DE1660290A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen gekraeuselter Garne mit einer Falschdrehvorrichtung - Google Patents

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Beschreibung
zum■Patentgesuch

der JB'irma Fuji Keiki Kabushilri. Kaisha, Kami-Yoshida, 3?ujiyoshidaslii, Yarnanashi-ken, Japan.

betreffend?

"Verfahren und Vorrichtung zum Herateilen gekräuselter Garne mit einer lalschdrehvorrichtung".

Die Erfindung betrifft hochwirksame Verfahren zum Herateilen gekräuselter Garne aus thermoplastischen synthetischen Garnen mit einer Falschdrehvorriohtung sowie Vorrichtungen zu deren Durchführung·

Ss ist bekannt, gekräuselte Garne dadurch zu erhalten, daß man cnermoplatische Garne dreht, die erzeugten Drehungen durch eine entsprechende Behandlung fixiert und dann die Garne aufdreht.

Die Geschwindigkeit dejr Drehknopfes der dazu verwendeten ■Ρε-isoiidrehvorrichtungen ist durch die Schaffung des Friktionsdryiiverfaiirens und die bemerkenswerten'JPortschritte auf dem Gebiet.der Spindel-Antriebsmethode sehr gesteigert worden. Jedoch hat die aintwicklung der Wärmebehandlung, eines der wichtigsten

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Elemente der Falschdrehvorrichtung, nicht mit dem Portschritt auf dem Gebiet des Drehens Schritt gehalten. Deshalb ist die Arbeitsgeschwindikgkeit der Palschdrehvorrichtung bis zum heutigen Tage nicht so weit gesteigert worden, daß man sie als hoch genug bezeichnen könnte,.

Mr eine vollkommene Wärmebehandlung thermoplastischer synthetischer Garne ist es unerläßlich, sowohl das Erhitzen als auch d en Abkühlvorgang vollständig und gleichmäßig durchzuführen. Jedoch ist nur dem Erhitzungsvorgang Aufmerksamkeit geschenkt worden, während der Abkühlvorgang vernachlässigt wor- ^ den ist. Das in einer Heizeinrichtung erhitzte Garn wurde nära- ^ lieh nur dadurch gekühlt, daß es mit Luft in Berührung gebracht wurde. Um die Kühlwirkung zu steigern, ist es üblich, die Berührungslänge des Garnes mit der Luft lediglich zu vergrößern. Man sagt, daß im Falle eines derartigen Abkühlens mit Luft, wie es oben erwähnt ist, die Länge des Kühlabschnittes nehr als 50fo der länge des Heizabschnittes betragen sollte. Wenn der Kühlabschnitt lediglich verlängert wird, werden die Abmessungen der Anlage jedoch zu gOß, die Kosten steigen, und der Betrieb der Anlage wird zunehmend schwieriger. Deshalb ist es nicht wünschenswert, den Kühlabschnitt lediglich'langer zu machen. Außerdem kann das erhitzte Garn nicht schnell abgekühlt werden.

m Zunäohst hat der Erfindung der Gedanke zugrunde gelegen, dieKühlwirkung ohne Vergrößerung der Länge des Kühlabschnittes zu erhöhen.

Es ist außer-dem bekannt, daß eine Dampfbehandlung wirkungsvoller als eine trockene Wärmebehandlung beim Aushärten oder Verfestigen thermoplastischer synthetischer Garne ist. Da es jedoch kein geeignetes Dampfbehandlungsverfahren in Verbindung mit der Falschdrehvorrichtung gegeben hat, wurde meistens das '!rocken Wärmebehandlungsverfahren angewendet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Durchführung der Dampfhärtung. Hoch ein Ziel der Erfindung ist die Erhöhung des.

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ileibungsltoeffizienten eines thermoplastischen Garnes, das gedreht wird, durch Abwaschen jeglicher Öl-Agentien, indem * deu Garn eine geringe Menge Wasser oder einer vorwiegend aus Wasser "bestehenden Flüssigkeit zugeführt wird.

Die weiteren Ziele der Erfindung werden aus. folgenden Ausführungen und aus der Zeichnung klar«,

Die"vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum herstellen falscngedrehter gekräuselter Garne hoher Qualität durch Erhitzen eines thermoplastischen synthetischen Fadengarns, mit einer Wärme "behandlungsvorrichtung in einer Falnchdrohvorrichtung, wobei das erhitzte Garn zwischen der Wärme-¹Oeiiandlungs einrichtung und einem Drehkopf mit Wasser oder einer vorwiegend aus V/asser bestehenden Flüssigkeit in Berührung gebracht wird, wobei weiterhin das Überschußwasser mittels ei-Ji?r solchen Srennmethode, wie z.B. mittels der Zentrifugalkraft des sich drehenden Garnes entfernt wird, und wobei schließlich de;a abgelagerten Wasser Zeit gegeben wird, durch die von dem üjn aufgenommene Hitze zu verdampfen, so daß die erwähnten LMe innerhalb icurzer Zeit erreicht werden können»

Das G-_-.rn wird, sofern es sich uh Polycapr.amid-Garn handelt, während es die Wärmebehandlungsvorrichtung durchläuft, auf eine temperatur von etwa 190⁰O erhitzt. Deshalb wird die Flüssigkeit, sobald das Garn von ihr benetzt ist, stark erhitzt und zu Diffusionszwecken verdampft und dringt gleichmäßig in die Fadenbündel des Garns ein, und das G.-.rn wird infolge der !»aupfbeiiaridlung gleichmäßig ausgehärtet.

