DE1660605A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Garnes aus verflochtenen Faeden - Google Patents

Description

aus verflochtenen Fäden

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Garnes aus fortlaufenden, zu einer kohärenten Struktur verflochtenen Fäden, und sie betrifft ferner das erhaltene Erzeugnis.

JEs ist bekannt, daß man, um einem Garn eine kohärente Struktur zu geben und um eine gube Widerstandsfähigkeit gegen Ausfasern zu erreichen, dieses Garn im allgemeinen zwirnt, wobei die Stärke der Zwirnung entsprechend den für das Garn ins Auge gefassten Verwendungsmöglichkeiten variiert wird. In der Praxis genügt eine Zwirnung bzw. Verdrillung in der Größenordnung von 20 bis 50 Windungen/m für eine Verwendung in der Strickerei, während für die Weberei wesentlich höhere Verdrillungen (150 bis 300 Windungen/m) notwendig sind.

Um außerdem die Kohäsion der Fäden untereinander zu verbessern, wird die Zwirnung oft mit einer Schlichtbehandlung kombiniert.

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Aber dieses Zwirnen und Schlichten ist langwierig und kost£;pielig, auch hat man seit langem nach Verfahren gesucht, durch die auf wirtschaftliche Weise dieselbe kohärente Struktur bei dem Garn erreicht werden kann.

In dem Fall, in dem man die Garne aus fortlaufenden Fäden erhält, kann man das Zwirnen und Schlichten vermeiden, indem man die Fäden untereinander durch Vermischen oder Vermengen verbindet. Dieses Garn mit kohärenter Struktur wird gewöhnlich als "Garnaus verflochtenen Fäden" bezeichnet. Ein solches Garn ist eine Einheit aus vielen fortlaufenden Chemiefäden, in welcher die Elementarfäden, aus denen es gebildet ist, im allgemeinen ungeordnet verflochten oder vermischt sind, so daß sie ein kompaktes Garn bilden, dessen Gesamtzwirnung praktisch Null ist und dessen scheinbares Volumen praktisch dasselbe ist wie dasjenige eines Garnes derselben denier-Zahl mit wirklicher klassischer Zwirnung. D.h., dieses Garn zeichnet sich durch ein glattes Aussehen aus, und es ist praktisch frei von Schlingen oder Schleifen, wie dies bei einem Garn mit echter Zwirnung der Fall ist.

Die verschiedenen bisher vorgeschlagenen bekannten Verfahren zur Gewinnung eines Garnes dieser Art haben ein gemeinsames Merkmal, nämlich das, dass bei allen das bewegte Garn der Wirkung von wenigstens einem Strahl eines Mediums, insbesondere einem Druckluftstrahl, ausgesetzt wird, der in einer Ebene praktisch senkrecht zur Vorwärtsrichtung des Garnes geleitet wird.

Bei einem Verfahren werden die Fäden vermischt, indem sie durch eine turbulente Wirbelzone geführt werden.

Bei einem anderen Verfahren wird das Garn zwischen der Strahldüse des Mediums und einem Resonanzkasten zugeführt. Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird das aus dem Resonanzkasten abgeführte Medium noch einmal zu dem Garn geleitet, um als Sekundärstrahl zu wirken, in einger Entfernung vom Berührungspunkt zwischen dem Primär strahl und dem Garn.

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BAD ORIGINAL

Mt dem erfindungsgeinässen Verfahren können wirtschaftlich Garne aus verflochtenen Fäden hergestellt werden, die einen hohen Verflechtungsgrad haben, der weit über dem Verflechtungsgrad liegt, den man mit den bisherigen Verfahren erhält.

