DE2151497A1 - Verfahren zur Herstellung gekraeuselter synthetischer Garne - Google Patents

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Case 425

SNAM PEOGETTI S.p.A., Mailand / Italien

Verfahren zur Herstellung gekräuselter synthetischer

Garne

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gekräuselten synthetischen Garnen bzw. Fasern und die dabei erhaltenen Garne.

Die Herstellung gekräuselter synthetischer Fasern bzw. Garne ist von großer Bedeutung für die Textilhersteller und insbesondere für die Herstellung von Teppichen, Moquettes (Plüsch) u. dgl.

Es wurden viele Untersuchungen hinsichtlich der Herstellung gekräuselter synthetischer Fasern bzw. Garne durchgeführt und es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um eine Faser mit den erforderlichen Eigenschaften herzustellen. Die gekräuselten synthetischen Fasern müssen eine gleichförmige Kräuselung aufweisen, so daß ein gleichmässiges Aussehen sichergestellt ist und die Kräuselung darf nicht übermässig sein, da sonst das Weben, das als Noppensetzverfahren (tufting) bekannt ist,

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schwierig wird; und die Kräuselung darf nicht zu gering sein, da sonst zu einer guten Bedeckung der Top'pich sehr schwer würde.

Weiterhin muß ein qualitativ hochwertiger Teppich mit Faserfilamenten, die keinen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, hergestellt werden, da in diesem Fall der Teppich ein helleres und leuchtenderes Aussehen mit weniger stumpfen Farben aufweist und die Verschmutzung maskiert wird.

Der besondere Querschnitt steigert ebenfalls die Deckkraft. Die Fasern für Teppiche müssen daher aus Fäden mit einem geeigneten Querschnitt gebildet werden und dürften daher vor dem Noppensetzverfahren nicht zu stark gekräuselt sein und die Fäden mü 5-sen ihre Kräuselung während des Färbens des Stückes entwickeln.

Das Verfahren muß eine gleichförmige Kräuselung, d.h. eine konstante Kräuselbogenzahl und eine gleichförmige kr-äu.'-a!geschwindigkeit bei einer geringfügigen Veränderung der Betriebsbedingungen sicherstellen und die Verformung des Fadenquerschnitts vermeiden.

Wie bereits erwähnt, sind viele Verfahren zur Herstellung gekräuselter Fasern bzw. Garne bekannt.

Diese Verfahren bestehen im wesentlichen aus dem sogenannten Stauchkräuselungs-Verfahren. Dabei wird die Faser, die von einer Spule abgezogen wird, verstreckt und dann durch einen Kalander geführt, der die Faser in eine Kammer treibt, in der sie gestaucht wird, da sie gegen ein am Ende der Kammer angeordnetes Gewicht gestaucht wird. Die Faser wird in dieser Weise gleichzeitig einer Biege- und Stauchspannung unterworfen und erhält so die erforderliche Kräuselung. Schließlich wird die Faser auf eine Spule aufgewickelt.

Nach dem Noppensetzverfahren (Tufting) wird die Faser durch Kochen gefärbt. Im allgemeinen sind die bekannten Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Fasern mit den oben angegebenen Eigenschaften nicht geeignet. Insbesondere zeigen die gemäß den

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BAD OBIQiNAL

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"bekannten Verfahren hergestellten gekräuselten Fasern keine gleichmässi[.e Kräuselung, was, wie "bereits angegeben, wurde, einen EiniTuß auf die Deckkraft der Faser und der Gleichförmigkeit der Färbung hat. Weiterhin zeigt die Faser insbesondere bei den Verfahren, bei denen sie vor dem Einführen in die Stauchkatimier erwärmt wird, merkliche Verformungen des Querschnittes, was eine beträchtliche Abnahme des Glanzes und der Leuchtkraft zur Folge hat.

Es wurde nun überraschenderweise ein Verfahren gefunden, bei dem die genannten liachteile der Fasern vollständig beseitigt werden können, indem man einfach an einer geeigneten Stelle des Verfahrens entweder Dampf oder einen anderen mit der Faser vertraglichen Dampf oder eine Gas/Dampf-Mischung einführt.

