DE1966835C3 - Verfahren zum Kräuseln eines thermoplastischen mehrfädigen synthetischen Garns - Google Patents

Description

Verbindungsleitung 4 ist ebenfalls an ihrem einen Ende in dem Hauptteil 7 der Düse befestigt (Fig.2). Dem Düsenkanal Ta wird über die Verbindungsleitung 4 aus einem Dampfkessel überhitzter Dampf zugeführt Der durch den Dösenkanal 7a unter hohem Druck zugeführte Dampf erzeugt auf das mehrfädige Garn 1 eine Saugwirkung, durch die dieses in den Düsenkanal 7a hineingesaugt und durch diesen hindurch dem Stauchglied 5a auf dem Zylinder 5 zugeführt wird. Während sich das mehrfädige Garn 1 von dom Garnführer 3 zum Stauchglied 5a bewegt, kommt es mit dem überhitzten Dampf in Berührung. Hierbei verflechten sich die einzelnen Fäden des Garns 1 infolge des hohen Druckes des überhitzten Dampfes miteinander.

Nadelspitze liegende Abschnitt der Nadel gewählt wird, desto kleiner die für das Abziehen des gekräuselten Garns von dem Stauchglied benötigte Kraft äst, so daß man das Entstehen fusseliger Garnkräuselungen vermeiden kann. Ferner ist es v/ünschenswert, den Basiswinkel der Nadel auf der Gewebeunterlage etwas zu neigen, beispielsweise wird man ihn zwischen 85° und 90° wählen, da hierdurch sowohl der Stauch- als auch der Abziehvorgang erleichtert wird.

Es ist auch möglich, daß die Oberfläche des Stauchgliedes (siehe F i g. 4) mit einer netzartigen, sehr grobmaschigen Hülle überzogen ist Hierdurch wird das mehrfädige Garn einer kombinierten Kräuselwirkung unterworfen, die einerseits durch die Hohlräume des

Während das Garn 1 in das Stauchglied 5a hineinge- 15 Stauchgliedes 5a und andererseits durch die netzartige drückt wird, wird es willkürlich in die Hohlräume des Hülle hervorgerufen wird, so daß eine feine Kräuselung Stauchgliedes 5a gestaucht bzw. gestopft und erhält
dabei die gewünschten feinen Krauset der Einzelfäden.

des Garns in vielen Richtungen erzielt werden kann.

Wird die obenerwähnte netzartige Hülle in den Zwischenraum zwischen dem Stauchglied 5a und der Dampfstrahl plastifiziert das Garn. Die Kräusel der 7.0 Zylinderoberfläche 11 in einem gewissen Abstand von Einzelfäden werden anschließend fixiert, so daß diese dieser eingefügt, dann tritt der von der Oberfläche

des Zylinders zurückgelenkte Luftstrom, nachdem er die netzartige Hülle durchlaufen hatte, wiederum mit der Hülle in Wechselwirkung. Es ist deshalb erforderlich, die durch die zahlreichen miteinander verflochtenen, 25 den aus der Düse austretenden Dampfstrom unter jeweils in beliebiger Anordnung feine beständige hohem Druck gegen das Stauchglied 5a zu richten.

Um die Produktionsgeschwindigkeit des Verfahrens und gleichzeitig die Haltbarkeit des Stauchgliedes zu erhöhen, wird der Abstand des Düsenkörpers 7 von dem Bauschgarns, die mit Hilfe der herkömmlichen Stauch- 30 Stauchglied 5a im Vergleich zu seiner Lage bei geringer verfahren erzeugt wird und nur zweidimensional in. Geschwindigkeit geändert. Es ist aber auch möglich, das

Stauchglied 5a anstelle der Düse 7 in Querrichtung zu verschieben. Durch die Querverschiebung dor Düse 7 wird das mehrfädige Garn mit einer wirksamen der Textilien, beispielsweise eines Nadelflor-Teppichs, 35 Kräuselung versehen.