Da syiiVbhetische Fäden nicht wärmeleitend sind, wird in ieu iier-iömrnlichen Falschdrehvorrichtungen das Garn, wenn es schnell durca den Erhitzer gelaufen ist, lediglich an seiner Oberfl?.ehe ausreichend erhitzt, erfährt jedoch infolge der freien ϋ'ΛΛλ.Θ zwischen den das Garn bildenden Fadenbündeln eine Ab-

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kühlung» bevor die Hitze ausreichend auf die Seele des Garnes ' "übertragen-"worden ist. Deshalb wird das Garn nicht einwandfrei . gehärtet und wird eine Restköntraktion behalten. Dadurch treten bei der Verwendung des Garns die verschiedensten Mängel - "

auf. ^ ..-.-■■■ ■■■>.■

Auf der anderen Seite wird bei dem Verfahren nach der Erfindung die !Temperatur der von einer sehr geringen Plüssigkeitsmenge' benetzten Garnoberfläche reduziert, doch wird die flüssigkeit hoch erhitzt und verdampft und dringt in die Fadenbündel ein, wodurch diese in einfacher Weise wärmebehandelt werden. Deshalb wird eine höhere Verfestigungswirkung als beim herkömmlichen 'Irocken-Wärmebehandlungsverfahren erreicht.

Weiterhin liegt die Erfindung in der Schaffung eines Ver~ fahrens zum Erhöhen des Reibungskoeffizienten eines Garnes im Drehkopf durch Abwaschen jeglicher Qlagentien, indem 4'&s Garn zwischen der Wärmebehandlungseinrichtung und dem Drehkopf mit Wasser oder einer anderen hauptsächlich aus Wasser bestehenden Flüssigkeit in Berührung gebracht wird. -_■-..'-.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, wobei gleiche !eile m.±^rc gleichen Bezugszeichen versehen Bind. In der Zeichnung zeigen: _;

Fig. 1, 2 und 5 je eine PaIschdrehvorrichtung

nach der Erfindung in schematisoto '. Darstellung und

Pig« 4 ein Diagramm, in das Versuchs- _■ - ergebnisse eingetragen, sind«

In Hg, 1 ist auf eine Garnmaterialspule 1 ein thermoplastisches Garn Y aufgewickelt, 2 ist eine Zuführrolle, Ό ein ^Erhitzer und 4 eine S¹riktions-Palschdreh¥vorichtung* MIt 5 ist

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eine Abzugswalze bezeichnet, während 6 eine hin- und herbeweg-'bare Quertrommel zum Aufwickeln -von Kreuz windung en .und 7 eine Spule ist, auf die das gekräuselte Garn aufgewickelt -wird. Ein Sank 8 enthält Wasser oder eine vorwiegend'aus Wasser bestehende Flüssigkeit. Durch ein Absperrventil 9 kann die Wassermenge eingestellt werden. Mit TO ist eine Yerdüsungsöffnung bezeichnet-, und 11 ist eine Saugöffnung für die Flüssigkeit- und die Luft, die durch eine Saugpumpe 12 angesaugt und durch ein Abflußrohr 13 fortgeleitet werden. Das G-arη Y wird von der Garnspule 1 her über die Zuführrolle 2 der Heizeinrichtung 3 zugeführt und sodann mit dem Drehkopf 4 gedreht. Währenddessen -wird das Garn Y durch Wasser gekühlt, das aus der Verdüsungsöffnung 10 austritt. Jedoch ist die Berührungszeit mit dem Wasser so kurz, daß das Garn Y zwar an seiner Oberfläche, nicht Jedoch vollständig bis zu seinem Kern bzw. seiner Seele abgekühlt wird.' ; '

Ferner -fällt, das auf dem Garn X abgelagerte Übersohußwasser infolge der Schwerkraft ab, wird durch die Zentrifugalkraft von dem Garn getrennt und durch einen andem Garn vorBöistreichenden und in die Saugöffnung 11 gesaugten,''■ IiuftfstruüP geführt. ■■"-.-":

Das in dem Garn Y verbleibend¹© ^:WaMsex^?-Hrä.rd"diirch die von dem Garn gehaltene Wärme verdampft, erhöht die- Kühlwirkung und. führt zu einer leichten Dampfhärtung des Garnes.

Ferner werden das durch die Verdüsungsöffnung 10 austre- '-tende überschüssige Wasser, das durch die Zentrifugalkraft des Garnes abgeschiedene Wasser und der durch die Hitze des Garnes erzeugte Dampf zusammen mit der umgebenden luft durch die Pumpe ; 12 in die Saugöffiiung 11 gesaugt und über das Abflußrohr 13 weggeführt.

Das gekräuselte Garn, das gedreht, wärmebehändeIt,gehärtet und aufgedreht worden igt, wird über die Abzugsrolle 5 und die ' Qüertrommel 6 auf die Aufwickelspule 7 gewickelt.

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Fig.' 2 zeigt eine Verbesserung der in !ig. 1 dargestellten Vorrichtung, bei der ,im Falle daß ein dickes. Garn.' gekräuselt wird, das auf dem Garn abgelagerte Überschußwasser daran gehindert wird, in Form von Spritzern zur Seite zu sprühen und die umgebenden Teile zu benetzen.

