DE1435541A1 - Kuenstlicher Textilfaden mit einem mehrlappigen Querschnitt - Google Patents

Description

DR. E. WIEGAND

MÖNCHEN DIPL.-ING. W. NIEMANN

HAMBURG PATENTANWXLTE

¥. 10983/62 7/Gö

MÖNCHEN15, 22. Mai 1962 NUSSBAUMSTRASSE TO TELEFON: 55 547«

H3554T

Monsanto Chemical Company
St. Louis, Missouri (V. St. A.)

•Künstlicher- Textilfaden mit einem mehr^;-lappigen Querschnitt . ., : -.--■■;

Die Erfindung bezieht sieh auf neue Textilfaden
und -fasern mit einem mehrlappigen (multilobalen) Quer-'schnitt. Insbesondere'"betriffΐ die Erfindung neues Textilgarn aus kontinuierlichen Fäden mit,einem X-förmigen Querschnitt und mit Eigenschaften, die es. besonders, zum Bauschen und zur umwandlung in ein loppen-'öder florgewebe od.dgl. geeignet machen.

Es sind viele Verfahren und Vorrichtungen bekannt.

909824/1135

./ . ■·,■■." · U3554I

3mm i^^jk-p^JLnuie^l.ieJ^i «ISäden,
: jzu j^.gl^en^f)^j

^.ίυ&α^_!Ά.£ ή

gaam^idfais in:

d;U3? afe - d;ig τίοι*© _f r^wgl· ab & 3^^_;:«4 en _r© inz.^4, ^

d aueß&af t e .---Ef äugela- jiiSs

fänren?und"VörrüentufigieniAnwendung-gefundeni-uiKkoKffe-fe

aini^lMe^^el^raeJir

n^Eii-g^^ /rxs

-ί i:-::j3inie- Förfe^vön"'Wm,seligein^ feoniäMaeÄ^Gbeäp

BAD QRSGlNAi

90982 4/ti!5

U35541

Foppen- oder Flor&eweben, wird in einer besonderen Weise verarbeitet, so daß die Fäden gekräuselt werden, wobei die Kräuselungen Ähnlichkeit-mit einer Sinuskurve aufweisen. Die lage der Spitzen der Kräuselung eines Fa^- dens mit Bezug auf die Kräuselspitzen des anderen Fadens in dem Fadenbündel nehmen kein bestimmtes Muster an, sondern sind vom Zufall bestimmt. Offensichtlich erteilt ein solches unbestimmtes Quellenmuster dem Fadenbündel erhöhte Bauschigkeit, was sehr erwünscht ist. Eine ¥eise zum Garnbauschen um diese hoch erwünschte zufällige sinusförmige Kräuselung zu erhalten, umfaßt das Hindurchführen von Fadengern aus einem thermoplastischen Polymerisat, das nicht vollständig orientiert ist, durch 'eine Streckzone, in der die Fäden auf erhöhte Temperatur erhitzt und gestreckt werden. Sofort nach Verlassen der Streckzone werden die Fäden in eine gewellte Gestalt verformt, während sie rasch abgekühlt werden, indem man sie zwischen miteinander in Eingriff stehenden gezähnten Rädern durchführt, deren Zähne in dichtem Abstand voneinander eingestellt sind. Die Fäden werden dann intermittierend in eine gewellte Gestalt mehrmals wieder verformt, indem man sie zwischen den genannten Rädern entsprechendι oft hindurchführt, wobei jede folgende Verformung bei einer

909824/1135

U35541

_ 4 -■'■■" : ■"-■■;

etwas niedrigeren Temperatur erfolgt. Das so behandelte Garn hat ausgesprochene latente Kräuselung, die vollständig durch eine nachfolgende Wärmeentspannungsbehändlung entwickelt werden kann. Wenn das Garn bei der Herstellung von voluminösen Geweben, wie Hoppen-, öder Florgeweben verwendet wird, wird die Kräuselung normalerweise nicht vollständig entwickelt,.bis das Gewebe hergestellt ist, um insgesamt wine wirtschaftlichere und zweckmäßigere

Ausnutzung des Garn vorzusehen. -

Vor kurzem i-st eine Wie derauf najame der Verwendung von Textilfaden mit einer mehrlappigen (multilobalen) Querschnittgestalt, erfolgt. Obwohl mehr.lappige Fäden allgemein schon seit vielen Jahren bekannt sind, ist ein:solches Wiedererwachen des Interesses auf die Bemühungen zurückzuführen, eine größere Deckung für ein

> - " ■---'-■■■

gegebenes Garngewicht zu erhalten, ebenso wie auf Verbesserungen in der Spinndüsenherstellung, deren Kosten in neuerer Zeit stark herabgesetzt worden sind. Es ist. vorgeschlagen worden, Borsten und ähnliche verhältnismäßig nicht biegsame Gegenstände mit einem Y-förmigen Querschnitt durch Verwendung von geeigneten Ausspritz-οάer Ausstoßdüsen zu erzeugen. Diese bekannten Borsten haben Sehenkel, deren radiale Länge ein Mehrfaches der

909824/Ϊ135

Dicke des sich in der Längsrichtung erstreckenden Stammteils der einzelnen Borsten "beträgt. Soweit sie in Gewebe umwandelbar sind» ist gefunden worden, daß Textilfaden mit ähnlichen Querschnittsprofilen wie die der bekannten Borsten nicht geeignet sind, weil die langgestreckten Schenkel dazu neigen, von dem Stammteil während der Verarbeitung, die für Textilfä~" den erforderlich ist, wie Ziehen, Bauschen usw., abzusplittern oder abzureißen.