Dieses Verfahren besteht darin, durch ein Büschel aus Chemie-Multifilamenten, die unter Spannung stehen und bewegt werden, ohne erheblichen Zufuhrüberschuß wenigstens zwei Primärstrahlen eines Druckmediums zu leiten, dann die Primärstrahlen in Sekundärstrahlen umzustellen, die in einer Richtung auf das Garn geführt werden, die praktisch entgegengesetzt zu denjenigen der Primärstrahlen verläuft und in einem Bereich, der zwischen den Auftreffpunkten der Primärstrahlen auf das Garn liegt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei Primärstrahlen verwendet, die vorzugsweise einerseits einen Winkel zueinander und andererseits einen Winkel mit der Achse des Garnes bilden. Man verwendet ferner einen Sekundärstrahl, der praktisch auf die Mitte des Garnteiles gerichtet ist, der durch die am weitesten voneinander entfernten Auftreffpunkte der Primärstrahlen begrenzt wird. In einer einfachen Ausführungsform liegen die Primär- und die Sekundärstrahlen praktisch in derselben Ebene.

Die Bezeichnung "ohne erheblichen Zufuhrüberschuß" bedeutet, daß das Garn eine Geschwindigkeit hat, die nicht zu schwach ist, aber ausreicht, um die Verflechtung zu erzeugen. Die Aufspulgeschwindigkeit soll nur 1 bis 15 % unter der Zuführgeschwindigkeit liegen, vorzugsweise soll sie um 3 bis 10 % und vorteilhafterweise um 5 % unter der Zuführgeschwindigkeit liegen. Es ist notwendig, daß der Faden nicht zu locker ist, da sich sonst Schlingen bilden.

Vorteilhafterweise ist das verwendete Medium ein Gas, insbesondere ein inertes Gas, wie gesättigter oder nicht gesättigter Dampf, Stickstoff usw. Das Gas kann heiß oder kalt sein.

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Aus wirtschaftlichen Gründen wird Druckluft mit einem Druck

M .2

zwischen 0,2 und 10 kg/cm vorgezogen. (Druckablesung am Manometer). Es wurde festgestellt, daß Drücke unter 0,2 kg/cm* keine "brauchbaren Resultate ergeben, und daß Drücke über 10 kg/

ρ
cm unwirtschaftlich sind.

Demzufolge liegt die Spannung, die auf das Garn beim Aufspulen aufgebracht wird, normalerweise unter 1,5 g/den, und vorzugsweise zwischen 0,03 und 1 g/den. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders gut für hohe Produktionsgeschwindigkeiten, wie z.B. denen, die bei den neuen Fabrikationsverfahren von Chemiefäden beim fortlaufenden Spinn-Strangpressen, Strecken und Aufspulen angewandt werden.

Die Garne aus fortlaufenden Multifilamenten, bei denen die erfindungsgemässe Behandlung angewandt werden kann, können wenig oder nicht verdrillt sein. Eine Verdrillung unter 50 Windungen/m ist erwünscht. Das erfindungsgemässe Verfahren kann ferner in der Praxis mit einer oder mehreren klassischen Operationen der Textilindustrie kombiniert werden, wie Spinnziehen bzw. Spinnpressen, Strecken, Zwirnen oder anderen, um eine Stufe einer separaten Verflechtung zu vermeiden. Die Verflechtung gemäß der Erfindung wird mit den Chemiefäden mit orientierter Struktur vorteilhafterweise sofort nach dem Strecken und auch auf der Streckvorrichtung durchgeführt.

In Pig. 1, die eine schematische Ansicht einer beispielsweisen besonderen Ausführungsform für die Behandlung gemäß der Erfindung zeigt, ist 1 eine Bobine für synthetisches Garn aus fortlaufenden, nicht oder wenig verdrillten Multifilamenten, die direkt vom Spinnziehen kommen, 2 und 4- sind Sätze von Streckrollen, 3 ist ein Streckfinger, 5 eine Einrichtung für ein Medium, um die Erfindung in Betrieb zu setzen, 7 eine Fadenführung und 8 eine Aufspuleinrichtung. Wenn das Garn in die Einrichtung 5 für das Medium eintritt, hat es daher eine orientierte Struktur, und damit hat das bei 8 aufgewickelte Garn nach dem Durchgang über der heißen Entspannungs- bzw. Lockerungsplatte 6 auf einmal seine dynamometrischen Eigenschaften

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und seine kompakte kohärente Struktur. Das Garn ist dann fertig, um für einen Transformator verwendet zu werden. Vorteilhafterweise entspricht die Art der Aufspulung bei 8 der Form der endgültigen Aufmachung des Fadens.