Ebenso wie in Fig. 1 sind in Fig. 2 eine Garnspule 1, eine Z uf uhr ro He 2, ein Erhitzer 3, ein Drehkopf 4, eine Abzugsrolle 5, eine Quertrommel 6 und eine Aufwickelsimle 7 vorgesehen. Außerdem ist ein Vor erhitz er 3'- vorhanden* Mit 14 ist eine Wasserzuführrolle bezeichnet und 15 ist ein Tank, der Wasser oder eine vorwiegend aus Wasser bestehende Flüssigkeit enthält.' .■ . '

Das von der Garnspule T kommende Garn Y wird durch die Zuführrolle 2 über #inen Vorerhitzer 5¹ und einen Erhitzer 3 dem Drehkopf 4 zugeführt und auf diesem gedreht. Dabei kommt das" Garn mit der auf der Rolle 14 befindlichen Flüssigkeit in Berührung- und wird gekühlt und leicht' gedämpft. Damit das Garn in einen solchen Falle leicht mit der Flüssigkeit in Berührung kommen kann, wird vorzugsweise an der Oberfläche der Rolle eine flache Rille vorgesehen» in der das Garn läuft. =

Die auf dem Garn abgelagerte Überschußflüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft während des Drehens abgetrennt und versprüht. In diesem Fall kann eine Abdeckung oder ebenso wie in Fig. i eine Absaugvorrichtung angebracht werden.

Für den Betrieb der ganzen Einrichtuifg ist es jedoch einfacher, die Flüssigkeit am Versprühen dadurch zu hindern, daß ■= die Menge der auf der Garnoberfläche abgelagerten Flüssigkeit ' durch Veränderung der Umlaufgeschwindikgkeit der Rolle angepaßt wird. Das gekräusalte Garn,das gedreht, wärmabehanäelt und gehärtet auf aufgedreht worden ist, wird üfcer die Abziehrolle 5 und die Quertfommel- 6 auf die Aufwickelspule 7 gewickelt.

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Wenn. man. la ei der Benejbzung des öaraes die Drehrichtung der"Halle auf der Seite der Bolle j die in Berührung mit deia Ö-arn kommt, umgekehrt zu der kaufrichtung des Garnes Wah.lt, wird ein besseres Benetzungsergebnis erhielt* Im Falle, daß es schwierig ist, die Bolle oder das Garn mit der Flüssigkeit zu benetzen, kann der Flüssigkeit ein oberflächenaktives Mittel oder dergleichen zugesetzt wurden»

.*" 3 zeigt einen Seil der F&lsGhdrehvorriMi.tung nach der "Hrf indung, bei der die Gamzuführ- und die Abzugsvorrichtung die ^leiclien'wie iniig. 1 und 2 sind und deshaila .in der; 2eichnring f ortgelasseii wurden* Das durch, den Erhitzer 3 erhitze ßarn T komiat in Berührung mit d er "Rolle 14, während es durch den Drehkopf 4 gedreht v/ird« wird Mt Wasser oder einer hauptsäüh^ lieh aus Wasser bestehenden "Flüssigkeit benetzt» wird ""gekühlt und leicht daupfgehärtet und sodann durch .die Jlbziehrolle 5 weitergeführt. Der untere:feil·der Eolle 14wird in einem halbzylindrischen Tank 15, wie er in der Zeichnimg dargestellt ist, in das viasser oder die vorv/iegend aus Wasser bestehende Flüssigkeit eingetaucht« Die- flüssigkeit wird aus einem tank 17 durch eine Leitung mit einem Hengenregulierventil -18 zugeführt«

, Wenn ein th.erffiöplastisöhes synthetisches\ Gtarp. in der oben beschriebenen Art UMd Weise gekräuselt wia?d_# können verschiedene Effekte dadurch' eraielt werdea_f daß clei? Abstand zwischen dem Erhitzer und dem Drenkopf kürzer^ gehalt eil werden kann, als wenn das Grarnt nur durch fcuft gekühlt wird, und dadurch daß das Gar», dampf gehärtet werden kann·

.« . ■.■"_■■■'■■:.-■" "■"-"■-■ ' ' Die Erfindung sei unter Bezugnahme auf folgende konkrete

Beispiele noch näher erläuterti

Beispiel1; .

.Hierbei handelt es sich um ein Beispiel, bei. dem ein > auch unter dem landeIsnamen "Iylon" bekanntes iolycapramid-Faden-Garn von 30 d./iO f11. mit der in Fig* 1 dargestellten Falschdrehvorrichtung gekräuselt wurde·

