DE1435582A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauschgarn - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauschgarn

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von texturierten! Garn sowie auf eine Vorrichtung für die Erzeugung eines texturierten Garns mit einer überlegenen Eignung zur Flor- oder Noppenbildung, zum Wirken oder Strikken und Weben und insbesondere eines solchen Garnes, welches vorgebauscht und mit einer besonderen Zusammensetzung zur Verbesserung seiner Gebrauchseigenschaften überzogen ist.

In den letzten Jahren waren im Handel Garne aus kontinuierlichen thermoplastischen Fäden erhältlich, welche einen latenten Bausch besitzen. Das Garn wurde in dieser

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Porni zur Herstellung von Textilprodukten verwendet, wo- . bei der Bausch nach der teilweisen oder vollständigen Herstellung des End- oder Fertigprodukts entwickelt wurde. Beispielsweise wird ein Teppich unter Verwendung derartiger Garne geknüpft (tufted) und der Bausch nach dem Färben des Teppichs entwickelt. Teppiche, welche aus Garn mit unentwickeltem Bausch hergestellt wurden* besitzen insbesondere in hohem Ausmaß viele Fehler und gezogene Schlingen oder Schleifen, welche von Hand ausgebessert werden müssen, wodurch die Herstellungskosten von zufriedenstellendem Teppichmaterial erhöht werden. Ein derartiges ungebauschtes Garn ergab auch gewisse andere Schwierigkeiten bei der Handhabung und bei nachfolgenden Herstellungsarbeitsgängen.

Gemäß der Erfindung wird ein derartiges Garn mit einer besonderen Zusammensetzung überzogen und vorgebauscht, um sein Verhalten in den nachfolgenden Herstellungs- oder Verarbeitungsvorgängen beachtlich zu verbessern.

Demgemäß besteht ein Hauptzweck der Erfindung in der Schaffung eines endlosen texturierten Fadengarns, welches mit größerer Leichtigkeit den Herstellungsprodukten einverleibt werden kann.

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Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtimg zur Herstellung eines endlosen, texturierten Fadengarns, welches mit größerer Leichtitegkeit den Herstellungsprodukten einverleibt werden kann.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Garns, welches wesentlich verbesserte Knüpfeigenschaften oder ein wesentlich verbessertes KnUpfverhalten ergibt.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Erzeugung von Garn, welches ein wesentlich verbessertes Knüpfverhalten aufweist.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Garns mit den vorstehend angegebenen Merkmalen, welches vorgebauscht ist und einen Überzug zur weiteren Verbesserung des Verhaltens bei nachfolgenden Fabrikations*- oder Verarbeitungsstufen aufweist.

Ein weiterer Zweck, der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Herstellung von Garn, welches vorgebauscht ist und einen Überzug zur weiteren "Verbesserung des Verhaltens bei nachfolgenden Fabrikations- oder Verarbeitungsstufen aufweist.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Garn mit den vorstehend angegebenen Eigenschaften.

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Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, bei welcher die Wasserdampfkondensation an unerwünschten Stellen auf ein Minimum herabgesetzt wird. Die Erfindung umfaßt demgemäß die verschiedenen Stufen und die Beziehung von einer oder mehreren derartigen Stufen untereinander, den Gegenstand, v/elcher die besonderen Merkmale, Eigenschaften, Ausbildungsmerkmale, Kombinationen von Elementen und Anordnung von Teilen besitzt, welche nachstehend ausführlich erläutert sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Pig- 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung für die praktische Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Pig, 2 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der bevorzugten .Bauschkammer gemäß Pig. I,

In Pig. 1 wird ein Garn 20 mit einem latenten Bausch von einer Quelle 22 zugeführt. Wie in Fig. 1 schematisch dar- '

gestellt, kann die Quelle 22 aus der in der US-Patentschrift 3 024 516 beschriebenen Vorrichtung oder aus irgendeiner J

anderen entsprechenden Quelle, beispielsweise einer anderen Vorrichtung oder einer Spule aus latent gekräuseltem Garn, bestehen. Eine Auftragseinrichtung (applicator) 24 bringt

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auf das Garn Siliciumdioxyd, das in einem flüssigen Träger dispergiert ist, in der nachstehend näher beschriebenen Welse auf. Das benetzte Garn 20 wird durch ein Paar von Klemm- oder Quetschwalzen 26 einer Behandlungskammer 28 zugeführt, in welcher es einer ausreichenden Hitze zur gleichzeitigen Bauschung des Garns und Verdampfung der durch die Auftragseinrichtung 24 aufgebrachten flüssigen Komponente ausgesetzt wird. Das Garn 20 wird dann durch ein zweites Paar von Klemm- oder Quetschwalzen 30 einem geeigneten Aufnahmemechanismus 32 zugeführt, welcher das Garn in Form eines Winkels 34 aufnimmt.

