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Verfahren zur Herstellung eines haltbaren Wickels aus Polyamidgarn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines haltbaren Wickels aus Polyamidgarn, der einen zylindrischen Kern enthält.
Es ist bekannt, dass frisch gestrecktes Polyamidgarn die Tendenz hat, beim Stehenlassen allmählich in der Länge zu schrumpfen. Wenn das Garn nicht schrumpfen kann, d. h. wenn es in einer festen Länge gehalten wird, nimmt die Spannung in den Einzelfäden allmählich zu. Wenn diese Wirkung in den zu einem massiven Wickel gewickelten Garnlagen auftritt, führt sie zur Entwicklung ungeheuer starker Druckkräfte, unter denen die inneren Garnlagen des Wickels so stark zerquetscht werden, dass die Einzelfäden schrumpfen können. Die Fäden, die schrumpfen können, erhalten einen höheren Titer, einen niedrigeren Modul, eine höhere Bruchdehnung, eine verbesserte Färbbarkeit und eine geringere Kochschrumpfung als die Fäden, die festgehalten werden und daher nicht schrumpfen können. Daher treten Unterschiede in den Garneigenschaften in der Radialrichtung eines solchen Wickels auf.
Ausserdem sind infolge der Stärke der genannten Druckkräfte Wickelkerne von äusserst hoher Festigkeit erforderlich, so dass die billigen, wegwerfbaren Kerne, die gewöhnlich in der Textilindustrie verwendet werden, nicht in Frage kommen.
Beim Wickeln von gestreckten Polyamidgarn ist es üblich, eine Aufwickelvorrichtung zu verwenden, die eine Spindel aufweist, die eine Spule trägt sowie eine übliche Kombination eines Ringes mit einem Läufer, die an dem zu bildenden Wickel entlangwandert. Der übliche Wickel ist an beiden Enden verjüngt. Dies wird dadurch erzielt, dass der Querhub der Legeschiene verkleinert wird, so dass in der Nähe der Mitte des Wickels fortschreitend mehr Garn aufgewickelt wird als in der Nähe der Enden. Wickel dieser Art haben zwar viele Vorteile, z. B. die Stabilität des Wickels, die leichte Herstellung, leichte Garnabnahme u. dgl., doch sind sie den vorgenannten Schwierigkeiten besonders ausgesetzt.
Ausser den zu erwartenden Unterschieden in den Garneigenschaften in der Radialrichtung eines solchen Wickels treten auch Unterschiede in den Eigenschaften zwischen dem an den verjüngten Enden des Wickels aufgewickelten Garn (das nicht zusammengedrückt wird und daher nicht schrumpfen kann) und dem in der Nähe der Mitte des Wickels aufgewickelten Garn auf (das infolge der Druckkräfte der daraufgewickelten Garnlagen schrumpfen kann).
Wenn Garn von einem verjüngten Wickel zu einem Gewebe verwebt wird, kann der Webfehler beobachtet werden, der als Kötzerverjüngungs-Streifigkeit (pirn taper barrè) bezeichnet wird und zur Bildung von in gefärbtem und ungefärbtem Gewebe sichtbaren Streifen führt. Diese Streifigkeit kann auf Unterschiede in der Färbtiefe, auf Titerunterschiede und Unterschiede im Gewebeaufbau infolge von Schrumpfungsunterschieden im Kettgarn zurückzuführen sein. Es hat sich gezeigt, dass die Frequenz dieser Streifen mit der Periode des Hubes des Fadenführers beim Wickeln in einer Beziehung steht.
Die Messung der Restschrumpfung (Verlust an Garnlänge bei Behandlung von spannungslosen Strähnen eines solchen Garnes mit kochendem Wasser) eines von solchen verjüngten Wickeln abgenommenen Garnes hat gezeigt, dass bemerkenswerte Unterschiede in der Restschrumpfung je nach der Lage der Gamprobe im Wickel vorhanden sind. Es hat sich ferner gezeigt, dass die Frequenz der Unterschiede der Restschrumpfung mit den im Gewebe beobachteten Streifen übereinstimmt.
Ferner hat sich gezeigt, dass die Grösse der Schrumpfungsänderungen der Stärke der Streifigkeit proportional ist. Zur Erzeugung eines einheitlicheren Garnes müssen daher die Schrumpfungsunterschiede in dem Wickel verkleinert werden.
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Es ist bekannt, die Restschrumpfung von Polyamidgarn dadurch zu verringern, dass dieses Garn unter minimaler Spannung erhitzt wird, damit das Garn schrumpfen kann. Ein typisches Verfahren dieser Artist in der USA-Patentschrift Nr. 2, 199, 411 (Lewis) beschrieben,. in dem die Restschrumpfung von Polyamidgarnen durch Behandlung mit trockener Wärme von etwa 10 % auf weniger als 2 % herabgesetzt wird. Ein solches Garn hat eine kleinere Restschrumpfung, weil es vor dem Wickeln beträchtlich geschrumpft worden ist.
Diese Verfahren gestatten jedoch nicht eine Verkleinerung der Garnschrumpfungsunterschiede in dem Wickel, obwohl man annehmen könnte, dass diese Unterschiede proportional der Verkleinerung der Gesamtrestschrumpfung verkleinert werden. Das Garn zeigt eine erhöhte Empfindlichkeit gegen kleinere Spannungsunterschiede während seiner nachfolgenden Manipulation.
Es muss mit geringer Spannung aufgewickelt werden, was die Bildung und Stabilität des Wickels beeinträchtigt. Ausserdem haben aus solchen Garnen gewebte Gewebe eine verstärkte Tendenz zu einem als Schussspulenstreifigkeit bezeichneten Fehler, der durch die Spannungsänderungen verursacht wird, die beim Aufwickeln des Schussfadens auf die Schussspulen auftreten. Schliesslich führt ein solches Garn zu einer Vielzahl von Webfehlern, die allgemein als Webstuhl-Streifigkeit bezeichnet und durch die Spannungsunterschiede beim Weben verursacht werden. Infolge der erhöhten Empfindlichkeit der vorgeschrumpften Garne und der zahlreichen Einschränkungen, die infolge dieser Empfindlichkeit bei der nachfolgenden Manipulation beachtet werden müssen, werden diese Verfahren zur Herabsetzung der Restschrumpfung des Garnes als unvorteilhaft angesehen.
Es ist ferner bekannt, dass die Kräuselung, der Drall u. ähnl. Verformungen von Polyamidgarn durch eine Behandlung mit Heiz- und/oder Quellmitteln fixiert werden können. In der USA - Patentschrift Nr. 2, 307, 846 (Miles) wird vorgeschlagen, die Restschrumpfung des Garnes durch Fixieren des Garnes bei konstant gehaltener Länge herabzusetzen.
Die Restschrumpfung wird zwar durch das Fixieren tatsächlich herabgesetzt, doch wird in dem bevorzugten Verfahren nach dieser Patentschrift das Garn auf dem Wickel fixiert, was die Schrumfpungsunterschiede noch verstärkt und zu einer erhöhten Streifigkeit des Gewebes führt. Ausserdem schliessen die langen zum Fixieren des Garnes erforderlichen Behandlungszeiten die Durchführung eines solchen Verfahrens bei kontinuierlicher Arbeitsweise mit den derzeit üblichen Verarbeitungsgeschwindigkeiten aus.
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nes nur wenig Anklang gefunden.
Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung eines haltbaren Wickels aus Polyamidgarn, der einen zylindrischen Kern enthält, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das vordem Wickeln gestreck-
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einer Teilschrumfpungschen einem ersten Walzensatz und einem mit vorbestimmter geringerer Geschwindigkeit umlaufenden zweiten Walzensatz, und einer Teilfixierbehandlung, während welcher die Länge des Garnes im wesentlichen konstant gehalten wird, unterworfen wird, und sodann unter einer Zugspannung von etwa 0,05 bis 0,35 g/den unter Bildung des Wickels aufgewickelt wird. Vorzugsweise wird dabei ein vorgewickeltes gestrecktes Garn einer Teilschrumpfung von 6 bis 10 % unterworfen, während ein frisch gesponnenes, gestrecktes Garn einer Teilschrumpfung von 2 bis 6 % unterworfen wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden vorgewickelte Polyamidfäden mit Heissdampf von etwa 175 bis 2250C während weniger als etwa einer Sekunde fixiert und dann um etwa 7-9 % geschrumpft, worauf die so erhaltenen stabilisierten Fäden kontinuierlich zu einem Wickel aufgewickelt werden.
In einer andern bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden frisch gebildete Polyamidfäden während weniger als etwa einer Sekunde mit trockener Hitze von etwa 200 bis 2500C fixiert und dann um etwa 2 - 4 % geschrumpft, worauf die so erhaltenen stabilisierten Fäden kontinuierlich zu einem Wickel aufgewickelt werden.
Unter "Fixieren" wird dabei ein Verfahren verstanden, in dem das Garn der Einwirkung der Wärme ausgesetzt wird während es in seiner Länge im wesentlichen konstant gehalten wird ; dies ist daher ein Verfahren, das bei hoher Spannung durchgeführt wird. Ein extremes Fixieren bewirkt eine dauernde Orientierung der Polymermoleküle und eine erhöhte Kristallinität.
Erfindungsgemäss wird das Garn nur soweit fixiert, dass es stabilisiert wird, aber noch eine beträchtliche weitere Herabsetzung der Restschrumpfung. durch Schrumpfen ohne die übliche Verringerung des Moduls gestattet. Es ist wichtig, dass das Garn nicht vollständig fixiert wird, sondern eine gewisse Restschrumpfung behält, so dass es je nach seinem Verwendungszweck beispielsweise als Gewebe oder Gewirke durch Behandlung unter extremeren Wärme- und/oder Feuchtigkeitsbedingungen nachfixiert werden
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kann. Eine derartige Nachfixierung ist bei der Herstellung der meisten Gewebe und Gewirke wesentlich.
Der Ausdruck "Schrumpfen" ist ohne weiteres verständlich und bezeichnet ein Verfahren, in dem das Garn derEinwirkung von Wärme ausgesetzt wird, um eine geregelte Verkürzung zu bewirken. Dieses Verfahren wird daher bei niedriger Spannung durchgeführt. Das Fixieren und das Schrumpfen können auch schrittweise durchgeführt werden.
Der Ausdruck "Stabilisierung" bezeichnet hier ein aus zwei Schritten bestehendes Verfahren, in dem das Garn fixiert und nachher oder vorher einer geregelten Schrumpfung ausgesetzt wird, so dass ein Garn erhalten wird, das eine stark herabgesetzte Restschrumpfung hat, das aber durch seinen ursprünglichen oder einen erhöhten Anfangsmodul gekennzeichnet ist.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 schematisch eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäss- ssen Verfahrens, Fig. 2 die allgemeinen Umrisse eines verjüngten Garnwickels, in dem Unterschiede in der Restschrumpfung und andern Eigenschaften auftreten, Fig. 3 schematisch im Schnitt einen Ofen zur Erhitzung eines laufenden Garnstranges, Fig. 4 schematisch im Schnitt einen Mantel zur Dampfbehandlung eines laufenden Garnstranges, Fig. 5 schematisch eine Einrichtung zum Fixieren eines laufenden Garnstranges mit Dampf od. ähnl. Wärmeübertragungsmitteln und Fig. 6 eine bevorzugte Anordnung einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Fixierens und Schrumpfens.
Gemäss Fig. 1 wird ungestrecktes Polyamidgarn l von dem Winkel 2 abgezogen, tritt durch das Sauschwänzchen 3 und läuft dann in mehreren Windungen um die getriebene Einzugswalze 4 und die ihr zugeordnete Trennwalze 5 herum. In einer Ausführungsform wird Garn nicht von einem Wickel, sondern direkt von einer Spinnmaschine der Führung 3 zugeführt. Von der Einzugswalze 4 läuft das ungestreckte Garn 1 ein-oder mehrmals um einen von aussen erhitzten, nicht umlaufenden Bremszapfen 6 herum (USA-Patentschrift Nr. 2, 289, 232, Babcock) und wird bei Reibungsberührung mit dem Zapfen 6 unter der Wirkung der Streckwalze 7 und der ihr zugeordneten Trennwalze 8 gestreckt.
Die Streckwalze 7 hat natürlich eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als die Einzugswalze 4, so dass das Garn auf ein Mehrfaches seiner ursprünglichen Länge gestreckt wird. Von der Streckwalze 7 läuft das Garn um die Fixierwalze 9 und die ihr zugeordnete Trennwalze 10 herum und gelangt von dort zu der Entspannungswalze 11 und der dieser zugeordneten Trennwalze 12.
In der Zone"b"zwischen der Streckwalze 7 und der Fixierwalze, 9 ist der Ofen 17 der Fig. 3 oder eine ähnliche Einrichtung angeordnet, die nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Da die Umfangsgeschwindigkeiten der Streckwalze 7 und der Fixierwalze 9 im wesentlichen gleich gehalten werden, wird das Garn 1 bei im wesentlichen konstant gehaltener Länge den Bedingungen in dem Ofen 17 ausgesetzt. Dadurch wird das Garn fixiert.
In der Zone "c" zwischen der Fixierwalze 9 und der Entspannungswalze 11 ist ebenfalls der Ofen 17 der Fig. 3 angeordnet. Da die Umfangsgeschwindigkeit der Entspannungswalze 11 kleiner ist als die der Fixierwalze 9, wird das Garn einer geregelten Schrumpfung unterworfen, die durch den Einfluss der Atmosphäre in dem Ofen 17 beschleunigt wird.
Nach dem Umlauf um die Entspannungswalze 11 läuft das Garn 1 durch das Sauschwänzchen 13 und wird mit Hilfe des Ringes 14 und des Läufers 15 zu einem verjüngten Aufnahmewickel 16 gewickelt. Wie beim Spinnen und Aufspulen bekannt ist, wird die Spannung des auf den Wickel 16 gewickelten Garnes durch das Gewicht des Läufers 15 bestimmt.
Sowohl zum Fixieren als auch zum Schrumpfen kann die Einrichtung nach Fig. 3 verwendet werden.
Diese zeigt den mit dem Doppelmantel 18 versehenen Ofen 17. Die üblichen Heizelemente sind nicht dargestellt. Die Dauer der Behandlung des Garnes 1 unter den in dem Ofen 17 herrschenden Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen wird. durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Garnes und die
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lass 19, einem Kondensatabscheider 20 und einem Kondensatabfluss 21 versehen.
Da zum Fixieren eine längere Behandlung als zum Schrumpfen erforderlich ist, verwendet man vor- teilhaft die in Fig. 5 dargestellte Einrichtung. Bei dieserAnordnung wird das frisch gestreckte Garn 1 in mehreren Windungen um die Streckwalze 7 und die ihr zugeordnete Trennwalze 8 und weiter in den Fixierofen 22 geführt, in der das Garn in mehreren Windungen um die leerlaufenden Rollen 25 und 26 läuft.