"^: " 2 0 981S71230 ■ ■

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Zuerst wurde die Garnberührungslänge des Wärmebehanälungstelles des Erhitzers 3 zu 420 mm gewählt* Die !Temperatur seines Mittelteils würde auf 18O⁰O eingestellt. Die Entfernung vom Ende des Wärmebehandlungste ils "bis ζμ dem ersten Berührungspunkt des Garns mit dem Drehteil "betrug 295 mm. Die Entfernung (die im folgenden als ein E^ft-Kühlabschnitt "bezeichnet werden soll) vom Ende des Wärmebehändlungsteils zu dem Berührungspunkt : des Uylongarns mit Wasser (welcher 3?unkt im folgenden als ein Wasserberührungspunkt bezeichnet werden soll) betrug " 50 mm. Das Garngeschwindigkeitsverhältnis (das auch als ein besonderer Gleitvorgang bezeichnet werden kann und die Garngesehwindigkeit/Oberflächengeschwindigkeit des JPriktionsfalschdrehkopfes ist) war 0,22. Die Wassermenge wurde auf 1,2 üiter pro Minute eingestellt. Die Krauselgeschwindigkeit des Ga^ns wurde variiert. Das Qualitätsverhältnis des Garns (das als das Verhältnis zwischen der Erhitzungszeit in der . . Wärme behandlungsvorrichtung und der Qualität des Garns angesehen werden kann, da die anderen Bedingungen gleich waren) wurde experimentell bestimmt« Als Ergebnis wurde festgestellt, daß, für den Fall daß die Erhitzungszeit mehr als 0,15 bis 0_s17 see. betrüg," im wesentlichen kein Unterschied gegenüber der Qualität eines mit einer einfachen Spindel-Falsehdrehvorrichtung gekräuselten Garnes vorhanden war". (Dieses Garn sei im folgenden als ein Vergleichsgarn, angesehen; es wurde mit 9500 Spindel Umdrehungen pro Minute gekräuselt, bei einer Länge des Erhitzers von 420 mm und einer Garngeschwindigkeit von 18j5 pro Minute)» In einem solchen Falle, wenn das Garn nicht mit Wasser in Berührung gebracht worden war, betrug die Grenze 0,16 bis 0,19 see. Deslalb wurde nach alledem durch Steigerung des Kühleffektes und des Dampfbehandlungseffektes der Wärmebehandlungseffekt um etwa 10$ verbessert»

Dann würde die Heizzeit auf über 0,2 see. verlängert*' Während die anderen Bedingungen konstant gehalten wurden, wurde der Abstand (der im folgenden als ein laß-Kühlabschnitt bezeichnet sei) zwischen dem Wasserberührungspunkt und dem ersteh Berührungspunkt des Garnes mit dem Drehkopf eingestellt

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¹ ι '

tind die Garngeschwindigkeit wurde variiert, ünr die •Durchlauf zeit des Garnes durch, den Haß-Kühlabschnitt zu ■verändern (wobei diese Zeit im folgenden als Haß-Kühlzeit bezeichnet sei). Im Falle, daß diese Zeit länger als 0,012 bis 0,014 see. war, war dann die Qualität des gekräuselten Garnes nicht schlechter als die des Vergleichsgarnes_o Wenn die Zeit kurzer war, neigte die Drehung dazu, unstabil zu werden, vermutlich weil die Verdsmpfungsmenge des"Wassers so gering war, daß das Garn zu naß war.'Weiterhin wurde, /wenn die Erhitzungszeit langer als 0,2 see gemacht wurde, die Naß-Kühlzeit langer als 0,015 see. gewählt wurde und die anderen Bedingungen konstant gehalten wurden, doch die Durchlaufzeit durch den Luft-Kühl ab schnitt, (welche Zeit im folgenden als "Luft-KühTzeit" bezeichnet werden soll) variiert wurde, festgestellt, daß die Luft-Kühlzeit besser so kurz wie möglieh gewesen wäre und daß, im Falle daß die Luft-Kühlzeit weniger als 15$ der Brhitzungszeit betrug, der Prozeß nach'· der Erfindung sehr wirkungsvoll war. Wenn jedoch die Luft-Kühlzeit die Heizzeit um 50 bis 40$ überstieg, wurde die Wirkung merklich verringerte Insbesondere wenn sie 50 bis 60$ höher war, konnte — sogar wenn das Ga^n mit Wasser in Berührung gebracht wurde kein besonderer Unterschied festgestellt werden.

Beispiel 2:

Wenn ein H/longarn von 50 d„/17 file durch im wesentlichen das gleiche Verfahren wie im Beispiel T ge-: kräuselt wurde, wurde festgestellt, daß die Heizzeit länger als 0,2 bis 0,24 see. sein mußte und daß die Haß-Kühlzeit nicht kurzer als 0,015 bis 0,017 see sein durfte. Das Ergebni-s war, daß das Verhältnis zwischen der Luft-Kühl ze it ■und der Erhitzungszeit nicht so unterschiedlich von dem im Beispiel 1 war,,

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Beispiel 3 t

Es sei ein Beispiel beschrieben, "bei dem ein Nylongarn von 70 d./34 fil. mit derselben Falschdrehvorrichtung wie im Beispiel 1 gekräuselt wurde. Die G-arnberührungs länge des Wärmebehandlungsteiles betrug 620 mm. Die Temperatur in der^titte dieses Teiles war 180 C hoch, die Temperaturstreuung in Längsrichtung/der Wärmebehandlungsvorrichtung betrug bis auf einen Teil von 100 mm an jedem Ende +10 bis -4°0» das Garngeschwindigkeitsverhältnis lag bei 0,23 und die verwendete Wasser menge bei 1,2 1 pro Minute während der Durchführung des Versuches. Das Vergleichsgarn war bei einer Garageschwindigkeit von .28 m pro Minute in einer Spindel-Falschdrehvorrichtung, in der die ErMtzerlänge 420 mm betrug und die Spindel 95.000 Umdrehungen pro Minute machte, gekräuselt worden. .'".'.