Im einzelnen ist in Fig. 1 die Auftragseinrichtung in Form einer langsam umlaufenden Walze 36 dargestellt, an deren Umfang das Garn 20 fortbewegt wird. Die untere Oberfläche der Walze 36 kann in einen die Dispersion enthaltenden Behälter eingetaucht sein. Wie ersichtlich, ttann GIe auf das Garn 20 durch die Walze 36 aufgebrachte Menge der Dispersion mühelos geregelt werden, indem man die Geschwindigkeit der Umdrehung der Walze 36 steuert. Eine ausreichende Menge der Dispersion soll durch die Walze 36 aufgebracht werden, so daß die auf dem Garn abgeschiedene Menge an Siliciumdioxyd zwischen 0,1 und 5,0 % des Garngewichts beträgt. Wasser wird als gebräuchliches und zweckmäßiges Trägermittel verwendet. Vorzugsweise

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liegt das Siliciumdioxyd in Form einer kolloidalen Dispersion mit Teilchengrößen von einigen Hundert Angströmeinheiten vor. Beispielsweise kann die Teilchengröße im Bereich von 350 -'400 S im Durchmesser betragen. Vorteilhafterweise kann eine derartige kolloidale Dispersion schwach basisch sein, um die Ausfällung von Siliciumdioxyd zu vermeiden. Ein pH-Wert zwischen 7,0 und 10, 0 ist hierfür zufriedenstellend.

Das Garn 20 wird anschließend durch die Klemm- oder Quetschwalzen 26 in die Behandlungskammer 28 eingeführt. In Fig. 2 umfaßt die Kammer 28 ein langgestrecktes erhitztes Mittelrohr 40, durch welches das Garn 20 geführt wird. Eine Wasserdampfkammer 42 umgibt das Rohr 40 über den größten Teil seiner Länge. Die Kammer 42 ist an die Außenseite des Rohres 40 in Nähe der Enden des Rohres geschweißt oder in anderer Weise damit abgedichtet oder verschlossen, und mit einer geeigneten Isolierungsschicht 4j5 ummantelt. Wasserdampf von hohem Druck wird durch eine Zufuhrleitung 44 in die Kammer 42 zugelassen, so daß die Wände des Rohres 40 erhitzt werden, und durch eine Abgabeleitung oder ein Abgaberohr 46 abgegeben. Wenn der durch das Rohr 44 zugeführte Wasserdampf eine vergleichsweise niedrige Temperatur, beispielsweise von etwa 175⁰ C (350° P) aufweist, ία die Zuführung von mehr Wärme zu dem Garn erwünscht, als sie durch

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einfache Strahlung von den Wänden des Rohres 40 zugeführt werden kann, wenn technisch wirtschaftliche Garngeschwindigkeiten in einem verhältnismäßig kurzen Rohr 40 erhalten werden sollen, Gemäß der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung wird Wasserdampf in das Innere von Rohr 40 zur Verbesserung der Wärmeübertragung auf das* Garn 20 eingeführt. Eine ringförmige Ausdehnungskammer oder Expansionskammer 48 umgibt und trennt das obere Ende des Rohres 40 von der Wasserdampfkammer 42, Mehrere verhältnismäßig große Öffnungen 50 "^; Drbinden das Innere der Ausdehnungskammer 48 mit dem Rohr 40. Eine verengte oder beschränkte öffnung 1st in der Wandung, welche die Kammer 48 von der Kammer 42 abtrennt, vorgesehen, um ein Ausströmen einer geringen Menge Wasserdampf von hohem Druck aus der Kammer 42 in die Kammer 48 zu erlauben. Der so in die Kammer 48 eingelassene Wasserdampf dehnt sich aus und entweicht durch die öffnungen 50 in das Mittelrohr 40 mit einer ausreichend niedrigen Geschwindigkeit, welche keine unangemessene Bewegung des Garns herbeiführt. Durch die Wände dejzir Ausdehnungskammer 48 wird Wärme in ausreichender Menge zugeführt, um e'en Wasserdampf von niederem Druck darin etwa bei der Temperatur des Wasserdampfs von hohem Druck in der Kammer 42 beizubehalten.