Es ist vor kurzem ein spezifischer Bereich einer. Klasse von, dreilappigen Fäden zur Verwendungiri/· bei Textilgegenständen vorgeschlagen worden. Dreilappige Fäden innerhalb dieses Bereiches liefern jedoch nicht die optimale Bedeckung, welche in Geweben erwünscht ist. Überdies, rufen dieae bekannten dreilappigen Fäden, wenn sie gebauscht werden» nachfolgende Behanälungsproblerne hervor. Beispielsweise ist gefunden worden, daß während der Flornoppenbildung (tufting) Auszupfungen und Auseinanderziehungen der Fäden mit unerwünschter Häufigkeit auftreten.

Bei dem Aufbau von gewiaae'n Florgeweben ist der Textureffekt im Hinblick auf äeren ästhetisches Aussehen «for wichtig. Textureffekt ist eine allgemein auf Gewebe

909824/1135

1*35541

angewendete Bezeichnung, die Änderungen in ihrer Oberflächentextur haben. Solche Effekte können durch die ■ Art des verwendeten Garns, durch das Weben, durch die Webweise usw. erzeugt werden. Die Schärfte der Texturänderung wird als die Textureffektdefinition bezeichnet. Es ist jedoch gefunden worden, daß die Textureffektdefinition von bisher bekanntem,, bauschigem, mehrlappigen Garn nicht so zufriedenstellend ist, wie dies erwünscht wäre. '"■"""■ ■ ^v

Es ist ein Zweck der Erfindung, einen, künstlichen■ Textilfaden zu schaffen, der eine Mehrzahl von Lappen und ausgezeichnete Gewebebedeckung, Widerstand gegen Verfilzen, aufweist, mit größerer Leichtigkeit bauschig gemacht werden kann,' die Fähigkeit hat,"Boden zu decken, und andere erwünschte Eigenschaften besitzt, die ihn äußerst geeignet zur Verwendung in Textilgeweben machen. Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einen · Textilfaden zu schaffen, der aus einem synthetischen thermojLastischen Polymeren schmelzgesponnen ist, und einen neuen dreilappigen Querschnitt hai. Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, Textilfaden zu schaffen, die aus einem synthetischen thermoplastisch en Polymeren schmelzgesponnen sind,· einen neuen dreilappigen

.INSPECTED

9 0 982 4/H SS

Querschnitt haben und so behandelt worden sind, daß ihnen erhöhte Bauschigkeit erteilt wird, wobei die gebauschten Fäden, wenn sie in ein Florgewebe mit Texturänderung umgewandelt worden sind, einen besseren definierten Textureffekt liefern. Es ist noch ein anderer Zweck der Erfindung, gewebte, gewirkte und noppen- oder velourartige Gewebe und andere Textilgegenstände, die aus den neuen mehrlappigen Fäden hergestellt sind, zu schaffen. Andere Zwecke der Erfindung sind aus der nachstehenden· Beschreibung ersichtlich.

Die Zwecke der Erfindung werden dadurch erreicht, daß man künstliche Fäden mit einem mehrlappigen Querschnitt, vorzugsweise einem dreilappigen Querschnitt, innerhalb gewisser Parameterbereiche, wie im nachstehenden angegeben, vorsieht. Zwei wesentliche Parameter werden dazu verwendet, den Fadenquerschnitt zu definieren. Der erste Parameter ist das Verhältnis des Umfange des Kreises, der um den Fadenquerschnitt umschrieben werden kann, zu dem Umfang des Fadenquerschnitts, wobei dieses Verhältnis als Umfangsverhältnis (P.R.) bezeichnet wird. Der zweite Parameter ist das Verhältnis der Fläche des um den Fadenquersohnitt umschreibbaren Kreises zu der

90982 4/1135

Fläche des Fadenquerschnitts, wobei dieses Verhältnis als das Flächenverhältnis (A.S.) bezeichnet wird. Für Fäden mit Y«-Querschnitt soll das Umfangsverhältnis etwa 0,97 bis etwa 1,21 betragen und das Flächenverhältnis soll etwa'1,4 bis etwa 4,0 sein. Jedoch kennzeichnen nur gewisse· Kombinationen der ümfangsVerhältnisse und der Flächenverhältnisse die neuen Fäden gemäß der Erfindung 'wie aus dem Nachstehenden ersichtlich ist. Ein dritter, aber nicht wesentlicher Parameter ist das Verhältnis, des Radius des' um den Fadenquerschnitt umschreibbaren Kreises zu dem Radius des «m den Fadenquerschnitt einschreibbaren Kreises, wobei dieses Verhältnis verschieden bezeichnet worden ist, nämlich Modifikationsverhältnis (M.R.), Gestaltfaktor usw. Dieser dritte Parameter beträgt, wenn er an Y-förmigen Fäden gemäß

der Erfindung gemessen wird, gewöhnlich etwa 2,6 bis 5,0. Vorzugsweisewerden die mehrlappigen Fäden aus hoch-

polymeren fadenbildenden Massen durch Schmelzspinnärbeitsweisen hergestellt. Dasin die Faden zu formende Polymerisat wird auf den geschmolzenen Zustand erhitzt. Die geschmolzene Masse wird unter Druck durch kleine Spinndüsenöffnungen äUBgeBpritzt, von denen jede eineMehrzahl von radial sich · o einem mittleren Punkt erstreckende Sehenkel hat, um

