DE19624815A1 - Verfahren zur Vorbehandlung eines Filament-Teppichgarns - Google Patents

Description

Zur Herstellung getufteter, gewebter oder gewirkter Teppiche werden außer natürlichen Fasern in größeren Men­ gen Spinnfasergarne aus synthetischen Fasern eingesetzt. Die Spinnfaser-Teppichgarne werden aus Stapelfasern, d. h. aus Fasern begrenzter Länge gewonnen. Spinnfasergarne haben unter anderem den Vorteil, daß sie sich gut und gleichmäßig anfärben lassen und die daraus hergestellten und gefärbten Teppiche ein gleichmäßiges ruhiges Warenbild aufweisen. Von großem Nachteil ist jedoch, daß diese Tep­ pichgarne, ob sie nun aus natürlichen Fasern oder aus synthetischen Fasern bestehen, eine starke Haarigkeit aufweisen, d. h. daß die Enden der das Garn bildenden Ein­ zelfasern nicht in das Garn eingebunden sind, sondern von dem Garn abstehen, so daß sie bei einem mechanischen An­ griff von dem Garn abgetrennt oder aus dem Garn heraus ge­ zogen werden können: derartige Spinnfasergarne neigen stark zum Flusen, und zwar sowohl in den diese Garne ver­ arbeitenden Maschinen und Anlagen als auch während der späteren Nutzung des fertigen Teppichs, besonders in der Anfangsphase.

Diese Probleme bei den Spinnfaser-Teppichgarnen haben in den letzten Jahren dazu geführt, daß sich der weltweite Marktanteil der Spinnfaser-Teppichgarne trotz ihrer wirt­ schaftlichen und färberischen Vorteile jährlich um einige Prozent verringert und in Richtung verstärkter Anwendung der Filamentgarne verschiebt, die die Alternative zu den Spinnfaser-Teppichgarnen darstellen und nicht aus einzel­ nen dünnen Stapelfasern gesponnen sind, sondern aus einer einzelnen kompakten, aus einer feinen Düse extrudierten Kunststoffaser bestehen. Eine Mehrzahl dieser Kunststoffa­ sern wird zu dem zu verarbeitenden Garn zusammengedreht. Gegebenenfalls werden mehrere solcher Garnstränge zu einem dickeren Teppichgarn verzwirnt.

Die Verschiebung zu den Filamentgarnen hin ist er­ folgt, obwohl die Filamentgarne Nachteile gegenüber den Spinnfasergarnen haben. Sie weisen aufgrund ihres Aufbaus zwar nicht das beschriebene Flusenproblem auf, lassen sich aber schlechter anfärben und haben auch nicht so gute mechanische Eigenschaften. Sie besitzen z. B. ein schlech­ teres "Rücksprungvermögen" bei zeitlich unterbrochener Belastung, d. h. eine geringere Trittelastizität.

Zur Verbesserung unter anderem der mechanischen Ei­ genschaften von Filament-Teppichgarnen ist es bekannt, diese vor der Verarbeitung zu dem Teppich einer Wärmebe­ handlung unter Dampfeinwirkung gegebenenfalls bei leicht erhöhtem Druck zu unterziehen. Dieses Heatsetting genannte Vorbehandlungsverfahren fixiert die bei der Herstellung des Teppichgarns erzeugte Drehung desselben und verbessert auch den Bausch des Teppichgarns, so daß der Teppich trit­ telastischer wird und ein dichteres Erscheinungsbild be­ kommt.

Die Heatsetting-Anlage stellt jedoch einen relativ großen, komplizierten und entsprechend kostenaufwendigen Anlagenteil dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit relativ geringem Aufwand die Eigenschaften eines Filament-Teppich­ garns vor dessen Verarbeitung zu dem Teppich zu verbes­ sern.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiederge­ geben Erfindung gelöst.

Überraschend hat sich herausgestellt, daß sich durch die beschriebene Temperaturbehandlung bei Filament-Tep­ pichgarnen die Biegesteifigkeit des Garns gezielt und reproduzierbar erhöhen läßt. Damit verbessert sich das Rücksprungvermögen, und eine zeitweise wirkende zur Faser­ deformation führende mechanische Belastung ist auf dem Teppich nicht mehr so intensiv und lange zu erkennen. Offenbar tritt an der Faseroberfläche durch die kurzzeiti­ ge Einwirkung der sehr hohen Temperatur eine Materialver­ änderung ein, die eine Veränderung des Elastizitätsgrades zur Folge hat. Die temperaturbedingte Veränderung bleibt aber auf den Oberflächenbereich beschränkt, so daß das Teppichgarn nicht im Ganzen beeinflußt wird und insbeson­ dere keine Verhärtung des Teppichgarns zu beobachten ist.

