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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines drehungslosen Garnes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines drehungslosen Garnes aus synthetischen, endlosen Einzelfäden, die an beliebigen Punkten durch Schmelzen verbunden sind, wobei eine Mehrzahl paralleler unverzwirnter Fäden vorwärtsbewegt und mit einem Bindemittel zur Verbindung der Fäden untereinander versehen wird.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Einrichtung zum Vorschub des Garnes in Längsrichtung von einem Garnvorrat aus, einer angetriebenen Streckwalze, einer frei drehbaren Trennwalze, welche in der Nähe der Streckwalze und im Abstand von dieser angeordnet ist, wobei die Achse der Trennwalze unter einem geringen Winkel zur Achse der Streckwalze geneigt ist, sowie mit einer Einrichtung zum Aufwickeln des Garnes.
Als Garn wird vor allem Polyamidfadengarn (Nylongarn) verwendet, um dieses zu entspannen und für den Gebrauch als Kettgarn in der Gewebebindung oder bei der Herstellung von Textilerzeugnissen geeignet zu machen.
Normalerweise verwenden die Hersteller von handgemachten Fadengarnen Zwirner, um den Garnen eine echte Zwirnung zu erteilen, so dass diese von dem Hersteller von Verarbeitungsprodukten und Textilwaren bequem und zweckmässig gehandhabt werden können, ohne dass einzelne Fäden von dem Hauptfadenbündel abgetrennt oder abgesondert werden. Die Zwirnung des Garnes zur Aufrechterhaltung seiner Einheit und zur Vermeidung einer Abtrennung von einzelnen Fäden stellt einen kostspieligen Arbeitsgang dar.
Ausserdem können bei dem derzeitig hohen Ausmass der Fadenproduktion, insbesondere wenn die Fäden ohne eine dazwischenliegende Aufwicklung gesponnen und gestreckt werden, die Garne auf Grund der mechanischen Begrenzungen von beltannten Zwirnerteilungseinrichtungen bei besonders hohen Aufnahmegeschwindigkeiten nicht auf das gewünschte Ausmass gezwirnt werden, sondern müssen mit einer sehr geringen oder gar keiner Zwirnung aufgewickelt werden.
Es wurden bisher verschiedene Arbeitsweisen zur Behandlung von ungezwirnten Fadengarnen vorgeschlagen, so dass sich diese in einer zu gezwirntem Garn ähnlichen Weise verhalten. Vor kurzem wurde ein Verfahren zum Schlagen oder Umspinnen von sich bewegendem oder laufendem Garn (process of whipping running yarn) mit Null oder niedriger Zwirnung in einer begrenzten Zone unter einer bestimmten Spannung beschrieben, wobei eine senkrechte oder rechtwinkelige Beaufschlagung durch einen geringen, sich bei hoher Geschwindigkeit bewegenden Gasstrom erfolgt. Die "Schlagwirkung" oder "Um- spinnwirkung"bewirkt eine Verflechtung oder Verschlingung der Fäden.
Obgleich sich ein derartiges Garn wie ein Garn mit einer beträchtlichen Zwirnung zu Textilwaren verarbeiten lässt, weist das verschlungene Garn sehr unregelmässige Lichtreflexionen auf, da grosse und kleine Gruppen der Fäden unregelmässig miteinander verwachsen und verbunden werden. Diese ungleichförmige Lichtreflexionserscheinung wird als "Aufleuchten oder Flimmern" ("flashes") bezeichnet und ist mit Bezug auf ein gefälliges Aussehen gänzlich unerwünscht. Verschiedene Harze, potentiell harzartige Materialien, Klebe- oder Bindemittel und Schlichten, wurden auf gesponnene Garne oder auf Fadengarne mit einer Zwirnung von Null zur Sicherstellung von zweckmässigen Handhabungseigenschaften ohne irgendeinen wesentlichen Erfolg aufgebracht.
Diese bekannten Bindemittel beeinflussen die Anfärbe- und Griffeigenschaften des Garnes und der daraus hergestellten Tuch- oder Textilware.
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Polyamidfäden und Fäden aus andern synthetischen thermoplastischen Polymerisaten besitzen nach dem Spinnen eine verhältnismässig niedere Zugfestigkeit und eine geringe molekulare Orientierung. Um diese Fäden molekular zu orientieren und dadurch ihre Festigkeit zu erhöhen, werden die Fäden um ein gewünschtes Ausmass gestreckt, indem sie unter Anwendung von Fadenvorschubeinrichtungen, die bei einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen sich betrieben werden, gedehnt wer- den. Die gestreckten Fäden werden während der Streckarbeitsstufe einer beträchtlichen Spannung oder
Beanspruchung unterworfen. Diese Beanspruchung oder Spannung wird grösstenteils in Form einer unmit- telbaren elastischen Erholung freigegeben, wenn die Spannung auf den Fäden zunächst erniedrigt wird.
Die elastische Erholung findet gewöhnlich zwischen der Streckeinrichtung und der Garnaufnahmeeinrichtung statt, wobei die Spannung auf den Fäden an dieser Stelle in dem Streckvorgang signifikant erniedrigt wird. Die elastische Erholung zeigt sich durch eine rasche Abnahme in der Länge der Fäden an ; üblicherweise kann diese Abnahme in der Länge zwischen 4 und 80% der Länge der gestreckten Fäden in Abhängigkeit von den angewendeten Verfahrens-oder Behandlungsbedingungen variieren.
Ausser der Neigung der Fäden zum raschen Zusammenziehen nach erfolgter Streckung besitzen die Fäden eine latente Überbeanspruchung, welche langsam bei Raumtemperatur aufgehoben werden soll.
Zur vollständigen Freigabe oder Lösung dieser Beanspruchung oder Dehnung bei Raumtemperatur können bis zu 24 h erforderlich sein, selbst wenn die Fäden unter geringer oder gar keiner Spannung vorliegen. Es wurde längst festgestellt, dass diese Abgabe oder Aufhebung der latenten Beanspruchung oder Dehnung beschleunigt werden kann, indem man Polyamidfäden und Fäden aus ändern synthetischen thermoplastischen Polymerisaten bei erhöhten Temperaturen entspannt, wodurch eine Schrumpfung in Längsrichtung der Fäden um ein zusätzliches Ausmass herbeigeführt wird. Ein Heissentspannen wurde erreicht, indem man die Fäden unmittelbar nach dem Strecken und vor der Wickelbildung mit Wasserdampf behandelte oder den Fäden in anderer Weise Wärme zuführt.
In unerwünschter Weise wird hiebei eine vollständige Entspannung der Fäden, gewöhnlich mit dem Nachteil der Gewinnung von Fäden von unzweckmässig niedrigem Anfangsmodul, erhalten.
In jüngerer Zeit wurden Verfahren und Vorrichtungen beschrieben, wobei frisch gestreckte Polyamidfäden unter geregelten Bedingungen ohne eine beträchtliche Erniedrigung ihres Anfangsmoduls heiss entspannt werden. Die bekannten Vorrichtungen und Arbeitsweisen für diese Durchführung erfordern kostspielige Abänderungen der bestehenden oder vorhandenen Polyamidstreckvorrichtung und erlauben keine genaue Kontrolle der Fäden während ihrer Heissentspannung, um Fäden mit optimalen physikalischen Eigenschaften zu erzeugen.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass bereits vorgeschlagen wurde, nicht gezwirnte Garne durch einfaches Verbinden paralleler Fäden mit einem Lösungsmittel vorzusehen. Die bekannten Verfahren und die sich daraus ergebenden Garne sind flach oder in Art von Bändern gestaltet. Die Erfindung strebt aber ein Garn an, welches nicht gezwirnt ist und dennoch einen runden Querschnitt analog einem gezwirnten Garn hat.
Zu diesem Zwecke wird ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, bei welchem erfindungsgemäss ungereckte Fäden aus synthetischem thermoplastischem Polymerisat od. dgl. erhitzt und gleichzeitig gestreckt werden, die gestreckten Fäden in an sich bekannter Weise falsch gezwirnt werden, auf die Oberfläche der falsch gezwirnten Fäden wie bekannt ein flüssiges, flüchtiges Lösungsmittel aufgebracht wird und die Fäden beim Entzwirnen zur Verdampfung des Lösungsmittels abermals erhitzt werden.