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Mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 muß 44© der aus der Ausdehnungskammer 48 in das Rohr 40 zugeführte Wasserdampf ebenso wie der im Rohr 40 durch Verdampfung des durch die Walze 36 aufgebrachten Wassers erzeugte Wasserdampf so abgeführt werden., um eine Kondensation an der umgebenden Vorrichtung zu verhindern. Wie in Pig. I gezeigt, wird dieser Wasserdampf durch eine Abgabedüse 54, welche teilweise das obere Ende von Rohr 40 umgibt, abgezogen. Die dargestellte Düse 54 wird von einem abgeflachten Bereich in einer Vakuumleitung oder· einem Vakuumrohr 5β gebildet, welches mit einer gebräuchlichen Vakuumquelle (nicht dargestellt) verbunden ist«

Für die optimale und technisch und wirtschaftlich besonders vorteilhafte Arbeitsweise soll die durch die Düse 54 angelegte Saugkraft eben ausreichend sein, um den aus dem Rohr 40 abgegebenen Wasserdampf abzufangen, da andererseits ein Zug erzeugt werden kann, dar die geeignete Entwicklung oder Ausbildung des Bausches in dem Garn hindert sowie zu einem unnötigen Verbrauch an Vakuum führt. Sine einfache und wirksame Saugkontrolle oder -regelung ist bei 58 dargestellte Die obere Wand des abgeflachten Bereichs von Rohr 56 weist einen durchbohrten Querschlitz 60 auf. Ein aufrechter Bügel 62 ist am Rohr

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in Nähe des Schlitzes βθ angebracht und trägt eine einstellbare Ventilplatte 64. Eine Schraube 66 erstreckt sich durch einen senkrechten langen Schlitz 88 (Fig. 1) in der Platte 64 und ist in den Bügel 62 eingeschraubt, um eine einstellbare Lagerung der Platte 64 innerhalb des Schlitzes 6o zu erlauben, so daß die Platte 64 einen gewählten Teil des Querschnitts von Rohr 56 absp^errt. Dadurch wird die Einstellung der auf die Düse 54 angewendeten Saugkraft auf einen optimalen Grad ermöglicht. Ein Saugapparat (aspirator) 68 ist vorgesehen, um das Garn durch das Rohr 4o einzuführen. Der Saugapparat 68 umfaßt eine Düse 70 zur Zuführung von Luft, welche so angebracht ist, daß sie sich abwärts in den oberen Teil von Rohr 40 zur Abgabe von Druckluft durch das Rohr 4o erstreckt. Ein|von Hand betätigtes Luftzufuhrventil 72 verbindet die Düse 70 mit einer geeigneten Quelle von Druckluft (nicht gezeigt). Wenn das Ventil 72 betätigt wird, stößt die durch Düse 70 zugeführte Luft das durch die Zufuhrwalzen 26 zugeführte Garn abwärts durch das Rohr 40 zu den Walzen j50, an welcher Stelle die Bedienungsperson das Garn zwischen die Walzen 50 einführen und dann zu dem Aufnahmemeohaniemus ys. führen kann. Es iet ersichtlich, daß Luft in dieser Weiae durch die Düse 70 nur während der Elnführungszelt und nicht während des normalen Betriebs der Behandlungskammer zugfeftlhrt wird.

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Mit Bezug auf fig, 2 ist durch die die Tasserdampfkammer 42 begrenzende Wandung ein Stopfen 7^ vorgesehen, um den direkten Zutritt zu der öffnung 52 für eine Säuberung oder Einstellung der Öffnung zu ermöglichen. T7enn wiederum, die Öffnung 52 in einem, entfernbaren Stopfen in den Wänden, welche die Kammer 48 begrenzen, ausgebildet ist, kann der öffnungsstopfen leicht durch die Öffnung in den die Kammer 42 begrenzenden VJänden zur Überprüfung oder Instandsetzung entfernt werden.

Die nachstehend aufgeführten ^r/erte sind lediglich als Beispiel zur Erläuterung der in Betracht kommenden Betriebsweise angegeben. Durch das Rohr 44 wurde /asserdampf in einer Menge von 6,33 atü (90 psig) mit einer Temperatur von etwa 175°C (35O⁰P) zugelassen. Die einzige Öffnung 52 besaß einen Durchmesser von etwa 0,5 mm (0,020 inch), während Jede der Öffnungen 50 einen Durchmesser von etwa 2,38 mm (3/32 inch) aufwies. Das Rohr 40 besaß eine länge von etwa 28 cm (11 inches) und wurde von einer Kammer 42 über einen Bereich seiner Länge von etwa 22,8 cm (9 inches.) umgeben.

