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Verfahren und Vorrichtung zum Deformieren eines Garnes aus synthetischen thermoplastischen Elementarfäden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Deformieren eines Garnes aus synthetischen thermoplast- schen Elementarfäden zur Erzeugung einer potentiellen Kräuselfähigkeit in demselben, welche durch
Hitzeeinwirkung auslösbar ist, wobei das von einem Vorrat kommende, laufende Garn erwärmt und ge- streckt wird.
Frischgesponnene Fäden aus synthetischen, thermoplastischen Polymeren sind nur in geringem Aus- masse orientiert und haben daher eine nur geringe Festigkeit. Zur Erhöhung der Festigkeit dieser Fasern müssen die Moleküle orientiert, d. h. parallel zur Längserstreckung des Fadens ausgerichtet werden ; die- ses Ausrichten wird durch Recken der Fäden gegebenenfalls unter Erwärmung vorgenommen. Hiebei ist es bekannt, das Recken in einem kleinen Bereich des Garnweges durchzuführen, welcher Bereich mit Hilfe thermischer oder mechanischer Einrichtungen fixiert ist. Die Fixierung oder Lokalisierung des Streckbe- reiches oder Streckpunktes wird üblicherweise unter Verwendung einer Garnbremseinrichtung ode dgl. durchgeführt, welche zwischen zwei mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten umlaufenden Walzen- paaren angeordnet ist.
Die Fäden aus synthetischen, linearen Polymeren haben auch nach dem Strecken die unangenehme
Eigenschaft, eine glatte Oberfläche zu besitzen und sind überdies gerade, im Gegensatz zu Schafwolle, deren Fasern eine rauhe, schuppige Oberfläche besitzen und deren Fasern gewellt sind. Die synthetischen
Fäden sind daher zur Erzeugung von Garnen nach den üblichen Spinnverfahren nicht sonderlich geeignet bzw. haben sie ein viel zu geringes Volumen und daher nur unbedeutende Wärmehaltigkeit und Deckkraft. Es ist daher erforderlich, die synthetischen Fäden so zu kräuseln oder zu wellen, dass sie eine Form annehmen, die ihre Verarbeitung nach den für natürliche Fasern üblichen Verfahren ermöglicht bzw. das Volumen der Fäden derart erhöht, dass ihre Wärmehaltigkeit und Deckkraft jener der aus natürlichen Fasern gesponnenen Garne gleichkommt oder diese sogar übertrifft.
Eine bekannte Einrichtung zum Kräuseln oder Wellen solcher Fäden umfasst gezahnte Walzen, die miteinander im Eingriff stehen, wobei die zu wellenden oder zu kräuselnden Fäden zwischen diesen Walzen hindurchlaufen und durch Druckkräfte die gewünschte Form erlangen.
Ziel der Erfindung ist es, ein einfaches, rasch durchzuführendes und vor allem wirtschaftliches Verfahren zum Deformieren eines Garnes aus synthetischen, thermoplastischen Elementarfäden zu schaffen, bei welchem die Fäden im gleichen Durchlauf gereckt und gewellt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Gemäss der Erfindung wird bei diesem Verfahren das mit der Verstreckspannung abgezogene Garn in noch erwärmtem Zustande einer vorübergehenden Deformierung zu einer unregelmässig gewellten Gestalt unterworfen, wobei es gleichzeitig gekühlt wird.
Ein anderes Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens ist darin gelegen, dass die Deformierung des Garnes durch wiederholtes Verformen des gleichen Garnabschnittes unter Verringerung der Garnspannung von Deformierung zu Deformierung vorgenommen wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens umfasst eineGarnliefereinrich- tung, eine Einrichtung zum Strecken und Deformieren des Garnes sowie eine Einrichtung zum Aufwickeln des Garnes ; gemäss der Erfindung umfasst die Einrichtung zum Deformieren des Garnes ein Paar von Zahnwalzen, von welchen Zahnwalzen zumindest eine eine sich gleichmässig verjüngende Oberfläche besitzt,
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; zwischenhöhen der Temperatur des Garnes vorgesehen.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Einrichtung zum Erhitzen des Garnes ein un- drehbar angeordneter, elektrisch beheizter Garnstreckstift.