Die Folge der Kombination dieser Merkmale, einschliesslich des Vorhandenseins einer Falschzwirnung im Garn, wenn das Lösungsmittel vorerst auf die Fäden aufgebracht wurde, und der Entfernung der Verzwirnung zur gleichen Zeit, als die Fäden einer Hitzebehandlung unterzogen werden, um das Lösungsmittel rasch zu verdampfen, ist ein willkürlicher Verbindungseffekt. Das falschverzwirnte Garn hat keine glatte, ebene Oberfläche, hingegen eine hohe Dichte, die ein Eindringen des Lösungsmittels zur Fadenmittelachse verhindert. Die Verzwirnung vermittelt den Fäden erhöhte und vertiefte Stellen an der Oberfläche wie bei jedem hochverzwirnten Garn. Dies hat eine ungleichmässige Anwendung des Lösungsmittels zur Folge.
Die Wirkung des Lösungsmittels ist im weiteren gestört durch die rasche Entfernung der Verzwirnung zum gleichen Zeitpunkt, als die Wirkung des Lösungsmittels infolge der Hitzeanwendung aufgehalten wird.
Ferner ist für die Qualität des sich ergebenden Garnes besonders wichtig, dass ungereckte Fäden als bereits gereckte als Ausgangsmaterial verwendet werden. Bei der Reckung wird das Garn infolge einer auftretenden Reibung auf der Oberfläche, über welche es sich bewegt, erhitzt. Diese Hitze wird bis zu einem gewissen Grad durch die Zone zurückgehalten, in der die Fäden erstmalig mit dem Lösungsmittel
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zur Verbindung der Fäden in Berührung gebracht wurden. Da eine zurückgehaltene Hitze vorhanden ist, werden die Fäden in kürzerer Zeit verbunden. Falls von gereckten Garnen zur Erzielung der gleichen Verbindungsfestigkeit ausgegangen wird, ist es notwendig, die Wirkung des Lösungsmittels entweder durch Verwendung einer höheren Temperatur oder durch eine längere Verbindungszeit zu erhöhen.
Mit diesen härteren Verbindungsbedingungen erhält das sich ergebende Garn eine Texturierung, die im Verhältnis zu dem gemäss der Erfindung erzeugten Garn ein wesentlich schlechteres Gefühl vermittelt.
Das Recken der Fäden beeinflusst jedoch ihr Verhalten bezüglich einer Färbung während eines all- fälligen Färbens eines Gewebes, welches aus ungezwimten runden Garnen gemäss der Erfindung hergestellt wurde. Eine gleichmässige Färbung kann am besten durch Verwendung eines Garnes erzielt werden, das entspannt wurde, aber einen hohen Anfangsmodul zurückbehält. Das Merkmal der Entspannung, welches zur Herabsetzung der Rückbildungskräfte im Garn Anlass gibt, ist erforderlich, um im Endeffekt Farbunregelmässigkeiten zu verhindern, die durch ungleichmässige Rückbildung in dem durch den Fadenerzeuger dem Käufer gesandten Paket bedingt sind. Eine zweite grössere Quelle der Farbungleichmässigkeit ergibt sich dadurch, dass der Käufer das paketierte Garn nimmt und es auf Einschussspulen für Weboperationen gibt.
Wenn der Ursprungsmodul zu gering ist, wird das Aufspulen zur Folge haben, dass das Garn in der Packung ungleichmässig gespannt sein wird. Diese ungleichmässige Spannung und jede ungleichmässige Zurückbildung des Garnes in der an die Käufer gesandten Packung resultiert in einer ungleichmässigen Färbung im gewebten Zeug. Dieser Effekt wird allgemein als Auftreten von Querlaufen bezeichnet.
Gemäss der Erfindung wird vorerst ein ungerecktes Garn gereckt, worauf die Bindung durch das Lösungsmittel und der Schritt der Entspannung gleichzeitig auftreten. Das Entspannen und das Verbinden durch das Lösungsmittel werden in einem Verfahrensschritt durchgeführt, wodurch eine Herabsetzung der Anzahl der erforderlichen Schritte erzielt wird. Ferner ist die Apparatur weniger kompliziert als Einrichtungen, die zur Anwendung kommen müssten, wenn die Schritte getrennt ausgeführt würden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, dass die Fäden während der Streckung auf 150 bis
1900C erhitzt werden, dass die gestreckten Fäden eine Falschzwirnung im Ausmass von 1 bis 8 Drehungen pro cm erhalten und vor dem Aufbringen des Lösungsmittels entspannt werden, worauf die Fäden im entspannten Zustand während des Entzwirnungsvorganges auf 150 bis 190 C erhitzt werden.
Die innere Reibung während des Zusammenziehens oder der Querschnittsverringerung der Fäden beim Strecken plus die Oberflächenreibung zwischen einem Streckstift und dem Garn bei den gewöhnlich zur Anwendung gelangenden Geschwindigkeiten sind ausreichend, um die Temperatur des Garnes bis zu diesem Bereich zu erhöhen. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten, wobei die Reibungswärme ungenügend sein kann, kann der Streck- oder Ziehstift positiv erhitzt werden, beispielsweise indem innerhalb des Streckstiftes ein elektrisches Widerstandselement vorgesehen wird. Während des Streckens sind die Fäden einer hohen Spannung unterworfen. Bei der nächsten Arbeitsstufe des Verfahrens gemäss der Erfindung wird das Garn auf etwa 40 bis 1450C gekühlt und die Spannung an dem Garn verringert.
Dies kann durch Mehrfachwicklungen des Garnes um eine angetriebene Streckwalze und eine Trennwalze erreicht werden. Drei, vier oder mehr Wicklungen sind ausreichend, um genügendes Ergreifen des Garnes während des Streckens und eine ausreichende Abnahme der Spannung vorzusehen. Wie bekannt, nimmt die Spannung auf dem Garn ab, wenn die Anzahl der Wicklungen zunimmt. Durch die Bewegung oder Weiterführung des Garnes durch die Umgebungsluft und in Berührung mit der Streckwalze und der Trennwalze wird Wärme aus dem gestreckten Garn fortgeführt oder abgeleitet, so dass das Garn auf die erforderliche Temperatur gekühlt wird.
Den Fäden wird ein Drehmoment erteilt, um dem Garn eine schwache Falschzwirnung zu geben.
Wie vorstehend angegeben, beträgt das Ausmass der Zwirnung lediglich 1 bis 8 Drehungen je cm. Während das Garn diese Zwirnung aufweist, wird ein flüssiges, flüchtiges Lösungsmittel in geringer Menge aufgebracht. Gewöhnlich sind etwa 0,2 bis 5, Wo Lösungsmittel ausreichend, um eine genügende Integralität oder Ganzheit oder Zusammenhaftung der Fäden zu bewirken, obgleich grössere oder geringere Mengen Lösungsmittel in Abhängigkeit von der Art des Garnes, der Art des Lösungsmittels, dem Grad an erwünschter Haftung od. dgl. angewendet werden können.
Anschliessend wird das Garn zurückgedreht und rasch auf etwa 150 bis 1900C zur Trocknung des Garnes und zur Desaktivierung der Einwirkung des Lösungsmittels erhitzt, wobei das Garn unter verringerter Spannung, welche seine Entspannung erlaubt, vorliegt. Das Erhitzen wird dadurch erreicht, dass man das Garn in Berührung mit einer erhitzten Oberfläche, die eine der Geschwindigkeit des Garnes im wesentlichen gleiche Umfangsgeschwindigkeit besitzt, führt. Die Dauer, während welcher das Garn durch die Oberfläche erhitzt wird, beträgt etwa 0, 001 bis 0, 4 sec, vorzugsweise zwischen 0, 001 und
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0,05 sec.
Das Garn wird auf einem achterförmigen Weg fortbewegt, wobei das Erhitzen des Garnes mit- tels der erhitzten Oberfläche auf die Temperatur von etwa 150 bis 1900C auf der Innenseite der Schlau- fe des achterförmigen Weges ausgeführt wird, auf welcher sich das Garn in entgegengesetzter Richtung zu der von dem Garn um die Walzen genommenen Richtung bewegt.
Dann wird das Garn rasch auf etwa 40 bis 130 C gekühlt. Das Kühlen des Garnes wird vorzugsweise bewirkt, wenn es sich in der Schlaufe des achterförmigen Weges bewegt, wobei sich das Garn in gleicher Richtung wie die von dem Garn um die Streckwalze und die Trennwalze genommene Wegrichtung bewegt.
