DE2163226B2

DE2163226B2 - Verfahren zur Herstellung eines bauschigen Garns mit einem kontrollierbaren Restdrall

Info

Publication number: DE2163226B2
Application number: DE2163226A
Authority: DE
Inventors: Kaoru Asada; Fumishige Maruyama; Toshiyuki Yasui
Original assignee: Teijin Ltd; Teijin Modern Yarn Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd; Teijin Frontier Knitting Co Ltd
Priority date: 1970-12-19
Filing date: 1971-12-19
Publication date: 1975-03-13
Also published as: US3826075A; DE2163226C3; FR2118820A5; DE2163226A1; CH1856771A4; GB1373778A; CH559257A; NL7117487A

Description

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Verfahren (nachfolgend als Paketfixierverfahren begekennzeichnet, daß das Garn unter den folgen- zeichnet), bei dem eine Rolle aus einem falsch geden Bedingungen behandelt wird: zwirnten Garn wärmebehandelt wird, um die Kräuselung zu fixieren. Nach diesen Verfahren besteht eine

Ί > 1,0 (cm) ₄o enge Beziehung zwischen dem Volumen und dem

20° > Θ > 0° Restdrall der erhaltenen Game und es war bisher

~ ' schwierig, das Volumen und den Restdrall unab-

I₂ < 30,0 (cm) hängig voneinander zu kontrollieren bzw. zu steuern

20° > 0₂ > 0° Für einige Anwendungszwecke ist es erforderlich, den

45 Restdrall im wesentlichen auf Null herabzusetzen

wobei bedeuten: Z₁ == Abstand zwischen dem Aus- oder ihn zu erhöhen. Die Durchführung dieser N aßlaßkontaktende des Garns in der zweiten Heizein- nähme war jedoch mit den üblichen Verfahren außer· richtung und dem Zentrum des Mediumdüsenein- ordentlich schwierig. Verfahren zur Herabsetzung lasses, θ = der durch die das Auslaßkontaktende des Restdralls sind bereits in den bekanntgemachten ende mit dem Zentrum des Einlasses der Zwir- 50 japanischen Patentanmeldungen 16 688/64,28 260/68 nungsbahn verbindende Linie und die axiale Li- und 7 220 71 vorgeschlagen worden. In der bekanntnie der zweiten Heizeinrichtung an dem Auslaß- gemachten japanischen Patentanmeldung 16 688/64 kontakt gebildete Winkel, /_ä = der Abstand zwi- wird der Herstellung eines bauschigen Gams vorgesehen dem Zentrum der Düsenzwirnungsbahn schlagen, das in Form eines Einzelgarns gehandhabt und den Zwirnungsfixierpunkten und 0₂ = der 55 werden kann unter Verwendung einer Kontaktheizdurch die das Zentrum mit dem Düsenzwirnungs- einrichtung mit einer gekrümmten Oberfläche in dem bahnauslaß verbindende Linie und die axiale Li- Wiedererhitzungsverfahren, wobei das Garn zwischen nie der Düse an den Auslaßzentrum gebildete einer ersten Hohlspindel und einer zweiten Hohlspin-Winkel, del hindurchgeführt wird. Nach diesem Verfahren

60 kann jedoch den Garnen keine ausreichende Bauschigkeit verliehen werden.

Das in der bekanntgemachten japanischen Patentanmeldung 28 260/68 beschriebene Verfahren umfaßt das Falschzwimen und Wärmefixieren von mindestens 65 zwei miteinander gefachten Garnen, wobei man auf

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- die Garne nach dem Durchgang durch eine Falschlung eines bauschigen Garns mit einem kontrollier- zwirnspinneinrichtung in einer Richtung entgegengebaren Restdrall, wobei man ein thermoplastisches setzt zur Falschzwirnrichtung einen schwachen Drall

- ^S

^d, k keine ausreichende Bauschigkeit ver-

Behen w"<»en.

anmeldung 7 220/71 wird das obenerwähnte Paketfiaerverfahrerjι kontinuierlich durchgeführt. Insbesondere wird em durch eine erste Heizeinrichtung falschgezwirntes Garn kontinuierlich mit erhitztem Wasserdampf nut ejnem Überschußzuführungsausmaß von 0 bis 30«/d behandelt Dies fuhrt jedoch zu operativen Schwiengkeiten und dadurch kann der Restdrall nicht in dem Maße herabgesetzt werden, wie er durch die Paketfixier-Methode erzielt wird.

In der US-Vb 35 4j 5U5 ist ein Verfahren zur Freigäbe von inneren Spannungen von texturierten synthetischen Garnen beschrieben, wobei die Garne durch vorübergehendes Hochzwirnen und Hitzeverfestigen in hochgezwirntem Zustand texturiert worden sind und deren Elastizität durch eine nachfolgende zweite Hitzeverfestigungsbehandlung herabgeletzt wurde. Bei diesem bekannten Verfahren wird das TextJlgarn nach der vorübergehenden Hochzwirnung einer weiteren vorübergehenden Hochzwirnung in entgegengesetzter Richtung unterworfen. Die iweite vorübergehende Hochzwirnung wird ausgeführt, während das Garn in gestrecktem Zustand vorliegt.