Merkmal der Erfindung ist es auch, dass die Umlenkeinrichtung unter einem geringen Winkel gegen- über den Achsen der Zahnwalzen geneigt angeordnet ist, so dass das Garn, welches normalerweise mehr- mals um eine der Zahnwalzen und über die Umlenkeinrichtung läuft, in Form einer Schraubenlinie unter
Spannungsabnahme geführt ist.
Merkmale der Erfindung sind es auch, dass die Umlenkeinrichtung aus einer drehbar gelagerten Walze besteht sowie dass die Umlenkeinrichtung ein fixer Stift ist.
Weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. In dieser bedeuten : Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung der wesentlichen Teile in einer Lage, die eine Anordnung der Vorrichtung darstellt, wie sie für die Herstellung der potentiell kräuselfähigen thermoplastischen Fasern gemäss der Er- findung geeignet ist ; Fig. 2 eine Teilansicht in grösserem Massstab und in schaubildlicher Darstellung, teil- weise in axialem Schnitt, die im einzelnen die Garnbeheizeinrichtung bei der beschriebenen Vorrichtung darstellt ;
Fig. 3 ist eine teilweise Ansicht der Anordnung von zwei konischen Zahnwalzen und einer festen
Umlenk-Stange wie auch von zwei aussen miteinander kämmenden Zahnrädern, die mit den erstgenann- ten Zahnwalzen zu deren Antrieb verbunden sind. Fig.-4 ist ein Schnitt im Aufriss, der die Zähne der
Zahnwalzen in Arbeitsstellung zeigt sowie die Zahnräder in Arbeitsstellung. Fig. 5 schliesslich ist eine schematische Darstellung der gesamten Vorrichtung in anderer Anordnung, mit welcher die gestreckten und verformten Fasern einer zusätzlichen Wärmebehandlung unterworfen werden können, um in ihnen die potentielle Kräuselfähigkeit hervorzurufen.
In der Vorrichtung gemäss Fig. 1 wird das thermoplastische, kalt reckbare Garn, welches mit 10 bezeichnet ist-aus synthetischem, linearem Polyamid - bestehend aus einem Bündel glatter und im wesentlichen paralleler Fasern, die nicht voll orientiert worden sind, von einem Garnvorrat geliefert. Da das Garn nicht völlig orientiert ist, ist es erforderlich, das zu verarbeitende Garn zu recken, um darin ein
Optimum an molekularer Orientierung zu erreichen. Der Garnvorrat kann z. B. ein Garnpaket 11 sein, welches vorher von einer üblichen Spinnmaschine abgenommen worden ist.
Während die Erfindung in erster Linie im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wird, welche sich eines derartigen Garnpaketes bedient, versteht es sich, dass dies nur zur entsprechenden Veranschaulichung dient und in keiner Weise beschränkend sein soll, da die erfindungsgemässe Vorrichtung ohne weiteres auch zur Verarbeitung kontinuierlichen Garnes verwendet werden kann, welches vorher nicht von der Anspinnwalze einer Spinnmaschine genommen worden ist.
Im Betrieb wird das Garn 10, wie dargestellt, über Kopf von der Spule 12 oder von einem andern Garnvorrat, wie einem Kötzer oder einem Kops, abgezogen. Das Garn wird in üblicher Weise über einen mit einem Vorsprung versehenen Bügel 13 geführt, welcher als einfache und unkomplizierte Spannvorrichtung dient, um eine ordentliche und gleichmässige Garnzufuhr sicherzustellen. Es ist klar, dass auch andere Spanneinrichtungen gleichfalls anstatt der dargestellten Spannvorrichtung verwendet werden können oder dass die Spannvorrichtung auch ganz wegfallen kann. Von der Spannvorrichtung oder dem Bügel 13 wird das Garn 10 durch eine Garnführung 14 geleitet, falls erforderlich, und dann den Lieferwalzen 15 zugeführt, welche das Garn von der Spule 12 abziehen und welche mit einer Drehzahl, die einer bestimmten ersten Zufuhrgeschwindigkeit entspricht. angetrieben werden.
Von den Lieferwalzen 15 ist mindestens eine positiv angetrieben. Die Walzen 15 haben parallele Achsen und wirken im Betrieb so zusammen, dass sie das zwischen ihnen hindurchtretende Garn genügend festhalten und einen Schlupf oder ein Gleiten des Garnes zwischen ihnen vermeiden.