Bei der nächsten Stufe des Verfahrens gemäss der Erfindung wird das Garn erneut rasch auf etwa 150 bis 1900C erhitzt. Dies wird dadurch erreicht, dass man das Garn erneut in Berührung mit der gleichen oder einer verschiedenen, sich bewegenden erhitzten Oberfläche führt. Die Zeit, während welcher das Garn durch die Oberfläche erhitzt wird, beträgt etwa 0,001 bis 0, 4 sec, vorzugsweise 0, 001 bis 0, 05 sec. Vorzugsweise wird das Garn schleifenförmig zurückgeführt, so dass sein Erhitzen wieder auf der Innenseite der Schleife eines achterförmigen Weges bewirkt wird, wobei sich das Garn in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen, welche von dem Garn um die Streckwalze und Trennwalze genommen wurde, bewegt.
Schliesslich wird das Garn gekühlt, während es unter einer Spannung von etwa 0,02 bis 0,2 g je den ist Die Wärme kann an die Umgebungsluft und an die Walzen abgegeben werden. Danach wird das Garn in gebräuchlicher Weise in Winkelform unter einer Spannung von etwa 0, 05 bis 0,4 g je den bei einer Geschwindigkeit, welche etwa 4 bis 121o niedriger als die Geschwindigkeit des Garnes unmittelbar nach seiner Streckung ist, aufgenommen. Das Garn kann auf eine Spule od. dgl. aufgewickelt werden. Vor der Aufnahme kann eine Appretur oder ein Schlichtemittel, Schmiermittel oder ein ähnliches Ausrüstungsmittel auf das Garn zur Verbesserung seiner Handhabungseigenschaften aufgebracht werden.
Das Garn kann, selbst, obwohl es keine Zwirnung aufweist, in der Kette oder im Schuss von gewebten Textilwaren in entsprechender Weise wie ein ähnliches Garn mit einer beachtlichen Zwirnung zur Anwendung gelangen.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, welche gekennzeichnet ist durch eine zweite, frei drehbare Trennwalze, welche nahe der Streckwalze angebracht ist und eine Heizeinrichtung aufweist, durch einen Flansch an der Trennwalze, gegen welchen das von der Streckwalze unter einem Winkel zu der erhitzten Trennwalze kommende Garn unter Drallerteilung anläuft, Falschdrall zu erteilen, sowie eine an sich bekannte Einrichtung zum Aufbringen des Lösungsmittels auf das Garn, welche im Gamweg zwischen der Trennwalze und der Streckwalze angebracht ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt in schematischer Darstellung eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäss der Erfindung, wobei die Hauptteile in ihrer Stellung eine Garnführungsanordnung unter Anwendung einer Ausführungsform gemäss der Erfindung erläutern.
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^ ,allelen, nicht vollständig orientierten Fäden besteht, wird von einer Garnquelle oder einem Garnvorrat zugeführt. Diese Garnquelle kann z. B. ein vorhergehend von einer gebräuchlichen Fadenspinnvorrichtung abgenommener Wickel sein. Die gezeigte Vorrichtung kann auch mühelos zur Behandlung von endlosem Fadengarn, welches unmittelbar aus der Spinnvorrichtung ohne eine dazwischenliegende Aufnahme zugeführt wird, verwendet werden.
Das Garn wird zu einer drehbar angeordneten Fadenvorschubeinrichtung geführt, welche ein Paar von Zufuhrwalzen --2-- umfasst, von denen wenigstens eine zwangsläufig oder positiv angetrieben wird. Die Walzen stehen miteinander in Berührung, um das Garn ausreichend festzufassen oder zu klemmen und einen Schlupf des Garnes hiedurch zu verhindern. Das Garn wird um einen Streck-oder Ziehstift --3-oder eine ähnliche Garnbremseinrichtung herumgeführt. Der Stift ist vorzugsweise in einer nicht-drehbaren Weise angebracht und besitzt eine glatte Garnberührungs- oberfläche, welche aus einem eine hohe Beständigkeit gegenüber Abnutzung aufweisenden Material hergestellt ist.
Wie vorstehend angegeben, kann der Stift erforderlichenfalls zur Steigerung der Garntemperatur auf die erwünschte Temperatur erhitzt werden, obgleich normalerweise eine positive Aufheizung des Stiftes nicht notwendig ist.
Nachdem das Garn-l-um den Stift-3-in gewünschter Anzahl mehrmals herumgeführt worden ist, wird es um eine drehbar angebrachte Streckwalze --4-- und eine dieser zugeordnete Trennwalze --5--, die frei drehbar angebracht ist, herumgeführt. Die Walze --4-- wird positiv mit einer solchen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, dass dem Garn eine vorbestimmte Streckung zwischen
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eine Vorbewegung des Garnes in Längsrichtung von der Innenseite zur Aussenseite der Walze erlauben und eine Überlagerung der Wicklungen verhüten. Diese Anzahl von Wicklungen schafft normalerweise eine ausreichende Reibung, so dass das Garn in gewünschter Weise ohne Garnschlupf gestreckt wird.
Nachdem das Garn den Stift --3-- verlassen hat, besitzt es eine erhöhte Temperatur und befindet sich unter einer hohen Spannung, die vom Endtiter des Garnes und seiner Dehnung abhängt. Während der Weiterführung des Garnes entlang der Walzen"-'4 und 5--wird es gekühlt ; die Spannung auf dem Garn
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dium im Inneren der Walze oder durch Anwendung einer Hochfrequenzbeheizung. Nach Bildung der Wicklungen um die Walzen-4 und 5-wird das Garn unter einem Winkel von den Wicklungen auf einem achterförmigen Weg in einer umgekehrten Wicklung um die Walzen""4 und 7"" fortgeführt.
Auf dem gewundenen Weg reibt das Garn am Flansch-6-, welcherauf dieses eine Kraft in Richtung des Umfanges in der Weise erteilt, dass es einen geringen Falschdrall oder eine schwache Falschzwir- nung, die zur Walze --4-- zurückläuft, erhält. Im gezwirnten Zustand wird ein flüssiges, flüchtiges Lösungsmittel auf das Garn, während es über die Oberfläche eines Dochtmaterials-8-streicht, aufgebracht. Das Lösungsmittel wird hiebei durch eine Leitung-9-von einer zweckmässigen (nicht gezeigten) Quelle zugeführt. Üblicherweise wird das Lösungsmittel in solchen Mengen abgegeben, um seine gleichförmige Auftragung auf das Garn sicherzustellen.
Während das Garn schleifenförmig um die Walzen-4 und 7-zurückgeführt wird, gelangt es in Berührung mit der erhitzten, sich bewegenden Oberfläche der Walze-7-, wobei das Garn sich in einer zu derjenigen von dem Garn bei seinen Wicklungen um die Walzen-4 und 5-genommenen Richtung entgegengesetzten Richtung bewegt. Während seiner Berührung mit der Walze -"7". " wird die Temperatur des Garnes erhöht, das Garn zurückgedreht und getrocknet, um das Lösungsmittel zu verteilen.
Das Garn wird erneut gekühlt. Dies wird dadurch erreicht, dass man den achterförmigen Weg des Garnes um die Walze-4-schliesst, wobei die Wärme an die Umgebungsluft und an die Walze abgegeben wird. Das Garn wird wieder schleifenförmig zurückgeführt und in Berührung mit der Walze-7- zur Wiederaufheizung des Garnes bewegt. Ein drittes Erhitzen unter Berührung mit der Walze --7¯- und ein dazwischenliegendes Abkühlen des Garnes sind vorteilhaft, um eine bessere Entspannung und Verteilung des Lösungsmittels zu gewährleisten.
Das Garn wird dann zu einer Aufnahmeeinrichtung vorbewegt. Zwischen der Walze "0"7"" und der Aufnahmeeinrichtung wird das Garn gekühlt. Die Walze --10-- dient als zweckmässige und bequeme Führung für das sich zu der Aufnahmevorrichtung bewegende Garn. Eine derartige Einrichtung ist eine
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Garnweg zwischen dem Stift-3-und der Walze-4-erfolgt, erlaubt. Garnvorschubwalzen können in den Garnweg nach der Walze "-10-- und vor der Stelle, bei welcher das Garn aufgenommen wird, eingesetzt werden, um eine bessere Regelung der Spannungsbedingungen zu ergeben.