Der Fixierofen 22 kann mit einem Einlass 23 für das Wärmeübertragungsmittel und mit einem Kondensatabfluss 24 versehen sein. Nachdem das Garn den Fixierbedingungen in dem Ofen 22 ge- nügend lange ausgesetzt worden ist, gelangt es von der leerlaufendenWalze 25 zurück zur Streckwalze 7 und der Trennwalze 8. Die Zeit, in der das Garn den in dem Ofen 22 herrschenden Fixierbedin-
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gungen ausgesetzt ist, wird durch die Bewegungsgeschwindigkeit des Garnes, den Abstand zwischen den Trennwalzen 25 und 26 und die Anzahl der Garnwindungen um die Walzen 25 und 26 bestimmt. Nach Rückkehr zu der Streckwalze 7 wird das Garn den nachfolgenden Verfahrensschritten unterworfen.
Wenn in dem Verfahren nach Fig. l die Einrichtung nach Fig. 5 verwendet wird, kann die Fixierwalze 9 und ihre Trennwalze 10 entfallen. Das Garn wird dann dadurch entspannt, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Entspannungswalze 11 um ein geregeltes Mass kleiner ist als die der Streckwalze 7. In diesem Falle wird der Ofen 17 der Fig. l zwischen der Streckwalze 7 und der Entspannungswalze 11.
Zone b-c, angeordnet.
Zu den erfindungsgemäss verwendbaren Fixier- und Schrumpfmitteln gehören Heiss-oder Hochdruck-
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Stabilisieren, d. h. zum Fixieren und Schrumpfen, von frisch gestrecktem Polyamidgarn Dampf verwendet, der sich durch hohe Wirksamkeit, Billigkeit und Ungefährlichkeit auszeichnet. Bei Verwendung von Dampf kann die Stabilisierung bei einer gegebenen Behandlungstemperatur in der kürzesten Zeit bewirkt werden, so dass kompakte Einrichtungen verwendet werden können und Raum gespart werden kann. Man kann zwar auch Satt- oder Druckdampf verwenden, doch wird Heissdampf bevorzugt. Für die meisten Polyamide sind Dampftemperaturen von 100 bis 2500C geeignet. Selbst höhere Temperaturen sind zulässig, wenn das Polyamid keinen niedrigen Schmelzpunkt hat und nicht angegriffen wird.
Infolge der kurzen Behandlungszeiten können die Dampftemperaturen in besonderen Fällen höher sein als der Erweichungspunkt des Polymers. Vorzugsweise wird zum Fixieren eine Dampf temperatur von etwa 175 bis 225 C verwendet. In diesem Temperaturbereich kann das Fixieren mit minimalen Schwierigkeiten rasch, kontinuierlich und wirksam durchgeführt werden. Die Dampftemperatur beim Schrumpfen beträgt vorzugsweise etwa 125-175 C.
Das Fixieren des Garnes erfolgt bei im wesentlichen konstanter Garnlänge. Unter "im wesentlichen konstanter Garnlänge" ist zu verstehen, dass das Garn während des Fixierens an jeder Verringerung der Länge, die es vor dem Fixieren besass, gehindert wird. Dies wird bei VerwendungderEinrichtungnach Fig. 5 oder 1 dadurch erzielt, dass die Streckwalze 7 und die Fixierwalze 9 die gleiche Umfangsgeschwindigkeit haben, sofern das Garn auf diesen Walzen im wesentlichen keinen Schlupf hat. Ein derartiger Schlupf kann ohne weiteres durch übliche Mittel, z. B. durch Klemmwalzen, Umwicklung in mehreren Lagen od. dgl. verhindert werden. Beim Fixieren in der Zone"a"der Fig. 1 ist eine mässige Längenzunahme unvermeidbar, selbst wenn die grösste Streckung auf und im Bereich des Zapfens 6 erfolgt.
Bei dieser Art des Fixierens ist daher eine Längenzunahme bis zu etwa 10 % zulässig.
Die Ergebnisse von Gleichgewichtsstudien zeigen, dass es für jedes gegebene Fixiermittel eine optimale Fixiertemperatur gibt, die, wenn sie vom Garn während des Fixierens erreicht wird, nach dem Schrumpfen des Garnes zu einer besonders guten Garnqualität führt. Wenn das Garn infolge der Verwendung einer höheren Dampftemperatur oder einer längeren Fixierzeit eine höhere Temperatur annimmt, werden keine zusätzlichen Vorteile erzielt.
Bei Verwendung von Heissdampf beträgt diese optimale Fixiertemperatur des Garnes etwa 125 C, bei trockener Wärme etwa 1800C. Aus diesem Grunde ist die Verwendung von Dampf vorzuziehen. Daher sollen die Fixierzeit-und-temperatur so gewählt werden, dass die Temperatur des Garnes während des Fixierens die optimale Fixiertemperatur erreicht, um die Vorteile der Erfindung in vollem Masse zu verwirklichen. Bei Verwendung von Heissdampf von 175 bis 2250C genügen gewöhnlich Behandlungszeiten von weniger als 1 sec. Natürlich ist die Fixierzeit von der Länge des Garnweges in demFixierofen und der Geschwindigkeit der Garnbewegung durch den Ofen abhängig. Durch Einstellung einer dieser beiden Grössen kann daher die Fixierzeit ohne weiteres bestimmt werden.
Das Garn schrumpft auch bei Raumtemperatur und normaler Feuchte, wenn genügend Zeit für die Bewegung von der Walze 9 zur Walze 11 (Fig. l) zur Verfügung steht. Bei den derzeit üblichen Ver-
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sein, um ein genügendes Schrumpfen des Garnes zu gestatten. Das Schrumpfen wird daher dadurch beschleunigt, dass das Garn erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird. Wie vorstehend erwähnt, wird dies beim Durchgang des Garnes durch den Ofen 17 (Fig. 3) bewirkt.
Das Schrumpfen wird auch durch die Anwesenheit von Feuchtigkeit beschleunigt. Aus diesem Grunde ist Dampf ein bevorzugtes Schrumpfmittel. Zur Beschleunigung des Schrumpfens kann man auch trockene Wärme verwenden, doch sind dann manchmal höhere Temperaturen erforderlich, wie nachstehend erläutert wird.
Vorzugsweise erfolgt das Schrumpfen mit Heissdampf von 125 bis 1750C ; dabei kann das Schrumpfen in weniger als etwa 1/10 sec erfolgen. Die hier für das Schrumpfen und das Fixieren angegebenen Behand-
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lungszeiten stellen die kürzesten Behandlungszeiten dar, die bei den angegebenen Bedingungen zur Erzielung der für die Erfindung charakteristischen Vorteile notwendig sind. Bei einem mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten kontinuierlichen Verfahren sind die Behandlungszeiten vorzugsweise so kurz wie möglich. Natürlich können auch längere Behandlungszeiten angewendet werden, doch ergeben sie im wesentlichen keine zusätzlichen Vorteile. Die längste Behandlungsdauer für ein bestimmtes Verfahren wird durch die Stabilitätseigenschaften des Polymers bestimmt, aus dem das Garn hergestellt worden ist.