Von den Lieferwalzen 15 wird das Garn 10 abwärts und um einen geheizten Garn-Streckstift 16 geführt, wo die hauptsächlichste Querschnittsverminderung des Garns stattfindet. Der Stift 16 ist ortsfest und bezüglich der Achsen der Lieferwalzen seitlich versetzt angeordnet. Er weist eine glatte Berührungsfläche für das Garn auf ; Einzelheiten des Stiftes sind genauer in Fig. 2 dargestellt. Nachdem das Garn entsprechend oft um den Stift 16 geführt worden ist, wird es nach abwärts und zwischen die drehbar angeordneten und in Achsrichtung parallel zueinander befindlichen Zahnwalzen 17 und 18 geführt, welche eine Vielzahl von über ihren Umfang gleichmässig verteilten und sich in Längsrichtung erstreckenden Zähnen 20 aufweisen, die in engem Abstand zueinander kämmen, wobei diese Walzen in kurzem Abstand unterhalb des Stiftes 16 angeordnet sind.
Die Walzen 17 und 18 sind an Wellen 21 bzw. 22 befestigt oder sie bilden mit diesen ein Stück. Um die genannten Zahnwalzen gleichzeitig anzutreiben, sind in Eingriff stehende
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Stirnzahnräder 23 und 24 vorgesehen, die waagrechte, parallele Achsen haben und die auf den Wellen 21 und 22 befestigt sind. Sobald die Zähne 20 ineinandertreten, wird das Garn seitlicher Beanspruchung ausgesetzt, welche an Intensität zunimmt und wieder abnimmt in dem Masse, in welchem sich das Garn der horizontalen Ebene nähert oder sich von dieser entfernt, in welcher die Achsen der Zahnwalzen liegen und wo die Zähne in die Lücken der jeweils andern Walze am tiefsten eindringen.
Nachdem es um einen
Teil des Umfanges einer der Zahnwalzen geführt worden ist, wird das Garn tangential abgezogen und so- dann um einen Teil des Umfanges einer drehbaren Walze 25 geführt, welche am Gestell gelagert und ne- ben der Walze 17 angeordnet ist. Ein Umlenkzapfen, der am Gestell starr befestigt ist, kann als gleich- wertiges Element an Stelle der Umlenkwalze 25 dienen. Das Garn 10 wird mehrmals um die Zahnwalze 17 und um die Walze 25 oder den Umlenkzapfen geführt, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Achse der Walze 25 ist unter einem kleinen Winkel gegenüber den Achsen der Zahnwalzen 17 und 18 geneigt, um eine gleich- mässige Verteilung der einzelnen Garnwindungen über die Länge der Walzen 17, 18 sowie eine Vorwärts- bewegung der Garnwindungen in Achsrichtung der Walzen 17 und 25 sicherzustellen und um Überlagerun- gen der Garnwindungen zu verhindern.
Mit andern Worten ausgedrückt, bildet das um die Zahnwalzen und die Umlenkwalze geführte Garn eine flachgedrückte Schraubenlinie, deren Windungen sich im Abstand voneinander befinden. wobei sich das Garn während der Drehung der Zahnwalzen 17 und 18 entlang der
Zahnwalze 17 von deren innerem zu deren äusserem Ende bewegt.
Durch geeignete Einstellung der Umlenkwalze 25 od. dgl. gegenüber den Zahnwalzen 17 und 18 wird das sich bewegende Garn periodisch zwischen den Zahnwalzen verformt und von ihnen wieder freigegeben, u. zw. nach einem zufälligen oder vorbestimmten Schema. Wenn ein zufälliges Verformen erfolgt, bilden jene Teile der Fasern, welche die Bögen der Wellungen bilden, die bei der ersten Verformung entstanden sind, normalerweise nicht mehr die Bögen der später erzeugten Wellungen, wodurch Formänderung und Deformierung, die während des Verfahrens entstehen, willkürlich herbeigeführt werden. Es ist weiters klar, dass die Temperatur, mit welcher das Garn zwischen die Zahnwalzen eingeführt wird, sich zunehmend vermindert, wenn sich das Garn in Längsrichtung auf der Walze 17 vorwärtsbewegt.