Die Anordnung von zwei Falschdralldüsen, ist beispielsweise in der US-PS 2515 299 beschrieben, die GB-PS 1149 720 beschreibt die Wäi mebehandlung von Garnen in einem Rohr, wobei das Garn die Wand der Heizkammer berühren kann oder nicht mit dieser in Berührung gelangt (vgl. auch US-PS 31 08 323 und 10 85 240).

Unter Anwendung der bekannten Mittel und Maßnahmen kann jedoch noch kein Garn mit zufriedenstellender Bauschigkeit erhalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur kontinuierlichen Herstellung eines bauschigen Garnes, dessen Restdrall frei kontrollierbar ist, ohne daß die Bauschigkeit des Garnes beeinträchtigt wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung eines bauschigen Garnes mit einem kontrollierbaren Restdrall, wobei man ein thermoplastisches Kunstfadengarn einer Zwirnbehandlung, einer Warmefixierung in einer ersten Heizeinrichtung, einer Entzwirnungsbehandlung und danach einer Wärmefixierungsbehandlung in einer zweiten Heizeinrichtung unterwirft, ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Garn unter Drehung mittels einer Mediumdüse in die zweite Heizeinrichtung einführt und darin in praktisch entspanntem Zustand so befördert, daß es mit der Wandoberfläche der Heizeinrichtung nicht vollständig in Berührung steht, sondern nur an deren Einlaß- und Auslaßenden in Berührung gelangt.

Ein Garn, das den Zwirn-, Wärmefixierungs- und Entzwirnungsstufen unterworfen ist, besitzt gewöhnlieh einen Restdrall, da es dazu neigt, in den Zustand zum Zeitpunkt der Wärmefixierung zurückzukehren. In ähnlicher Weise neigt das gedrehte Garn zum Zeitpunkt .der erneuten Wärmefixierung dazu, in den Zudrallfreies gekräuseltes Garn, das keinen Restdrall aufweist. Umgekehrt nimmt der Restdrall des Garnes

" ^zu' ^{wenn die} Zwirnrichtung der ersten Wärmefixierung die gleiche ist wie die Zwirnrichtung der zweiten Wärmefixierung unter Bildung eines gekräuselten Garns, das für Kreppgewebe, z. B. Crepe de Chin geeignet ist

Die Herabsetzung der Kräuselbarkeit in dem bekannten Doppelerhitzungsverfahren stellte ein Problern dar, das jedoch erfindungsgemäß durch die Ver-Wendung einer Mediumdüse gelöst wurde, wobei es _{möglich ist) das Gam} _m _einem entspannten Zustand

ao _2U zwirnen, wodurch zum Zeitpunkt der zweiten Wärmefixierung das gekräuselte Garn ohne Verstreckung wärmefixiert werden kann, in einem Zustand also, in dem eine ausreichende Bauschigkeit entwickelt werden kann. Demgemäß liefert die vorliegende Erfindung ein bauschiges Garn mit einem erhöhten Drall, der auf ein drallfreies Material, beispielsweise Crepe de Chin, angewendet werden kann.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform, in welcher das gesamte Zwirnungsverfahren veranschaulicht ist;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt einer Mediumdüse; F i g. 3 zeigt bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäß verwendeten zweiten Heizeinrichtungund

F i g. 4 zeigt die relativen Positionen der zweiten Heizeinrichtung, der Mediumdüse und des Zwirnungsberührungspunktes.

Unter Bezugnahme auf F i g. 1 wird nachfolgend das Verfahren gemäß der Erfindung näher erläutert. Ein Ausgangsgarn 2 wird von einer Spule 1 mit Hilfe eines Zuführungswalzenpaares 3 abgezogen und in eine erste Heizeinrichtung 4 eingeführt. Das Garn wird durch eine Spindel 5 gezwirnt und durch die erste Heizeinrichtung 4 einer ersten Wärmefixierung unterworfen. Das Garn wird durch die ersten Förderwalzen 6 unter Überzuführung in eine zweite Heizeinrichtung 7 eingeführt. Zum Zeitpunkt der erneuten Wärmefixierung durch die zweite Heizeinrichtung wird das Garn durch eine Mediumdüse 8 gedreht, durch zweite Förderwalzen 9 weiterbefördert und dann auf eine Kreuzspule 11 mittels einer Aufwickelwalze 10 aufgewickelt unter Bildung des gewünschten Produktes. In diesem Verfahren muß das Garn auf natürliche Weise oder künstlich zwischen dem Auslaß der ersten Heizeinrichtung 4 und der Spindel 5 und zwischen dem Auslaß der zweiten Heizeinrichtung und den zweiten Förderwalzen 9 gekühlt werden. Die 60 ersten Förderwalzen 6 und die zweiten Förderwalzen 9 können die Zwirnungsklemmstellen bei der erneuten Wärmefixierung ergeben. Die Zwirn- unc Wärmefixierungsstufe in der ersten Heizeinrichtung und die Entzwirnungsstufe können auf bekannt« 65 Weise durchgeführt werden.