Zuerst, als der Luft-Kühlabschnitt 10 mm lang war, der Naß -Kühlabschnitt eine Länge von etwa 280 mm hatte und der Minimalwert der Heizzeit bestimmt wurde, wurde ein Ergebnis erhalten, das zwischen 0,25 und 0,3 see. lag. Dieser Wert war mehr als 10$ geringer, als wenn kein Wasser verwendet wurde· ·

Dann wurde bei einem Luft-Kühlabschnitt von 10 mm die Erhitzungszeit auf mehr als 0,3 see. gebracht und sodann der Minimalwert der Uaß-Kühlzeit bestimmte Es wurde gefunden, daß die Faß-Kühlzeit langer als 0,018 bis 0,02 see. sein mußte·

Schließlieh war, wenn die Erhitzungszeit langer als 0,3 see. gemacht wurde, die Naß-Kühlzeit mehr als 0,02 see-, betrug und das Verhältnis zwischen der Erhitsungszeit und der Luft-Kühl zeit untersuch,* wurde, das Ergebnis im wesentlichen das gleiche wie= in jedem der vorhergehenden Beispiele,

■".--- 11 -

981 5/123 b

iiejL·· 4;

Hierbei handelt es-sich iiitt ein Beispielj Wobei ein Nyiongarn Von 1ίΟ d*/24 fil; Mt einer I'älseJadrenvorriciltTing von der" ±ή fig. 2 dargestellten Baüvreiäe gekräuselt wurde',

Me iänge des Wärmebehäitdlungsteils des Vqrerhitzers 3* betrug 250 im (wenn das Ö&rü in seiner Läiifridnttüig gewendet und mit dem Wärmebehandlungsteil wieder in Beaninrttng gebracixt warf "betrüg die Ö-a^nbertSirimgslänge 500 mm), iie !Temperatur in der Mitte des Vorerliitzers lag tei 170⁰Gj die iemperattirstretiting in Iiängsrichtting "beWegte sich zwischen O⁰G Ms -5 ö (Ms auf 40" mm Tön jedem Ende), die G-arnfcerührungslänge des 'Erhitzers 5 für di:# WärmeiDehanalung "betrug 620 mm (Berüarung mit der ganzen: massige".von 520· mm des Wärme"beliandlttngsteiles), die Temperatur des Mittelteils des Erhitzers 3 lag bei" 185⁰Gj, die Temperaturstreuung in Längsrichtung (ausgenommen 100 mm von jedem Ende) "bewegte sich zwischen +1⁰G Ms-^⁰Gi der Abstand zwischen dem Ende des Yorerhitzers 3' und dem Anfang des Erhitzers 3 für die Wärme"behandlung "betrug 35 mm, die Wasserzuführrolle 14 "bestand aus einem Phenolharze ihr Durchmesser "betrug 45 mm, ihre jDrehzähl 105 Umdrehungen pro Minute,und das Garnges'chwindigleeitsverhäitnis lag tiei Ausführung dfes Yersuches bei 0,21.' - ,'".-:"'"·.·■.

Das Vergleiehsgarn war "bei einer (rarngeschwihdiglreit vpn 26 m pro Minute in einer Spindel-ialschdrehvorriehtung, in der die Erhitzerlänge 420 mm "betrug und die Spindel 80.000 Umdrehungen pro Minute machte> gekräuselt worden«

Zunächst wurde, da derij^f t-Kühla"bsehnitt 55 mm lang war, der Haß-Kühlahschnitt eine Iiänge von etwa 250 mm hatte und der Mihimalwert für die Erhitzungszeit bestimmt würde, festgestellt, daß der Wert 0,4 "bis 0*45 see. seirL mußte. Diese Erhitzungszeit war ungefähr die gleiche, als wenn das Garn

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mit einem Durchlauferhitzer mit einer G-arnkontaktlänge von 1100-^mm erhitzt und nicht mit Wasser in Berührung gebracht; : worden wäre. Das rührte daher, daß die Temperatur des "Vor—-erhitzers etwas niedriger lag und daß zwischen dem Vorerhitzer und dem Erhitzer für die eigentliche Wärmebehandlung eine Stelle war, an der das Garn durch Luft lief, wenn auch -... nur für ein kurzes Stück. Mani* kann daher annehmen,- -daß, wenn diese Stelle die gleiche Temperatur hat, es möglich . sein wird, die Erhitzungszeit auf etwa 0,35 bis 0,4 see, zu verringern. Wenn die Erhitzungszeit bei einem Luft-Kühlabschnitt von 55 mm Länge auf mehr als 0,5 see. verlängert wurde und der Minimalwert der Naß-Kühl ze it bestimmt wurde, wurde ein Ergebnis erhalten, das zwischen 0,022 und 0,025 see. lag. Ferner wurde, wenn die Erhitzungszeit länger als 0_s5 see. war, die Baß-Kühlzeit mehr als 0,03 see« betrug und das Verhältnis.der Erhitzungszeit zu der Luft~Kühlgei1i untersucht wurde, festgestellt, daß_s im !"alle daß die Luft'-Kühlaeit weniger als etwa 10$ der Erhitzungszeit, be trug-, 'das Verfahren nach der Erfindung äußerst wirksam war, daß, ~ wenn'sie auf 25 bis 35$ anstieg, der Effekt sehr stark verringert wurde und daß, wenn sie 40 bis 50$ überstieg, im Vergleich zu der einfachen Luftkühlung kein besonderer Effekt vorhanden war. Es kann angenommen werden, daß der Unterschied dieses Verhältnisses von denen in den Beispielen 1 bis 3 darauf beruht, daß, wie in den Ausführungen über die Erhitzungszeit beschrieben, die Vorerhitzungstemperatur niedrig war und dadurch₉ daß eine StäLle vorhanden war, an der das G-arn zwischen dem Vor erhitz er und dem Erhitzer für die ' eigentliche Wärmebehandlung mit Luft in Berührung kam, die Heizwirkung während der Heizzeit gering war. Darauf beruht es vermutlieh, daß kein großer Unterschied gegenüber den in den Beispielen J bis 3 erhaltenen Vierten vorhanden war*