Fig. 6 zeigt eine kompaktere und wirtschaftlichere Anordnung einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Dabei ist die Streckwalze 28 gestuft ausgebildet und hat einen im Durchmesser grösseren Teil 7 und einen im Durchmesser kleineren Teil 29. Die Trennwalze 8 arbeitet mit dem stärkeren Teil 7 der Streckwalze 28 und die Hilfstrennwalze 30 mit dem schwächeren Teil 29 der Streckwalze 28 zusammen. In dem Ofen 22 (Fig. 5) sind die leerlaufenden Walzen 25 und 26 angeordnet. Die Trennwalze 27 führt das Garn von dem stärkeren Teil 7 dem schwächeren Teil 29 der Streckwalze 28 zu. Auf dem Wege zu der Trennwalze 27 geht das Garn in der Zone"e"durch einen Dampfmantel 18 oder Ofen 22, wie er in Fig. l dargestellt ist.
Im Betrieb läuft das an dem Zapfen 6 gebremste Garn 1 in mehreren Windungen um den stärkeren Teil 7 der Streckwalze 28 und die Trennwalze 8 herum. Von dem grösseren Teil 7 der Streckwalze 28 läuft das Garn in mehreren Windungen um die leerlaufenden Walzen 25 und 26 herum und wird dadurch in der Zone"f"fixiert. Von der leerlaufenden Walze 25 läuft das Garn dann zu dem stärkeren Teil 7 der Streckwalze 28 zurück und gelangt durch den Dampfmantel 18 inder Zone"e"zu der Trennwalze 27 und läuft in mehreren Windungen um den schwächeren Teil 29 der Streckwalze 28 und die Trennwalze 30 herum, so dass es entsprechend dem Verhältnis der Durchmesser der Walzenteile 7 und 29 schrumpft. Das von dem Sauschwänzchen 13 geführte Garn wird gemäss Fig. 1 aufgewickelt.
Eine Verbesserung der Einrichtung der Fig. 6 besteht darin, dass zwischen den Teilen 7 und 29 der Streckwalze 28 ein starker, isolierter Abstandhalter vorgesehen ist. In diesem Falle kann der stärkere Teil 7 mit seiner Trennwalze 8 in einem Ofen 22 (Fig. 5) angeordnet werden. Der isolierte Abstandhalter liegt in der Ebene der Wand des Ofens 22, so dass der schwächere Teil 29 der Streckwalze 28 sich ebenso wie die Trennwalzen 27 und 30 ausserhalb des Ofens befindet.
Bei dieser Anordnung werden der Dampfmantel 18 in der Zone "e", die leerlaufenden Walzen 25 und 26 und der Ofen 22 in der Zone"f"nicht verwendet. Im Betrieb wird das Garn in dem Ofen 22 zwischen den Walzen 7 und 8 im Ofen 22 fixiert und zwischen den Walzen 27 und 29 geschrumpft.
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zusätzlich erhitzt zu werden braucht. Auf diese Weise wird das erfindungsgemässe Verfahren mitDer isolierte Abstandhalter zwischen den Teilen 7 und 29 der Streckwalze 28 hat den Zweck, zu gewährleisten, dass der Teil 29 der Streckwalze 28 im Betrieb kalt bleibt. Auch bei Verwendung der Einrichtung nach Fig. l oder einer abgeänderten Ausführungsform derselben soll die Entspannungswalze 11 kalt, d. h. etwa bei Zimmertemperatur laufen.
Andernfalls kann das Schrumpfen nicht geregelt werden, weil. Wärme von der Entspannungswalze auf das Garn übertragen wird und ein zusätzliches Schrumpfen des Garnes gestattet. Ausserdem soll sich das Garn vor dem Aufwickeln abkühlen können, damit die Einheitlichkeit der Restschrumpfung und der mechanischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt wird.
Die nachstehenden Beispiele erläutertn besondere Ausführungsformen der Erfindung.
Beispiel 1: Unter Verwendung einer Einrichtung der in Fig. l gezeigten Art wird ein 34-fädiges Poly (hexamethylenadipamid)-garn mit 514 m/min (Umfangsgeschwindigkeit der Streckwalze 7) auf einen Endtiter von 70 den gestreckt und dann kontinuierlich fixiert, geschrumpft und aufgewickelt. Unter Verwendung von Heissdampf von 200 C wird das Garn mit verschiedenen Behandlungszeiten fixiert. In dieser Versuchsreihe wird eine auf einen konstanten Wert geregelte Schrumpfbehandlung von 8 % mit Dampf von 1500 durchgeführt und das Garn mit einer Spannung von 11 g (0, 16 g/den) aufgewickelt.
Zum Fixieren wird der Ofen 22 (Fig. 5) verwendet, der in der dargestellten Weise mit der Streckwalze 7 zusammenwirkt. Daher kann die Fixierwalze 9 der Fig. l entfallen. Der Mittelabstand"d" (Fig. 5) zwischen den leerlaufenden Walzen 25 und 26 beträgt 457 mm. Da das Garn eine Geschwindigkeit von 514m/min hat, dauert jeder vollständige Garnumlauf um diese Walzen 0, 11 sec. Durch mehrere Umläufe um diese Walzen wird die Garnbehandlungszeit genau geregelt und einstellbar. Das Schrump- fen wird unter Verwendung des Ofens 17 der Fig. 3 durchgeführt, der zur Anwendung von Heissdampf
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von 150 C mit dem Mantel 18 der Fig. 4 versehen ist. Der Ofen 17 ist zwischen der Streckwalze 7 und der Entspannungswalze 11 angeordnet.
Die Umfangsgeschwindigkeit der Entspannungswalze 11 beträgt das 0,920-fache der der Streckwalze 17, so dass ein geregeltes Schrumpfen um 8 % möglich ist. Die Geschwindigkeit des Garnes in dem Ofen 17 beträgt 514 m/min, die Länge des Garnweges in dem Ofen 254 mm, so dass die Berührungszeit zwischen Dampf und Garn 0,03 sec beträgt. Das gestreckte Garn 1 gelangt von dem Zapfen 6 über die Streckwalze 7 in die Dampfkammer 22, wo das Garn um die leerlaufenden Walzen 25 und 26 herumläuft. Dann läuft es zurück zu der Streckwalze 7 und durch den Ofen 17 zu der Entspannungswalze 11 und weiter zu dem Sauschwänzchen 13'und wird wie vorstehend beschrieben aufgewickelt.
Die Tabelle I zeigt die Restschrumpfung des Garnes, die Schwankungen der Restschrumpfungundden Anfangsmodul in Abhängigkeit von dei Fixierungszeit.
Tabelle 1 1)
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<tb> Versuch <SEP> Fixierungszeit <SEP> Anfangsmodul <SEP> Restschrumpfung <SEP> in <SEP> % <SEP>
<tb> (sec) <SEP> (Mi) <SEP> Mittelwert <SEP> 2) <SEP> Axialbereich <SEP>
<tb> AA <SEP> ohne, <SEP> ohne <SEP> 29,3 <SEP> 9,8 <SEP> 1,40
<tb> Schrumpfen
<tb> (Kontrollversuch)
<tb> AB <SEP> ohne, <SEP> mit <SEP> 23, <SEP> 8 <SEP> 6,0 <SEP> 0, <SEP> 46 <SEP>
<tb> Schrumpfen4)
<tb> (Kontrollversuch)
<tb> AC <SEP> 0, <SEP> 11 <SEP> 29,9 <SEP> 6,8 <SEP> 0,55
<tb> AD <SEP> 0, <SEP> 22 <SEP> 29,9 <SEP> 6,5 <SEP> 0,30
<tb> AE <SEP> 0,33 <SEP> 30, <SEP> 1 <SEP> 6, <SEP> 4 <SEP> 0,27
<tb> AF <SEP> 0, <SEP> 44 <SEP> 31,2 <SEP> 5,6 <SEP> 0,14
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1) Versuchsgarn :
70 den, 34-fädig, fixiert und geschrumpft mit Heissdampf von 200 bzw. 150 C, um 8 ufo geschrumpft, aufgewickelt mit einer Spannung von 11 g (0, 16 g/den)
2) Mittlere Restschrumpfung des ganzen im Wickel befindlichen Garnes
3) Grösste Unterschiede der Restschrumpfung zwischen den verjüngten Enden und der zylindrischen
Mitte der Spule
4) In Heissdampf von 1500C um 101/2 ufo geschrumpft.