909 824/1135

M3S541

Ströme von geschmolzenem Polymerisat zu bilden« Die Öffnungen haben eine Konfiguration, die geeignet ist, die Fäden zu erzeugen und sie haben vorzugsweise drei radial sich erstreckende Sclmkel je Öffnung. Die Ströme von geschmolzenem Polymerisat, die von der Spinndüse ausgehen, sind senkrecht nach unten in eine Kühlatmosphäre gerichtet, um die Fäden zu verfestigen. Die Spinnvariablen, wie Schmelzviskosität, Ausspritzgesehwindigkeit, Spinngeschwindigkeit, Verfestigungsgeschwindigkeit usw. sind derart koordiniert, daß Fäden gemäß der Erfindung erzeugt werden»

Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt eines Beispiels eines Y-förmigen Fadens gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Darstellung eines Fadens, welche

Einzelheiten veranschaulicht, aus denen die die Fäden gemäß der Erfindung unterscheidenden Parameter bestimmt werden können. .

Fig. 3 iBt eine schaubildliche Darstellung und zeigt schematisch die Hauptteile einer Anordnung einer Vorrichtung zum Bauschen der Fäden gemäß der Erfindung*

90 98*2 4/1 135

Fig» 4- ist eine- Barstellung, welche eine Ver-^^;: :,;·- Schiebung eines der Laippeift oder Rippen der Y-förmigen^: ·'^:: Jaden zeigt, we 1 ehe durch die -Behandlung durch" die ·"«i"^:~. ^ Garnbauschvorrichtung gemäß Fig. 5 herbeigeführt·· ist.· "-j"

Fig. 5·veranschaulicht einen Querschnitt eines ^;
Fadenbündels und zeigt die willkürliche Verschiebung ^f ''* der lappen oder Rippen von einem Faden zu dem andeVen '""" an einem gegebenen Punkt längs· der Länge des Bünde'ls,-' ^χν wenn dieses durch die G-arnbauschvorrichtung geniäß^: Fig". 3 bauschig gemacht wird. ^{: :} ■:..·?, ■

Fig. 6 ist eine vergrößerteAnsicht eines gebaüschten, dreilappigen Fadens gemäß d^r Erfindung" un'd zlsigt^⁹ ^ die sinusförmige Kräuselung und die willkürliche gebo-'·*"¹ gene Verschiebung eines- der Lappen. · - - ; '

Fig. 7 ist eine Skigee eines mehrfädfeeci Farnes gemäß der Erfindung, das durch die Garnbaüschvorricntürig
gemäß Fig. 5bauschig gemacht ist, und

Fig. 8 veranschaulicht die Kombinationen vdii kritischen Parametern, welche den Bereich von Fäden mit
YoQuerschnitt gemäß der Erfindung definieren.

In Fig. 1 ist eine Form von' mehrlappigem Faden
gemäß der Erfindung dargestellt, wobei der Faden all- '-gemein mit 1 bezeichnet ist. Der Faden 1 umfaßt einen

90982 kl 1135

U35541

sich in der Längsrichtung erstreckenden Stammteil und drei radial sich erstreckende Schenkel 2. Wie dargestellt, sind die Schenkel im wesentlichen in gleichem Abstand angeordnet und sind im wesentlichen aufeinander legbar, so daß ein im wesentlichen symmetrischer laden geschaffen wird. Ein faden mit drei Schenkeln ist dargestellt, es fallen jedoch auch Fäden mit zwei, vier oder mehr Schenkeln in den Rahmen der Erfindung. Ferner ist es nicht wesentlich, daß die Schenkel genau im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind und daß die Schenkel aufeinander legbar sind, da in machen Fällen ein unsymmetrischer Faden ganz zufriedenstellend sein kana.' . .

In Fig. 2 ist ein Fadenmodell mit geometrischen Linien gezeigt, aus denen die Parameter, welche die Fäden gemäß der Erfindung kennzeichnen, berechnet werden können. Ein kritischer Parameter ist, wie vorstechend geschildert, das Umfangsverhältnis. Für einen gegebenen Faden wird dieses Verhältnis dadurch bestimmt, daß man einen Kreis zieht, der den Querschnitt des Fadens umschreibt und die äußeren Enden der Lappen des Fadens berührt und dann die ITmfangslänge mißt oder bestimmt. Ein soloher Kreis ist mit 3 bezeichnet. Danach

908824/1135

H355U

wird der Umfang des gegebenen Fadöns gemessen oder in geeigneter Weise bestimmt. Der Quotient des Umfange des Kreises 3 dividiert durch die Umfangslänge des Fadens 1 ist das Umfangsverhältnis, welches für Fäden gemäß der Erfindung mit Y-Querschnitt etwa 0,9-7 bis 1,25 betragen soll. · ■ ■ ■"■■-■

Der zweite kritische Parameter ist das Flächenverhältnis. Für einen gegebenen Faden wird-dieses.Verhältnis dadurch bestimmt, daß man die Fläche, die von dem Kreis 3 eingeschlossen ist, und dann-die Querschnittsfläche des gegebenen Fadens mißt oder bestimmt. Der· Quotient der Fläche des umschriebenen Kreises dividiert durch.die Querschnittsfläche des Fadens ist das Flächenverhältnis. Für die Fäden" gemäß der Erfindung mit Y-Querschnitt soll das Flächenverhältnis etwa 1,4 bis 4,0 betragen.