Das wichtigste Merkmal des erfindungsgemäßei Verfahrens besteht darin, daß ein Garn, das einer sol chen Zwirnungsersten Wärmefixierungs- und Ent

zwirn-Behandlung unterworfen worden ist, während seiner Drehung durch eine Medium-Düse in die zweite Heizeinrichtung eingeführt wird und während dieser Zeit in einem praktisch entspannten Zustand gehalten wird. Dieser praktisch entspannte Zustand bedeutet, daß auf das laufende Garn keine Spannung von mehr als 0,07 g/Denier ausgeübt wird. Die Anwendung einer Spannung von nicht mehr als 0,050 g/Denier ist bevorzugt und am meisten bevorzugt sollte die Spangewünschten Drall (Torsion) variieren, er liegt jedoch im allgemeinen innerhalb des Bereiches von etwa 0,05 bis 2,0 atü.

Die zweite Heizeinrichtung kann von irgendeiner Art sein, die das Garn innerhalb der Heizeinrichtung im entspannten Zustand zu halten vermag und keine vollständige Berührung des Garns mit der Heizeinrichtung erlaubt. Beispiele für geeignete zweite Heizeinrichtungen sind Rohrheizeinrichtungen, in denen

nung 0,025 g/Denier nicht überschreiten. Um eine io der Garnweg hohl ist, Heizeinrichtungen vom Schlitz

derart niedrige Spannung (Zug) zu erzielen, muß die Garneinführung im Übermaß in die zweite Heizeinrichtung auf oberhalb 4°/o eingestellt werden. Das bevorzugte Einführungsausmaß im Übermaß beträgt we-

Typ, in denen der Garnweg eine schlitzähnliche Öffnung in Richtung des Garnweges ist oder Heizeinrichtungen eines solchen Typs, bei dem ein Garnführungsdraht oder -platte an einer bestimmten Stelle der

nigstens 6% und besonders wenigstens lO°/o. Es be- 15 gekrümmten Oberfläche in Richtung der Garnbewesteht keine spezielle obere Grenze für das Zuführungs- gung befestigt ist, um so den vollständigen Kontakt ausmaß im Übermaß, jedoch im Hinblick auf die
Arbeistleistung liegt diese gewöhnlich bei 6O°/o, vor

zugsweise 50% und insbesondere 4O°/o. Auf diese

des Garns mit der Heizeinrichtung zu vermeiden. Im allgemeinen werden die Rohrheizeinrichtungen, die in Richtung der Garnbewegung gerade sind, bevor-

Weise ist es möglich, ohne Verringerung der erfin- 10 zugt verwendet.

dungsgemäß erwünschten Bauschigkeit mit großer Heizeinrichtungen, die eine vollständige Berührung

Leichtigkeit ein Garn mit einem frei kontrollierten Restdrall zu erhalten. Um das Garn in einem prak-

mit dem Garn ergeben, wie sie als zweite Heizeinrichtungen verwendet worden sind, sind nicht geeignet, um den erfindungsgemäß erwünschten praktisch entgemäß eine Mediumdüse verwendet und ein voller 25 spannten Zustand zu erreichen, da das laufende Garn Kontakt des laufenden Garns mit der Wandoberfläche wegen des Kontaktwiderstandes an ihren Oberflächen der zweiten Heizeinrichtung vermieden werden. gespannt gehalten wird. Im Hinblick darauf ist es

tisch entspannten Zustand zu halten, muß erfindungs-

Die Mediumdüse hat die Funktion, einen Mediumstrom (Flüssigkeitsstrom) in nichtaxialer Richtung in

erwünscht, das Garn durch den hohlen Teil des Rohres so zu führen, daß der Kontakt mit der Wandober-

eine Zwirnungsbahn einzuführen und ihn direkt auf 30 fläche der Rohr-Heizeinrichtung vermieden wird.

ein Fadengarn auftreffen zu lassen, das in die Z wir- Wenn das Garn nur an den Einlaß- und Auslaßenden

der Heizeinrichtung kontaktiert wird, wird eine solche Arbeitsweise mühelos erreicht und das Garn kann in

nungsbahn eingeführt worden ist und das sich mit hoher Geschwindigkeit unter niedriger Spannung bewegt, und zwar exzentrisch mit Bezug auf die Längsachse des Garns, um dadurch dem Garn eine Zwirnung zu erteilen. Die Mediumdüsen als solche, die auf einer derartigen Theorie basieren, sind bereits früher zum Zwirnen von Garnen verwendet worden und an sich bekannt. Diese Mediumdüsen unterscheiden sich

entspannten Zustand gehalten

einem praktisch
werden.