Nach Behandlung der Garnproben unter den in der Tabelle I angegebenen Bedingungen werden Wikkel von jeder Probe vor der Prüfung 7 Tage lang bei 23, 9 C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 72 ufo gelagert. Die Garnproben werden erhalten, indem man von dem in Fig. 2 gezeigten Wickel Garn abnimmt, bis der zylindrische mittlere Teil (B, Fig. 2) erreicht ist. Dann wird eine 130-150 cm lange Probe entnommen und ihre Länge sofort nach dem nachstehend beschriebenen Verfahren gemessen. Die Garnabnahme wird fortgesetzt, bis die äussersten Enden der Spule erreicht werden (Stelle A oder C, Fig. 2). Darauf wird eine weitere Probe von derselben Länge entnommen. Die Abnahme wird fortgesetzt, wobei fortlaufend von den Enden des Wickels und von der Längsmitte der Spule Proben entnommen werden.
Die Länge der Probe wird sofort nach ihrer Entnahme von dem Wickel bestimmt. Die Enden des Garnstückes werden miteinander verknotet. Ein Gewicht von etwa 0, 1 g/den wird in die Schleife gehängt und die Länge dieser Schleife gemessen. Nach Bestimmung der ursprünglichen Länge wird die Garnschleife etwa 20 min lang in kochendes Wasser getaucht und nach dem Herausziehen etwa 25 min lang unter einer Spannung von 0, 1 g/den getrocknet. Die Länge der abgekochten Schleife wird gemessen und die prozentuelle Schrumpfung bezogen auf die Länge der ursprünglichen Probe berechnet.
Der mit Mi bezeichnete Anfangsmodul wird als das Verhältnis der Veränderung zwischen Spannung und Dehnung in dem ersten angemessen linearen Teil einer Spannungs-Dehnungs-Kurve definiert. Dieses
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Verhältnis wird aus der Spannung, ausgedrückt entweder in Kraft pro Einheit der linearen Dichte oder in Kraft pro Flächeneinheit des ursprünglichen Prüflings, und der Dehnung, ausgedrückt entweder als Bruchteil oder in Prozent der ursprünglichen Länge, berechnet.
Wenn die Dehnung in Prozent ausgedrückt wird, ist der Modul das 100fache des Quotienten aus
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dul bei l berechnet.
In beiden Fällen ist der Faktor 100 eine Konstante zur Umwandlung des Moduls in g/den in eine ganze Zahl. Bei der vorliegenden Arbeit wird der Modul von Spannungs-Dehnungs-Kurven für das Garn ermittelt, die mit dem Instron-Zugprüfer (Modell TTB, geliefert von der Instron Engineering Corp. in Quincy, Massachusetts, USA), erhalten wurden, der das Garn mit konstanter Dehnungsgeschwindigkeit streckt. Aus der Spannungs-Dehnungs-Kurve wird die Neigung des ersten geradlinigen Teiles graphisch ermittelt und der Modul als das 100fache der Steilheit geteilt durch den Titer der Probe berechnet. Vor der Prüfung wird das ganze Garn 7 Tage lang bei 23, 9 C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von zo gelagert. Diese Messungen sind bis auf etwa 0,5 g/den genau.
Die Prüfung AA zeigt typische Ergebnisse für Garn, das in der üblichen Weise ohne Fixieren oder Schrumpfen gestreckt worden war. Dieses Garn ist durch einen hohen Anfangsmodul, eine hohe mittlere Restschrumpfung und hohe Restschrumpfungsunterschiede gekennzeichnet. Unter den Bedingungen des Versuches AA geht das Garn von der Streckwalze 7 an der Fixierwalze 9 und der Entspannungswalze 11 vorbei direkt zu einer Aufwickelvorrichtung 13 - 15 (Fig. l).
Beim Versuch AB wird das Garn ohne vorheriges Fixieren um 10 1/2 o geschrumpft ; es geht an der Fixiereinrichtung der Fig. 5 vorbei. Im übrigen sind die Bedingungen dieselben wie im Versuch AA. Bei dem Versuch AA werden zwar die Restschrumpfung des Garnes und der Restschrumpfungsbereich herabgegesetzt, doch ist diese Herabsetzung mit einer Herabsetzung des Anfangsmoduls verbunden, so dass ein
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handlungszeiten fixiert. In allen Fällen bleibt der Anfangsmodul hoch und werden die mittlere Restschrumpfung und der Restschrumpfungsbereich fortschreitend herabgesetzt. In dem optimalen Versuch AF wird ein aussergewöhnlich einheitliches Garn erhalten. Man kann annehmen, dass in dem Versuch AF das Prüfgarn die optimale Fixiertemperatur von 1250C erreicht hat, da als Fixiermittel Heissdampf verwendet wird.
Durch eine weitere Verlängerung der Fixierzeit wird die Einheitlichkeit des Garnes nur geringfügig verbessert.
Die Garne der vorstehenden Versuche AA, AB und AE werden hinsichtlich der maximalen Streckspannungsunterschiede zwischen den verjüngten Enden und der zylindrischen Mittel verglichen. Die Streckspannung ist ein Mass der Spannung in g, die bei einer bestimmten Streckung in einem Garn entwickelt wird und ermöglicht die Bestimmung der Einheitlichkeit bestimmter Garneigenschaften wie des Moduls und des Titers in dem Wickel.
Die Streckspannung ist ein Mass der Einheitlichkeit des Moduls bei konstantem Titer und umgekehrt ein Mass der Einheitlichkeit des Titers bei konstantem Modul. In den vorliegenden Beispielen wird die Streckspannung bei einer Dehnung von 4 % gemessen. Diese Bewertung kann an kurzen Garnproben durchgeführt werden, die dem Wickel an verschiedenen Stellen entnommen werden, oder die Messungen können kontinuierlich erfolgen, wobei der Maximalunterschied zwischen den verjüngten Enden und der zylinrischen Mitte aufgezeichnet wird.
Zur kontinuierlichen Messung der Streckspannung wird das Garn einem konditionierten (7 Tage bei 750 F, 72 % relative Luftfeuchtigkeit) Wickel entnommen und von einer Einzugswalze um eine Hysteresisbremse (Modell 0-10 g, geliefert von General Electric Co.) geführt, um eine konstante Spannung während des Garneinzuges zu gewährleisten. Dann wird das Garn durch einen Zim- mer-Zugmesserkopf (geliefert von der Firma Hans J. Zimmer, Frankfurt am Main, Deutschland) geführt und schliesslich mit Hilfe einer gestuften Streckwalze um 4 % gestreckt. Die Streckspannung in g wird kontinuierlich aufgezeichnet. Aus dieser Aufzeichnung wird der grösste Unterschied zwischen den verjüngten Enden und der zylindrischen Mitte bestimmt.
Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der Tabelle II aufgezeichnet.