Es versteht sich, daß das Verfahren einer genauen Steuerung unter Berücksichtigung der Arbeitsgeschwindig­ keit, der an der Garnoberfläche einwirkenden Temperatur und des Garnmaterials bedarf. Der Ausdruck "an seiner Oberfläche während einer kurzen Einwirkungsdauer" soll in diesem Zusammenhang bedeuten, daß ein starkes Temperatur­ gefälle bezüglich des Garns von außen nach innen erzeugt werden soll, so daß eine außen wirkende hohe Temperatur eine dünne Oberflächenschicht beeinflußt, das innere Volu­ men des Garnes jedoch während der kurzen Einwirkungszeit noch keine wesentliche Temperaturerhöhung erfährt und unverändert bleibt.

Ein wichtiger Punkt ist auch die Beobachtung, daß sich die der thermischen Behandlung unterworfenen Fila­ ment-Teppichgarne besser anfärben lassen und ein gleichmä­ ßigeres ruhigeres Warenbild entsteht.

Weiterhin wurde bei Versuchen beobachtet, daß es mit der erfindungsgemäße thermischen Behandlung gelingt, auch die mechanisch erzeugte Verdrehung der Einzelfasern zu einem Teppichgarn recht gut zu fixieren. Das erfindungs­ gemäße Verfahren kann daher zumindest teilweise die Auf­ gabe der aufwendigen Heatsetting-Aggregate übernehmen. Diese Fixieraggregate können nach den bisherigen Erkennt­ nissen teilweise oder unter Umständen auch ganz aus dem Garnherstellungsprozeß entfernt werden. Dies führt zu enormen Kostenreduzierungen bei der Garnherstellung.

Das thermische Behandlungsverfahren gemäß der Erfin­ dung kann in bestehende Anlagen problemlos eingefügt wer­ den. Die Stelle, an der die Behandlung innerhalb der An­ lage vorgenommen wird, ist weitgehend wählbar. Wenn ein Anlagenteil zur thermischen Fixierung des Garns (Heatset­ ting) vorhanden ist, kann die Behandlung nach der Fixie­ rung und vor dem Aufwickelvorgang vorgenommen werden. Es ist aber auch der Einsatz der Temperaturbehandlung vor einer etwa vorhandenen Fixierstufe möglich. Auch kann die Temperaturbehandlung als vollkommen separater Arbeitsgang unabhängig von bzw. anstelle der Garndrehungsfixieraggre­ gate eingesetzt werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird das Teppichgarn der Länge nach durch eine Zone hindurchbewegt, in der die hohe Temperatur herrscht und die in Bewegungsrichtung eine Ausdehnung von höchstens einigen Zentimetern aufweist.

Das Filament-Teppichgarn wird also rasch durch eine begrenzte Behandlungszone hoher Temperatur hindurchge­ führt, so daß zwar an der Oberfläche des Garns mit einer geringen Eindringtiefe eine Wirkung eintritt, das innere Volumen des Garns aber keine Zeit hat, sich wesentlich aufzuheizen.

Die Behandlung kann gemäß Anspruch 3 insbesondere so erfolgen, daß eine flächige Teppichgarnschar durch minde­ stens eine längliche schmale, sich quer zu der Teppich­ garnschar erstreckende Zone mit der hohen Temperatur hin­ durchbewegt wird.

Um die Gleichmäßigkeit der Temperatureinwirkung zu fördern, kann diese gemäß Anspruch 4 von beiden Seiten der flächigen Teppichgarnschar erfolgen.

Der Ausdruck "quer" soll sowohl eine Anordnung senk­ recht zu der Teppichgarnschar als auch eine Schräganord­ nung umfassen, mittels derer gewünschtenfalls die Ausdeh­ nung der Einwirkungszone in Bewegungsrichtung der Teppich­ garnfäden vergrößert werden kann, ohne an der Behandlungs­ einrichtung Justierungen vornehmen zu müssen.

Eine andere Möglichkeit ist gemäß Anspruch 5 die Einzelfläche durch eine sie umschließende Wärmequelle beliebiger Form, z. B. eine Düse oder einen Ringbrenner, hindurchzuführen.

Der für die für die Herstellung von Teppichen in Betracht kommenden Teppichgarne bevorzugte Temperaturbe­ reich der erfindungsgemäßen Behandlung liegt bei 800 bis 1500°c (Anspruch 6), wobei die Einwirkungszeit höchstens einige Millisekunden betragen sollte (Anspruch 7).