Infolgedessen i?urde die u^randung von Rohr 40 bei einer Temperatur von etwa 175⁰C (35O°I) gehalten und das Innere des Rohres wurde mit einer geringen Menge nasserdampf bei

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AtaosphÄfendruck und etwa 17 5⁶C <3 50°F) über die öffnung 52 und die öffnungen 50 vcreorgt, D^nvdurch das Rohr 40 zugeführten feuchten Garn wurde in c¹ie3^r ifeise eine ausreichende Wärmemenge Eurreführt, um das Trägermittel (Wasser) iu verdampfen und gleichzeitig de.n in dem Garn enthaltenen latenten Bausch ku entwickeln. Ee iat ersichtlich) daß die Länne de* Fchree HO und rfer Karonifir U2 vergrößert odtr verkleinert werden, kann in AbÜänpipke-'t von der Geschwindigkeit dee Garne* 20 rtureh die Behändlun?skammcr 28, wobai die vorstehend anregebencn Wert a für' α ine Garnsoschwindigktit von etwa JB m/min (175 ypm) zweckmäßig sind.

Di« relativen Geschwindigkeiten der Klemmwalzen 26 und Klünunwalzen 30· sollen so eingeregelt werden, daß iif. wusentlichen keine S£annunp auf das Garn 20 aufgebracht wird, während es in der Behandlunßskanniür 28 i3t₅ um oinc Zerstörung des entwickelten Bauache3 zu vermeiden.· Bei einer erfolpreichtn Ausführungeform der Erfin^ur.n besaften die Kltanmwalzen 26 eint- um 10 % pröJ* .re Umfi'nr'snfischwinuigkeit als die Klemmwalzen 30, um eine Verrinffaruivi r"cr Garnlänge um 10 % zu erlauben, wenn der Bausch cntwickfc^t wird.

2ur ErlÄuturun?j der Wirksamkeit dor Erfindung wurden folgenden W^rtü angcpebün, welche beim Knüpfen von Tc:ppi~ chen mit Polyamidgarnen (Nylongarnen) vcn 136 F£don unr! »iinem Geeamttiter von 2 U60 dem erhalten wurden. Ein aus dem Kontrollbarη, das nicht mit Siliciumdioxyd behandelt

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worden war und dessen Bausch nicht entwickelt worden war, hcrs'estirter Teppich besaß durchschnittlich 3,2 4 Fehler auf einer gegebenen Fläche₃ welche ein Ausbessern erforderten, Wenn das Garn vorgebauscht, jedoch nicht mit SiIiciumdioxyd überzogen wurde, hatte dieselbe gegebene Fläche 2,58 Fehler, entsprechend einer Verbesserung im Knüpfverhalten um einen Faktor von 1,25. Wenn das Garn mit SiIiciumdioxyd überzogen, jedoch nicht vorgebauscht worden war, besai? die gleiche gegebene Fläche 0,83 Fehler, entsprechend einer Verbesserung um einen Faktor von 3,90.

bej. .einer. Behandlun.fTskonzentraticnypn 0*3 5.% Siliciumdioxyd Ein Teppich, welcher aus dem mit SiIiciumdioxycT/aur ^J dem Garn überzogenen und vorgebauschten Garn <*emäß der Erfindung hergestellt worden war₄ besaß durchschnittlich nur O₉023 Fehler in der cledchen gegebenen Fl".ehe* Dies zei^t.eine verbesserte Knüpfleistung oder ein verbessertes Knüpfverhalten durch die Verringerung der Teppichfeder um einen Faktor Von etwa IUO an, wobei diese Verbesserung wesentlich gröfer ist, als aus den additiven Effekten der einzelnen Stufen erwartet werden kann. Außerdem wird eine überlegene Garnbedeckung im Vergleich zur « Kontrollprobe geschaffen.