aus dem erfindungsgemäß erzeugten Garn ist so groß. Die Produktionsgeschwindigkeit muß im wesentlichen unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit der Kräuselung betrachtet werden. Mit anderen Worten, die Temperatur des Düsenstrahls, die Aufenthalts/eil des 5a eine Gewebeunterlage 10 auf, die zur Halterung 40 mehrfädigen Garns in den Hohlräumen des Stauchgliczahlreicher senkrecht herausragender Nadeln 9 dient des 5a oder 12 usw. beeinflussen die Beständigkeit der

Kräuselung. Demzufolge ist es nützlich, die Temperatur des überhitzten Dampfes so weit wie möglich zu steigern, will man die Produktionsgeschwindigkeit -abmessungen verwendet werden, abhängig von den 45 erhöhen. Ferner ist es zur Steigerung der Produktions-Erfordernissen zur Erzeugung des jeweils gewünschten geschwindigkeit günstig, das mehrfädige Garn zu Kräuselzustandes, d.h. je feiner die gewünschte erwähnen, bevor die beschriebene Behandlung durchge-Kräuselung sein soll, eine desto höhere Nadeldichte führt wird.

muß gewählt werden. Es ist auch möglich, die Produktionsgeschwindigkeit

Durch Versuche konnte festgestellt werden, daß das 50 dadurch zu steigern, daß man die Zeit verlängert. Verhältnis zwischen der Länge (I) der Nadel 9 und dem während der sich das Garn in dem Stauchglied befindet,

da dann trotz erhöhter Drehgeschwindigkeit des Zylinders 5 eine dauerhafte Fixierung der Kräuselung erzielt werden kann. Um das obenerwähnte eindrucks-

Bereich zwischen 3 und 5 zu wählen. Liegt das 55 volle Ergebnis des Stauchvorganges zu erzielen, muß Verhältnis l/p unter 3, dann kann das in das Stauchglied der Durchmesser des Zylinders 5 groß genug gewählt

werden, um dem Stauchglied 5a einen ausreichend großen Umfang zu geben. Man kann aber auch die in Querrichtung erfolgende Zuführung des mehrfädigen des Stauchgliedes 5a, daß es seinem Abziehen aus dem 60 Garns aus der Düse 3 unter einer mit ausreichender Stauchglied 5a einen größeren Widerstand entgegen- Frequenz erfolgenden Hin- und Herbewegung der Düse

Der gegen das Stauchgüed 5a gerichtete überhitzte

dauerhaft sind.

Die auf diese Weise erhaltene Fadenkräuselung hat — wie aus Fig.3 ersichtlich — eine spezielle Gestalt,

Kräusel aufweisenden Einzelfäden bedingt ist. Es wird hervorgehoben, daß die hier vorliegende Kräuselung dreidimensional ist im Gegensatz zu der Kräuselung des

Demzufolge weist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Garn eine ausgezeichnete Bauschigkeit und weiche Griffigkeil auf. Die Bauschigkeit

daß das Erzeugnis nur ein sehr geringes Gewicht zu haben braucht.

Wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, weist das Stauchglied

und ihrerseits auf der Mantelfläche 11 des Zylinders 5 befestigt ist. Die Nadeln 9 bestehen aus rostfreiem Stahl. Es können ganz verschiedene Nadeldichten und

Abstand (p) zwischen benachbarten Nadeln ausschlaggebend ist, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Als vorteilhaft hat es sich gezeigt, das Verhältnis l/p im

5a hineingedrückte Garn möglicherweise wieder herausrutschen. Wird das Verhältnis l/p aber größer als 5 gewählt, dann sitzt das Garn so fest in den Hohlräumen

setzt, so daß einzelne Fäden abbrechen können.

Es wird eine Nadeldichte, d. h. eine Nadelanzahl pro 2,5² cm² in der Größenordnung zwischen 500 und 900 angewendet. Außerdem wird eine Nadellänge zwischen 3 mm und 10 mm bevorzugt, um das gewünschte Ergebnis zu erhalten. Es soll darauf hingewiesen werden, daß, je dünner der im Bereich der

vornehmen, um die Leistungsfähigkeit des Stauchgliedes 5a zu steigern. Hierdurch kann die Produktionsgeschwindigkeit bemerkenswert erhöht werden.
Der Dampfstrahl wird auf einer Temperatur zwischen 12O⁰C und 185⁰C gehalten.