Die Garne aus fortlaufenden Multifilamenten, die für die Erfindung verwendet werden können» können verschiedenen Ursprungs sein. Man kann beispielsweise Kunstfäden verwenden aus Acetat, Triacetat, Viskose und Derivaten, oder synthetische Fäden, z.B. aus Polyamid, Polyester, Polyolefin, Acryl und Derivaten, Polyurethan, Vinylal und anderen.

Die Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung hat wenigstens ein Paar von Strahlen eines Mediums, im wesentlichen in der gleichen Ebene, die in einen Kanal münden, in welchem das gespannte Garn, das durch zwei Fadenführer in seiner Lage festgelegt wird, frei durchläuft, wobei die Achse der Leitungen des Mediums, das die beiden Primärstrahlen bildet und die Durchlaufrichtung des Garnes im wesentlichen in derselben Ebene liegen, so daß das Medium,, das gegen die Elementarfäden gedrückt und durch diese hindurchgeführt wird, diese verwickelt, ohne Schlingen oder Schleifen zu bilden. Hinsichtlich der Seite, an der die beiden Primärstrahlen angeordnet sind, und gegenüber von jedem von diesen werden öffnungen angeordnet, die das Medium aufnehmen, das aus den Primärleitungen austritt, und die diese Primärstrahlen in Sekundärstrahlen umgruppieren, die gegen das Garn gerichtet werden, und zwar in einer Richtung praktisch entgegengesetzt zu denjenigen der Primärstrahlen und in einem Bereich, der zwischen den am weitesten auseinander-liegenden Auftreffpunkten der Primärstrahlen liegt. Vorzugsweise werden alle diese Elemente in einem einzigen Apparat zusammengefasst, in welchem der Garndurchgang ein Kanal ist, der nur zwei Primärstrahleη und einen Sekundärstrahl enthält, der im wesentlichen in der Mitte des Teils auf das Garn zu geführt wird, der zwischen den beiden Auftreffpunkten der Primärstrahlen auf das Garn liegt.

Die Bohrungen der Leitungen für die Primärebrahlen und den Se-

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kundärstrahl können kreisförmig sein oder andere Formen haben. Ebenso kann der Längsschnitt dieser Leitungen zylindrisch oder kegelstumpfförmig sein.

Um gute Ergebnisse zu erhalten, wurde festgelegt, daß der Abstand zwischen dem Düsenkörper für die Primärstrahlen und dem Teil, der den Sekundärstrahl bildet, d.h. der Bereich, in welchem das Garn frei läuft, etwa 0,3 bis 8 mm betragen soll, und daß ferner der Durchmesser der Primärleitungen etwa zwischen 0,3 und 3 mm liegen soll.

Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Schnitt und eine Draufsicht auf eine bevorzugte Vorrichtung für die Durchführung der Erfindung. Die Vorrichtung hat einen Körper 1 aus Messing, der etwa die Form eines Parallelepipeds hat und mit einer Eintrittsöffnung 2 für ein Medium versehen ist, durch die zwei kleine divergierende zylindrische Leitungen 3 versorgt werden, die mitein-EJTxder einen Winkel von etwa 40° bilden. Die beiden Leitungen münden in einen Kanal 4, der auf einer Seite offen ist, so daß das Garn leicht eingeführt werden kann, das während der Behandlung mit Hilfe von zwei Fadenführungen 5 gehalten wird. Gegenüber der Fläche des Körpers, in der die beiden Leitungen münden, ist ein Block 6 angeordnet, der ebenfalls aus Messing ist und die Form eines Quaders hat, und der mit zwei Leitungen 7 versehen ist, die das Medium, das aus den Primärleitungen 3 austritt, aufnehmen. Vorzugsweise haben die Eintrittsöffnungen der Leitungen 7» die den Leitungen 3 gegenüberliegen, einen etwas größeren Durchmesser als die Austrittsöffmingen der Leitungen 3» so daß sie die maximale Menge des Mediums aufnehmen. Die Leitungen 7» die eine geeignete Form haben (halbkreisförmig, U-förmig usw.) formen die Primärstrahlen in einen einzigen Sekundärstrahl um, der in einer Richtung auf das Garn zugeführt wird, die entgegengesetzt zu denjenigen der Primär strahl en ist, und sie treffen auf das Garn in einem Bereich, der praktisch in der Mitte der Auftreffpunkte der Primärstrahlen auf das Garn liegt.