Wie dargestellt, kann nach der Behandlung und vor der Aufnahme des Garnes eine Ausrüstung oder ein Schlichtemittel, ein Schmiermittel oder ein ähnliches Mittel auf das Garn zur Verbesserung seiner Handhabungseigenschaften aufgebracht werden. Dies kann dadurch ausgeführt werden, dass man eine Auftragseinrichtung-14-mit Docht mit einem Ausrüstungsmittel, das durch eine Leitung "-15-- aus einer geeigneten, nicht gezeigten Quelle zugeführt wird, vorsieht. Zur Erzielung von optimalen Ergebnissen ist vor der Behandlung lediglich eine geringe Menge eines Ausrüstungsmittels oder ähnlichen Mittels auf dem Garn vorhanden. Es zeigte sich, dass eine überschüssige Menge derartiger Mittel auf dem Garn vor der Behandlung nachteilig die Wirksamkeit des Lösungsmittels stören kann.
Umgekehrt kann das Lösungsmittel die von solchen Mitteln erwünschte Wirkung zerstören, wenn das Lösungsmittel danach aufgebracht wird.
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Natürlich können Spannungssteuermechanismen oder-einrichtungen, welche auf Schwankungen in der Garnspannung ansprechen, zur Anwendung gelangen, um zweckmässig die Geschwindigkeit der Garnvorschubeinrichtungen zur Schaffung einer besseren Kontrolle des der Verarbeitung oder Behandlung unterliegenden Garnes zu ändern.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist auf eine grosse Vielzahl von synthetischen endlosen Fadengarnen anwendbar. Das Garn ist aus thermoplastischen, faserbildenden Harzen hergestellt und kann durch Strecken gedehnt werden und zeigt dann eine erhöhte molekulare Orientierung in Richtung seiner Achse. Das Garn kann aus diesen Harzen nach bekannten Arbeitsweisen, einschliesslich Schmelzextrudieren oder Ausstossen oder Ausspritzen aus der Schmelze, Nassspinnen und Trockenspinnen, hergestellt sein. Beispiele für faserbildende, synthetische Polymerisate sind unter anderem Polyäthylen, Polypropylen, Polyurethane, Mischpolymerisate von Vinylacetat und Vinylchlorid, die Mischpolymerisate von Vinylidenchlorid und einer geringeren Menge von damit mischpolymerisierbaren, monoolefinischen Verbindungen, z. B.
Vinylchlorid, Homopolymerisate von Acrylnitril, Mischpolymerisate von Acrylnitril und einer geringeren Menge von wenigstens einer monoolefinischen, damit mischpolymerisierbaren Verbindung, und Polymerisatgemische, welche polymerisiertes Acrylnitril in überwiegendem Anteil enthalten, Mischpolymerisate von Vinylchlorid und Acrylnitril, lineare Polyester von aromatischen Dicar-
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polymerisate, z. B. 6/66, 6/610/66, 66/610 od. dgl.
Fäden mit einem normalen Querschnitt, welche beispielsweise unter Anwendung einer Spinnöffnung von runder Form während der Fadenbildung erhalten wurden, können behandelt werden. Jedoch können multilobale Garne oder Garne mit mehrlappigem Querschnitt und Garne mit einem axialen Durchgang in gleicher Weise gemäss dem Verfahren der Erfindung behandelt werden.
Garn mit etwas Zwimung kann verarbeitet oder behandelt werden. Vorzugsweise wird jedoch von einem Ausgangsgarn mit Null Zwimung ausgegangen, da ein Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung darin besteht, dass die Notwendigkeit oder der Bedarf einer Zwirnung, um das Garn zu Geweben behandelbar oder verarbeitungsfähig zu machen, vermieden wird. Aus wirtschaftlichen Überlegungen wird eine Zwirnung in dem zu behandelnden Garn vermieden. Der Titer des Garns und die Titer der einzelnen Fäden können variieren, wobei gebräuchliche Titerwerte von handelsüblichen Garnen völlig geeignet sind.
Die flüchtigen Lösungsmittel sind in der Weise wirksam, als sie das Garn erweichen und es bei der angewendeten Temperatur haftfähig machen. Die Lösungsmittel können aus einer aktiven, normalerweise bei Raumtemperatur festen Substanz bestehen, welche jedoch in einem inerten flüchtigen Verdünnungsmittel unter Bildung einer einzigen Flüssigkeitsphase leicht löslich ist. Beim Erhitzen des Garnes, welches das Lösungsmittel enthält, wird das Verdünnungsmittel abdestilliert und die Wirkung der aktiven Substanz wird abgeleitet oder zerstreut. Besondere Lösungsmittel werden mit Bezug auf die Art der zu behandelnden Garne ausgewählt.
Für die Behandlung von Polyamidgarnen erwiesen sich Lösungen von Polyoxybenzolen als wirksame flüchtige Lösungsmittel. Dihydroxybenzolverbindungen, welche als aktive Substanz in den Lösungsmitteln zur Anwendung gelangen können, umfassen Resorcin, Hydrochinon und Brenzkatechin. Ein Trihy- droxybenzol ist beispielsweise Pyrogallol. Die Polyhydroxybenzole sind nicht auf die vorstehend genannten besonderen Verbindungen beschränkt, da auch ihre Derivate zur Bewirkung der Zusammenhaftung und zur Stabilisierung des Garnes zur Anwendung gelangen können. Das bevorzugte Verfahren umfasst die Auflösung der Verbindungen in einem geeigneten inerten Verdünnungsmittel.
Dihydroxybenzole und Trihydroxybenzole sind in Wasser, gewöhnlichen Alkoholen (Methanol, Äthanol od. dgl.) und gewöhnlichen Äthern (Dimethyläther, Diäthyläther od. dgl.) leicht löslich. Es wurde festgestellt, dass ein bevorzugtes Verfahren die Auflösung einer vorbestimmten Menge der Benzolverbindung in Wasser oder Methanol umfasst. Eine wässerige oder methanolische Lösung mit einem Gehalt an etwa 5 bis 8rP/o Dihydroxybenzol oder Trihydroxybenzol, bezogen auf Gewicht, führt zu guten Ergebnissen. Die bevorzugte Konzentration beträgt 30 bis 40 Gel.-%. Die Konzentration der aktiven Substanz in dem flüchtigen Lösungsmittel hängt von vielen Faktoren ab, z.
B. den Eigenschaften der besonderen, zur Anwendung gelangenden Substanz, der auf das Polyamidgarn aufgebrachten Flüssigkeitsmenge, der polymeren Struktur der Garne od. dgl.
Ein anderes wirksames, flüchtiges Lösungsmittel für die Verwendung bei der Behandlung von Polyamidgarnen ist geschmolzenes Chloralhydrat oder eine Lösung davon. Chloralhydrat ist ebenfalls in
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Wasser, gewöhnlichen Alkoholen (Methanol, Äthanol od. dgl.) und gewöhnlichen Äthern (Dimethyl- äther, Diäthyläther usw.) leicht löslich. Eine bevorzugte Arbeitsweise umfasst die Auflösung einer vor- bestimmten Menge an Chloralhydrat in Wasser oder Methanol. Eine wässerige oder methanolische Lösung
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Für die Behandlung von Acrylfadengarnen (Garnen, welche aus Acrylnitrilpolymerisaten hergestellt sind), sind Lösungen von aliphatischen, cyclischen Carbonaten wirksame flüchtige Lösungsmittel. Diese Carbonate können cyclische Carbonate von aliphatischen, zweiwertigen 1, 2-, 2, 3- oder 1, 3-Alkoho- len sein. Derartige aliphatische, cyclische Carbonate umfassen Äthylencarbonat, Propylencarbonat, Trimethylencarbonat, 1, 2-Butylencarbonat, 1, 3-Butylencarbonat, 2, 3-Butylencarbonat, Isobutylencarbonat oder Mischungen davon. Unter diesen Carbonaten ist insbesondere Äthylencarbonat brauchbar. Eine wässerige Lösung mit einem Gehalt von 5 bis 80% an aliphatischem, cyclischem Carbonat, bezogen auf Gewicht, ergibt gute Ergebnisse.
Die bevorzugte Konzentration an aliphatischem, cyclischem Carbonat beträgt 40 bis 60 Gel.-%.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert.