Schnittansichten von vier bevorzugten Ausführungsformen der zweiten Heizeinrichtung sind in Fig. 3 erläutert. Diese Heizeinrichtungen ermöglichen einen Kontakt des Garns nur an den Einlaß

etwas in ihrem Aufbau, sie können jedoch alle für die 40 und Auslaßenden. In Fi g. 3 bezeichnet das Bezugs

zeichen 7 die Heizeinrichtung und das Bezugszeichen 2 das laufende Garn. Die Heizeinrichtungen A- B und C enthalten keine Führung für das laufende Garn und die Heizeinrichtung D enthält Füh-

Zwecke gemäß der Erfindung verwendet werden. Bevorzugte Mediumdüsen sind in den bekanntgemachten japanischen Patentanmeldungen 11348/61, 11349 61, 11350 61 und 11266/62 beschrieben.

Unter diesen sind die in der bekanntgemachten japa- 45 rangen 16. Die Kontaktstellen des Garns mit der Heiznischen Patentanmeldung 11 266 62 beschriebenen einrichtung sind bei / und /' angegeben. Die Heizein-Düsen besonders bevorzugt und sie haben den in der
Fi g. 2 gezeigten Aufbau.

Gemäß F i g. 2 wird ein Medium durch einen Einrichtungen B und C werden erhalten, wenn man die Rohrheizeinrichtung A mit einem Schlitz oder einer Öffnung mit einer größeren Breite versieht und sie er

laß 12 eingeführt und tritt in einen hohlen Teil IS des 50 lauben einen leichten Ziehvorgang des Garns. Auch

Hauptdüsenkörpers 14 ein. Der hohle Teil IS ist exzentrisch mit einem Strötnungsdwchgang 13 versehen, so daß das Medium, das in den hohlen Teil 15 eingeströmt ist, in Rotation versetzt wird. Die Drehin den Heizeinrichtungen B und C sowie in D können Führungen vorgesehen sein.

Die Kontaktstellen des Garns an den Einlaß und Auslaßenden der Hetzeinrichtung sind so, daß inner-

richtunc kann durch Änderung der Position des 55 halb des Innenraums der Heizeinrichtung das Garn Strömungsdurchganges 13 frei geändert werden. Die mit der Wandoberfläche der Heizeinrichtung nicht in

vollständigen Kontakt kommt. Wenn z. B. eine Heizeinrichtung mit einem Innenraum mit kreisförmigem Querschnitt verwendet wird, sollten die beiden Kon-

Mediumdüse kann vor oder nach der zweiten Heizeinrichtung angeordnet sein. Im allgemeinen ist es bevorzugt, sie nach der zweiten Heizeinrichtung vorzusehen im Hinblick auf den Raumbedarf der Düse und 60 taktpunkte möglichst weit voneinander entfernt sein. die Verringerung der Temperatur der Heizeinrichtung Es ist jedoch bevorzugt, daß, wenn der Einlaßkontaktpunkt (f) und der Auslaßkontaktpunkt (f ) auf eine Querschnittsebene senkrecht zur Achse der Heizeinrichtung projiziert werden, durch die Linien,

■wegen des Einströmens des Mediums. Beispiele für ein erfindungsgemäß verwendbares geeignetes Medium sind Inertgase, wie Stickstoff, Neon, Krypton,

Argon, Helium. Kohlcndioxydgas oder Luft und Was- 65 welche die jeweiligen beiden projizierten Punkte mit serdampf oder Wasser, wovon Luft bevorzugt wird. dem Zentrum des Kreises verbinden, ein Winkel von Der Mcdiumdruck kann in Abhängigkeit von der Art
des Mediums, vom Aufbau der Mediumdüsc und dem

mindestens 90", vorzugsweise won mindestens 135" insbesondere von mindestens 170^c, gebildet wird.

Wenn diese beiden Kontaktpunkte so ausgewählt werden, daß sie einander gegenüberliegend angeordnet sind, beträgt der Winkel 180°. Die obige Bedingung ist anwendbar aiuf eine Heizeinrichtung des Typs, bei dem die Gestalt der Querschnittsoberfläche ihres Innenraumes eine Ellipse ist, in welcher das Verhältnis der großen Achse zur kurzen Achse nicht mehr als 2,0 beträgt.