Anders ausgedrückt, wenn das Garn wiederholt zwischen den Zahnwalzen 17 und 18 hindurchgeführt wird. ist die Temperatur, bei welcher die erste Verformung durchgeführt wird, höher als bei den darauffolgenden Verformungen des Garnes zwischen den genannten Walzen. Sodann wird das Garn, welches die äusserste Windung bildet, nach abwärts durch die Garnführung 26 od. dgl. geleitet, wenn es erforderlich ist, welche unterhalb der Zahnwalzen in geeigneter Weise und Lage angebracht ist.
Das Garn wird dann in üblicher Weise mit Hilfe einer Einrichtung zur Herstellung von Garnpaketen aufgenommen. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird das Garn 10 von einer Ringzwirnmaschine aufgenommen. welche allgemein mit 27 bezeichnet ist und eine Spule 28 aufweist, die mittels eines Riemens 30 in üblicher Weise angetrieben werden kann, um einen mit 31 bezeichneten Garnvorrat aufzunehmen. Die Zwirnmaschine besitzt weiters einen auf-und abbewegten Spinnring 32, der einen Ringläufer 33 trägt, welcher frei um die Spule 28 rotiert, wenn das Garn in gewünschter Menge abgespult und auf die Spule aufgewunden wird.
Es kann wünschenswert sein, wenigstens einer der Zahnwalzen eine kegelige oder sich gleichmässig verjüngende Form zu geben. wie dargestellt. unter Aufrechterhaltung der achsparallelen Stellung derselben, um eine gleichmässigere Arbeitsweise sicherzustellen und unter anderem ein mögliches Verklemmen der Räder als Folge des Reissens des Garnes 10 zu verhindern. Wenn also ein Reissen des Garnes eintritt, so hat dieses die Tendenz. sich entlang der Walze nach aussen zu bewegen, anstatt vielleicht darauf angesammelt und verfilzt zu werden. Wenn die Zahnwalzen 17 und 18 kegelige Form aufweisen und sich das Garn in Längsrichtung entlang dieser Walzen in Richtung der Verjüngung bewegt, dann vermindert sich das Ausmass, in welchem das Garn gewellt wird (von der normalerweise geraden Gestalt), während die "Frequenz" der Wellungen die gleiche bleibt.
Daher ergibt sich als Folge der Verwendung von kegeligen Zahnwalzen, dass das Garn einer verminderten Spannung zwischen jedem aufeinanderfolgenden Durchgang zwischen den Walzen ausgesetzt ist. Bei kegeliger Gestalt haben die Zahnwalzen Kegelstumpf-anstatt Zylinderform, Es versteht sich, dass die verminderte Spannung auch mit andern Mitteln erzielt werden kann.
Mit einer erfindungsgemässen Einrichtung kann Garn aus synthetischen, linearen Polyamiden in einem Zugverhältnis zwischen l, l : l, 0 und fi, 0: 1, 0 gestreckt und verformt werden, was ohne Schwierigkeiten mit Garndurchsatzgeschwindigkeiten bis zu 920 m/min und auch mehr stattfinden kann.
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stift ist nicht drehbar und vorzugsweise in der in Fig. 1 gezeigten Stellung angebracht. Für die Erzielung der besten Ergebnisse ist der Querschnitt des Streckstiftes vorzugsweise kreisförmig ; er kann aber auch
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elliptisch sein oder eine andere geeignete Querschnittsform haben.
Da das Garn 10 reibungsschlüssig mit der Oberfläche des Stiftes in Verbindung steht, während es um ihn herumwandert, ist die Oberfläche der Garnberührungsfläche des Stiftes besonders glatt oder mässig glatt für die Erzielung der besten Ergebnisse.
Der Stift besteht aus einem mechanisch hochabriebfesten Material. Der Garnstreckstift 16 kann aus einer Vielzahl von abriebfesten Materialien bestehen, einschliesslich rostfreiem Stahl, chromplattiertem Stahl, Aluminium, einem keramischen Material od. dgl. Vorzugsweise wird er aus Aluminium hergestellt, das mit Aluminiumoxyd oder gesintertem Wolframkarbid heissplattiert ist, welche Materialien äusserst abriebfest sind und bei den angewendeten Temperaturen befriedigend arbeiten. Der Streckstift 16 ist mit Heizeinrichtungen 35 versehen, so dass das um ihn herumwandernde Garn auf eine vorbestimmte erhöhte Temperatur erwärmt wird.