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aus 34 Fäden gebildet war, wurde axial aus einer Spinnspule entfernt und mittels eines Paares von Zuführungswalzen, wie in der Zeichnung dargestellt, vorbewegt. Das Garn wurde zweimal um den Streck- stift --3-- und dann viermal um die Streckwalze-4-und die Trennwalze-S"-gewickelt. Das angewendete Streckverhältnis betrug 2,7 und die Umfangsgeschwindigkeit der Streckwalze betrug etwa 731 m je Minute. Das Garn wurde dann um die erhitzte Walze ""7"" gewickelt und unter einem Winkel über den Flansch-6-gebracht, welcher ihm einen Falschdrall von etwa 4 Zwirnungen je cm mit der zur Walze - 4- rücklaufenden Zwirnung erteilte.
Im gezwirnten Zustand wurde eine wässerige Lösung von Chloralhydrat mittels eines Dochtmaterials auf das Garn aufgebracht. Das Chloralhydrat war
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pierkern ohne Zwirnung oder Verdrehung des Garnes aufgewickelt. Die Aufwickelgeschwindigkeit betrug 662 m je Minute. Die Spannung an dem Garn während des Aufwickelns betrug 10 g. Eine geringe Menge von Ausrüstungsmittel oder Textilschlichte wurde auf das Garn aufgebracht, während es über den Docht-14-geführt wurde.
Das sich ergebende Garn besass ausgezeichnete physikalische Eigenschaften, eine Restschrumpfung in siedendem Wasser von 6, 8% und einen Anfangsmodul von 26 g/den. Die Schrumpfung war gleichförmig im gesamten Wickel. Der Papierkem, auf welchen das Garn aufgewickelt wurde, brach nicht zusammen, während die gleiche Kernart zusammenbrach und nicht von der Aufwickelungshaspel oder - Spindel ohne Zerstörung des Wickels entfernt werden konnte, wenn das gleiche Garn, das durch gebräuchliches Kaltstrecken gestreckt worden war, darauf aufgewickelt wurde. Das Garn wurde als Kette bei der Herstellung von Polyamidtaft verwendet. Die Kette wurde in gebräuchlicher Weise hergestellt und geschlichtet. Der Schuss wurde aus ungezwirnten Polyamidfäden, welche nicht nach dem Verfahren gemäss der Erfindung behandelt worden waren, gebildet.
Eine gute Zusammenhaftung oder ein guter Zusammenhalt des Kettengarnes wurde während des Webens des Stoffes oder Gewebes aufrechterhalten.
Das Produkt wurde gleichförmig gefärbt. Das Garn besass einen runden Querschnitt und war nicht ausgesprechen flach, wie dies von der Überleitung über eine Oberfläche in Gegenwart eines Lösungsmittels zu erwarten wäre. Die Fäden des Garnes waren an beliebigen Punkten mit benachbarten Fäden verbunden und wurden im wesentlichen in paralleler Anordnung beibehalten.
Zur Bestimmung der Restgarnschrumpfung wurde eine Garnprobe oder ein Garnmuster in kochendes Wasser für 60 min eingebracht und dann zum Trocknen während 24 h aufgehängt. Die prozentuelle Schrumpfung bezeichnet die anfängliche Länge des Garnes minus der Länge desselben nach dem Kochen, dividiert durch die anfängliche Garnlänge mal 100.
Der Anfangsmodul ist als das Verhältnis der Änderung von Spannung zu Beanspruchung bzw. Dehnung im ersten linearen Teil einer Spannungs-Dehnungs-Kurve definiert. Das Verhältnis wird aus der Spannung, ausgedrückt in Kraft pro Einheit der linearen Dichte, und der Beanspruchung oder Verformung, ausgedrückt als prozentuelle Dehnung, berechnet. Da die Verformung oder Beanspruchung in
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Angaben einer Dehnung ausgedrückt wird, entspricht der Modul dem 100fachen des Quotienten (Spannung/Dehnung). Der Modul wird bei einer Dehnung von 1, 5'%, bezogen auf die Neigung der Kurve bei diesem Prozentsatz, bestimmt.
Der Modul wird aus den Spannungskurven des Garnes, welche mittels eines Instron-Spannungsmessers gemessen werden, erhalten, wobei im Betrieb dieses Prüfgerät das Garn bei einem konstanten Dehnungsausmass streckt. Aus der Spannungs-Verformungs-Kurve wird die Spannung graphisch bei einer Dehnung von 1, 50/0 auf dem anfänglichen linearen Teil der Spannungs-Dehnungs-Kurve bestimmt. Der Modul wird aus dem 100fachen dieses Wertes, dividiert durch den Titer der Garnprobe, berechnet.
Beispiel 2 : Das vorstehend beschriebene Verfahren wurde mit der Abänderung wiederholt, dass eine wässerige Lösung mit einem Gehalt an 50 Gel.-% Resorcin an Stelle von Chloralhydrat verwendet wurde. Das Polyamidgarn (Polykondensationsprodukt von Adipinsäure und Hexamethylendiamin ; Nylon-66) enthielt etwa 1 Gel.-% der Lösung. Es zeigte sich, dass das Garn entspannt war, d. h. es war gegen ein Zusammenziehen in Längsrichtung stabilisiert, besass einen hohen Anfangsmodul und eine geringe Schrumpfung ; das Garn zeigte eine ausreichende Zusammenhaftung, so dass es als Kette beim Weben von Taft verwendet werden konnte, ohne dass die Nachteile vorhanden waren, welche normalerweise bei gleicher Verwendung von unbehandeltem Garn mit einer Zwirnung von Null auftreten.
Entsprechend gute Ergebnisse werden erhalten, wenn eine methanolische Lösung von 65, f1'/0 Resorcin, eine äthanolische Lösung von 29,9 Gew.-% Hydrochinon, eine methanolische Lösung von 26,4 Gew.-% Hydrochinon, eine gesättigte wässerige Lösung von Resorcin, eine gesättigte methanolsche Lösung von Pyrogallol od. ähnl. bei der Behandlung von ungestreckten, ungezwirnten Polyamidfä- den verwendet werden. In jedem Fall wird das Garn entspannt und tür den Gebrauch als Kett- oder Schussgam bei Geweben geeignet gemacht. Andere Polyamidgame, beispielsweise Nylon-6, können mit gleichen Ergebnissen behandelt werden.
Ausserdem kann ein Acrylfadengam ohne Zwirnung durch Aufbringen einer wässerigen Lösung von Äthylencarbonat od. dgl. behandelt werden. Das Garn wird entspannt, wobei die Fäden bei beliebigen Punkten aneinander haften.
Die Erfindung gewährt zahlreiche Vorteile. Beispielsweise kann ein Fadengarn gestreckt und entspannt werden und ebenso in einem zweckmässigen Arbeitsgang zusammenhaftend gemacht werden. Das Garn ist gegenüber einem in Längsrichtung erfolgenden Zusammenziehen stabilisiert, so dass die billigen, entfernbaren Papieraufwicklungskerne von den Fadenherstellern beim Versand des Garnes an den Verbraucher verwendet werden können. Das Garn kann in Form eines konisch zulaufenden oder sich verjüngenden Wickels mit einem beträchtlich verringerten Auftreten von Querlaufen bei konischen Kötzern oder Schussspulen aufgewickelt werden.
Die Fäden des Garnes werden in einer im wesentlichen parallelen Anordnung beibehalten, wobei jedoch das Garn einen Einfadencharakter aufweist, wodurch es bei der Herstellung von Geweben in Form eines zusammenhaftenden einheitlichen Stranges verwendet werden kann. Das Garn ist nicht übermässig flach wie ein Band, sondern zeigt in Querrichtung eine Rundform. Garne können bei hohen Geschwindigkeiten verarbeitet werden, und bestehende Garnverarbeitungsmaschinen können bei niedrigen Kosten abgeändert werden, um die Merkmale der neuen Vorrichtung gemäss der Erfindung aufzunehmen. Eine Kette von diesen Garnen kann in bequemer und zweckmässiger Weise gemäss gebräuchlichen Verfahren geschlitzt bzw. aufgespaltet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines drehungslosen Garnes aus synthetischen, endlosen Einzelfäden, die an beliebigen Punkten durch Schmelzen verbunden sind, wobei eine Mehrzahl paralleler unverzwirnter Fäden vorwärtsbewegt und mit einem Bindemittel zur Verbindung der Fäden untereinander versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ungereckte Fäden aus synthetischem thermoplastischem Polymerisat od. dgl. erhitzt und gleichzeitig gestreckt werden, dass die gestreckten Fäden in an sich bekannter Weise falsch gezwirnt werden, dass auf die Oberfläche der falsch gezwirnten Fäden wie bekannt ein flüssiges, flüchtiges Lösungsmittel aufgebracht wird und dass die Fäden beim Entzwirnen zur Verdampfung des Lösungsmittels abermals erhitzt werden.