Nur gewisse Kombinationen von Umfangsverhältnissen und Flächenverhältnissen kennzeichnen die Fäden gemäß der Erfindung, Solche Kombinationen von Fäden mit Y-Querschnitt· können aufgrund der Fig. 8 bestimmt werden. Irgendeine . der Kombinationen von "Verhältnissen, die in die Fläche fällt, welche, durch das in.Fig. 8 ersichtliche Polygon umfaßt wird, kennzeichnet die Fäden mit Y-Querschnitt,

909824/1135

1*35541

welche die verbesserten Textileigenschaften aufweisen. Die.Punkte X stellen Kombinationen dar, welche die fäden mit Y-Querschnitt gemäß der Erfindung kennzeichnen. Die Punkte £ stellen Kombinationen von fäden mit Y-Querschnitt dar, die nicht die neuen Eigenschaften der Erfindung 2B igen.

Das obengenannte Modifikationsverhältnis ist der Radius c-a des umgeschriebenen Kreises 3, dividiert durch den Radius c-b des im faden 1 eingeschriebenen Kreises 4. Dies Verhältnis jedoch kann durch andere Mittel bestimmt werden*

Der Textilfaden, der durch die vorstehend erörterten beiden kritischen Parameter beschrieben ist, ist besonders brauchbar, um durch den Arbeit3Vorgang, der in fig. 3 veranschaulicht ist, bauschig gemacht zu werden. Die sich ergebenden bauschigen fäden können in ein florgewebe mit Texturänderung umgewandelt werden, in welchem der Textureffekt besser definiert ist. Gemäß fig. wird thermoplastisches, kaltziehbares Garn 10 mit einem ähnlichen fadenquerschnitt zu demjenigen des fadens gemäß fig. 1 z.B. ein Garn aus Polyamid (Nylon) od.dgl», das aus einem Bündel von im wesentlichen parallelem.dreilappigem faden zusammengesetzt ist, der nicht vollständig

90 982A/ 1 1 3 5

- 14 - . " ■..■-

orientiert ist, von einem fadenvorrat oder einer ladenquelle zugeführt. Da das Garn nicht vollständig orientiert ist, ist'es. notwendig, das Garn zu dehnen, um den optimalen Grad an molekularer Orientierung in ifem zu erhalten. Die garnquelle kann z.B. ein Garnwickel 11 sein, der zuvor von einer Üblichen 'Spinnmaschine ausgewechselt worden ist. Obgleich ein so ausgewechselter Garnwickel verwendet werden kann, kann man auch Garn verwenden, das unmittelbar von einer Spinnmaschine ohne dazwischen liegender Aufnahme zugeführt wird.

Das Garn 10 wird über und um ein Ende der Spule 12 oder^; eines anderen Garnhalters wie z.B. eines Kötzers oder Konus, der eine Garnqüelle hält, geführt.. Das Garn wird in ubliehejfwteise über einen Ziehstift 13 oder eine andere geeignete Spanneinrichtung geleitet. Von der Stange 13 geht das Garn 10 erforderlichenfalls durch eine Garnführung 14, und dann zu einer drehbar angeordneten Garn— vorschubeinrichtung 15, die das Garn von der Spule 12 ab-., ziehen und es mit einer geregelten Zuführgeschwindigkeit liefern kann, und die mit einer ersten Abgabegeschwinäigkeit betätigt wird. Wie dargestellt, umfaßt 'die Einrichtung ein Paar von in geeigneter Weise angeordneten Zufuhrwalzen, von denen wenigstens eine zwangsläufig; angetrieben werden ' kann. Die Walzen haben parallele Achsen und stehen mitein-

909824/1135

ander in Eingriff um das Garn, welches durch aie hindurchgeht, genügend einzuklemmen,so daß ein Schlupf oder freier lauf des Garns zwischen den Walzen auf ein Minimum , herabgesetzt wird.

ι Von der Garnvorschubeinrichtung 1 5 wird das Garn 10 ,■

nach unten und um einen erhitzten Streck- oder Zugstift '

16 geführt, der das Garn erhitzt und die Dehnung des Garns

! örtlich festzulegen sucht. Der Stift ist so angeordnet, daß er stationär und axial sohräg ist mit Bezug auf die Achsen der Zufuhrwalzen und hat eine glatte mit dem Garn in Berührung kommende Oberfläche. Nachdem das Garn 10 um den Stift 16 so oft wie erwünscht herumgeführt worden ist, wird es nach unten zwischen drehbar angeordneten . Radgliedern 17 und 18 mit parallelen Achsen geleitet, die eine· Mehrzahl von gleichförmig im Abstand voneinander über den Umfang angeordneten und in Längsrichtung j sich erstreckenden Zähnen 19 aufweisen, die in dichtem Abstand voneinander miteinander kämmen, wobei diese Glieder eine kurze Strecke unter dem Stift 16 angeordnet sind. Es kann eine Luftzufuhreinrichtung 20 vorgesehen sein, um die Glieder 17 und 18 auf einer genügend tiefen Temperatur zu halten, damit das Garn gekühlt wird, so daß wie Wärme- ; fixierung des Garns während des ersten Durchgangs de» Garne'