Das Beheizen des Streckstiftes kann auf geeignete Weise, z. B, mit Hilfe einer darin befindlichen erhitzten Flüssigkeit oder einer elektrischen Widerstandsheizung, bewirkt werden, welche letztere im Hinblick auf die leichte Handhabung bevorzugt wird. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, einen Streckstift mit Hochfrequenzheizeinrichtungen zu versehen. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Stift mit einem elektrischen Heizelement 35 versehen, wobei die elektrische Energie durch Leitungen 36 zugeführt wird, die einen Anschluss 37 zur Verbindung mit einer Stromquelle aufweisen. Das Heizelement kann in dem Stift eingebettet sein, wie dargestellt, oder einen Teil einer entfernbaren Hülse oder eines Einsatzstückes bilden.
Während für den Durchmesser des Stiftes 16 keine theoretische Grenze besteht, ist es vom praktischen Standpunkt doch wünschenswert, innerhalb eines vernünftigen Bereiches zu bleiben.
In Fig. 3 ist ein Gestell 38 od. dgl. gezeigt, welches für die entsprechende Lagerung der Wellen 21
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Drehungzusammenwirken, um eine axiale Bewegung der Wellen zu verhindern. Die Zahnwalzen 17 und 18, zusammen mit einem Paar von Stirnrädern 23 und 24, sind auf den Wellen 21 und 22 befestigt, wobei die genannten Teile bei 42 und 43 unverrückbar miteinander verbunden sind. Wenigstens eine der Wellen wird von einem geeigneten Antriebsmechanismus angetrieben, so z. B. von einem Elektromotor 22 (wie dargestellt) oder von einem Getriebe, von Riemen u. dgL
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kommen die Zahnräder 23 und 24 während des Betriebes in gegenseitige Berührung, während die in Längsrichtung auf den Zahnwalzen 17 und 18 verlaufenden Zähne nahe beieinander liegen, sich jedoch nicht berühren.
Um wirksam zu sein, wird der seitliche Druck, der auf das zwischen den Walzen 17 und 18 durchgehende Garn einwirkt, um es zu wellen, im wesentlichen auf den Kämmen der Zähne 20 ausgeübt und nicht in den zwischenliegenden Lücken, Dies wird durch geeignete Wahl von Höhe und Flankenform der Zähne erreicht. Die Amplitude der in dem Garn gebildeten Wellungen ergibt sich in Abhängigkeit von der Höhe der Zähne 20, wie auch durch das Ausmass, in welchem die Zähne in die Zahnlücken der andern Walze eindringen. Die Frequenz der Wellungen, d. h. die abwech-
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Zähne, die auf einem gegebenen Umfangsteil der Zahnwalzen 17 und 18 angeordnet sind.
In Fig. 5 ist eine vollständige Garnbehandlungsvorrichtung dargestellt, welche dem Garn eine potentielle oder latente Kräuselfähigkeit zu verleihen vermag. Bei dieser Vorrichtung wird thermoplastisches, kontinuierliches Fasergarn 10, welches nicht völlig orientiert ist, von einem Garnpaket 11 abgezogen, u. zw. über Kopf einer Spule 12 oder eines andern Garnhalters. Das Garn wird über den Nasenbügel 13 und durch ein Führungsöhr 14 geführt, wonach es durch das Lieferwerk geführt wird, das mit 45 bezeichnet ist und welches aus einer Mitlaufwalze 46 mit einem Gummiüberzug, einer Umlenkwalze 47 und einer angetriebenen Lieferwalze 48 besteht. Der Hebel 50 trägt an seinem freien Ende die Walze 46 und ist mit seinem ändern Ende im Punkt 51 gelagert, so dass die Walze 46 um 51 verschwenkt werden kann.