Hierbei wird das Garn in seinem Inneren noch nicht von der Temperatursteigerung wesentlich erfaßt und werden außerdem erhebliche Vorschubgeschwindigkeiten des Garns von 200 bis 500 Meter pro Minute und mehr ermöglicht.

Die bevorzugte Ausführungsform der Schaffung einer begrenzten Zone mit hoher Temperatur, durch die das Tep­ pichgarn hindurchgeleitet wird, ist eine Sengvorrichtung (Anspruch 8).

Dazu eignen sich für den Einsatzfall der Teppichgarn­ behandlung angepaßte Hochleistungssengbrenner mit einer scharfen, schmalen, energiereichen und sehr heißen Flam­ me, wie sie in ähnlichem Aufbau auch in Sengmaschinen für textile Flächengebilde Anwendung finden. Die Flammgase weisen die "sehr hohen Temperaturen" auf. Es können viele, z. B. vierundzwanzig oder achtundvierzig Einzelfäden (wie beim Heatsetting üblich) oder auch mehr oder weniger in einer flächigen, z. B. ebenen Garnschar gleichzeitig neben­ einander bearbeitet werden.

Obwohl das Sengen für den Bereich der textilen Flä­ chengebilde seit Jahrzehnten bekannt ist und ständig wei­ terentwickelt wurde (DE-PS 5 00 153; DE-OS 20 23 782; EP-A1 274 649) und in speziellen Fällen auch schon für Garne, insbesondere Nähgarne vorgenommen wurde (M. Peter und H. K. Roette "Grundlagen der Textilveredlung", 13. Auflage (1989) Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main, Seite 400), ist eine der Erfindung vergleichbare thermische Behandlung von Filament-Teppichgarnen insbesondere aus synthetischem Material bisher nie in Betracht gezogen worden. Zur Verbesserung der Eigenschaften wurde stets das aufwendige Heatsetting eingesetzt.

Gemäß Anspruch 8 kann das Filament-Teppichgarn jedoch auch aufandere Weise der kurzzeitigen Einwirkung einer hohen Temperatur ausgesetzt werden, z. B. mittels eines Lasers.

Die Erfindung verkörpert sich auch in der Verwendung des Verfahrens des Garnsengens zur Vorbehandlung von Fila­ ment-Teppichgarnen vor deren Verarbeitung zu einem Teppich (Anspruch 9).

Durch die erfindungsgemäße thermische Behandlung wird nicht nur die Garndrehung fixiert, wodurch die mechani­ schen Eigenschaften des Garns wie Bausch und Trittelasti­ zität verbessert werden und möglicherweise die sonst dafür eigens vorgesehenen Heatsetting-Fixieraggregate unter Umständen zumindest teilweise eingespart werden können, sondern es ist auch eine Verbesserung der Anfärbbarkeit des Filament-Teppichgarns zu verzeichnen, so daß die Farb­ ausbeute höher wird. Auf diese Weise kommen Einsparungen zustande, die schon für sich allein den erfindungsgemäßen Behandlungsgang rechtfertigen und die Behandlungseinrich­ tung binnen Kurzem amortisieren.

Claims (10)

1. Verfahren zur Vorbehandlung eines Filament-Tep­ pichgarns vor seiner Verarbeitung zu dem Teppich, dadurch gekennzeichnet, daß das Teppichgarn an seiner Oberfläche während einer kurzen Einwirkungsdauer der Einwirkung einer im Verhältnis zu den charakteristischen Temperaturen des Teppichgarnmaterials sehr hohen Temperatur ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teppichgarn der Länge nach durch eine Zone hin­ durchbewegt wird, in der die hohe Temperatur herrscht und die in Bewegungsrichtung des Teppichgarns eine Ausdehnung von höchstens einigen Zentimetern aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine flächige Teppichgarnschar durch mindestens eine längliche schmale, sich quer zu der Teppichgarnschar er­ streckende Zone mit der hohen Temperatur hindurchbewegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Temperatureinwirkung von beiden Seiten der flächigen Teppichgarnschar erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einzelne Teppichgarnfaden durch eine ihn um­ schließende Wärmequelle hindurchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Temperatur 800 bis 1500°C beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einwirkungszeit höchstens einige Millisekunden beträgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Teppichgarn gesengt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Teppichgarn einer Tempera­ turbehandlung mittels Laser unterzogen wird.

10. Die Verwendung des Verfahrens des Garnsengens zur Vorbehandlung von Filament-Teppichgarnen vor ihrer Ver­ arbeitung zu dem Teppich.