Das Verhältnis zwischen der Zuführungsgeschwindigkeit (Vi) des aus der Düse 3 austretenden mehrfädigen

Garns und der Umfangsgeschwindigkeit (Vt) des Stauchgliedes 5a oder 12 muß sorgfältig bestimmt werden, da sonst der Kräuselzusiand stark wechselt. Vorzugsweise wählt man das Verhältnis V\/ Vi zwischen 5 und 15. Weiterhin ist es wünschenswert, folgende Gesehwindigkeitsverhällnisse zu wählen, um einen befriedigenden Vcrfahrensablauf zu erhalten: Vi/Vj = 1,1 -1,5; V3/V4 = 1,0-1,2; wobei V₃ die Abzugsgeschwindigkeit des gekräuselten Garns aus dem sich drehenden Stauchglied und V₄ die Aufspulgeschwindigkeil des von den Abzugsrollen 6.7 und 6Z> abgezogenen Garns bedeuten.

Beispiel

Ein Polypropylenpolymerisat mit einer griindmolarcii Viskosität 14, gemessen in Tetralin, wird mit einer entsprechenden Menge eines Stabilisators vermischt und durch eine Spinndüse bei 27O°C ausgepreßt, um ein Garn aus unverstreckten Einzelfäden zu erhalten. Dieses Garn wird dann einer Verstreckvorrichtung zugeführt und dort einem Verstreckvorgang unterworfen, der unter den in Tabelle 1 aufgeführten Bedingungen durchgeführt wird, um schließlich ein mehrfädiges Garn aus 120 Einzelfäden und einer Gesamtdicke von 1850 den zu erhalten. Anschließend wird das mehrfädige Garn in der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung unter

Tabelle

den nachstehend aufgeführten Arbeitsbedingungen weiter behandelt.

Temperatur des iibci hii.'tcn

Dampfs in °C	155
Druck des überhitzten Dampfs
in kg/cm2	0.8
[iffektivdurchmesser der Düse
in mm	1,2
Höhe des Staucligliedcs in mm	4.0
P'irehmesser eines
S'auchgliedesin mm	0.2
Anzahl der Stauchelemenlc
pro 2,52 cm2	840
\bstand zwischen dem Düsenauslaß
und den Enden der Stauchglieder
in mm	5
Zuführungsgeschwindigkeit des
Garns in m/min	60
Umfangsgeschwindigkeit der Enden
des Stauchglieds in m/min	10
Abzugsgeschwindigkeil des Garns
in m/min	51

Die Eigenschaften des so erzielten gekräuselten Garns sind in Tabelle zusammen mit den Eigenschaften des aus unverstreckten Einzelfäden bestehenden Rohgarns aufgeführt.

Verstreckbedingung
Temperatur der erhitzten Platte in °C Streckverhältnis in °/o

Aus Filamenten bestehendes Garn vor der Kräuselung Reißkraft in g/den
Bruchdehnung in %

Gekräuseltes mehrfädiges Garn
Reißkraft in g/den
Bruchdehnung in %

Schrumpfung in siedendem Wasser in % Unbehandeltes Garn
Gekräuseltes Garn

Kräuseldehnung in %
Kräuselung in %

Kräuselerholung in %

Die in der Tabelle aufgeführten Posten wurden durch nachstehende Meßverfahren bestimmt.

Es wird ein aus 20 Windungen bestehender Strang auf einer Garnhaspel mit einem Umfang von i m unter konstanter Garnspannung hergestellt, dann über einer rostfreien Stahlstange mit einem Durchmesser von 5 mm 8 Stunden lang ausgehängt, 10 Minuten lang einer trockenen Heißbehandlung bei 70⁰C unter Atmosphärendruck unterworfen und mindestens 4 Stunden in normale Raumverhältnisse (20⁰C und 65% relative Luftfeuchtigkeit) gebracht Nach dieser Vorbereitung wird der Strang mit einer Anfangsbelastung von 1 mg/den belastet und die Länge L₀ des Stranges 1 Minute nach der Belastung aufgezeichnet. Anschließend wird der Strang mit 100 mg/den belastet und die Länge L\ 1 Minute nach Belastung festgestellt 2