909824/1136 ... "f

14355*1

zwischen den" Gliedern 17 und 18 herbeigeführt wirä. Die Glieder 17 und" 18 sind auf Wellen 21 bzw. 22 aufgekeilt oder einstückig mit diesen ausgebildet. Um die Radglieder synchron anzutreiben, sind außen in Berührung miteinander stehende Stirnzahnräder 23 und 24 vorgesehen, die horizontal parallele Achsen haben, miteinander in Eingriff stehen, und fest auf den Wellen 21' und 22 angeordnet sind. Wenn die Z-.ätns 19 kämmen, wird das Garn seitlich angelegten Beanspruchungen unterworfen, die sich in ihrer Intensität erhöhen oder er¹-niedrigen, wenn das Garn sich der waagerechten Ebene nähert bzw» diese verläßt, in welcher die Achsen der Radglieder liegen und wo die Zähne mit den durch die Zähne begrenzten Nuten in größtem Ausmaß in Eingriff stehen, Nachdem das Garn um einen Teil des Umfangs eines dieser Glieder geleitet worden ist, wird es tangential von diesem und dann Tim einen Teil des Umfangs einer Wal-

ze 25 geleitet, die auf einem Tragrahmen der-art angeordnet ist, daß sie sich.:'frei drehen kann, and die in der ' Nähe des Gliedes 17 liegt. Das Garn 10 wird um das Glied und die Walze 25mehrmals gewickelt, so daß das Garn in richtiger Weise ergriffen wird, um ein^e geeignete Dehnung, des Garns zu gewährleisten, wobei die Umfangsgeschwindig-

U35541

keit der Glieder 17 und 18 im Betrieb im wesentlichen größer ist als diejenige der Einrichtung 15. Die Achse der Walze 25 ist in einem etwas geneigten Winkel mit Bezug auf die Achsen der Glieder 17 und 18 angeordnet, so daß eine richtige longitudinalβ Verteilung auf den Umfangen des Gliedes 17 und der Walze 25 und ein Vorschub längs dieser Teile erfolgt, wobei auf diese Weise ein Übereinanderiaufen der Verschlingungen verhindert wird. Das Garn wird nach Bildung der äußersten Umwicklung senkrecht nach unten durch eine Garnführung 26 (Sauschwänzohen) oder dgl., erforderlichenfalls geführt, die in geeigneter Weise angeordnet ist und unter den Radgliedern liegt.

Das Garn wird dann in üblicher Weise durch eine . geeignete Form eines wickelbildenden Apparates geordnet aufgenommen. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird das Garn von einer Ringzwirnanordnung aufgenommen, die allgemein mit dem Bezugszeichen 27 bezeichnet ist, welches eine Spule 28 umfaßt, die mit einem angetriebenen Riemen 30 in üblicherweise in Umlauf gesetzt werden kann, um einen Vorrat 31 des Garns zu sammeln. Die Anordnung umfaßt ferner einen üblichen senkrecht hin-und herbew^gbar en» Spinnring 32, der einen Ringläufer 33 trägt, welcher geeignet

INSPECTED

909824/1135

-18 -'. - ".■■■■. Λ

4$φ, frei die Spule 28 zu umlaufen, wenn das Garn in --..;■ einem gewünschten Ausmaß gedreht und auf die Spule, auf—· ^" gewickelt wird. ■■ ■ - ■■->""...,

Fig. 4 veranschaulicht die VerSchiebung eines Lappens von seiner normalen aufrechten-Stellung»"-die er während der Herstellung des Fadens angenommen hat, wo-*.,,.. bei die Verschiebung das Ergebnis des Baus öhvor gange, s- _t unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung darstellt. Die Linie 35 erstreckt sich von der Spitze eines der lappen zu der Mitte eines eingeschriebenen.Krebses. _:,_: (nicht dargestellt). Die linie· -36erstreckt sich von der-_v Spitze des Lappens in seiner verschobenen Stellung zu :·_;; der Mitte des genannten Kreises. Diese; Linien üb er sehne i·?- den einander und bilden einen Winkel £j der zwischen. CL₈ und etwa 45 betragen kann. Die Änderung desvMinkelsr e,.,Λα er gemäß der .vorbeschriebenen Vorrichtung _;b&hand=ei'iben- :; Päden ist willkürlich unter und längs der laden eines Bündels. ■ ^: : λ:- '-ν-^:-

lig. .5 zeigt, wie der Winkel £ unter benachbarten laden an irgendeinem Punkt lange der" Länge eines Fadenbündels Yariieren kann. Z.B. ist der Winkel _e für irgendeinen der Lappen des Querschnitts 42 im wesentlichen Q. · Andererseits sind 4ie beiden Schenkel des Querschnitts .43

INSPECTE

909|24/1131

143554t

um ein "beträchtIiehes Ausmaß verschoben. Es sind auch andere Verschiebungsgrade in dieser-Figur ersichtlich.