Die Vorrichtung kann ebenso aus einem anderen widerstandsfähi-

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geren Material hergestellt sein, wie nicht rostendem Stahl

Fig. 4 zeigt einen Schnitt einer weiteren bevorzugten Ausführungsform für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Diese Vorrichtung unterscheidet sich hinsichtlich der vorhergehenden dadurch, daß die Primärleitungen 3 für die Zufuhr des Mediums konvergieren und einen Winkel von etwa 40 bilden, und daß die beiden Leitungen 7 für die Wiederaufnahme der Primärstrahlen in eine Kammer 9 münden, von wo aus sie in einer einzigen Leitung 8 weitergeführt werden, so daß ein Sekundärstrahl gebildet wird, der ebenfalls in einer Richtung, entgegengesetzt zu derjenigen der Primärstrahlen, gerichtet ist und im wesentlichen in der Mitte der Auftreffpunkte der Primärstrahlen auf das Garn angeordnet ist. Die Herstellung dieser Vorrichtung ist einfacher als die der vorhergehenden.

Die folgenden Beispiele, die der Erläuterung, jedoch nicht der Begrenzung der Erfindung dienen, zeigen, wie die Erfindung in der Praxis angewandt werden kann, und die sich aus ihr ergebenden Vorteile, insbesondere gegenüber den bisher bekannten Methoden zur Verflechtung bzw. Vermischung von Garnen aus Multifilamenten unter Verwendung eines Mediums.

Um den Grad der Verflechtung des Garnes zu messen, wird die unter der Bezeichnung "Haken" ("crochet") bekannte Methode angewandt. Zu diesem Zweck wird an einer senkrecht angeordneten Garnprobe eine Last von 0,2 g/den, angehängt, worauf in das Büschel aus Fäden ein dünnes Häkchen eingeführt wird, das mit einem Gewicht versehen ist. Diese Einheit hat ein Gewicht in g, das zahlenmässig mit dem mittleren Gewicht der Elementarfäden übereinstimmt, wobei man jedoch bestrebt ist, eine im wesentlichen gleiche Anzahl von Fäden auf beiden Seiten des Hakens unterzubringen bzw. anzuordnen. Danach lässt man den Haken mit der Geschwindigkeit von etwa 2 cm/min, sich nach unten bewegen, bis das Gewicht des Hakens durch das Garn getragen wird. Der Abstand χ in cm, den der Haken durchläuft, kennzeichnet den Grad der Verflechtung D mit Hilfe der folgenden

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Formel:

Diese Messung wird hundertmal wiederholt, wobei für jede Messung ein neuer Abschnitt desselben Games verwendet wird.