BAD ORiGiHAL

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^bretehend wurde in Verbindung mit eier Zeichnung &in wesentlich verbessertes Garn und eine neu» Verrichtung zu** Erzeugung von ttitriertem endlosen FÄdönea.rn beschrieben. Die Vorrichtung £em£A der Erfindung kann einer bereit« bestehenden Grirrtbehand lunge Vorrichtung «hne Schwieriekelt: «u^ftiö^t odür dieser einverleibt wer46ni Die öffnung^52 und die Aüsdehhünpskammer 46 gestattet die Anwendung itqn Wassardampf hoher Temperatur bei. niedriger Geschwindigkeit auf das der Behandlung unterliegende Garn, um hßhere B.ehandlungsgeachWindipkeiten des Garns chne nachteilige Wirkung auf daä Garn zu erlauben. Da das Garn durch die Walze 26 der Behändlun^skammtir 28 im Überschuß zugeführt wird» ist das Garn im wesentlichen während der Hitzebehandlungsstufe spannungsfrei, wodurch eine wirksame Entwicklung des' latenten B iusches in dem Garn ermöglicht wird» üle regelbare Vaküumdüse-, Welche am oberen Ende der 8öh&ndlungakammor angebracht ist j entfernt in wirk·» samer Weise den aueder Behandlunsskammsr abgeg^ber.an Wasserd-^mpf, wodurch die Kondensation dieses Wasserdampfes an der umpebenden Vorrichtung vermieden wird, während das dargestellte Rohr der Saugapparatur 68 ein einfaches Einführen oder Einfädeln des Garns durch die Behandlungskammer erlaubt«

Es ist ersichtlich j daß cüid vorstehend angegebenen Zwacke wirksam erhalten werden»

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   IJ Verfahren but Herstellung von Bauschgarn mit ei ner Vielzahl von textf^erten Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß man .

   a) kolloidales Silioiumdioxyd, welches in einem flüssigen Träger dispergiert ist, auf ein latente Kräuselungen enthaltendes Garn in einer Aufbringung smenge zur Ablagerung von 0,1 bis 5,0 ^ Siliciumdioxyd, bezogen auf das Garngewicht, aufbringt.

   b) das Garn bei einer gegebenen Zufuhrgeectoindig-' keit in eine Heizzone führt, in welcher das Garn einer oberhalb des Siedepunkts des Trägers liegenden Wärme während ausreichender Zeitdauer unterworfen wird, um das Garn im wesentlichen zu trocknen, und

   c) das Garn in Wickeli'orm bei einer um wenigstens 5 # niedrigeren Geschwindigkeit als die Zufuhrgeschwindig keit aufnimmt.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

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   a) eine Quelle für latente Kräuselung aufweisendes

   Garn,
   t)) eine Einrichtung zum Überziehen des Garns mit

   einer wäßrigen Silieiumdioxyddispersion,

   c) Zufuhrwalzen für die Zuführung des überzogenen Garns zu einer Bauschzone,

   d) einen Heizdurchgang in der Üauschzone, durch welchen das'Garn durchgeleitet wird, und

   e) ein Paar von Kfenm- oder Quetschwalzen für das .. Abziehen das Garns aus der Heizkammer«
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dais am oberen Ende des Heizdurchgangs eine Abgabedüse angebracht ist, die ein eben ausreichendes Vakuum zur Aufnahme 'des aus dem oberen Ende abgegebenen' Wasserdampfes anlegt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung umfaßt, in welcher das , Garn wäh'rend des Durchgangs durch die Heizzone Wasserdampf von. niederem Druck und hoher Temperatur unterworfen wird»

   dadurch
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,/gekennzeichnet, daß sie in Kombination

   a) eine WasserdaiüpfKammer mit einer Einrichtung zur Zuführung von unter Druck gesetztem Y/asserdampf,

   b) einen langgestreckten Durchtjaiigsweg begrenzende

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   Wände, die sich vollständig durch die Wasserdampfkammer erstrecken,

   c) eine Ausdehnungskammer innerhalb der Wasserdampfkammer, welche den Durchgangsweg umgibt,

   d) eine eine beschränkte Öffnung begrenzende Einrichtung, welche die Wasserdampfkammer mit der Ausdehnungskammer verbindet, wodurch eine Menge Wasserdampf zu der Ausdehnungkammer zugelassen wird, und

   e) eine wenigstens eine Öffnung begrenzende Einrichtung umfaßt, welche die Ausdehnungkammer mit dem Durchr.angsweg verbindet, wobei diese Öffnung eine wesentlich größere Querschnittsfläche als die vorstehend genannte beschränkte öffnung besitzt, so daß ein Diffundieren bei geringer Geschwindigkeit des zu der Ausdehnungskammer zugelassenen Wasserdampfes in den Durchgangsweg gestattet wird.

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