Das erfindungrgemäßc Verfahren umfasst di'; folgenden Stufen:

a) Abziehen der Fäden von den Spulen und Zusa^i'./nfi^:l ;-en unter Bildung eines Garnes geeigneter Fadonzahl;

b) I?ecken des Garnes zur Ausbildung geeigneter dynamometrischer Eigenschaften;

c) Durchführen des Garnes durch eine Vorrichtung, insbesondere eiies Kalanders, die das Garn in eine Stauchzone (Kammer)treib die mit einen geeigneten Gewicht (Belastung) verseben ist, gegen das das Garn unter Ausbildung der erforderlichen Kräuselung geschoben wird;

d) Abziehen des Garnes aus der Kräuselkammer und Behandeln des Garnes in einer anschließenden Zone mit einem Dampf, der entweder von Außen zugeführt wird öder in situ gebildet v/ird_tvobei der Panpf,der von Außen zugeführt λ-iird, entweder gesättigt oder überhitzt sein kann oder in einer gasförmigen Kisellung, wie insbesondere Luft, bestehen kann, und der in situ ,gebildete Dampf durch Verdampfen der in irgendeiner V/eise vorhandenen oder, v<^renn das Garn feucht cOn Behandlungen der Stufen a), b) und c) unterzogen wird, in dem Garn enthaltenen Flüssigkeit durch heiße Gase oder durch andere geeignete Einrichtungen gebildet werden kann; wobei der Dampf oder die Gase durch geeignete Verteileinrichtungen an geeigneten Stellen dieses Bereiches eingeführt werden;

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e) Abziehen des gekräuselten Games aus dem Bereich d) und Einführen des Garnes nach Durchführen durch geeigeten Fadenverfestiger in ein Entkräuselungssystem, das durch einen Walzensatz und eine geheizte Platte gebildet wird; und

f) Abziehen des Garnes aus der Entkräuselungszone und Sammeln des Garnes auf einer geeigneten Aufnahmeeinrichtung.

An Hand der in der beigefügten Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird die Erfindung im folgenden beispielsweise näher erläutert.

In der Figur stellen die Bezugsziffern 1, 2 und 3 Spulen dar, von denen die Fäden abgezogen werden, die über einen Sammelring 4 geführt werden. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet die Galette zur Beschickung der Streckeinrichtung, die Zahl 6 bezei^haot die Streckplatte und 7 die Streckgalette, die Bezugsziffer 8 betrifft den Kalander zur Beschickung der Kräuselks.mmer, 9 bezeichnet die Stauchkammer,in der die Kräuselung erfolgt, die Zahl 10 bezeichnet die Klinge (Gewicht bzw. Belastung), die den Druck ausübt, die Ziffer 11 bezeichnet eine Kammer, in die erfindungsgemäss Dampf eingeführt wird, die Ziffer 12 bezeichnet eine Gruppe von Fadenverfestigern, die Zahlen 13 und 14 bezeichnen geeignete Transportwalzen, während die Ziffern 15 und 17 Entkräuselungswalzen, 16 die geheizte Platte zum Entkräuseln und 18 die Aufnahme spule bedeuten.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist für Garne aus synthetischen Polymerisaten, insbesondere Polyamiden, wie Nylon 6 und Nylon 6,6 geeignet.

Wichtig ist, daß der Dampf oder die Gase entweder in die Stauchkammer oder in den Bereich des Punktes d eingeführt werden können. Die vorhandenen Dampfmengen müssen größer sein als 0,04 kg/ kg Garn.

Die Temperatur in der Zone, in der der Dampf oder die GBs/Dampf-Mischung vorhanden ist, liegt im Bereich von 70 "bis 150⁰C. Das nach dem erfindungr-r'mäßen Verfahren erhaltene Garn bzw. die er-

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haltene Faser besitzt vor dem Färben eine Kräuselung mit einer Wellenzahl pro Zentimeter von 2 bis 8 und einen Krauseigreö von 5 % bis 25 %, wobei der KrauseIgrad durch die folgende Formel definiert wird:

Iirauselgrnd (%) = 100 χ (1 - 3^^-^~

Die Zunahme des Kräuselgrad.?., die als Prozentsatz des Anfangskräuselgracls ausgedrückt wird, liegt höher als 10 % und betrögt vorzugsweise etwa 100 °,Ό.

Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung weiter Erläutern, ohne sie Jedoch zu beschränken.

Beispiel 1 Nylon G mit einer icJativen Viskosität von 2,9 in einer 1 /o-igen Lösung in 96,4 %-iger Schwefelsäure bei einer Temperatur von 20⁰C wurde unter Bildung eines Garnes, der ^O Fäden enthält, mit; einem dreilappigen Querschnitt versponnen, wobei die Feinheitsnummer 2600 den beträgt.

Die Garne wurden während des Verspinnens mit einem geeigneten Schmälzmittel in einer Stand;>T'dkonzentration geölt bzw. geschmälzt.

Drei Spulen mit Garnen der oben erwähnten Eigenschaften wurden unter· Bildung eines einzelnen Garnes verwendet, das mit einem Streckverhältnis von 5?8 und einer Zuführgeschwindigkeit von 90 m/Min, gestreckt wurde, wobei die Temperatur der Streckplatte 120^üC betrug.

Die Stnuchkammer hatte einen rechteckigen Querschnitt mit den Abmessungen 6 χ 16 mm und das KYaur.elgewicht botrug 4-90 g.

In der darauffolgenden Zone wurde Dampf, der mit einem Druck von 5 ata aus <-Jnom Lei Umgssy.". l^f:n en t nomincn wurde, mit einnr Mt "ige von 0,8 kg/otundn in die Kammer eingeführt. In der· En tier ι :<■·- lungszono betrug der. Streckvc-r-hä i tni; (Ent.kräusoluiii ,!ivo vnn I tnis)

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1,30 und die Temperatur der Entkräuselungsplatte "betrug 130⁰O.

Das erhaltene Garn "bzv/. der erhaltene Faserstrang besaß eine Kräuselung mit einer Frequenz von 3 Vollen pro Zentimeter Uij-iL einem Ki-äuselgrad von 11 %. Dieses Garn wurde in kechondein \Jncser während 30 Minuten ohne Spannung behandelt und da; ;i getrocknet.

Nach der Behandlung zeigte das Garn eine Kräuselung i;;i t einer Frequenz von 3₅5 Wellen pro Zentimeter und einem j.M.kräuselimgngrad von 24 %. Durch A!.'Leiten unter Anwendung der cil-en angegebenen Bedingungen, jedoch ohne den Einsatz von Dampf, erhielt man ein Garn mit einer Kräuselung mit einer Frequenz von 3i? Wellt.11 pro Zentimer und einem Kräuselgrad von 10 %. Dieses Gi:..-η beoaß nach der BeharriJung in kochendem Wasr.fr eine 1 t^f r.nenz von 3,4 Wellen p.ro Zentimeter und einen Kräuse'.grpd von 1;) '/0.

Die Untersuchung der Fadfuiquerscliiiitte mit ill LTe einer starken Vergröcserung zeigte, daß in beiden Fällen dieser Querschnitt ohne Veränderung dem der nicht gereckten Fäden entsprach.

Dsnn wurden unter· df η gleichen ϊ> ή3 indungen mit beiden Garnen ru,ch dem Verzwirnen durch 30 Verdrehungen pro Meter Teppicl-o noch dem Noppeiicetzverfahren hergestellt. Die Verarbei t.bar-k"i t rn,-r Gar-no Viar ϊ\\ν beide Teppiche gut, Jedoch zeigt der mit dt r .u-'-iten Gai-n hergfiitellte Teppich ein unregelir.ässigeres Aussehen und eine ungenügende Deckkraft, während da' erste Garn, das erfindungsgoTnä.3 erhalten v/orden v/ar, ein gleichföi^miges Ausr.ahen und ο i rie sehr gute Deckkrsft zeigt. Die Festigkeit der Garne v/ar in beiden Fällen gleich und betrug 4,1 g/den.Die Dehnung war ebenfalls diese] be (ίΐ() %).