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Method and apparatus for producing a twistless yarn
The invention relates to a method for producing a twistless yarn from synthetic, endless single threads which are connected at any point by melting, a plurality of parallel, untwisted threads being moved forward and provided with a binding agent for connecting the threads to one another.
Another object of the invention is a device for carrying out the method with a device for feeding the yarn in the longitudinal direction from a yarn supply, a driven drafting roller, a freely rotatable separating roller which is arranged in the vicinity of the drafting roller and at a distance from it, wherein the axis of the separating roller is inclined at a slight angle to the axis of the drawing roller, and with a device for winding up the yarn.
The main yarn used is polyamide thread yarn (nylon yarn) in order to relax it and to make it suitable for use as a warp yarn in woven fabrics or in the manufacture of textile products.
Normally, the manufacturers of handmade thread yarns use twisters to give the yarns a real twist, so that they can be handled conveniently and appropriately by the manufacturer of processed products and textile goods without individual threads being separated or separated from the main thread bundle. Twisting the yarn in order to maintain its unity and to avoid separation of individual threads is an expensive operation.
In addition, given the current high level of yarn production, especially when the yarns are spun and stretched without an intermediate winding, the yarns cannot be twisted to the desired extent at particularly high take-up speeds due to the mechanical limitations of belted twisting devices, but have to be twisted with a very high little or no twist.
Various ways of treating untwisted filamentary yarns have heretofore been proposed so that they behave in a manner similar to twisted yarn. Recently, a method for whipping or whipping of moving or running yarn (process of whipping running yarn) with zero or low twist in a limited zone under a certain tension has been described, with a perpendicular or right-angled loading by a low, at high Speed moving gas flow takes place. The "whipping effect" or "spinning effect" causes the threads to be intertwined or entwined.
Although such a yarn, like a yarn with a considerable twist, can be processed into textile goods, the intertwined yarn has very irregular light reflections, since large and small groups of threads are irregularly grown together and connected. This non-uniform light reflection phenomenon is referred to as "flashes" and is entirely undesirable in terms of a pleasing appearance. Various resins, potentially resinous materials, adhesives or binders, and sizes, have been applied to spun yarns or to zero twist filamentary yarns to ensure convenient handling properties without any substantial success.
These known binders influence the dyeing and grip properties of the yarn and the cloth or textile goods made from it.
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Polyamide threads and threads made of other synthetic thermoplastic polymers have a relatively low tensile strength and a low molecular orientation after spinning. In order to molecularly orient these threads and thereby increase their strength, the threads are stretched to a desired extent by being stretched using thread feed devices which are operated between them at a predetermined peripheral speed difference. The drawn threads are under considerable tension or during the drawing stage
Subject to stress. This stress or tension is largely released in the form of an immediate elastic recovery when the tension on the threads is initially reduced.
The elastic recovery usually takes place between the stretching device and the yarn take-up device, at which point the tension on the threads is significantly reduced in the stretching process. The elastic recovery is indicated by a rapid decrease in the length of the threads; Usually this decrease in length can vary between 4 and 80% of the length of the drawn filaments, depending on the process or treatment conditions used.
In addition to the tendency of the threads to contract quickly after they have been stretched, the threads have a latent overstress, which should be slowly removed at room temperature.
It may take up to 24 hours to fully release or relieve this stress or strain at room temperature, even if the threads are under little or no tension. It has long been established that this release or elimination of the latent stress or elongation can be accelerated by relaxing polyamide threads and threads made of different synthetic thermoplastic polymers at elevated temperatures, which leads to an additional shrinkage in the longitudinal direction of the threads. Hot relaxation was achieved by treating the threads with steam immediately after stretching and before lap formation or by applying heat to the threads in another way.
In an undesirable manner, complete relaxation of the threads is obtained, usually with the disadvantage of obtaining threads with an inexpediently low initial modulus.
More recently, methods and devices have been described in which freshly drawn polyamide threads are relaxed while hot under controlled conditions without a significant reduction in their initial modulus. The known devices and procedures for this implementation require costly modifications to the existing or existing polyamide stretching device and do not allow precise control of the threads during their hot relaxation in order to produce threads with optimal physical properties.
For the sake of completeness, it should be mentioned that it has already been proposed to provide non-twisted yarns by simply connecting parallel threads with a solvent. The known methods and the resulting yarns are flat or designed in the manner of ribbons. However, the invention aims at a yarn which is not twisted and yet has a round cross-section analogous to a twisted yarn.
For this purpose, a method of the type mentioned is proposed in which, according to the invention, unstretched threads made of synthetic thermoplastic polymer or the like are heated and stretched at the same time, the stretched threads are incorrectly twisted in a known manner onto the surface of the incorrectly twisted threads As is known, a liquid, volatile solvent is applied and the threads are heated again during untwisting to evaporate the solvent.
The consequence of the combination of these features, including the presence of a false twist in the yarn when the solvent is initially applied to the filaments, and the removal of the twist at the same time as the filaments are being heat treated to rapidly evaporate the solvent, is an arbitrary connection effect. The incorrectly twisted yarn does not have a smooth, even surface, but has a high density, which prevents the solvent from penetrating the thread center axis. The twisting provides the threads with raised and lowered areas on the surface as with any highly twisted yarn. This results in uneven use of the solvent.
The effect of the solvent is further disturbed by the rapid removal of the twist at the same point in time as the effect of the solvent is stopped as a result of the application of heat.
Furthermore, it is particularly important for the quality of the resulting yarn that undrawn threads are used as the starting material as those that have already been drawn. During stretching, the yarn is heated as a result of friction occurring on the surface over which it moves. This heat is retained to a certain extent by the zone in which the filaments first come into contact with the solvent
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to connect the threads were brought into contact. Since there is retained heat, the threads are connected in less time. If drawn yarns are used to achieve the same bonding strength, it is necessary to increase the effect of the solvent either by using a higher temperature or by using a longer bonding time.
With these tougher bonding conditions, the resulting yarn is given a texturing which, in comparison to the yarn produced according to the invention, gives a significantly poorer feel.
The stretching of the threads, however, influences their behavior with regard to dyeing during any dyeing of a fabric which has been produced from untwisted round yarns according to the invention. Even coloring can best be achieved by using a yarn that has been relaxed but retains a high initial modulus. The feature of relaxation, which gives rise to a reduction in the recovery forces in the yarn, is necessary in order to ultimately prevent color irregularities which are caused by uneven recovery in the package sent to the buyer by the yarn producer. A second major source of color non-uniformity arises from the fact that the buyer takes the packaged yarn and puts it on weft bobbins for weaving operations.
If the original modulus is too low, the winding up will result in the yarn being unevenly tensioned in the package. This uneven tension and any uneven regression of the yarn in the package sent to buyers results in uneven coloration in the woven fabric. This effect is commonly referred to as the occurrence of cross running.
According to the invention, an undrawn yarn is first drawn, whereupon the bonding by the solvent and the relaxation step occur simultaneously. The relaxation and the connection by the solvent are carried out in one process step, whereby a reduction in the number of steps required is achieved. Furthermore, the apparatus is less complex than facilities that would have to be used if the steps were carried out separately.
Another feature of the invention is that the threads during stretching to 150 to
1900C so that the stretched threads receive a false twist of 1 to 8 twists per cm and are relaxed before the application of the solvent, whereupon the threads in the relaxed state are heated to 150 to 190 ° C during the untwisting process.
The internal friction during the contraction or reduction in cross-section of the filaments during stretching plus the surface friction between a draw pin and the yarn at the speeds commonly used are sufficient to raise the temperature of the yarn to this range. At lower speeds, where the frictional heat may be insufficient, the extension or drawing pin can be positively heated, for example by providing an electrical resistance element within the extension pin. During the stretching process, the threads are subjected to high tension. In the next stage of the process according to the invention, the yarn is cooled to about 40 to 1450 ° C. and the tension on the yarn is reduced.