Die Schraubenfeder 52 ist mit ihrem einen Ende festgelegt und ruht mit ihrem andern Ende auf dem Hebel 50 auf, um die Walze 46 gleichmässig in Reibungsberührung mit der Walze 48 zu bringen. Das Garn wird schraubenförmig um die angetriebene Lieferwalze 48 und die Umlenkwalze 47 geführt und berührt dann die Heizplatte 49, deren Oberfläche stationär ist und durch innen angeordnete elektrische Heizeinrichtungen auf geeigneter Temperatur gehalten wird. Die Anzahl der Garnwindungen um die Walzen ist ausreichend, um ein Schlüpfen des Garnes im Lieferwerk 45 zu verhindern.
Das Garn wird sodann zwischen den Zahnwalzen 17 und 18 hindurchgeführt, welche gewöhnlich mit grösserer Umfangsgeschwindigkeit in Drehung versetzt werden, als die Umfangsgeschwindigkeit der angetriebenen Walze 48 beträgt, so dass das Garn zwischen dem Lieferwerk und den Zahnwalzen gereckt wird ; das gereckteGarn wird in Schraubenwindungen über die Walze 17 und die Umlenkwalze 25 geführt.
Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird das gereckte und verformte Fasergarn einer letzten Wärmebehandlung in einem heissen, wässerigen Medium unterworfen, wie Dampf, oder in trockener Hitze, oder durch beide Massnahmen, u. zw. in entspanntem oder praktisch spannungslosem Zustand. Dieser
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vorstehend erwähnte Verfahrensschritt ruft die potentielle Kräuselung, die dem Garn durch die vorgängige Behandlung verliehen wurde, hervor, führt gleichzeitig zur Verfestigung der so erzeugten Kräuselung und verleiht so dem Garn eine verbesserte, aufgelockerte Struktur, gekräuselte Form und Dehnbarkeit. Wie dargestellt, wird das Garn auf eine Transporteinrichtung 53 fallen gelassen, z. B. auf ein endloses, angetriebenes Band.
Zur wirkungsvolleren Verfahrensführung kann das Garn auf ein derartiges Band mit Hilfe eines nicht dargestellten, in Querrichtung angeordneten Auflegegliedes in Zickzackform aufgelegt werden. Es können natürlich auch andere Vorrichtungsanordnungen verwendet werden, um das Garn einer erhöhten Temperatur auszusetzen, während es unter geringer oder keiner Spannung steht. Das Garn wird ohne übermässige Streckung gekühlt. Dies kann erfolgen, indem das Garn ohne unerwünschten Zug eine kurze Strecke durch die Luft wandern gelassen wird. Übermässiger Zug muss vermieden werden, weil dadurch die Kräuselung zerstört werden kann. Danach wird das Garn in geordneter Form aufgenommen. Wie dargestellt, legt eine quer angeordnete Führungseinrichtung 56 das behandelte Garn auf die Oberfläche einer Spule 57, die von einer Walze 58 angetrieben wird, um ein Garnpaket 60 zu bilden.
Es ist klar, dass dieGeschwindigkeit der Garnaufnahmespule 57 mit der Zufuhrgeschwindigkeit des Garns zur Einrichtung 53 entsprechend abgestimmt sein muss, so dass unzulässige Zugbeanspruchungen und unerwünschte Garnanhäufung auf der Einrichtung 53 vermieden werden.
Es wurde gefunden, dass Fasergarn aus einem thermoplastischen Polymermaterial, welches nicht voll- ständig orientiert ist, in vorteilhafter weise behandelt werden kann, um es potentiell kräuseltähig und leicht in ein Garn umwandelbar zu machen, welches eine erhöhte Elastizität oder Dehnbarkeit sowie ein erhöhtes Volumen aufweist ; dies wird auf eine praktische, schnelle und wirtschaftliche Weise erzielt. Insbesondere umfasst das erfindungsgemässe Verfahren zunächst die Anordnung eines Vorrats von nicht voll- ständig orientiertem, kontinuierlichem Fasergarn, u. zw. von Einzelfasem oder Faserbündeln, welche keine oder nur geringe Verzwirnung aufweisen und wobei die Fasern aus synthetischem, linearem Polyamid bestehen.