Beispiele 2 bis ?>

In dififu-n Beispielen wurden, dir? (Jarno gemäß d«;ni La J^M.i)iel 1

anp^egcbenen Verfahren erhalten, wobei die V-iriablcn Aoi. erfin-

dungsgi i.rißen Verfahrt-nr., wie in dei' Tabfl 1 ν I -'r^-fgci ■ _M verändert wurden.

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BAD ORIGINAL

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Tabelle I

Veränderte Variable

a) Gewicht (Belastung) 190 g

Tj) Gewicht 700 g

c) Dampf 0,4- kg/Std.

d) Dampf 1,6 kg/Stud.

e) Entkräur-elungsverhältnis 1,16

f) Temperatur der Entkräuselungsplatte 15O°C

g) Schmälzkonzentration 50 % des Standard

wertes

In der folgenden Tabelle II sind die Analysenverte der Garne vor und nach dem Kochen zusammengefasst.

nicnt-gekoehtes Garn
Wellen/cm Kre

a)	2,8
b)	4,1
c)	3,0
d)	3,3
e)	3,4
f)	3,1
G)	3,0

Tabelle	1 %	II	gekc chtes Garn	•.selgrad %
Garn		VJe 11 en/Cm Krä1	23
elgrac		3,1	25
9		3,2	24
18		3,2	24
12		3,3	26
10		3,2	23
20		3,0	26
9	3,8
13

Diese Garne als auch das Garn des Beispiels 1 vrurden zur Herstellung von Tufted-Teppichen verwendet, wobei sich kein wesentlicher Unterschied in der Beckkraft und in der Gleichmässigkeit des Ausr-ehens ergab. Daraus ist ersichtlich, daß sich mit Hinsicht auf die Variablen keine kritischen Bedingungen ergeben.

Die Untersuchungen a), b), e), f) und §.-:) wurden ebenfalls ohne Dampf durchgeführt. Die dabei erhaltenen Änalysenwerte sind in der folgenden Tabelle III zusammengefasst.

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- 8 Tabelle III

nicht-gekochtes Garn gekochtes Garn

Wellen/cm Kräuselgrad % Wellen/cm Kräuselgrad %

a) 3,0 9 3,0 10

b) 4,2 16 4,1 14

e) 4,2 18 4,0 20

f) 4,0 15 4,0 17

g) 4,0 13 4,0 13

Auch mit diesen Garnen wurden Tufted-Teppiche hergestellt. Nach dem Färben zeigten diese Teppiche eine geringere Deckkraft, was im Einklang mit dem kleineren Kräuselgrad des gekochten Garns entsteht. Weiterhin zeigten die entweder mit unterschiedlicher. Garnen oder mit den gleichen Garnen hergestellten Teppiche große Unterschiede im Aussehen.

Die Festigkeit der in den einzelnen Untersuchungen erhaltenen Garne lag zwischen 4,0 und 4,5 g/den,\TObei sich die Höchstdehnungen von 55 bis 65 % erstreckten.

Beispiel 9

Bei diesem Beispiel wurde gemäß dem in Beispiel 1 angegebenen Verfahren gearbeitet, wobei jedoch Garne verwendet wurden, die aus Fäden mit einem kreisförmigen Querschnitt bestanden. Das Streckverhältnis betrug 4,0. Das fertig hergestellte Garn besaß eine Festigkeit von 4,7 g/den, eine Dehnung von 58 %, 2,8 Wellen/cm und einen Kräunelgrad von 8. %.

Nach dem Kochen besaß das Garn 3,0 Wellen/cm und einen Kräuselgrad von 18 °/o.