Unter Verwendung der Mediumdüse wird das Garn durch einen rotierenden Mediumstrom in der Zwirnbahn gezwirnt und daher ist die Lage der Medium-Düse bei der technischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wichtig. Es ist erwünscht, daß im Hinblick auf die Mediumdüse die zweite Heizeinrichtung und der Abstand und Winkel zwischen Zwirn-Kontaktpunkten die nachfolgend angegebenen Bedingungen erfüllt werden, so daß die Rotationsfähigkeit der Mediumdüse wirksam und beständig ausgeübt wird und der Restdrall und die Kräuselbarkeit des in jeder Spindel bei einer Mehrfachspindeloperation erhaltenen Garns im wesentlichen gleichmäßig sind. Diese Beziehungen sind in F i g. 4 der Zeichnung schematised dargestellt. Dabei handelt es sich um folgende Beziehung:

e_t>l,0(cm)

20° > O₁ > 0°

e₂ < 30,0 (cm)
20° > Q₂ > 0°

worin e, — der Abstand zwischen dem Auslaß-Kontaktende des Garns in der zweiten Heizeinrichtung und dem Zentrum des Medium-Düseneinlasses, Q₁ — den Winkel, der durch die Linie, welche das Auslaßkontaktende mit dem Zentrum des Einlasses der Zwirnungbahn verbindet, und die axiale Linie der zweiten Heizeinrichtung an dem Auslaßkontaktende gebildet wird, e₂ — der Abstand zwischen dem Zentrum der Düsenzwirnbahn und den Zwirnfixierpunkten und Q₂ = den Winkel, der durch die Linie, welche das Zentrum der Düse mit dem Zwirnbahnauslaß verbindet, und die axiale Linie der Düse an dem Auslaßzentrum gebildet wird.

Wenn gewebte oder gewirkte Stoffe unter Verwendung des unter diesen Bedingungen erhaltenen Garns hergestellt werden oder wenn ein solches Garn gewaschen und gefärbt wird, können Produkte mit einer sehr guten Qualität erhalten werden. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren technisch sehr vorteilhaft. Außerdem ist bei Verwendung einer Mediumdüse unter diesen Bedingungen der hydrodynamische Widerstand des Mediums innerhalb der Mediumdüse und der anderen Garnzwirnteile im Kontakt mit den Garnführungen sehr beständig und herabgesetzt und die zur Erzielung des gleichen Rcstdralls zu verwendende Mediummenge ist ebenfalls gering. Außerdem ist der Verschleiß des Materials des Aufbaus auf der mit dem Gam in Berührung stehenden Oberfläche sehr gering und es kann ein billiges Material mit einer niedrigen Vcrschleißbcständigkeit verwendet werden und außerdem ist es möglich, ein bauschiges Garn mit jedem gewünschten Restdrall wirtschaftlich vorteilhaft herzustellen.

Wenn der Abstand (r,) zwischen dem Auslaß der Heizeinrichtung und der Düse unterhalb 1,0 cm liegt, wird der durch die Mcdium-Düsc erteilte Rcstdrall außerordentlich instabil und es besteht eine vcrringerte Arbeitsleistung beim Durchführen des Garns durch die Zwirn-Düse usw. Deshalb beträgt der bevorzugte Wert von e_x mindestens 1,0 cm, vorzugsweise etwa 1,5 cm. Es besteht keine obere Grenze für e_v mit zunehmendem C₁ wird jedoch in der Faischzwirnvorrichtung mehr Raum beansprucht. Deshalb liegt die obere Grenze dieses Abstandes im allgemeinen bei 50 cm, vorzugsweise bei 10 cm.

Der Winkel O₁ ist vorzugsweise größer als 0. Wenn der Winkel Θ, unterhalb 0 liegt, unterscheidet sich der Restdrall sehr stark von Spindel zu Spindel. Wenn andererseits der Winkel den Wert 20° übersteigt, nimmt der Zwirneffekt durch das Medium ab und das führt zu einer Herabsetzung der Kräuselbarkeit des Garns. Ein besonders bevorzugter Winkel Q₁ beträgt nicht mehr als 15°.

Wenn der Abstand e, groß wird, ändert sich der Zwirnungseffekt abrupt, obwohl er je nach Mediumdruck variieren kann und es besteht auch ein Nachteil im Hinblick auf den Raumbedarf. Der vorteilhafte Abstand e₂ beträgt nicht mehr als 30 cm, und ist vorzugsweise niedriger als 30 cm.

Der Winkel Q₂ liegt aus den gleichen Gründen, wie sie oben im Hinblick auf den Winkel Q₁ angegeben wurden, innerhalb des Bereiches von 0 bis 20°.

Die Reynoldsche Zahl des Mediums in dem Drallzwirnteil der Erfindung kann sehr klein sein. Durch Verwendung einer Reynoldschen Zahl von 1000 bis 5000 kann das gewünschte Garn mit dem kontrollierten bzw. gesteuerten Restdrall erhalten werden. Als Ergebnis einer Reihe von Experimenten wurde gefunden, daß durch Verwendung einer Reynoldschen Zahl von mehr als 1000 und unter Erfüllung der nachstehenden Gleichung, wobei dem Garn durch eine Medium-Düse in der ersten Stufe ein Drall (Torsion) in entgegengesetzter Richtung zur Zwirnungsrichtung erteilt wird, ein Garn mit einem hohen Volumen (bauschiges Garn), das praktisch frei von einer Torsion (Drall) ist, erhalten werden kann.