Das Garn wird kontinuierlich durch eine Reckzone geführt, worin die Fasern auf erhöhte Temperatur gebracht werden, indem man sie z. B. um einen beheizten Streckstift oder über eine beheizte
Platte führt, die in der genannten Zone angeordnet sind. Unmittelbar nach dem Verlassen der Reckzone werden die Fasern zu einer gewellten Gestalt verformt, die abwechselnd Erhöhungen und Vertiefungen aufweist, wobei sie gleichzeitig gekühlt werden, indem man sie durch die Eingriffszone von Zahnwalzen hindurchleitet, deren Zähne sich in geringem Abstand voneinander befinden. Die Fasern werden intermittierend wiederholt zu gewellter Gestalt verformt, während sie wiederholt und entsprechend oft zwischen den Zahnwalzen durchlaufen, wobei die jeweils nächste Verformung bei etwas niedrigerer Temperatur als die vorhergegangene erfolgt.
Wenn kegelförmige Zahnwalzen verwendet werden, dann ist die Zugspannung, der das Garn zwischen jedem Durchlauf ausgesetzt ist, von Durchlauf zu Durchlauf geringer. Das Garn, welches sodann eine merkliche potentielle Kräuselfähigkeit besitzt, wird anschliessend aufgewickelt. Eine zusätzliche Verfahrensstufe, bei welcher die Kräuselung hervorgerufen wird. umfasst eine weitere Wärmebehandlung des Garnes, während es sich im entspannten Zustand befindet.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist auf eine Vielzahl kontinuierlicher Fasergarne anwendbar, wobei die Bedingung besteht, dass das Garn aus einem thermoplastischen, faserbildenden Kunststoff besteht und durch Ziehen gereckt werden kann und sodann eine erhöhte Molekularorientierung entlang der Faserachse aufweist. Die Garne können aus diesem Kunststoff nach bekannten Verfahren hergestellt werden, einschliesslich dem Auspressen aus der Schmelze, Nassspinnverfahren und Trockenspinnverfahren. Beispiele für faserbildende synthetische Polymere, welche zu den thermoplastischen faserbildenden Kunststoffen gehören, sind z. B. Polyäthylen, Polypropylen, Polyurethan, Copolymere aus Vinylacetat und Vinylchlorid, Copolymere aus Vinylidenchlorid und einem kleinen Anteil monoolefinischer Verbindung, die damit copolymerisiert werden kann, wie z. B.
Vinylchlorid ; Homopolymere von Acrylnitril, Copolymere von Acrylnitril und einem kleinen Anteil von wenigstens einer damit copolymerisierbaren Verbindung und Polymermischungen, enthaltend Acrylnitril in gebundener Form als Hauptanteil, Copolymere von Vinylchlorid und Acrylnitril ; lineare Polyester von aromatischen Dicarbonsäuren und Dihydroverbindungen, wie Poly- äthylenterephthalat und der Polyester, der sich von Terephthalsäure und bis-1. 4- (Oxymethyl) -cyc1ohexan ableitet ; lineare Polycarbonsäureamide, wie z. B. Polyhexamethylenadipamid, Polyhexamethylensebacinsäureamid, polymere Monoamino-Monocarbonsäuren, wie polymere 6- Aminocapronsäure u. a. faserbildende thermoplastische Polymere.
Gemische derartiger faserbildender thermoplastischer Polymere können gleichfalls verwendet werden. Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders für die Behandlung von Garn aus Polyamiden geeignet, einschliesslich Polyamid 66, Polyamid 4, Polyamid 6, Polyamid 610, Polyamid 11 und ihre faserbildenden Copolymeren, wie Polyamid 6/66, Polyamid 6/610/66, Polyamid 66/610 usw.
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Behandlung von der Spule abgezogen, indem es durch ein Paar von positiv angetriebenen Führungswalzen geleitet wurde, wobei die Abziehgeschwindigkeit etwa 91 m/min betrug. Von den Führungswalzen wurde das Garn zu einem Streckstift und einmal um diesen herumgeführt, wobei das Garn einen schraubenförmigen Weg beschrieb.