25 2,00	50 2,50	90 3,20	110 3,80	140 4,50
2,41 "163	2,65 127	3,05 89	3,42 68	3,86 42
2,78 73	3,02 71	3,17 64	3,45 52	3,87 40
19,8 0,6	16,5 0,5	13,7 0,5	8,1 0.4	4,3 0,2
43.8	39,2	37,0	28,2	20,5
29.7	26,0	25,3	17,7	13,2

87,3

89,0

87,5

86,1

86,4

Minuten nach Entfernen des Gewichts wird der Strang erneut mit 'dem ersten Gewicht von 1 mg/den belastet und die Länge Li 1 Minute nach Entfernen des Gewichts aufgezeichnet. Dann lasen sich die Werte der in der Tabelle aufgeführten Posten aus nachstehenden Gleichungen berechnen.

Kräuseldehnung in

Kräuselung in %

u-

L₁

Kräuselerholung in % = ~ γ-

h — L₀

χ 100

χ 100

100

Wie aus Jen in Tabelle I aufgeführten Ergebnissen hervorgeht, erhält man bei Durchführung des Streckvorgangs an dem Ausgar'gsgarn bei einer Tumperalui· unter 90⁰C ein gckriiusellcs Garn mit besseren Kräiiseleigenschaften als bei einem normalen Garn, welches bei hoher Temperatur mit hohem Streckverhältnis verstreckt wurde. Ferner soll darauf hingewiesen werden, duß die Reißkraft des Garns, welches bei niederer Temperatur mil geringem Streckverhältnis verstreckt wurde, bemerkenswert erhöhl ist, während gleichzeitig eine beachtliche Verringerung der Schrumpfungsfähigkeil in siedendem Wasser zu verzeichnen ist. Außerdem sind die dem Ausgangsgarn eigenen Nachteile durch Anwendung des Streckvorgangs vollständig ausgeschaltet. Das so erzeugte gekräuselte Garn enthält die einzelnen Kräusel an willkürlichen Stellen, wobei die Abstände /wischen den einzelnen Bögen verschieden groß sind. Es weist eine ausgezeichnete Bauschigkeit auf und kann für die Herstellung von Einriduungsgcgcnständcn mit elegantem Aussehen und ausgezeichneten elastischen Eigenschaften verwendet werden. Aufgrund des unter Verwendung eines durch eine Düse austretenden Luftstromes durchgeführten Herstellungsverfahrens zeigt das gekräuselte Garn eine verbesserte Verflechtung der den Einzelfäden eigenen Kräusel, was zu einer relativ einfachen Behandlung des Garns während des gesamten Vorgangs führt. So zeigt das erfindungsgemäß gekräuselte Garn keinen der Nachteile, die man bei dem in herkömmlicher Weise unter Verwendung einer Stauchvorrichtung erzeugten gekräuselten Garn kennt. Hierzu sei lediglich dessen geringe Bauschigkeit genannt, die eine Folge der zweidimensionalen Kräuselausbildung ist, und ferner seine unangenehme Griffigkeit, welche als Folge einer Zickzackausbildung der einzelnen Kräusel entsteht. Es ist infolge der Grenze, welche der Feinheit des erzeugten Garns gesetzt isl, unmöglich, dem in herkömmlicher Art gekräuselten Garn die gleichen hervorragenden Eigenschaften zu vermitteln, wie sie das erfindungsgemäß gekräuselte .. Garn aufweist. Die unten aufgeführten Werte für den Zufallsgrad sind für das erfindungsgemäß gekräuselte

ίο Garn berechnet worden, welches bei 90⁰C mit einem Streckverhältnis von 3,20 verstreckt wurde, und den Werten für ein in herkömmlicher Art mit Hilfe einer üblichen mechanischen Stauchvorrichtung gekräuseltes Garn gegenübergestellt. Fürerstere ergibt sich ein Wert vor. !,89, für letztere ein Wert von 5,31.