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Tabelle II
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<tb> Prüfgam <SEP> Streckspannung
<tb> Grösster <SEP> Unterschied <SEP> zwischen <SEP> den
<tb> verjüngten <SEP> Enden <SEP> und <SEP> der
<tb> zylindrischen <SEP> Mitte
<tb> AA <SEP> 19
<tb> AB <SEP> 12
<tb> AE <SEP> 3,5
<tb>
Die Ergebnisse der Tabelle II zeigen die deutliche Verbesserung hinsichtlich der Einheitlichkeit der mechanischen Eigenschaften bei den erfindungsgemässen Garnen. Das unbehandelte Garn (Versuch AA) zeigt die für die bekannten Garne typischen starken Schwankungen in den Eigenschaften. Diese Schwankungen werden zwar durch eine Schrumpfbehandlung (Versuch AB) verringert, doch ist diese Verbesserung mit einer unerwünschten Herabsetzung des Anfangsmoduls (Tabelle 1) verbunden.
Erfindungsgemäss hergestelltes Garn (Versuch AE) zeigt dagegen eine Verbesserung der Einheitlichkeit der mechanischen Eigenschaften um mehr als das Fünffache unter Aufiechterhaltung des Anfangsmoduls (Tabelle I). Mit dem Garn der Prüfung AE hergestellte Gewebe haben eine aussergewöhnliche Einheitlichkeit und Streifenfreiheit.
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Schrumpfen um 8 % mit Heissdampf von 1500C. Wie in der Ringspinnerei bekannt wird die Aufwickelspannung durch Veränderung des Gewichtes des Läufers 15 abgeändert. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle III angegeben.
Tabelle III 1)
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<tb>
<tb> Versuch <SEP> Wickelspannung <SEP> Anfangsmodul <SEP> Restschrumpfung <SEP> Streckspannung
<tb> g/den <SEP> g/den <SEP> % <SEP> grösster <SEP> Unterschied <SEP> zwischen
<tb> Ende <SEP> und <SEP> Mitte
<tb> BA <SEP> 2) <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP> 28,0 <SEP> 9,4 <SEP> 19,0
<tb> BB <SEP> 0,26 <SEP> 28,0 <SEP> 6,3 <SEP> 6,0
<tb> BC <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP> 27,0 <SEP> 6,2 <SEP> 3,5
<tb> BD <SEP> 0,07 <SEP> 27,4 <SEP> 5,6 <SEP> 4,6
<tb> BE <SEP> 3) <SEP> 0,07 <SEP> 22, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 8, <SEP> 0
<tb>
1) Prüfgarn : 34-fädig, 70 den, fixiert und geschrumpft mit Heissdampf von 200 bis 150 C,
Fixierzeit 0,33 sec, Schrumpfmass 8 0/0.
2) Kontrollgarn, weder fixiert noch geschrumpft.
3) Kontrollgarn, nicht fixiert, mit Heissdampf von 150 C um 10, 12 % geschrumpft.
Die Ergebnisse der Tabelle III zeigen die merkliche Verbesserung der Einheitlichkeit des erfindungsgemäss hergestellten Garnes. Es ist besonders interessant, die relative Unempfindlichkeit des Garnes der Versuche BB, BC und BD gegenüber Veränderungen der Aufwickelspannung festzustellen. Ein nur geschrumpfte Garn (Versuch BE) hat nicht nur einen kleineren Modul, sondern ist auch gegenüber der Aufwickelspannung sehr empfindlich. Die Einheitlichkeit dieses Garnes nimmt bei zunehmender Aufwickelspannung rasch ab.
Das erfindungsgemässe Garn zeigt kaum eine solche Empfindlichkeit, wird aber trotzdem bevorzugt bei Spannungen zwischen 0,05 g/den und 0,30 g/den gewickelt. Bei Wickelspannungen unter etwa 0,05 g/den werden schlechte Wickel erhalten, von denen sich das Garn leicht abschlägt. Die optimale
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Spannung zum Aufwickeln von erfindungsgemäss behandeltem Garn beträgt etwa 0,16 g/den ; dies ergibt ausgezeichnet ausgebildete Wickel von hoher Stabilität. Trotz einer mässigen Nachspannung des Garnes, das auch bei erfindungsgemäss behandeltem Garn unvermeidlich ist, bleibt die Einheitlichkeit des Garnes hoch, wenn es mit Spannungen in dem angegebenen bevorzugten Bereich aufgewickelt wird.
Bei s pie 1 3 : Bei diesem Versuch wird die Fixierung nach dem Schrumpfen durchgeführt. Es wird die Einrichtung nach Fig. 1 verwendet, die jedoch derart abgeändert wird, dass das Schrumpfen zwischen der Streckwalze 7 und der Walze 9 unter Verwendung des zwischen diesen Walzen angeordneten Ofens 17 durchgeführt wird. Von der Walze 9 gelangt das Garn durch einen Dampfmantel von 457 mm Länge (Fig. 4) zu der Walze 12, die auf der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die Walze 9 gehalten wird. Die Fixierzeit in dem Dampfmantel 18 wird mit Hilfe der Gamgeschwindigkeit geregelt.
Mit Hilfe dieser Einrichtung wird ein 34-fädiges Poly (hexamethylenadipamid)-garn, das nach dem Strecken einen Titer von 70 den hat, mit Heissdampf von 200 bzw. 1500C fixiert und geschrumpft. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 9 beträgt das 0,920 fache der der Walze 7, so dass das Garn in diesem Versuch einem geregelten Schrumpfen um 8 % unterworfen wird. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle IV angegeben.
Tabelle IV 1)
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<tb>
<tb> Versuch <SEP> Fixierungszeit <SEP> Aufwickelspannung <SEP> Anfangsmodul <SEP> Restschrumpfung <SEP> in <SEP> %
<tb> (sec) <SEP> g/den <SEP> Mittelwert <SEP> Grösster <SEP> Unterschied
<tb> zwischen <SEP> Enden
<tb> und <SEP> Mitte
<tb> CA <SEP> ohne, <SEP> ohne <SEP> 0,16 <SEP> 28, <SEP> 0 <SEP> 9,4 <SEP> 1,30
<tb> Schrumpfen
<tb> (Kontrollversuch)
<tb> CB <SEP> ohne, <SEP> mit <SEP> 0,07 <SEP> 22,5 <SEP> 5,4 <SEP> 0,36
<tb> Schrumpfen2)
<tb> (Kontrollversuch)
<tb> CC <SEP> 0, <SEP> : <SEP> 13 <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP> 27. <SEP> 7 <SEP> M <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 22 <SEP>
<tb> CD <SEP> 0,88 <SEP> 0,26 <SEP> 28,6 <SEP> 5, <SEP> 6
<tb> CE <SEP> 0,88 <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP> 27,9 <SEP> 5, <SEP> 0
<tb> CF <SEP> 0,88 <SEP> 0,07 <SEP> 27,8 <SEP> 5, <SEP> 1
<tb>
1) Prüfgarn :
34-fädig, 70 den, fixiert und geschrumpft mit Heissdampf von 200 bzw. 150 C, Schrump- fen um 8 %.
2) Kontrollversuch, ohne Fixierung, mit Heissdampf von 1500C um 10 1/2 % geschrumpft.
Man erkennt, dass man auch beim Fixieren nach dem Schrumpfen ein einheitliches Garn erhält (Versuche CC-CF). Die im Beispiel 2 gezeigte relative Unempfindlichkeit dieser Garne gegenüber Verände- rungen der Aufwickelspannung geht aus den Versuchen CD-CF hervor. Eine verlängerte Fixierzeit ergibt keine merkliche Verbesserung der Einheitlichkeit (vgl. Versuch CC und CE). Das zeigt an, dass das Garn im Versuch CC fast die optimale Fixierungstemperatur von etwa 125 C erreicht hat.