Das Garn besitzt, nachdem es erwärmt und gleichzeitig gastreckt und dann gekühlt und gleichzeitig gekräuselt worden ist, eine ausgesprochene latente Kräuselung. Die Fäden des Querschnitts gemäß der Erfindung können in ein sehr kompaktes Bündel zusammengebracht werden, in welchem die lappen der Fäden mit den Gabelungen der benachbarten Fäden eingreifen oder sich verschachteln. Wenn jedoch die potentielle Kräuselung vollständig durch eine Wärmebehandlung, wie durch Behandlung mit Wasserdampf, trockener Hitze oder Kombination von beiden, in einem entspannten oder im wesentlichen 'entspannten Zustand, entwickelt wird, ist das Bündel nicht^ dicht, sondern hat einen stark erhöhten Bausch, erhöhte Kräuselung und Streckbarkeit.

Fig. 6 zeigt das sinusförmige oder gekrümmte Aussehen eines einzelnen gekräuselten Fadens 40. Die Verschiebungen der lappen modifizieren, wie gefunden wurde, das Glanzlicht, das mit mehrlappigen Fäden verbunden ist, in sehr vorteilhafter Weise. Es ist ersichtlich, daß der Punkt maximaler Verschiebung des Lappens 41 etwa an den Spitzen der Kräuselung auftritt und daß der Punkt mini-

909824/1135

maler Verschiebung dee Lappens 41 etwa in der Mitte zwischen aufeinanderfolgenden Spitzen auftritt.

Entgegen den Erwartungen ist nicht nur die Krau-, seiung sinusförmig, sondern auch die Spitzen der Fäden sind willkürlieh mit Bezug aufeinander verteilt. Wie in Fig. 7 veranschaulicht, nehmen die Stellen der Spitzen eines Fadens mit.Bezug auf den anderen Faden in dem Bündel kein bestimmtes Muster an, sondern sind dem Zufall überlassen. Offensichtlich erteilt ein solches unbestimmtes wellenförmiges Muster dem Fadenbündel erhöhte Bauschigkeit,· was sehr erwünscht ist.

Die Fäden gemäß der Erfindung können dazu verwendet werden, entweder Stapelfasern oder kontinuierliches Fadengarn aus einer großen'Mannigfaltigkeit von thermoplastischen faserförmigen Harzen herzustellen. Die Garne können nach bekannten Arbeitsweisen aus diesen Harzen einschließlich dem SchmelzspinnverEahren, dem Naßspinnverfahren und dem Trockenspinnverfahren hergestellt werden. Als Beispiele von faserüldenden synthetischen Poly- ' merisaten, welche in den thermoplastischen faserbildenden Harzen eingeschlossen sind, können die folgenden genannt werden: Polyäthylen, Polypropylen, Polyurethane, MischpolymeriBate von Vinylacetat und Vinylchlorid, Mischpoly-

909824/1135

143554t

merisate von Vinylidenchlorid und einem kleineren Anteil von damit mischpolymerisierten monoolefini- sehen Verbindungen, wie Vinylchlorid; Homopolymerisate von Acrylnitril, Mischpolymerisate von Acrylnitril und einem kleineren Anteil wenigstens einer monoolefinischen damit mischpolymerisierten Verbindung, und Polymerisatmischungen, die Acrylnitril in einem größeren Anteil enthalten? Mischpolymerisate aus Vinylchlorid und Acrylnitril, lineare Polyester von aromatischen Dicarbonsäuren und"'2-wertigen Verbindungen, wie Polyäthylenterephthalat, sowie Modifikationen davon und die Polyester, die von ierepMhal- ί säure und Bis-1,4-(oxymethyl)eyolohexan abgeleitet j sind; lineare Polycarbonamide , wie Polyhexamethylenadipamid, Pölyhexamethylensebaeamid, polymere Mono- j aminomonocarbonsäuren, wie polymere 6-Äminocapronsäure} J lineare Polycarbonate und andere faserbildende thermoplastische polymerisate. Mischungen von solchen faserbildenden synthetischen Polymerisaten können auch zur Anwendung gelangen. Die Erfindung ist besonders zur Behandlung von Fäden anwendbar, die aus Polymerisaten hergestellt sind, welche allgemein als Polyamide bezeichnet werden (eins chi ie 131 ich von Nylon 66, Nylon 4, Nylon 6, Nylon 610, Nylon 11 und faserbildenden Misch-

90932A/1 135

143S541

- 22 -■ ■■■*". -

polymerisaten davon, z.B. 6/66, 6/610/66, 66/610 usw.

Der Titer des Garns kann beträchtlich Verändert werden, ebenso wie der Titer der Einzelfäden; Fadendeniers von 0,25/bis 25 sind vollständig geeignet. Es können Garne mit verschiedenen Zusammensetzungen und Titern vereinigt werden bevor/sie behandelt werden, um die neuen Effekte zu erzeugen. Torzugsweise werden die Fäden schmelzgesponnen. Um·die Fäden gemäß der Erfindung zu erzeugen ist, wie ersichtlich, die Art von Spinndüsenöffnung von Bedeutung. Die verwendete Spinndüse zur Herstellung der Fäden kann aus üblichen Spinnäüsenrohlingen hergestellt werden. Jede öffnung kann aus drei Schlitzen mit einer gegebenen Weite bestehen, die einen gemeinsamen Schnittpunkt haben und dadurch allge-: mein eine Y-förmige öffnung bilden. An dem äußeren Ende jedes Schlitzes befindet sich vorzugsweise ein rundes loch. i)as Verhaltnis des Durchmessers des Loöhs zu der Breite* des Schlitzes Is.tivon Bedeutung insoferns ale. oberhalb #i#es YerhältnisBes von 2,0 die Düsenwirkung ,_!... der SpiiindÜse zu instabil werden kann, um ein zufrle- ; d©nsteilendes Spinnen zu gestatten«, Torzugsweise liegt .. das Verhältnis in dem Bereich von 1,5 bis 2,0,Obgleich es bevorzugt ist, Löcher an den. Enden.. &©r. Schiit ze yor-

9 0 0024/1131

U35541

zusehen, brauchen diese nicht kreisförmig zu sein oder sie können vollständig fortgelassen werden.