Zufallsgrad =
ao wobei

JVS⁴

Xi die jeweilige Länge der vorkommenden Schlingen,

*~ die mittlere Schlingenlänge der yV-Schlingen und
»5 5 die Standardabweichung innerhalb der Längenverteilung der /V-Schlingen bedeuten,

und zwar ohne Bezugnahme auf die Verfahrensbedingungen. Die berechneten Werte des Zufallsgrades des mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung gekräuselten Garns sind kleiner als 2,80. Hierdurch wird bewiesen, daß das erfindungsgemäß gekräuselte Garn den bevorzugten Zufallswert der Kräuselung zeigt.

Hierzu 1 Blatl Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Patentanspruch: vollständig fixiert. Vorzugsweise wird ein mehrfädiges

Garn aus Polypropylen mit einer geringen Kristallinität

Verfahren zum Kräuseln eines thermoplastischen oder, mit anderen Worten, mit dem Gefüge eines im mehrfädigen synthetischen Garns, bei dem das Garn wesentlichen smektischen Kristalls verwendet. Der mittels eines überhitzten Dampfstrahls gegen eine 5 smektische Kristallaufbau der Polypropylenfäden wird vorbeilaufende, mit Unebenheiten versehene Flüche durch eine bei hoher Temperatur und im nassen Zustai.-d geschleudert, von dieser mitgenommen und nach vorgenommene Behandlung in ein monoklines Kristalldem Fixieren der gebildeten Kräusel wieder abge- gefüge umgewandelt, damit die Kräuselung in dem zogen wird, dadurch gekennzeichnet, mehrfädigen Garn fixiert wird. Diese Wärmebehanddaß das aus Polypropylen bestehende Garn in den io lung der Polypropylenfäden muß bei ausreichend hoher Zwischenräumen einer Vielzahl von auf der vorbei- Temperatur und im nassen Zustand über eine laufenden Fläche vorhandenen Nadeln gestaucht ausreichend lange Zeitspanne durchgeführt werden, um wird und das Verhältnis l/p der Länge (I) und des eine beständige Heißfixierung der Kräusel zu erzielen Abstandes (p) der Nadeln zwischen 3 und 5 gewühlt und das molekulare Gefüge der Polypropylenfäden wird. 15 umzuwandeln. Um die gewünschten Ergebnisse zu

erhallen, wird ein unter hohem Druck stehender

Dampfstrom verwendet, dessen Aufgabe es ist, das

mehrfädige Garn durch die Düse an die Stauchvorrichtung heranzutragen und in diese einzuführen. 20 Man kann aber auch ein kombiniertes mehrfädiges

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kräuseln Propylengarn mit einer gewissen Schrumpfneigung eines thermoplastischen mehrfädigen synthetischen verwenden, um zu dem gewünschten Ergebnis zu Garns, bei dem das Garn mittels eines überhitzten kommen. In diesem Fall erreicht man durch den Dampfstrahls gegen eine vorbeilaufende mit Uneben- kombinierten Effekt der Kräuselung infolge der heiten versehene Fläche geschleudert, von dieser 25 Schrumpfeigenschaft des Materials zusammen mit dem mitgenommen und nach dem Fixieren der gebildeten beschriebenen Stauchvorgang ein bauschiges Garn mit Kräusel wieder abgezogen wird. besonders hoher Bauschigkeit und Dehnfähigkeit.

Bei dem durch die US-PS 31 56 028 bekannten der- Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele

artigen Verfahren findet die Kräuselung durch Stauchen anhand von 5 Figuren näher erläutert. Es zeigt des Garnes auf einer mit Unebenheiten versehenen 30 Fig. 1 einen schematichen Aufriß einer Vorrichtung Trommel statt. Das Garn weist eine durch die Ober- zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, flächengestalt der Aufprallfläche bestimmte regelmäßig Fig. 2 ein vergrößertes Schnittbild eines Teils der

wiederkehrende Form auf, was zu einer nicht aus- Düse der Garnzuführungs- und Aufheizvorrichtung reichend hohen Bauschigkeit des Garnes führt Es ist nach Fig. I, ferner nicht gelungen, mit dem bekannten Verfahren ein 35 Fig. 3 eine Darstellung eines hochgebauschten bauschiges Polypropylengarn auf einfache Weise her- mehrfädigen Garns, das gemäß dieser Erfindung zu zustellen. einem aus gekräuselten Einzelfäden zusammengesetz-