This can be achieved by multiple windings of the yarn around a driven draw roller and a separating roller. Three, four, or more turns are sufficient to provide sufficient grip on the yarn during drawing and sufficient release of tension. As is known, the tension on the yarn decreases as the number of turns increases. The movement or continuation of the yarn through the ambient air and in contact with the draw roller and the separating roller carries or dissipates heat from the drawn yarn, so that the yarn is cooled to the required temperature.
A torque is applied to the threads in order to give the yarn a slight false twist.
As stated above, the amount of twist is only 1 to 8 twists per cm. While the yarn has this twist, a small amount of a liquid, volatile solvent is applied. Usually about 0.2 to 5% solvents are sufficient to effect sufficient integrity or wholeness or adhesion of the filaments, although greater or lesser amounts of solvent will depend on the type of yarn, the type of solvent, the degree of adhesion desired or the like. Can be used.
The yarn is then twisted back and quickly heated to about 150 to 1900C to dry the yarn and to deactivate the action of the solvent, the yarn being under reduced tension, which allows it to relax. The heating is achieved by bringing the yarn into contact with a heated surface which has a peripheral speed substantially equal to the speed of the yarn. The duration during which the yarn is heated by the surface is about 0.001 to 0.4 seconds, preferably between 0.001 and
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0.05 sec.
The yarn is moved on an eight-shaped path, the heating of the yarn by means of the heated surface to the temperature of about 150 to 1900C on the inside of the loop of the eight-shaped path, on which the yarn is carried out in the opposite direction the direction taken by the yarn around the rollers.
The yarn is then rapidly cooled to around 40 to 130 ° C. The cooling of the yarn is preferably effected as it moves in the loop of the figure eight-shaped path, the yarn moving in the same direction as the direction taken by the yarn around the draw roller and the separation roller.
In the next stage of the method according to the invention, the yarn is again rapidly heated to about 150 to 1900C. This is accomplished by again bringing the yarn into contact with the same or a different moving heated surface. The time during which the yarn is heated by the surface is about 0.001 to 0.4 seconds, preferably 0.001 to 0.05 seconds. Preferably, the yarn is looped back so that its heating again on the inside of the loop figure-eight-shaped path is effected, the yarn moving in the opposite direction to that which was taken by the yarn around the draw roller and separating roller.
Finally, the yarn is cooled while it is under a tension of about 0.02 to 0.2 g each. The heat can be given off to the surrounding air and to the rollers. Thereafter, the yarn is taken up in the usual way in angular form under a tension of about 0.05 to 0.4 g each at a speed which is about 4 to 121o lower than the speed of the yarn immediately after its stretching. The yarn can be wound onto a spool or the like. Prior to incorporation, a finish or sizing agent, lubricant or similar finishing agent can be applied to the yarn to improve its handling properties.
The yarn itself, although it has no twist, can be used in the warp or in the weft of woven textile goods in a similar manner to a similar yarn with a considerable twist.
To carry out the method according to the invention, a device of the type mentioned at the beginning is proposed, which is characterized by a second, freely rotatable separating roller, which is attached near the drawing roller and has a heating device, through a flange on the separating roller, against which the one from the drawing roller below yarn coming at an angle to the heated separating roller starts up with a twist distribution to impart false twist, as well as a device known per se for applying the solvent to the yarn, which is mounted in the yarn path between the separating roller and the drafting roller.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.
The figure shows a schematic representation of a perspective view of the device according to the invention, the main parts in their position explaining a yarn guide arrangement using an embodiment according to the invention.
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^, allelic, incompletely oriented threads are supplied from a source of thread or a supply of thread. This source of yarn can, for. B. be a previously removed from a conventional thread spinning device. The device shown can also be used effortlessly for the treatment of endless thread yarn which is supplied directly from the spinning device without an interposed take-up.
The yarn is fed to a rotatably arranged thread feed device which comprises a pair of feed rollers --2--, at least one of which is positively or positively driven. The rollers are in contact with each other in order to grasp or clamp the yarn sufficiently and thereby prevent the yarn from slipping. The yarn is guided around a stretching or drawing pin --3 - or a similar yarn braking device. The pin is preferably mounted in a non-rotatable manner and has a smooth yarn contact surface made of a material that is highly resistant to wear.
As indicated above, if necessary, the pin can be heated to raise the yarn temperature to the desired temperature, although positive heating of the pin is not normally necessary.
After the yarn-1-has been passed around the pin-3-in the desired number of times, it is passed around a rotatably attached drawing roller --4-- and a separating roller --5-- assigned to it, which is freely rotatable . The roller --4-- is positively driven at such a peripheral speed that the yarn has a predetermined stretch between
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allow the yarn to move forward lengthways from the inside to the outside of the roller and prevent the windings from overlapping. This number of turns normally creates sufficient friction that the yarn is drawn as desired without yarn slippage.
After the yarn has left the pin --3--, it has an increased temperature and is under high tension, which depends on the final denier of the yarn and its elongation. As the yarn continues along the rollers "4 and 5" it is cooled; the tension on the yarn
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medium inside the roller or by using high-frequency heating. After the windings have been formed around rollers 4 and 5, the yarn is continued at an angle from the windings in an eighth-shaped path in an inverted winding around rollers "" 4 and 7 "".
On the winding path, the yarn rubs on the flange-6-, which gives it a force in the direction of the circumference in such a way that it receives a slight false twist or a weak false twist that runs back to the roller --4--. In the twisted state, a liquid, volatile solvent is applied to the yarn as it passes over the surface of a wicking material. The solvent is here supplied through a line -9- from a suitable source (not shown). Usually the solvent is dispensed in amounts to ensure its uniform application to the yarn.
As the yarn is looped back around rollers-4 and 7-, it comes into contact with the heated, moving surface of roller-7-, the yarn moving in one direction to that of the yarn as it winds around the rollers- 4 and 5-taken direction moves opposite direction. During his contact with the roller - "7". "The temperature of the yarn is raised, the yarn is twisted back and dried to distribute the solvent.
The yarn is cooled again. This is achieved by closing the figure eight path of the yarn around the roller-4-, the heat being given off to the ambient air and to the roller. The yarn is fed back again in a loop and moved into contact with the roller-7- to reheat the yarn. A third heating while in contact with the roller -7¯- and an intermediate cooling of the yarn are advantageous in order to ensure better relaxation and distribution of the solvent.
The yarn is then advanced to a take-up device. The yarn is cooled between the roller "0" 7 "" and the take-up device. The roller --10-- serves as a practical and convenient guide for the yarn moving towards the take-up device. One such facility is a
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Yarn path between the pin-3-and the roller-4-takes place, allowed. Yarn feed rollers can be inserted in the yarn path after the roller "-10 - and before the point at which the yarn is taken up, in order to give better control of the tension conditions.
As shown, a finish or sizing agent, lubricant, or similar agent can be applied to the yarn to improve its handling properties after treatment and prior to the yarn being taken up. This can be carried out by providing an applicator-14-with a wick with equipment which is supplied through a line -15- from a suitable source (not shown). In order to achieve optimal results, only a small amount of a finishing agent or similar agent is present on the yarn It has been found that an excessive amount of such agents on the yarn prior to treatment can adversely affect the effectiveness of the solvent.
Conversely, the solvent can destroy the desired effect of such agents if the solvent is applied thereafter.
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Of course, tension control mechanisms or devices which are responsive to variations in yarn tension may be used to conveniently change the speed of the yarn feed devices to provide better control of the yarn being processed or treated.
The method according to the invention is applicable to a wide variety of synthetic continuous filament yarns. The yarn is made of thermoplastic, fiber-forming resins and can be stretched by stretching and then shows an increased molecular orientation in the direction of its axis. The yarn can be made from these resins by known procedures, including melt extrusion or ejection or ejection from the melt, wet spinning and dry spinning. Examples of fiber-forming, synthetic polymers include polyethylene, polypropylene, polyurethanes, copolymers of vinyl acetate and vinyl chloride, the copolymers of vinylidene chloride and a smaller amount of monoolefinic compounds copolymerizable therewith, e.g. B.
Vinyl chloride, homopolymers of acrylonitrile, copolymers of acrylonitrile and a smaller amount of at least one monoolefinic compound that is copolymerizable therewith, and polymer mixtures which predominantly contain polymerized acrylonitrile, copolymers of vinyl chloride and acrylonitrile, linear polyesters of aromatic dicar-
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polymers, e.g. B. 6/66, 6/610/66, 66/610 or the like.
Threads with a normal cross-section, for example obtained by using a spinning orifice of round shape during thread formation, can be treated. However, multilobal yarns or yarns with a multi-lobed cross-section and yarns with an axial passage can be treated in the same way according to the method of the invention.