In dem folgenden Beispiel ist eine Weise zur Herstellung der Fäden gemäß der Erfindung veranschaulicht.

Beispiel

Eine-Probe von Garn wurde aus einem Polymerisat vom Polyamidtyp (Nylon 66) mit einer relativen Viskosität von 47 hergestellt. Das Polymerisat wurde bei 288 C durch eine Spinndüse aus rostfreiem Stahl schmelzgesponnen. Die Spinndüse enthielt 68 Öffnungen. Jede Öffnung war aus drei in gleichem Abstand voneinander befindlichen Schlitzen, die radial von einem Punkt vor-, standen, zusammengesetzt. Die länge jedes Schlitzes betrug 1,016 mm (40 mils), die Weite jedes Schlitzes betrug 0,076 mm (3_f0 mils). Es wurde ein kreisförmiges Loch durch die Spinndüse am Ende jedes Schlitzes geschnitten und mit diesem in Verbindung gebracht. Der Durchmesser des Loches betrug 0,152 mm (6,0 Mils). Die ausgespritzten Fäden wurden mit einem Querstrom von kühler Luft gelöscht. Die Fäden wurden auf eine Spule aufgewickelt. Der Querschnitt der Fäden war ähnlich demje-

909824/1135

nigen, welcher in Mg. 1 gezeigt ist. Das mittlere Flächenverhältnis der Fäden betrug 2,40; und das * mittlere Umfangsverhältn&s betrug 1,09.

Eine Vorrichtung entsprechend derjenigen gemäß Fig. 3 wurde dazu verwendet, um die Fäden zu behandeln. Die Fäden wurden von der Spule abgewickelt, indem sie durch ein Paar von zwangsläufig·angetriebenen Vorschubwalzen geführt wurden, wobei die Abzugsgeschwindigkeit etwa 91,4 m (100 yards) je Minute betrug. Von den Zufuhrwalzen wurde das Garn-auf und um einen stationären Streckstift einmal geführt, wobei die Garnbewegüng einen gchraubenliniaförmigen Weg um diesen beschrieb. Die Oberflächentemperatur "dee Stiftes wurde auf 210° Ö durch eine elektrische Widerstandsheizeinrichtung gehalten, die im Inneren des Stiftes lag und durch eine Thermistortemperaturfühlregelvorrichtung geregelt. Das Garn wurdezwischen zwei Metallzahnrädern hindurchgeführt, die miteinander kämmten, während die Zähne jedoch nicht miteinander in Berührung kamen. Die Räder wurden eynchron mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit angetrieben, so daß eine Streckung um etwa 350 # in dem .Garn zwischen den Zufuhrwalzen und der Stelle des

909B2A/1135

Garnabzugs von diesen Bädern eintrat. Bas Garn wurde durch die Räder zusätzlich dreimal geführt; vor jedem Durchgang wurde das Garn um eine Abstandswalze geleitet. Dann wurde das Garn wieder unter Verwendung einer üblichen Ringzwirnanordnung gesammelt.

Ein Flornoppenteppich mit Texturänderung wurde aus dem so behandelten Garn hergestellt. Der Teppich wurde direktem oder Frischdampf bei erhöhter Temperatur von 130 0- unterworfen, wodurch die latente Kräuselung in ihm entwickelt wurde. Der sich ergebende Teppich hatte ein flockiges, bauschiges Aussehen und hatte ein sehr gefälliges Aussehen. Der Textureffekt des Teppichs-war wohl definiert. Das Garn zeigte überlegene Deckung und erhöhte Schmutzmaskierung. Während, der Plornöppenbildung traten nur im geringen Umfang Auszupfungen und Ausziehungen (picks and pulls) auf.

Wenn jedοeh.Garn aus fäden mit Y-Querschnitt mit einem IPlächenverhältnis von 2,10 und einem UmfangsverhäTtnis von 1,15 mit der Vorrichtung gemäß Fig. 3 behandelt und zu einem Teppich von dem gleichen Aufbau verarbeitet wurde, war die Definition des Textureffekts des Teppichs sichtbar geringer. Das Garn" zeigte schlechtere Deckung und verringerte Selmibzmaskierung. Während

909824/1 135

U3S541

■- 26 -' ■

der Flornoppenbildung fand eine,beträchtliche Erhöhung der Auszupfung und Ausziehung statt..