Die Oberflächentemperatur des Stiftes wurde auf 2100C gehalten, u. zw. mit Hilfe einer elektrischen Heizeinrichtung, die innerhalb des Stiftes angeordnet war. Die Temperatur wurde mit
Hilfe eines Temperaturfühlers bzw. Thermostaten geregelt. Das Garn wurde zwischen zwei Zahnrädern durchgeführt, die miteinander kämmen, deren Zähne einander aber nicht berührten. Die Räder wurden gleichmässig mit einer solchen Geschwindigkeit angetrieben, dass das Garn zwischen den Lieferwalzen und dem Verlassen der Zahnräder um 400% gereckt wurde. Das Garn wurde noch weitere dreimal durch die Räder durchgeführt ; vor jedem Durchgang wurde es um eine im Abstand angeordnete Rolle geführt. Dar- auf wurde das Garn von einer üblichen Ringzwirn-Einrichtung aufgenommen.
Aus dem so behandelten Garn wurde ein Teppich hergestellt. Der Teppich wurde überhitztem Dampf bei einer Temperatur von 1300C ausgesetzt, wodurch die dem Garn innewohnende, potentielle Kräuselfähigkeit hervorgerufen wurde. Der fertige Teppich hatte flaumigen, aufgelockerten Griff und bot einen ansprechenden Anblick.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass die Erfindung zahlreiche Vorteile bietet. Das Verfahren führt zur Herstellung von Garnen, welche das erwünschte Volumen besitzen und ist in weitem Umfang für die Herstellung derartiger Garne aus einer Vielzahl von kalt reckbaren Fasern aus thermoplastischen Kunststoffen anwendbar. Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Verarbeitung von kontinuierlichen Fasern, z. B. aus synthetischen, linearen Polyamiden, welche mit hoher Geschwindigkeit und hohem Wirkungsgrad betrieben werden kann, erfordert für ihre Bedienung nur geringe Aufmerksamkeit. Konstruktion und Anordnung der Vorrichtung ermöglichen es, mit nur geringen Kosten vorhandene Textilbearbeitungseinrichtungen, wie eine für das Verarbeiten von solchen Polyamiden geeignete Zwirnmaschine in eine Vorrichtung der beschriebenen Art umzuwandeln.
Durch verhältnismässig geringe Modifikationen kann die erfindungsgemässe Vorrichtung für die Herstellung von Garn sowohl niedriger wie auch hoher Kräuselfähigkeit eingerichtet werden. Die dem behandelten Garn innewohnenden Eigenschaften sind derart, dass sie den daraus hergestellten gewebten, nicht gewebten oder gewirkten Erzeugnissen zahlreiche erwünschte Eigenschaften verleihen. Garne, die aus Fasern mit nicht kreisförmigen Querschnitten erzeugt und erfindungsgemäss verarbeitet worden sind, haben eine erhöhte Elastizität und verbesserte Deckkraft, die sie überaus geeignet für die Herstellung von Decken, Teppichen u. dgl. macht.
Der Ausdruck "Garn" wird hier sowohl in bezug auf mehrfädige als auch auf kontinuierliche einfädige Erzeugnisse verwendet. Viele verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind denkbar, ohne den Rahmen des Erfindungsgedankens zu verlassen. So ist z. B. in der Zeichnung eine Garnbehandlungseinheit dargestellt ; es ist jedoch klar, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung mit einer Vielzahl von identischen Garnbearbeitungseinrichtungen über ihre gesamte Länge versehen werden kann oder dass sie zwei Reihen, mit ihrer Rückseite zueinander gekehrt, aufweisen kann. Darüber hinaus können neuartige Effekte verschiedener Art dem Garn verliehen werden, u. zw. durch gleichmässige oder ungleichmässige Veränderungen der Garngeschwindigkeit und der Zugbeanspruchung.
Ausserdem kann ein nicht gerecktes Garn
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thermoplastischem Material zusammen mit einem gereckten Garn oder mit einem GarnPATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Deformieren eines Garnes aus synthetischen thermoplastischen Elementarfäden zur Erzeugung einer potentiellen Kräuselfähigkeit in demselben, welche durch Hitzeeinwirkung auslösbar ist, wobei das von einem Vorrat kommende, laufende Garn erwärmt und gestreckt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Verstreckspannung abgezogene Garn in noch erwärmtem Zustande einer vorübergehenden Deformierung zu einer unregelmässig gewellten Gestalt unterworfen wird, wobei es gleichzeitig gekühlt wird.