(-0,0433 T₂ + 15,13) (2,02 · 10^s) De°²⁰« > Re > (0,040 7, - 0,045 T₂ + 4,2) (0,877 · 10² · De»·»««)
worin
Rc — die Reynoldsche Zahl,

T₁ = die Temperatur der ersten Wärmefixierung

(° C),
Tg = ide Temperatur der zweiten Wärmefixierung

De = der Denierwert des Garns.

Wenn die Reynoldsche Zahl sehr klein ist, ist der DraUzwirncffckt gering und der Restdrall in der Zwirnrichtung in der ersten Heizeinrichtung wird durch eine Medium-Düse herabgesetzt. Daher kann kein drallfreies bauschiges Garn erhalten werden. Wenn andererseits die Reynoldsche Zahl groß wird, wird dem Garn in entgegengesetzter Richtung ein größerer Rcstdrall erteilt als der Restdrall in der Zwirnrichtung in der Heizeinrichtung beträgt und der Restdrall in der entgegengesetzten Richtung nimmt zu Dann ist es unmöglich, ein drallfreies bauschiges Garn tu erhalten. Wie oben gezeigt, wird die Reynoldsche Zahl durch die Temperaturen der ersten und zweiten Heizeinrichtungen und den Titerwert des Garns beeinflußt. Die obere Grenze der Reynoldschen Zahl wird nicht durch die Temperatur der ersten

509511/320

Heizeinrichtung beeinflußt und ist gegeben als Funktion der Temperatur der zweiten Heizeinrichtung und des Titerwertes des Garns. Bei zunehmender Heiztemperatur (T₂) und abnehmendem Titerwert können torsionsfreie (drallfreie) bauschige Garne mit einer kleineren Reynoldschen Zahl erhalten werden. Andererseits ist die untere Grenze der Reynoldschen Zahl als Funktion der Temperatur der ersten und zweiten Heizeinrichtung und des Titerwertes des Garns gegeben. Mit höheren Temperaturen der ersten Heizeinrichtung, niedrigeren Temperaturen der zweiten Heizeinrichtung und kleineren Titerwerten der Garne können drallfreie bauschige Garne erhalten werden. Diese Faktoren definieren die untere Grenze der Reynoldschen Zahl.

Dies kann leicht durch die Tatsache gezeigt werden, daß in Abwesenheit einer Mediumdüse der Restdrall eines Garns mit höheren Temperaturen der ersten Heizeinrichtung und niedrigeren Temperaturen der zweiten Heizeinrichtung größer wird und daß er ao umgekehrt bei niedrigeren Temperaturen der ersten Heizeinrichtung und höheren Temperaturen der zweiten Heizeinrichtung abnimmt. Der bevorzugte Bereich der Reynoldschen Zahl, der auf die Herstellung von drallfreien Garnen anwendbar ist, wird durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt:

Re>\000

(-0,0450 T₂ + 14,90) (2,89 · 10²) De»·¹²« > Re > (0,025 T₁ - 0,0450 T₂ + 8,40) (2,08 · 10*) De*·™

Die Temperatur soll zweckmäßig durch einen Bereich durchschnittlicher Temperatur in Richtung der Garnbewegung ausgedrückt werden, was im allgemeinen durch die Bestimmung der Temperatur des Mittelteils der Heizeinrichtung erfolgen kann.

Die erfindungsgemäß behandelten Endlosgarne sind thermoplastische Kunstfasern, wie Polyester-, Polyamid-, Polyolefin-, Polyacrylnitril- und Acetatgarne, die sowohl allein als auch in Kombination verwendet werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft bei der Anwendung auf Polyamid- und Polyestergarne, insbesondere bei PoIyäthylenterephthalat- und Poly-f-capronamid-Garnen oder Mischungen dieser Garne. Der Titerwert der gemaß der Erfindung behandelten Endlosgarne beträgt 15 bis 300, vorzugsweise 50 bis 200 und insbesondere 70 bis 150 den.

Die Temperatur der ersten und zweiten Heizeinrichtung kann oberhalb des Glasübergangspunktes bis Ium Schmelzpunkt des Garns, vorzugsweise von etwa 160 C bis zum Schmelzpunkt, liegen. Im Falle eines Polyäthylenterephthalatgarns können Temperaturen innerhalb des Bereiches von 160 bis 230° C wirksam angewendet werden. Die Temperatur jeder Heizeinrichtung kann je nach der gewünschten Bauschigkeit gewählt werden. Die wirksame Wärmebehandlungsdauer in der Heizeinrichtung variiert je nach der Art, dem Titerwert und der Anzahl der Fäden des verwendeten thermoplastischen Kunstfadengarns und je nach Leistung der Heizeinrichtung und je nach Heizverfahren. Im allgemeinen beträgt sie mindestens 0,2 Sekunden, vorzugsweise mindestens 0,3 Sekunden, insbesondere mindestens 0,4 Sekunden. Es besteht keine obere Grenze, aus wirtschaftlichen Gründen liegt die obere Grenze jedoch bei etwa 3 Sekunden, vorzugsweise bei etwa 1,5 Sekunden, insbesondere bei etwa 1 Sekunde. Dementsprechend können die ersten und zweiten Ileizeinrichtungen so gewählt werden, daß sie den obenerwähnten wirksamen Wärmebehandlungszeit-Anforderungen genügen.