Twisted yarn can be processed or treated. Preferably, however, a starting yarn with zero twist is assumed, since an advantage of the method according to the invention is that the need for twisting in order to make the yarn treatable or processable into fabrics is avoided. For economic reasons, twisting in the yarn to be treated is avoided. The denier of the yarn and the denier of the individual threads can vary, common denier values of commercially available yarns being entirely suitable.
The volatile solvents are effective in softening the yarn and making it adherent at the temperature used. The solvents can consist of an active substance, normally solid at room temperature, but which is readily soluble in an inert volatile diluent to form a single liquid phase. When the yarn containing the solvent is heated, the diluent is distilled off and the effect of the active substance is dissipated or dissipated. Particular solvents are selected with reference to the type of yarns to be treated.
Solutions of polyoxybenzenes have been found to be effective volatile solvents for treating polyamide yarns. Dihydroxybenzene compounds which can be used as the active substance in the solvents include resorcinol, hydroquinone and catechol. An example of a trihydroxybenzene is pyrogallol. The polyhydroxybenzenes are not restricted to the particular compounds mentioned above, since their derivatives can also be used to effect adhesion and to stabilize the yarn. The preferred method involves dissolving the compounds in a suitable inert diluent.
Dihydroxybenzenes and trihydroxybenzenes are easily soluble in water, common alcohols (methanol, ethanol or the like) and common ethers (dimethyl ether, diethyl ether or the like). It has been found that a preferred method comprises dissolving a predetermined amount of the benzene compound in water or methanol. An aqueous or methanolic solution containing about 5 to 8 ppm of dihydroxybenzene or trihydroxybenzene, based on weight, gives good results. The preferred concentration is 30 to 40 gel%. The concentration of the active substance in the volatile solvent depends on many factors, e.g.
B. od the properties of the particular substance used, the amount of liquid applied to the polyamide yarn, the polymeric structure of the yarns.
Another effective volatile solvent for use in treating polyamide yarns is molten chloral hydrate or a solution thereof. Chloral hydrate is also in
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Easily soluble in water, common alcohols (methanol, ethanol or the like) and common ethers (dimethyl ether, diethyl ether, etc.). A preferred procedure comprises the dissolution of a predetermined amount of chloral hydrate in water or methanol. An aqueous or methanolic solution
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For the treatment of acrylic thread yarns (yarns made from acrylonitrile polymers), solutions of aliphatic, cyclic carbonates are effective volatile solvents. These carbonates can be cyclic carbonates of aliphatic, dihydric 1, 2-, 2, 3- or 1, 3-alcohols. Such aliphatic, cyclic carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate, trimethylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 1,3-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, isobutylene carbonate or mixtures thereof. Particularly useful among these carbonates is ethylene carbonate. An aqueous solution containing 5 to 80% aliphatic cyclic carbonate by weight gives good results.
The preferred concentration of aliphatic cyclic carbonate is 40 to 60 gel%.
The invention is explained in more detail below using examples.
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formed from 34 filaments was axially removed from a spinning bobbin and advanced by a pair of feed rollers as shown in the drawing. The yarn was wound twice around the drawing pin --3 - and then four times around the drawing roller-4 - and the separating roller-S "-. The drawing ratio used was 2.7 and the peripheral speed of the drawing roller was about 731 m per minute The yarn was then wrapped around the heated roller "7" "and brought over the flange-6- at an angle which gave it a false twist of about 4 twists per cm with the twist returning to the roller -4.
In the twisted state, an aqueous solution of chloral hydrate was applied to the yarn by means of a wick material. The chloral hydrate was
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pierkern wound up without twisting or twisting the yarn. The take-up speed was 662 m per minute. The tension on the yarn during winding was 10 g. A small amount of finish or fabric size was applied to the yarn as it was passed over the wick-14-.
The resulting yarn had excellent physical properties, a residual boiling water shrinkage of 6.8% and an initial modulus of 26 g / den. The shrinkage was uniform throughout the wrap. The paper core on which the yarn was wound did not collapse, while the same type of core collapsed and could not be removed from the take-up reel or spindle without destroying the winding when the same yarn that had been drawn by conventional cold stretching was wound on it has been. The yarn was used as a warp in the manufacture of polyamide taffeta. The chain was made and sized in a conventional manner. The weft was formed from untwisted polyamide threads which had not been treated according to the method according to the invention.
Good adhesion or cohesion of the warp yarn has been maintained during the weaving of the fabric.
The product was colored uniformly. The yarn was round in cross-section and not particularly flat, as would be expected from passing over a surface in the presence of a solvent. The threads of the yarn were connected to adjacent threads at random points and were maintained in a substantially parallel arrangement.
To determine the residual yarn shrinkage, a yarn sample or a yarn pattern was placed in boiling water for 60 minutes and then hung up to dry for 24 hours. Percent shrinkage is the initial length of the yarn minus the length of it after cooking, divided by the initial yarn length times 100.
The initial modulus is defined as the ratio of the change in stress to strain or strain in the first linear part of a stress-strain curve. The ratio is calculated from the stress, expressed in force per unit of linear density, and the stress or deformation, expressed as a percentage elongation. Since the deformation or stress in
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If a strain is expressed, the module corresponds to 100 times the quotient (stress / strain). The modulus is determined at an elongation of 1.5%, based on the slope of the curve at this percentage.
The modulus is obtained from the tension curves of the yarn, which are measured by means of an Instron tension meter, this tester in operation stretching the yarn at a constant amount of stretch. From the stress-strain curve, the stress is determined graphically at a strain of 1.50/0 on the initial linear part of the stress-strain curve. The modulus is calculated from 100 times this value divided by the titer of the yarn sample.
Example 2: The procedure described above was repeated with the modification that an aqueous solution containing 50 gel% resorcinol was used instead of chloral hydrate. The polyamide yarn (polycondensation product of adipic acid and hexamethylenediamine; nylon-66) contained about 1 gel% of the solution. The yarn was found to be relaxed; H. it was stabilized against contraction in the longitudinal direction, had a high initial modulus and a low shrinkage; the yarn exhibited sufficient cohesion that it could be used as a warp in taffeta weaving without the disadvantages normally encountered with the same use of untreated zero-twist yarn.
Correspondingly good results are obtained when a methanolic solution of 65, f1 '/ 0 resorcinol, an ethanolic solution of 29.9 wt .-% hydroquinone, a methanolic solution of 26.4 wt .-% hydroquinone, a saturated aqueous solution of Resorcinol, a saturated methanol solution of pyrogallol or similar. can be used in the treatment of undrawn, untwisted polyamide threads. In any case, the yarn is relaxed and made suitable for use as a warp or weft yarn in fabrics. Other polyamide games, such as nylon-6, can be treated with the same results.
In addition, an acrylic thread yarn can be treated without twisting by applying an aqueous solution of ethylene carbonate or the like. The yarn is relaxed, the threads sticking together at any point.
The invention provides numerous advantages. For example, a thread yarn can be stretched and relaxed and also made to adhere together in one convenient operation. The yarn is stabilized against longitudinal contraction so that the inexpensive, removable paper take-up cores can be used by the yarn manufacturers when shipping the yarn to the consumer. The yarn can be wound in the form of a tapered or tapered bobbin with a significantly reduced incidence of cross-skew in tapered lumps or weft bobbins.
The threads of the yarn are maintained in a substantially parallel arrangement, but the yarn has a monofilament character which enables it to be used in the manufacture of fabrics in the form of an adherent unitary strand. The yarn is not excessively flat like a ribbon, but has a round shape in the transverse direction. Yarns can be processed at high speeds and existing yarn processing machines can be modified at low cost to incorporate the features of the new apparatus according to the invention. A chain of these yarns can be slit or split in a convenient and expedient manner according to conventional methods.
PATENT CLAIMS:
1. A method for producing a twistless yarn from synthetic, endless single threads, which are connected at any point by melting, wherein a plurality of parallel, untwisted threads are moved forward and provided with a binding agent to connect the threads to one another, characterized in that undrawn threads made of synthetic thermoplastic polymer or the like. Heated and stretched at the same time, that the stretched threads are twisted incorrectly in a manner known per se, that a liquid, volatile solvent is applied to the surface of the incorrectly twisted threads, as is known, and that the threads evaporate when untwisted of the solvent are heated again.