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe ten bauschigen Aufbau verarbeitet ist, zugrunde, ein auf einfache Weise durchführbares Ver- Fig.4 eine schematische Darstellung eines Abfahren zur Kräuselung von Polypropylengarn mit will- 4° Schnitts des zylindrischen Teils der in Fig. 1 gezeigten kürlich ausgebildeter Kräuselanordnung zu schaffen. Vorrichtung,

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs Wie in Fig. I gezeigt ist, wird ein mehrfädiges

genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, Polypropylengarn 1 über zwei Zuführungsrollen 2n und daß das aus Polypropylen bestehende Garn in den 2b einer Düse 3 zugeführt. Dann wird das Garn Zwischenräumen einer Vielzahl von auf der vorbei-45 zusammen mit einerrr ebenfalls der Düse 3 über eine an laufenden Fläche vorhandenen Nadeln gestaucht wird, dieser befestigten Verbindungsleitung 4 in Pfeilrichtung wobei das Verhältnis l/p der Länge (I) und des Ab- 4a zugeführten Dampfstrahl einem auf der Mantelfläche Standes (ft) der Nadeln zwischen 3 und 5 gewählt wird. eines Zylinders 5 angeordneten Stauchg'ied .■?,·/ zugelei-Das erfindungsgemäße Verfahren ist dazu geeignet, tet. Die Düse 3 ist in unmittelbarer Nähe der sich nach dem Schmelzspinnvorgang kontinuierlich den 50 drehenden Oberfläche des Stauchglieues 5a des Streck-und Kräuselvorgang durchzuführen. Zylinders 5 angeordnet. Die Umfangsgeschwindigkeit

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstel- der Zuluhrungsrollen 2a und 2b ist konstant. In dem lung eines Bauschgarns wird ein mehrfädiges Propylen- dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das zylindrigarn mit einer Faserdichte unterhalb 0,901 (beispiels- sehe Stauchglied 5a aus zahlreichen nadelartigen weise ein unverstrecktes Garn, ein durch ein Streck- 55 Vorsprüngen, die auf der Mantelfläche des Zylinders 5 spinnverfahren mit einem Streckverhältnis im Bereich angeordnet sind. Hierdurch werden zahlreiche feine zwischen 1,5 und 3,0 hergestelltes Garn oder ein Hohlräume in dem Stauchglied 5a des Zylinders 5 kaltverstrecktes Garn, das durch Anwendung des geschaffen. Das mehrfädige Garn 1 wird von den Streckvorgangs bei Zimmertemperatur oder einer genannten Hohlräumen des Stauchgliedes 5a erfaßt und Temperatur unter 90⁰C hergestellt wurde) zusammen 60 von dem sich drehenden Zylinder 5 mitgenommen und mit dem überhitzten, aus einer Düse austretenden schließlich mit Hilfe von zwei Abzugrollen 6a und 6b Dampfstrahl gegen eine vorbeilaufende, mit Nadeln wieder von dem Stauchglied 5a abgezogen und unter besetzte Fläche geschleudert und im Zwischenraum Verwendung von herkömmlichen Aufwickelvorrichtunzwischen den Nadeln gestaucht, wodurch die Einzelfä- gen auf Garnrollen aufgespult.

den an beliebigen Stellen feine und unregelmäßige 65 Die Düse 3 ist durch eine zylindrischen Hauptteil 7 Klausel erhalten und gleichzeitig plastifiziert wurden. mit einem Düsenkanal Ta und einem Garnführer 8 Die Kräusel des mehrfädigen Garns werden während gebildet. Der Garnführer 8 sitzt mit seinem vorderen des Weitertransports des Garns auf dem Stauchglied Ende im rückwärtigen Teil des Düsenkanals 7a. Die