cm Länge ausgerüstet waren sowie Friktionsdrallgeber der Firma Fischer AG
mit 3 x 3 Keramikscheiben vom Typ "Kyocera" aufwiesen. Die weiteren Verfahrensbedingungen,
insbesondere auch die Oberflächentemperatur des Texturierheizers sind in der nachfolgenden
Tabelle zusammengefaßt worden, genauso wie die Prüfwerte der erhaltenen texturierten
Fäden. Zur Charakterisierung der beim Texturieren auftretenden Deformation der Profile
diente wiederum der relative Reflexionswert, der wie im Beispiel 1 beschrieben bestimmt
wurde.
[0036] Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die Reflexionswerte im Maximum, d.h. bei einem
Winkel von 45°, mit steigender Doppelbrechung der Einsatzgarne zunehmen. Besonders
gute Werte wurden zwischen 4000 und 4900 Meter pro Minute Abzugsgeschwindigkeit entsprechend
einer Doppelbrechung von 65 bis 85 x 10
-3 erhalten.
[0037] Der Thermoschrumpf sinkt dagegen mit zunehmender Orientierung der Einsatzgarne und
sinkt im erfindungsgemäßen Vororientierungsbereich auf Werte unter 10 % bei einer
Doppelbrechung von über 75
x 10
-3.
[0038]

Beispiel 7 - Temperaturreihe
[0039] Ausgangsgarne gemäß Beispiel 5 wurden simultan strecktexturiert, wobei die Temperatur
des Texturierheizers zwischen Raumtemperatur, d. h. ohne Heizer, und 160°C verändert
wurde. Die Ergebnisse der Reflexionswert-Bestimmungen sind in der Figur 4 wiedergegeben.
Kurve 1 zeigt dabei die Reflexionswerte der vororientierten Einsatzgarne, Kurven 2
- 5 die der daraus hergestellten texturierten Garne: Kurve 2 ohne Heizer - Kurve 3
bei 80°C - Kurve 4 bei 100°C und Kurve 5 bei 160°C. Hieraus ist deutlich ersichtlich,
daß der Reflexionswert unter einem Winkel von 45° als Maß für die Profilerhaltung
bei normaler Strecktexturierung auf etwa die Hälfte des Wertes für glattes, nicht
texturiertes Garn. absinkt. Bei Texturierheizertemperaturen bis zu etwa 100°C ergeben
sich dagegen Werte von etwa 75 % dieses Normalwertes. Die Wahl der Texturiertemperaturen
kann dann innerhalb der Grenzen der Erfindung entsprechend dem gewünschten Thermoschrumpf
gewählt werden. Eine Texturiertemperatur von z.B. 160°C führt zu den gewohnten, stark
voluminösen Garnen mit der gewohnten Verformung der Filamentquerschnitte zu Sechsecken.

1. Verfahren zum Herstellen texturierter Multifilamentgarne mit profilierten Filamenten,
deren fadenbildende Substanz aus hochmolekularen Polyestern besteht, durch Streckfalschdrahttexturieren,
dadurch gekennzeichnet, daß als Zuliefergarne Multifilamentgarne mit hoher Vororientierung,
die eine Doppelbrechung von mehr als 65 x 10-3 aufweisen, ohne Reduzierung der Drallzahl simultan falschdrahttexturiert und verstreckt
werden, wobei die Garne nicht mehr als 30°C über die Glasumwandlungstemperatur des
Polymeren erhitzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das simultane Strecktexturieren
ohne Einsatz einer Heizvorrichtung bei Raumtemperatur erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelbrechung
der Einsatzgarne unter 120 x 10-3, vorzugsweise im Bereich 70 bis 90 x 10-3 liegt.
4. Falschdrahttexturiertes Garn aus Polyesterfilamenten mit Dreiecksprofil, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Profilerhaltung, dargestellt als Maximalwert der Reflexionskurve,
mindestens 65 % des Wertes des glatten Zuliefergarnes beträgt und sein Thermoschrumpf
bei 200°C unter 20 %, bevorzugt unter 10 % liegt.