Die Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfinr dung über die frühere Praxis-sind zahlreich. .Fadengleichförmigkeit wird zwischen. d.en Fäden, und innerhalb derselben, sowohl hinsichtlich des Titers (Denier) als auch der Gestalt verbessert. Die.größere Fadengleichförmigkeit führt zu verbesserten Anfärbeigenschaften. Die Biegsamkeit der Lappen der Fäden wird verbessert, wodurch -strengere .Verarbeitungsbedingungen ohne Beschädigung (Absplittern und dergl.) für den Faden zugelassen werden, was .besonders vorteilhaft bei gewissen Texturierungsarbeitsweisen ist. Die Biegsamkeit der Fäden wird herabgesetzt (d.h. der Biegungsmodul wird erhöht), was zu einer größeren Fede- · rung führ,t. Erhöhte Deckkraft, insbesondere Taei Teppichen, -wird für ein gegebenes Gewicht von .Garn je Flächeneinheit erzielt. Dies ergibt sich aus der größeren projezierten Fläche in irgendeiner Richtung der Fäden gemäß der vorliegenden Erfindung. Infolge der

erhöhten Porosität der Gewebe , die aus den Fäden hergestellt sind, sind Waschen, Reinigen und Färben im Stück nach üblichen Arbeitsweisen erleichtert. Erhöhte

9 09824/1135

Außenoberfläche der Fäden deckt den Schmutz in einem größeren Ausmaß. Das größere Eigenvolumen des Garns vor der Entwicklung der latenten Kräuselung verrin-. gert den Verlust an Bausch während des Färbens im Wickel. Überdies ist Teppiehgarn,' das aus den Fäden gemäß der Erfindung zusammgesetzt ist, besser zieh- oder behandelbar, wenn es in Unterlagengewebe eingesetzt wird, insofern als weniger Ausziehungen oder Auszupfungen auftreten. Ein sehr wichtiger Vorteil besteht darin, daß gebauschte mehrlappige Fäden gemäß der Erfindung, wenn sie in Florgewebe mit Texturänderungen umgewandelt werden, einen besser definierten Textureffekt liefern. Es sind auch noch andere Vorteile festzustellen.

909824/1135

Claims (5)

Patentansprüche

1. Künstlicher !textilfaden mit einemmehrlappigen Querschnitt längs seiner Länge, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Flächenverhäitnis und Umfangsver^ hältnis innerhalb des Bereiohes hat, der durch die Fläche, die von dem Polygon gemäß Pig. 8 der Zeichnung umfaßt ist, dargestellt ist. ·

2. Dreilappiger Textilfaden, dessen Lappen gewöhnlich im wesentlichen im gleichförmigen Abstand angeordnet und im wesentlichen symmetrisch sind, und der aus einem synthetischen thermoplastischen Polymerisatschmelz gesponnen ist, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Fläohenverhältnis und ein Ümfangsverhältnis innerhalb des Bereiches hat, der durch die von dem Polygon

...-■"». ■ ■"■"-■■ "■' ' -

gemäß Fig. β der Zeichnung umfaßten Fläche dargestellt ist.

3. Texturiertes Fadengarn aus einem synthetischen thermoplastischen Polymerisat mit einem mehrlappigen. Querschnitt länge Beiner Länge, dadurch gekennzeichnet, daß 68 Binueförmige Kraueelungen hat, wobei die Spitzen der Kraueelungen der «ihieinii^liäden in eufällijfer Be-

Ziehung mit Bezug aufeinanderliegend um dem Garn ein flaumiges Aussehen zu erteilen, daß die Lappen der Fäden willkürlioh längs ihrer Länge von einer gewöhnlich im wesentlichen symmetrischen Anordnung zu einer nicht symmetrischen gekrümmten Anordnung verschoben sind und daß es ein Pläöhenverhältnis und ein Umfangsverhältnis innerhalb des Bereichs hat, der durch die von dem Foligon gemäß Fig. 8 der Zeichnung umfaßten Fläche dargestellt ist,

4. Texturiertes dreilappiges Fadengarn, dessen Lappen gewöhnlich im wesentlichen in gleichförmigem Abstand voneinander angeordnet und im wesentlichen symmetrisch sind und das aus einem synthetischen thermoplastischen Polymerisat hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß es sinusförmige Kräuselungen hat, wobei die Spitzen der Kräuselungen d er einzelnen Fäden in einer zufälligen Beziehung mit Bezug ζueinanderliegen, um dem Garn ein flaumiges Aussehen zu erteilen,daß die Lappen der Fäden willkürlich längs ihrer Länge von einer gewöhnlich im wesentlichen symmetrischen Anordnung zu einer nicht symmetrischen gekrümmten Anordnung verschoben sind, wobei der Winkel, der zwischen einer Linie, die zwiβchen den Spitzen der Lappen in der gewöhnlich nicht

9 0-9 8 24/1 13B

verschobenen Stellung und der Mitte eines eingeschriebenen Kreises des Querschnitts gezogen ist, und einer zwischen den Spitzen der verschobenen Lappen in der verschobenen Stellung und der Mitte des genannten Kreises gezogenen Linie gebildet ist, in dem Bereich von O - 45° liegt, und daß es ein Flächenverhältnis und ein Umfangsverhältnis innerhalb des Bereiches hat, der durch die.von dem Poligon gemäß Pig. 8 der Zeichnung umfaßten Fläche dargestellt ist.

5. Faden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Polyamid, wie Nylon 66 oder Nylon 6, aus einem faserbildenden Polyester oder einem faserbildenden Polypropylen oder Polyäthylen besteht.

9 09824/1135

L e e r s e i t e