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Beispiel 5: ·

: \^v.'enn ein Nylongarn von 210 d«/34.fil. in der gleichen Art-lind Weise wie im Beispiel 4 gekräuselt wurde, vurde als Ergebnis erhalten, daß die minimale Erhitzungszeit 0,6 bis 0,7 see, betrug, daß die minimale Äbkühlzeit 0,03 bis 0,035 sec₀ war und das Verhältnis der Erhitzungszeit zu der Luft-Kühlzeit das gleiche wie im Beispiel 4 war,

Beispiel 6: .

Es war so schwierig, ein G-arn von mehr als 250 Denier mit dem Frlktionsfalschdrehkopf zu kräuseln, daß der Drehkopf 4^: in Pig· 2 durch eine Spindel ersetzt wurde. Bis auf den Drehteil waren die anderen Bedingungen dieselben wie im Beispiel 4, "and es wurde ein Uylongarn von 420 d./48 fil, gekräuselt* In diesem lalle betrug die minimale Erhitzungszeit 1,0 bis 1,2 see«, die minimale Naß-Kühlzeit 0,045 bis 0,05 see, und das Verhältnis der Erhitzungszeit zu der Luft-Kühlzeit näherte sich dem im Beispiel 4«

Beispiel 7;

Bei einem Hylongam von 840 d./i36 fil« betrug die minimale Er hi tzungs zeit 1,7 bis 2,0 see, die minimale Naß-Kühlzelt 0,06 bis 0,07 see«,, und das Verhältnis der Erhitzungszeit zu der I_uft-Kühlzeit unterschied sich kaum von dem in jedem der vorhergehenden Beispiele«,

Beispiel 8t

Wenn'ein Kylongarn von etwa 1500 d./105 fil. durch Verarbeiten von sieben IFyIongarnen von 210 d./i5 fil. hergestellt und gekräuselt wurde, wurde als Ergebnis erhalten, daß die minimale Erhitzungszeit bei 3,0 bis 3,5 see. lag, daß die minimale Haß-Kühlzeit 0,09 bis 0,1 see. betrug, und daß das Verhältnis der Erhitzungszeit zu der Luft-Kühlzeit nicht sehr verschieden von dem im Beispiel 4 war, jedoch beträchtlich schwankte.

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Beispiel 9i '

Hierbei handelt es sich, um ein Beispiel mit einem Nylongarn von 20 Denier, das mit der in I¹Ig. 3 dargestellten lalsclidrehvorriclitimg gekräuselt wurde. Wenn die Rolle 14 nicht verwendet wurde und das Garn nur mit dem Erhitzer 3 gekräuselt wurde₄ betrug die Anzahl der Drehungen 3100 je m„ Wenn dem Garn mit der Rolls 14 Wasser zugeführt wurde, lag die Zahl der Drehungen bei 3240 je m. Es konnte also ein Anstieg der Anzahl der Drehungen festgestellt werden. Wenn zu der Lösung oberflächenaktive Mittel hinzugefügt wurden, war das Ergebnis schließlich folgendes j

Tabelle 1

Additive

ahl der Drehungen pro » *w

Erzielte Wirkungen

A.ni on—aktives Agens
0.1$

Cati on-aktive s Agens
0.1$

STeutral-aktives Agens

Brilliant-Blau 6B

Orange II 5$>
Kolloidale Kieselsäur

3250

3100

3160

3650

3360

4030

erweicht

unverändert Il

versteift

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Die erhaltenen Ergebnisse zeigen also, daß die Jtnzaiii der Drehungen anstieg und .daß die erzielten Wirkungen sich gegenüber-'den bei Verwendung von Wasser erzielten unterschieden« ■ _ ". ■ .

Das rührt daher, daß das aus dem Brhitzungsrohr des Wärmebehandlungsteiles 5 austretende ffarn einwandfrei gedreht und wärme behandelt worden war«, Im Palle eines ITylon-6-Gf arne s erreichte die Öberflächentemperatur 19O⁰O* Deshalb wurde das G-arn, wenn es mit der Rolle-. 14 .unter gleiehzeitiger Drehung der Rolle und des G-arnes;in Berührung gebracht wurde, auf seiner Oberfläche gleichmäßig mit etwas Wasser benetzt, und gleichzeitig wurde das Wasser durch einen $eil der Ton dem fi-arn gehaltenen Hitze in hocherhitzten Dampf umgewandelt· Durch die schnelle Diffusion des Dampfes, mit der dieser in die fadenbündel eindrang, wurde die porengrößenverteilung ■±L· dem nicht kristallinen Bereich der Fasern -vergrößert, der Iris tall wurde in Form von Blöcken angeordnet;, und die Molelrfile des zugefügten Lösungsmittels konnten leicht darin eindringen und sich darin verteilen, .wodurch auch der Eeibungskoeffizient mit dem Drehteil erhöht würde und eine Zunahme- der Anzahl von Drehungen pro Längeneinhat ergab,

lachdem die Erfindung soeben unter Bezugnahme auf die Beispiele beschrieben worden ist, sollen die Ergebnisse im folgenden zusammengefaßt werden*