In einer Kühlzone nach der ersten Heizeinrichtung und der zweiten Heizeinrichtung wird das Garn vorzugsweise unter die Glasübergangstemperatur des Garns abgekühlt. Da erfindungsgemäß die obenerwähnte Medium-Düse verwendet wird, kann die Wärmeableitung von dem Garn durch das rotierende Medium wirksam erleichtert werden und deshalb kann ein viel größerer Kühleffekt erzielt werden als bei der natürlichen Abkühlung.

Die Anzahl der Zwirnungen in der ersten Zwirnstufe wird im allgemeinen durch die in der britischen Patentschrift 8 90 922 angegebene Heberleinsche Gleichung oder die Koechlinsche Gleichung definiert, obwohl diese je nach Endverwendung des Produktgarns voneinander differieren. Zum Beispiel ist die Twistzahl T (T/M) durch die folgende Gleichung gegeben.

]/De

in der « = ein Zwirnungskoeffizient, C = eine Konstante, die durch das Garnmaterial, z. B. Polyäthylenterephthalat oder Poly-£-capronamid bestimmt ist, und De = der Titerwert des Garns.

Der Zwirnungskoeffizient beträgt 0,5 bis 1,10, vorzugsweise 0,80 bis 1,05.

Andererseits besteht keine spezielle Beschränkung bezüglich der Geschwindigkeit des laufenden Garns. Obwohl diese je nach der Art der Falschzwirnung den Bearbeitungsbedingungen und dem Garn verschieden ist, beträgt die Geschwindigkeit gewöhnlich b0 m je Minute oder mehr. Die obere Grenze ist bei den obenerwähnten Bedingungen automatisch gegeben. Die Richtung der Garnbewegung unterliegt keiner Beschränkung, wobei die Bewegung nach oben, nach unten oder waagerecht verlaufen kann.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele näher erläutert. In den Beispielen ist unter dem Restdrall die Anzahl der Zwirnungen eines Garns zu einem Zeitpunkt zu verstehen, bei dem eine Belastung von 2 mg je den auf das Garn angewendet wird und das Garn die Rotation bzw. Drehung beendet. Der gemessene Wert wird auf 25 cm bezogen, wobei die Drehkraft in der Z-Richtung positiv ist. Die Kräuselschrumpfung wurde wie folgt gemessen.

Die Länge (e₀) eines Garns wurde unter einer Belastung von 202 mg/den gemessen und dann wurde das Garn 20 Minuten lang unter einer Belastung von 2 mg'den mit siedendem Wasser behandelt. Das Garn wurde einen Tag und eine Nacht lang in Abwesenheit einer Belastung trocknen gelassen und dann wurde die Länge (e_t) unter einer Belastung von 202 mg den gemessen. Dann wurde die Länge (e.) des Garns unter einer Belastung von 2 mg/den gemessen. Die Kräuselschrumpfung wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

Kräuselschrumpfung =

100 (^eo).

Wenn es sich bei dem Garn um ein Poly-r-capronamid handelt, beträgt cMe schwerere Last 102 mg den an Stelle von 202 mg den.

	11	bis	8	2	1	63	226	^w
	iele 1						12
Beisp							Tabelle I

Ein halbmattes 150 Denier/30 Filament-Gam aus Polyäthylenterephthalat wurde mit einem Zuführungsausmaß im Übermaß von 4 Vo und einer Garnge- schwindigkeit von 135 m je Minute nach dem in F i g. 1 skizzierten Herstellungsverfahren gekräuselt. Die Anzahl der Falschzwirnungen betrug 2670 (T/M) und die Falschzwirneinrichtung war Z. Die verwendete Heizeinrichtung war eine solche vom gekrümmten Oberflächenkontakttyp (Länge der Heizeinrichtung 1 m), wobei die Heiztemperatur der ersten Heizeinrichtung auf 220° C eingestellt wurde. Dann wurde das Garn durch die zweite Heizeinrichtung und durch die Mediumdüse mit einem Zuführungsausmaß im Übermaß von 17°/o geführt. Die zweite Heizeinrichtung war eine vom Rohrtyp mit einem kreisförmigen vertikalen Querschnitt in axialer Richtung. Die Heiztemperatur in der zweiten Heizeinrichtung betrug 220° C, und die Länge der Heizeinrichtung betrug ao 50 cm. Als Mediumdüse wurde eine solche, wie in F i g. 2 dargestellt, verwendet, die eine Rotation in 5-Richtung ergab.

Als Medium wurde Luft verwendet und der pneumatische Druck am Einlaß 13 der Düse wurde wie in der folgenden Tabelle I angegeben eingestellt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle I angegeben.