In Abwesenheit von Dampf ergab sich ein Garn mit der gleichen Festigkeit und der gleichen Dehnung, ,jedoch mit einer Kräuselung mit einer Frequenz von 3₅O Wellen/cm und einem Kräuselgrad von 9 %. Nach der Behandlung mit kochendem Wasser gemäß Beispiel 1 zeigte das Garn eine Kräuselung mit einer Frequenz von 3,0 Wellen/cm und einem Kräuselgrad von 11 %. Der mit dem ersten Garn dieses Beispiels lurgestellte und dann gefärbte Tuftcd-Teppich

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BAD ORfGlNAL

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besaß eine erheblich höhere Deckkraft als ein mit dem zweiten Garn hergestellter Teppich.

Beispiel 10

Nylon 6,6 mit einer relativen Viskosität von 2,7 wurde unter Bildung eines Garnes aus ^O Fäden mit einem dreilappigen Querschnitt versponnen, wobei die Gesamtfeinheitsnummer 2600 den betrug. Dann wurde das Garn von drei Spulen in die oben beschriebene Vorrichtung eingeführt.

Das Garn wurde mit einem Streckverhältnis von 4,2 gestreckt, wobei die Pl lttentomperatur 140⁰C betrug. Die Kräuselkammer besaß einen rechteckigen Querschnitt (6 mm χ 16 mm) und das Kräuselgewicht betrug 490 g. Die Dampfzuführung wurde auf 0,8 kg/ Std. einreguliert.

In der Entkräuselungszone betrug das angewandte Streckverhältnis (Entkräuselungsverhaltnis) 1,30, wobei die Plattentemperatur bei 170⁰G gehalten wurde.

Das erhaltene Garn besaß eine Kräuselung mit einer Frequenz von 4,9 Wellen/cm und einem Kräuselgrad von 10 %. Es zeigte eine Festigkeit von 3,5 g/den und eine Höchstdehnung von 62 %.

Nach dem Kochen betrug die Frequenz 4,2 Wellen/cm, während der Kräuselgrad auf 20 % anstieg.

Der mit diesem Garn hergestellte Tufted-Teppich besaß nach dem Färben eine sehr gute Deckkraft und ein sehr gleichmässiges Aussehen.

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Claims (10)

215U97 - ίο - Patentansprüche

1. .· Verfahren zur Herstellung gekräuselter synthetischer Garne durch Strecken des von Spulen abgezogenen Garnes zur Erzielung der gewünschten mechanischen Eigenschaften, Einführen des gestreckten Garnes mit Hilfe geeigneter Einrichtungen in eine Stauchkammer, in der die Kräuselung erfolgt, Entkräuseln des Garnes durch geeignete Einrichtungen und schließlich Auffangen des Garnes in einer geeigneten Auffangeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn entweder in einer auf die Kräuselungs-

^ zone folgende Zone oder in der Kräuselzone entweder mit Dampf oder mit einem anderen geeigneten Dampf oder einer Gas/Dampf-Mischung behandelt wird.

2. Verfahren ger.äß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Kampfas (Wasserdampf) oder der Gas/Dampf-Mischung im Bereich von 70 1>is 150⁰C gehalten wird.

3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß entweder Wasserdampf oder ein anderer Dampf von Außen zugeführt werden.

4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 3> dadurch gekenn-) zeichnet, daß der Dampf (Wasserdampf) gesättigt ist.

5. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf (Wasserdampf) überhitzt ist.

6. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas/Dampf-Mischung von außen zugeführt wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Gas/Dampf-Mioehung vorhandene Gas 80 Gew.-% der Gesamtmischung ausmacht.

8. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserdampf oder ein anderer ^n eignet ei* Dampf .in

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BAD OBIGtMAL

ßitu durch. Verdampfen des Wassers oder der anderen Flüssigkeit, die in dem Garn enthalten sind, oder die in irgendeiner anderen Form vorhanden sind, mit Hilfe eines Heißgasstroms oder mit Hilfe eines anderen Heizsystems gebildet werden.

9. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf (Wasserdampf) in einer Menge von>0,04 kg/kg des Garns vorhanden ist.

10. Gekräuseltes Garn, hergestellt gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.

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29 a 6-20 AT: 15-10.1971 0^rü: 27.04.1972

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