ϊη den Beispielen wurden Hylongarne von 20 bis 1500 Denier beschrieben. Die Ergebnisse der "Versuche hinsichtlich der Reinheit ~des ixarnes und der minimalen Erhitzungszeit waren wie folgti - _, --■■■;■ ■_;- '. _

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Tabelle 2

Feinheit des Garns	Minimale Erhitzungszeit
in Denier	in see ο
30	0,15
50 .-	0,20
70	0,25
110	0,4 (0,35) ' . =
2io ■'-...	0,6 (0,55)
420	Ί,Ο (0,9)
840	1,7 (1,5)
1500	3,0 (2,5) -

Tabelle 2 ist so zu verstehen, daß - wenn man in Betracht zieht, daß die Temperatur des Vorerhitzers niedrig war und daß ein Teil des Garnes zwischen dem Vorerlxitzer und dem Erhitzer für die eigentliche Wärmebehandlung gekühlt wurde - die Angaben für mehr als 110 Denier im wesentlichen bei solchen Werten liegen, wie sie in runden Klammern angegeben a

Diese Abhängigkeit ist in I¹Xg₀ 4 durch die gerade Linie A dargestellt worden. Das Verhältnis zwischen der minimalen Erhitzungszeit und der !einheit des Garnes kann annähernd durch folgende formel dargestellt werden:

T -

80

wobei T die minimale Erhitzungszeit in Sekunden und D die Feinheit des Garnes in Denier ist.

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Das Verhältnis zwischen der Feinheit des Garnes und der minimalen Naß-Kühlzeit war folgendes;

Tabelle 3

Reinheit des Garnes

i in Denier

Minimale Naß-Kühlzeit

xn see,

0,012

0,015 0,018 0,022 0,030

0,045

0,06

0,09

Dieses Verhältnis ist in Fig. 3 durch die gerade Linie dargestellt worden. Das Verhältnis zwischen der minimalen Naß-KiUiIzeit und der Feinheit des Garnes kann annähernd durch folgende Formel dargestellt werdenj

T« = D

P,5

500

wobei T' die minimale Naß-Kühl zeit in Sekunden und D die Garnfeinliext in Denier ist.

Es wurde auch festgestellt, und zwar "bei jeglichen Denier-.'erten, daß, wenn die Luft-Kühlzeit nicht geringer als 60fa der .brhitzuri^Bzeit v/ar, das Verfahren nach der Erfindung nicht wirkungsvoll war. Bs wurden nicht nur Nylongarne, sondern auch PolyHthylen-yerephthalat-Fäden und Polypropylen-Fasern

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untersuchte In allen Fällen waren die,minimale Heizzeit und die minimale Ii aß-Kühlzeit einige 10$ langer als "bei Nylongarnen. Aber die Tendenz war im wesentlichen die gleiche. Es wird daraus geschlossen, daß das Verhältnis der Heizzeit zu der Luft-Kühlzeit nicht- sehr verschieden von dem "bei Nylongarnen war.

Wie o"ben beschrieben, wird beim Kräuseln eines thermoplastischen synthetischen Garnes mit einer Falschdrehvorrichtung das Garn langer als die oben erwähnte minimale Heizzeit erhitzt und dann in Berührung mit Wasser gebracht. Wenn Überschußwasser auf dem Garn abgelagert worden ist, sollte es infolge der Schwerkraft abfallen, sollte durch die Zentrifugalkraft infolge der Drehung des Garnes abgetrennt oder sollte durch einen an dem Garn vorbeiführenden Luftstrom weggetragen werden, um dadurch von dem Garn entfernt zu werden,, Ferner können, wenn das Garn gedreht wird, . nach Ablauf der oben erwähnten minimalen Eaß-Kühlzeit folgende Effekte erreicht werden^

(a) = Da der Kühleffekt ohne Verlängerung des Kühlabschnittes gesteigert werden kann, kann auch der Aushärteffekt beträchtlich verbessert werden, ohne₌die mechanischen Abmessungen zu vergrößern.

(b^ Da das Wasser infolge der durch das Garn festgehaltenen Wärme in dem Naß-Kühlabschnitt verdampft, wird ein leichter Dampfhärtungseffekt erzielt.

(c) Da das Garn beim Auflauf auf die Drehvorrichtung vollständig abgekühlt worden ist, steigt die _ Temperatur des Drehkopfes nicht an» Dieses ist ein für die Dauerhaftigkeit des Dreheffektes, insbesondere bei einer Friktionsfalsehdrehvorrichtung, besonders vorteilhaftes Merkmal.

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(d) Durch Hinzufügen von flüssigkeiten wie Wasser oder dergleichen zwischen dem Drehkopf und dem Erhitzer kann der Reibungskoeffizient des G-arnes gesteigert und dadurch.die Zahl von Drehungen erhöht werden,,

(e) Durch Hinzufügen eines Farbstoffes in die in dem

- Tank enthaltene Flüssigkeit kann das G-arn gefärbt werden.