Beispiel 1

Die Behandlung gemäß der Erfindung erfolgt auf einer Streckbank mit Aufspulung und Verdrillung lull (System Foster) analog derjenigen, die schematisch in Fig. 1 gezeigt wird, wobei die Geschwindigkeit der Streckrollen etwa 600 m/Kin. leträgt; das Streckverhältnis ist 3j4;

der wirkliche Zufuhrüberschuß beträgt 5,5 % (diese Zahl erhält man durch Verminderung der Differenz der Geschwindigkeit der Zufuhr und der Aufspulrollen, welches der abgelesene Zufuhrüberschuss ist, und zwar als Prozentsatz der Verluste, die durch die Natur des behandelten Materials, ferner durch die eventuellen Wärmebehandlungen, die das Garn vor seiner Aufspulung erhält, und durch den Aufspulwinkel und anderen Gründen verursacht werden, die dem Fachmann bekannt sind) % die Auf spul spannung, die an dem Garn nach der Behandlungsdüse gemessen wurde, beträgt 0,07 g/den;
die Temperatur der Entspannungsplatte beträgt 185°C.

Als Behandlungsdüse wird die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Vorrichtung verwendet, die folgende Hauptabmessungen hat:

Länge: 32 mm

Breite: 20 mm

Höhe: 1? mm

Zwischenraum zwischen Körper 1 und Block 6: 2 mm

Durchmesser der Leitungen 3J 12/10 mm

Eintrittsdurchmesser der Leitungen 7: 14/10 mm

Durchmesser des Ausgangs der Leitung 8: 12/10mm

statischer Druck der Druckluft in der Zuführleitung der Düse: 1 kg/cm2

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Das behandelte Garn besteht aus Polyhexamethylendipamid von 70 deniers, 23 Fäden, das mit 0,3 % Titanoxyd ohne Torsion mattiert wurde.

Das erhaltene Garn hat ein scheinbares Volumen, gemessen mit der klassischen Vorrichtung von Konigh, das im wesentlichen identisch mit demjenigen eines nicht behandelten Garnes ist (1,45 cmvg) und einen mittleren Verflechtungsgrad von etwa 12,2 und eine ziemlich homogene Regelmässigkeit bei der Verflechtung.

Das Garn hat somit praktisch dieselben Qualitäten wie ein Garn mit echter Verdrillung, und es kann direkt in der Weberei verwendet werden, z.B. als Schußgarn oder als Kette bei Wirkwaren.

Beispiel 2

Das Verfahren nach Beispiel 1 wird wiederholt mit den folgenden Änderungen. Man verwendet eine Düse, wie die in Fig. 4 gezeigte, die dieselben Merkmale wie die vorhergehende hat, und eine Streckbank mit der Verdrillung O (Fig. 1) mit den folgenden Unterschieden:

Geschwindigkeit der Streckrolle 561 m/Min,

wirklicher Zufuhrüberschuß etwa 5 %

Spannung beim Aufspulen etwa 0,1g/den.

Druck der Druckluft (abgelesen am P

Manometer) 1,2 kg/cm

Temperatur der Entspannungsplatte 185°C

Behandelt wird ein Garn aus Polyhexamethylenadipamid mit 70 deniers, 34 Fäden, das mit 0,3 %-igem Titanoxyd mattiert wurde (Qualität halbmatt), und das keine Verdrillung hat.

Das erhaltene Garn hat, gemessen unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1, ein scheinbares Volumen, das gleich demjenigen desselben, aber nicht behandelten Garnes ist, einen Verflechtungsgrad von 55 »5 und eine sehr homogene Regelmässigkeit

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in der Verflechtung.

Im Hinblick auf diese Eigenschaften kann das Garn direkt in der Weberei als Kettgarn verwendet werden, und die daraus hergestellten Gewebe sehen genauso aus, wie solche Gewebe, die aus Garnen mit echter Verdrillung hergestellt sind. Für bestimmte Verwendungszwecke kann es gegebenenfalls■auf bekannte Weise geschlichtet werden.