	Pneumatischer	Kestara.ll	Kräusel
Beispiel	Druck	(Γ/0,25 m)	schrumpfung
	(kg/cm*G)	33	(%>)
1	0	4	16,5
2	0,10	13	16,9
3	0,20	-25	16,4
4	0,30	-32	16,2
5	0,40	-40	16,0
6	0,50	-44	15,9
7	0,60	-47	15,9
8	0,70	15,5

Aus den Ergebnissen der vorstehenden Tabelle I ist zu ersehen, daß unabhängig von der Kräuselschrumpfung der Restdrall frei gesteuert werden kann. Durch Erhöhung des pneumatischen Druckes wird der Restdrall in der Z-Richtung klein und der Restdrall ist zwischen den pneumatischen Drucken von 0,1 kg/cm² G und 0,2 kg/cm² G ausgewogen (ausgeglichen) und wird Null unter Bildung eines vollständig drallfreien Garns. Bei weiterer Zunahme des pneumatischen Druckes steigt der Restdrall in der S-Richtung. Während dieser Zeit ändert sich jedoch der Restdrali stark, während sich die Kräuselschrumpfung kaum ändert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Kuflstfadengarn einer Zwirnbehandlung, eine Patentansprüche: Wärmefixierung in einer ersten Heizeinrichtung einer Entzwirnungsbehandlung und danach eine

1. Verfahren zur Herstellung eines bauschigen Wärrocfixierungsbehandlung in einer zweiten Heizein Garns mit einem kontrollierbaren Restdrall, wo- S richtung unterwirft.

bei man ein thermoplastisches Kunstfadengarn Es ist bereits eine Reihe von Verfahren zur Her

einer Zwirnbehandlung, einer Wärmefixierung in stellung von bauschigen Garnen vorgeschlagen wor einer ersten Heizeinrichtung, einer Entzwimungs- den. Zu diesen Verfahren gehört beispielsweise eii behandlung und danach einer Wärmefixierungs- Verfahren, das die drei Stufen Erhitzen, Wärme behandlung in einer zweiten Heizeinrichtung io fixieren und Entzwirnen umfaßt (deutsche Patent unterwirft, dadurch gekennzeichnet, schrift 618 050 und japanische Patentschrift 130 429) daß man das Garn unter Drehung mittels einer das sogenannte Falschzwirn-Verfahren, bei dem da: Mediumdüse in die zweite Heizeinrichtung ein- Erhitzen, Wärmefixieren und Entzwirnen in eine führt und darin in praktisch entspanntem Zustand Stufe durchgeführt wird (britische Patentschrif so befördert daß es mit der Wandoberfläche der 15 4 24 880), ein modifiziertes Falschzwirn-Verfahren Heizeinrichtung nicht vollständig in Berührung bei dem durch Falschzwimen erhaltene bauschig« steht, sondern nur an deren Einlaß- uud Auslaß- Garne gleichzeitig wärmefixiert werden, sowie eii endet: in Berührung gelangt. Verfahren, bei dem durch Falschzwimen erhalten«

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- bauschige Game durch Erhitzen erneut wärmefixier kennzeichnet, daß die Winkel des Gams gegen- 20 werden. Die nach diesen Verfahren erhaltenen bau über den Einlaß- und Auslaßenden der zweiten schigen Game weisen verschiedene Formen von Krau Heizeinrichtung so gewählt werden, daß dann, seiungen oder Gamqualitäten, z. B. Kräuselbarkeiten wenn der Einlaßkontaktpunkt und der Auslaßkon- auf. Diese bekannten Verfahren sind jedoch nicht ir taktpunkt des Garns in der zweiten Heizeinrich- der Lage, eine freie Kontrolle auf den Restdrall aus tung auf eine Querschnittsfläche senkiecht zur 25 zuüben bei gleichzeitiger Beibehaltung der erwünsch-Achse der Heizeinrichtung projiziert werden, die ten Bauschigkeit.

beiden projizierten Punkte durch einen Bogen Garne, Jie durch eine Reihe von Zwirn-, Wärme-

eines Kreises oder einer Ellipse miteinander ver- fixier- und Entzwim-Stufen hergestellt worden sind bunden sind und beim Verbinden dieser beiden weisen einen sehr großen Restdrall auf. Um den Restprojizierten Punkte mit dem Zentrum des Kreises 30 drall herabzusetzen, ist bereits ein modifizierte; oder der Ellipse ein Winkel von mindestens 90° Falschzwim-Verfahren (nachfolgend als Doppelergebildet wird und daß dann, wenn der Bogen ein hitzungsverfahren bezeichnet) vorgeschlagen worden Teil des Bogens der Ellipse ist, die Ellipse ein Ver- bei dem das Garn kontinuierlich zwischen zwei Heizhältnis von langer Achse zu kurzer Achse von einrichtungen in einer Falschzwimmaschine durchgenicht mehr als 2,0 aufweist. 35 führt wird, um die Kräuselungen zu fixieren, sowie ein