(f) 3eim Vergleich des Verfahrens nach der Erfindung mit dem herkömmlichen Verfahren (nur. mit Trockenerhitzung) im Falle der Verarbeitung eines . ÜTylongarnes ist in Tabelle 4 aufgezeigt, daß das Verfahren nach der Erfindung überlegen ist„

- 20

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Tabelle 4

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ro

σ co

CXl

cn

ro

. Q:

	Herkömmliches Verfahren	Verfahren nach der Erfindung
gegen Restkontraktion	wenig wirksam	hochwirksam, sogar bei'nie drigen Temperaturen
Verschleißfestigkeit	oberhalb von 180°C schnell reduziert	nicht schnell reduziert
Färbbarkeit	je höher die Wärtwirkung, desto geringer die Järb- barkeit.	je höher die Härtwirkung, desto höher die Färtobar- keit ,
Einfluß von regel widrigen Ölen (be sonders bei dem Friktionstyp)	abhängig von der Ölart	unabhängig von der ölart
£ühlwirkung	nicht vorhanden	vorhanden
ausgeglichen ge färbter Anteil	klein	groß
Krauselgrad	niedrig ■	hoch
Kräuselkraft	klein	groß

IX) O

CD O

K) CD O

1560290

-21 Dazu ist folgendes zu bemerken:

1) Die Dampfbehandlung ist auch bei Veränderung der Peinstruktur wirkungsvoll„ Die Porengrößenverteilung in der nichtkristallinen Zone der lasern wird größer, der Kristall wird in Jona von Blöcken angeordnet,

" Farbstoffmoleküle können leicht diffundieren, und die Gleichmäßigkeit der Färbung wird' erhöht.·

2) Es wird als üblich angesehen, einen sogenannten Öl-Schritt durchzuführen, um bei der Herstellung der synthetischen lasern die folgenden Schritte zu erleichtern. Synthetische lasern besitzen Jedoch so geringe Öl-Absorptionseigenschaften und neigen so stark dazu, fleckig zu werden, daß, wenn die lasern, so, wie sie sind, in einer Iriktions-larschdreiivorrichtung verwendet werden, in Abhängigkeit von der Menge, des adsorbierten Ölagens in dem Iriktionsdrehteil das tröpfchenweise Auftreten des Ölagens (das auf der Oberfläche des G-arnes abgelagerte Ölagens wird auch verdampft) dazu hervorgerufen wird, damit dieses gleichmäßig in das Garn eindringt, um das Schwanken der Zahl der Drehungen zu verhindern«,

Patentansprüche :

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Claims (8)

1. T) Verfahren zum Herstellen gekräuselter Garne durch Kräuseln thermoplastes-ciier synthetischer Garne mit einer Falschdrehvorrichtung, dadurch gekennzeichnet,-daß das Garn für mehr als Jp>⁷/70 Sekunden (wobei D eine Denier-Zahl ist) erhitzt wird, daß das Garn für eine Zeit von weniger als 60$ der Erhitzungszeit Ohne Unterbrechung des Fadenlaufes mit einer Flüssigkeit in Berührung gebracht wird, so daß eine geeignete

   Flüssigkeitsmenge auf dem Garn abgelagert wird, daß

   0 5/ das Garn einer Uaßkühlung von mehr als D /500 Sekunden (wobei D ebenfalls eine Denier-Zahl ist) ausgesetzt wird und daß es dann einem Drehteil zugeführt -wird,
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verarbeitetei thymoplastischen synthetischen Fasern Polycapramid-Garne, Polyhexamethylen-Adipamid-Garne, Polyäthylen-Ierephthalat-Garne, Polypropylen-Garne und Garne aus deren Copolymeren sind.
3. 3) Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit Wasser oder eine vorwiegend aus Wasser zusammengesetzte Flüssigkeit unter Hinzufügung eines Lösungsmittels, eines oberflächenaktiven Mittels oder

   von colloidaler Kieselsäure verwendet wird.
4. 4} Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit auf das Garn aufgebracht wird, indem das Garn mit einer teilweise in der flüssigkeit laufenden Drehrolle in Berührung gebracht wird»

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5. 5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch Yerdüsen oder Auftropfen auf das Garn aufgebracht wird.
6. 6) Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet,. daß als Drehkopf vorzugsweise eine Friktions-Hochgeschwindigkeits-Jalsehdrehvorrichtung verwendet wird.
7. 7) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Zentrifugalkraft, in Form von Spritzern versprühte Überschußflüssigkeit und der erzeugte Dampf abgesaugt werden,
8. 8) Vorrichtung zum Durchführen des Wärmebehandlungsverfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen,λ dadurch gekennzeichnet, daß eine ruhig umlaufende, mit·ihrem unteren Teil in Wasser oder in eine vorwiegend aus Wasser bestehende Flüssigkeit, in einem Tank eingetauchte Rolle dicht hinter dem Erhitzer angeordnet ist,- so daß ein gedrehtes Garn bei hoher Temperatur, während es gleichzeitig gedreht wird, mit der Oberfläche der Rolle in Berührung kommt, so daß eine geringe.Flüssigkeitsmenge gleichmäßig auf dem Garn abgelagert wird und das Garn bis zu seiner Seele gleichmäßig wärmebehandelt wird«

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   SAU ORIGINAL