Zum Vergleich, und um den mit dem erfindungsgemässen Verfahren gegenüber den bisher bekannten Verfahren erreichten Fortschritt darzulegen, wird unter denselben Einstellungen der Streckbank und der Behandlungsdüse die erfindungsgemässe Düse durch eine Düse gemäß Fig. 3 der französischen Patentschrift 1 334 130 ersetzt, in welcher der Durchmesser der Austrittsöffnung des Primär- und des SekundärStrahles 12/10 mm und der Eintrittsdurchmesser des SekundärStrahles 14/10 mm beträgt . Unter diesen Bedingungen erreicht das Garn nur einen Verflechtungsgrad von 14,0. Wird das behandelte Garn ein zweites Mal durch dieselbe Vorrichtung hindurchgeführt, so beträgt der Verflechtungsgrad erst 20,7· Außerdem ist die Regelmässigkeit der Verflechtung ziemlich veränderlich.

Versuche, die mit Garnen aus fortlaufenden Fäden aus einem anderen künstlichen Material (Acetat ..) oder synthetischen Materialien (Polyester, Polyolefin ..) durchgeführt wurden, er geben äquivalente Resultate und zeigen denselben Fortschritt gegenüber bekannten Techniken.

Beispiel 3

Man wiederholt Beispiel 2 unter Verwendung derselben Behandlungsvorrichtung, die dieses Mal auf einer Streckbank angebracht ist, die mit Aufspulcops 8 versehen ist, während die erwärmte Platte 6 weggelassen ist»

Die Aufspulspindel hat eine Drehzahl von 7500 U/Min., und die auf das Garn aufgebrachte Spannung beträgt etwa 0,07 g/den.

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Das der Düse zugeführte Medium ist Druckluft mit 1,2 kg/cm (Druckablesung am Manometer).

Die durch die Spindel übertragene Torsion erstreckt sich nicht bis in die Düse, und es ist mit Hilfe eines Torsionsmeßgerätes schwierig, die Richtung und die Größe dieser Torsion in dem behandelten Garn wiederzufinden.

Das so erhaltene Garn hat einen Verflechtungsgrad von 45,0. Wegen seiner Beschaffenheit mit kombinierter Verdrillung und Verflechtung ist es besonders als Kettgarn geeignet.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur Herstellung eines festen Garnes aus verflochtenen Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Büschel aus fortlaufenden Chemie-Multifiramenten, die unter Spannung stehen und bewegt werden, ohne erheblichen Zufuhrüberschuß wenigstens zwei Primärstrahlen eines Druckmediums durchgeführt werden, worauf diese Primärstrahlen in Sekundärstrahlen umgestellt bzw. umgeformt werden, die in einer Richtung praktisch entgegengesetzt zu derjenigen der Primärstrahlen und in einer Zone auf das Garn zu gerichtet sind, die zwischen den Auftreffpunkten der Primärstrahlen auf das Garn liegt.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale einzeln oder in Kombination:

   a) man verwendet zwei Primärstrahlen;

   b) die Primärstrahlen bilden einen Winkel, einerseits zueinander und andererseits mit der Achse des Garnes;

   c) man verwendet einen Sekundärstrahl, der im wesentlichen auf die Mitte des Teiles des Garnes gerichtet ist, der durch die am weitesten auseinanderliegenden Auftreffpunkte der Primärstrahlen begrenzt ist;

   d) das verwendete Medium ist Druckluft;

   e) die Primär- und Sekundärstrahlen liegen praktisch in derselben Ebene.

   5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Düse mit wenigstens zwei Strahlen eines Mediums, die praktisch in derselben Ebene liegen, einen Durchgangskanal für das Garn und einen Block mit Eintrittsöffnungen, die gegenüber den Öffnungen der Leitungen liegen und die in einem Punkt zusammengefasst sind, der an einer Stelle in den Durchgangskanal des Garnes mündet, die zwischen den äussersten Punkten liegt, an welchen die Strahlen des Mediums der Düse einmünden; ferner dadurch,

   Neue Unterlagen JArt. 7 β 1 Ab». S Nr. 1 Salz 3 des Änderung*«., v. 4.9.19671

   daß die Bewegungsrichtung des Garnes und der Punkt der Umstellung bzw. Zusammenfassung der Leitungen des Blocks praktisch in derselben Ebene liegen, wie die, die durch die beiden Achsen der Leitungen der Düse gebildet wird.

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