Beispiel 4 : Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch unter Verwendung von trockener Wärme zur Stabilisierung durchgeführt werden. In diesem Beispiel wird das Garn wie im Beispiel 1 beschrieben und unter Verwendung der wie angegeben abgeänderten Einrichtung der Fig. l behandelt. Die Öfen 17 und 22 werden mit in sich geschlossenen elektrischen Heizelementen geheizt, so dass die Lufttemperatur in jedem Ofen etwa 450-550 C beträgt. Das Garn wird durch Konvektion und Strahlung erhitzt. Es wird Vorsorge getroffen, dass eine unbeabsichtigte Berührung des Garnes mit den hocherhitzte Flächen der Heizelemente verhindert wird.
Unter den obigen Bedingungen kann das Garn nach einer Behandlung von weniger als etwa einer Sekunde die optimale Fixierungstemperatur des Garnes erreichen, die bei Heiss-
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luft 180 C beträgt. Das Garn wird einem geregelten Schrumpfen um ein konstantes Mass von 8 % unterworfen. Diese Behandlung ergibt ein Garn, das in seiner mittleren Restschrumpfung, dem Restschrumpfungsbereich und den Unterschieden in seinen mechanischen Eigenschaften den Garnen der Versuche AE, BC und CC ähnlich ist. Der Anfangsmodul wird stets aufrechterhalten.
Beispiel 5 : Dieses Beispiel erläutert das Fixieren vor dem Schrumpfen in der Zone"a"der Fig. 1.
Unter Verwendung dieser Einrichtung wird der Dampfmantel 18 zwischen dem Zapfen 6 und der Streckwalze 7 angeordnet. Das Garn wird an der Fixierungswalze 9 vorbeigeführt, so dass das Schrumpfen zwischen der Streckwalze 7 und der Entspannungswalze 11 erfolgt. Die Fixierzeit wird durch die Garngeschwindigkeit und die Länge des Fixiermantels 18 bestimmt.
Mit dieserAnordnung wird das Garn entsprechend den Versuchen AE und AF des Beispiels 1 gestreckt, fixiert und geschrumpft. Es werden im wesentlichen dieselben Ergebnisse erhalten.
Das Fixieren in der Zone "a" ist erwünscht, weil das Garn unmittelbar nach dem Strecken infolge der Streckwärme und-reibung noch warm ist. Daher kommt man mit kürzeren Fixierzeiten aus. Anderseits erfolgt während des Fixierens in der Zone "a" eine gewisse zusätzliche Streckung, so dass die Kontrolle des Streckvorganges geringfügig herabgesetzt wird. Das Garn kann daher mit gleicher Wirkung in der Zone "a" oder in der Zone"b"fixiert werden. Welche dieser beiden Methoden angewendet wird, hängt von den jeweiligen Bedürfnissen ab.
Beispiel 6: Nach Beispiel 1 stabilisiertes Garn wird zur Bildung eines geraden (nicht verjüngten) Wickels von ungedrehtem Garn unter Verwendung üblicher hin-und hergehender Fadenführer auf einen
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durchgeführt. Die Tabelle V zeigt die mittlere Restschrumpfung und den Bereich der Restschrumpfung in diesen Wickeln.
Tabelle V
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<tb>
<tb> Restschrumpfung <SEP> in <SEP> go <SEP> 1)
<tb> Versuch <SEP> 1) <SEP> Mittelwert <SEP> Bereich <SEP> 2)
<tb> AA <SEP> 9,8 <SEP> 1, <SEP> 60
<tb> AB <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 56
<tb> AC <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP>
<tb> AD <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 0,30
<tb> AE <SEP> 6,4 <SEP> 0,31
<tb> AF <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 23 <SEP>
<tb>
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2) Maximale Restschrumpfungsunterschiede in der
Radialrichtung des Wickels.
Die PrüfgarneAD, AE und AF zeigen wesentliche Verbesserungen der Einheitlichkeit der Restschrumpfung. Diese Verbesserung ist der Einheitlichkeit vergleichbar, die im Beispiel 1 mit verjüngten Wickeln erzielt wurde. Diese verbesserte Einheitlichkeit der Restschrumpfung bewirkt praktisch die Beseitigung von Übergangsstellen zwischen den Schussspulen. Dies ist ein Gewebefehler, der darauf zurückzuführen ist, dass bei der Herstellung der Schussspulen Schussgarn wahllos von verschiedenen Teilen des Vorratswickels verwendet wird. Bei einem stabilisierten Garn sind die Eigenschaften in dem ganzen Wickel gleich, so dass das Problem der Übergangsstellen zwischen den Schussspulen beseitigt ist.
Bei s pie 1 7 : Poly (hexamethylenadipamid) wird bei etwa 457 m/min zu einem 34-fädigenGarn 'schmelzgesponnen. Das frisch gebildete Garn wird wie im Beispiel 1 sofort gestreckt und stabilisiert. Es wird die Einrichtung nach Fig. 1 in abgeänderter Form verwendet, wobei das frisch gebildete Garn ohne Vorbehandlung (Wickeln usw.) direkt der Einzugswalze 4 zugeführt und mittels der Streckwalze 7 an dem Zapfen 6 gestreckt wird. Das gestreckte Garn wird dann in den Ofen 22 und in mehreren Umläufen um die leerlaufenden Metallwalzen 25 und 26 geführt, die zum Fixieren des frisch geformten und gestreckten Garnes einen Durchmesser von etwa 15 cm haben. In dem Fixierofen wird Heissluft verwendet.
Nach dem Fixieren gelangt das Garn nicht zurück zu der Streckwalze 7, sondern läuft zu der Entspannungswalze 11, wobei es auch an der Fixierwalze 9 vorbeigeht. Die Umfangsgeschwindig-
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keit der Entspannungswalze 11 ist kleiner als die der leerlaufenden Fixierwalze 25 und 26, so dass das Garn dazwischen um ein geregeltes Mass geschrumpft wird.
Das stabilisierte Garn wird zur Bildung eines nicht verjüngten Wickels von ungedrehtem Garn unter Verwendung eines (nicht dargestellten) hin-und hergehenden Fadenführers auf einen zylindrischen Kern gewickelt. Die Aufwickelvorrichtung kann auch mit einer Oberflächengeschwindigkeit getrieben werden, die kleiner ist als die der Entspannungswalze 11, so dass ein weiterer Schrumpfschritt erhalten wird.
Man kann die Entspannungswalze 11 auch ganz weglassen, wobei das Schrumpfen dann zwischen dem Ofen 22 und der Aufwickelvorrichtung bewirkt wird. Man kann die in Fig. 3 und 4 gezeigte Schrumpfvorrichtung zwischen dem Fixierungsofen 22 und der Entspannungswalze 11 und/oder der Aufwickel- vorrichtung verwenden, doch sind diese Einrichtungen nicht immer notwendig, wenn das Garn vom Fixieren noch genügend warm ist. Diese Varianten werden durch die Verwendung von frischgebildetem Garn ermöglicht. Die Ergebnisse dieser Stabilisierverfahren sind in der Tabelle VI angegeben. Alle Garne werden mit einer Spannung von 0,24 g/den auf den Wickel aufgewickelt. Die Fixierungszeit beträgt in allen Fällen 0, 13 sec.
Die Fixierwalze 25 und 26 laufen mit der gleichen Drehzahl, die etwas höher ist als die der Streckwalze 7, so dass zwischen der Streckwalze 7 und der ersten Fixierwalze 25 eine zusätzliche Streckung um etwa 50 % erfolgt. Der Fertigtiter des Garnes beträgt etwa 70.
Tabelle VI
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<tb>
<tb> Versuch <SEP> Fixiertemperatur <SEP> C <SEP> Schrumpfmass <SEP> Anfangsmodul <SEP> Restschrumpfung
<tb> Ofen <SEP> Walze <SEP> % <SEP> g/den <SEP> 0/0 <SEP>
<tb> DA <SEP> 1). <SEP> Raumtemp. <SEP> -- <SEP> 0 <SEP> 26, <SEP> 0 <SEP> 10, <SEP> 5
<tb> DB <SEP> 190 <SEP> 170+ <SEP> 6, <SEP> 72) <SEP> 26, <SEP> 8 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP>
<tb> DC <SEP> 210 <SEP> 180+ <SEP> 6, <SEP> 72) <SEP> 27, <SEP> 9 <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP>
<tb> DD <SEP> 240 <SEP> 200 <SEP> 6, <SEP> 52) <SEP> 27,1 <SEP> 4, <SEP> 9 <SEP>
<tb> DE <SEP> 240 <SEP> 200 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 3) <SEP> 38,0 <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP>
<tb> DF <SEP> 230 <SEP> 190+ <SEP> 4, <SEP> 04) <SEP> 34, <SEP> 6 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
1) Kontrollgam, weder fixiert noch geschrumpft
2)
Geschrumpft zwischen dem Ofen 22 und der Aufwickelvorrichtung (keine Entspannungswalze) , 3) 2 Ufo geschrumpft zwischen dem Ofen 22 und der Walze 11, 1 Ufo geschrumpft zwischen der
Walze 11 und der Aufwickelvorrichtung.
4) 3 Ufo geschrumpft zwischen dem Ofen 22 und der Walze 11 (mit Sattdampf unter atmosphä- rischem Druck), 1 Ufo geschrumpft zwischen der Walze 11 und der Aufwickelvorrichtung.
Die-Einheitlichkeit der Garne DC, DD und DF ist ausgezeichnet, ebenso die des Garnes DE wegen seines aussergewöhnlichen hohen Anfangsmoduls.
Beispiel 8 : Ausgewählte Garne der vorhergehenden Beispiele wurden zu Taftgeweben mit Lein- - wandbindung 104 x 76 verwebt. Gewebeproben wurden bei indirekter Beleuchtung betrachtet und das Vorhandensein von durch die Kötzerverjüngung und die Schussspulen verursachten Streifen, Kettstreifen usw. festgestellt. Die Ergebnisse dieser Beobachtungen sind in der Tabelle VII angegeben.
<Desc/Clms Page number 12>
Tabelle VII
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<tb>
<tb> Gruppe <SEP> Garnkennzeichnung <SEP> Aussehen <SEP> des <SEP> Gewebes
<tb> 1 <SEP> Weder <SEP> fixiert <SEP> noch <SEP> Schuss <SEP> : <SEP> Starke <SEP> Kötzerverjüngungsgeschrumpft, <SEP> Ver- <SEP> Streifigkeit, <SEP> mässige <SEP> Schussspulensuche <SEP> AA, <SEP> BA <SEP> und <SEP> CA <SEP> Streifigkeit, <SEP> starke <SEP> Schussspulen- <SEP>
<tb> übergänge,
<tb> Kette <SEP> : <SEP> Starke <SEP> Kett-Streifigkeit <SEP>
<tb> 2 <SEP> Geschrumpft. <SEP> Ver-Schuss <SEP> : <SEP> Schwache <SEP> Kötzerverjüngungs- <SEP>
<tb> suche <SEP> AB, <SEP> BE, <SEP> CB <SEP> Streifigkeit, <SEP> schwache <SEP> SchussspulenStreifigkeit, <SEP> schwache <SEP> Schussspulen-
<tb> übergänge, <SEP> mässige <SEP> KurzlängenStreifen.
<tb>
Kette <SEP> : <SEP> Mässige <SEP> Kett-Streifigkeit.
<tb>
3 <SEP> Fixiert <SEP> und <SEP> ge-Schuss <SEP> : <SEP> Keine <SEP> Kötzerverjüngungs- <SEP>
<tb> schrumpft. <SEP> Versuche <SEP> Streifigkeit, <SEP> keine <SEP> SchussspulenAD-AF, <SEP> BB-BD, <SEP> CC-CF <SEP> Streifigkeit, <SEP> keine <SEP> Kurzlängenund <SEP> Garn <SEP> von <SEP> den <SEP> Streifen, <SEP> keine <SEP> SchussspulenBeispielen <SEP> 4 <SEP> und <SEP> 5. <SEP> übergänge.
<tb>
Kette <SEP> : <SEP> Schwache <SEP> Kett-Streifigkeit. <SEP>
<tb>
Die erfindungsgemässen Verfahren eignen sich zur Herstellung von spindelgewickelten Wickeln mit verschiedenen Umrissen, z. B. von flaschenförmigen Spulen, Schusswickelspulen, Scheibenhülsen u. dgl.
Ausserdem eignet sich das vorliegende Verfahren für Streckwickelvorgänge, bei denen Wickel von ungedrehtem Garn mit einer geraden oder einer konischen Stufe unter Verwendung üblicher hin- und hergehender Fadenführer beim Wickeln auf zylindrische Kerne gewickelt werden.
Wenn für diese Arbeiten das erfindungsgemässe Verfahren im wesentlichen wie vorstehend beschrieben durchgeführt wird, wobei jedoch zwischen derSchrumpfeinrichtung und der Aufwickelvorrichtung eine zusätzliche Spannvorrichtung vorgesehen wird, kann man frisch gestrecktes Garn auf billige, wegwerfbare Papierkerne wickeln, was bisher angesichts der in Wickeln von nicht stabilisiertem Garn entwickelten Druckkräfte nicht möglich war. Indem man in einem Arbeitsgang einen einheitlichen Versandwickel erzeugt, werden beträchtliche Ersparnisse erzielt, weil ein Umwickeln vor dem Versand nicht mehr notwendig ist oder keine Kerne von besonderer Festigkeit mehr gebraucht werden.
Die erfindungsgemässen Verfahren sind besonders bei der Verarbeitung von Garn aus synthetischen unverzweigten Polyamiden vorteilhaft, wie sie in den USA-Patentschriften Nr. 2, 071, 250 und Nr. 2,071, 253 (Carothers) beschrieben sind. Die Herstellung und das Verspinnen dieser Verbindungen ist in den USA-Patentschriften Nr. 2, 130, 948, Nr. 2. 163, 636 und Nr. 2, 477, 156 beschrieben.
Als Beispiele dieser Polyamide seien die aus geeigneten Diaminen und dibasischen Säuren z. B. aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure hergestellten genannt. Ferner gehören dazu die aus Carbonsäuren mit endständigen Aminogruppen z. B. aus E-Carprolactam und deren amidbildenden Derivaten gebildeten Polyamide. Die Garnnummer können zwischen einfädigem Garn und Garnen mit jeder beliebigen Fadenzahl liegen. Garn von höherem Titer erfordert gewöhnlich eine längere Behandlungszeit und/oder eine höhere Temperatur während der Stabilisierung zur Kompensation der grösseren Masse des Fadenbündels.
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