DE2207614B2

DE2207614B2 - Falschzwirnmaschine

Info

Publication number: DE2207614B2
Application number: DE2207614A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Asami; Toshihiko Kimura; Shiga Otsu; Yasuo Tsujita; Shigeji Koga Yamashita; Kazuo Yuki
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1970-05-18
Filing date: 1972-02-18
Publication date: 1975-06-05
Also published as: US3921382A; DE2207614A1

Description

Garne, die aus einer Hülle aus mehreren thermoplastischen Fäden und einem mittig in der Hülle angeordneten Kern aus wenigstens einem Faden bestehen, sind beispielsweise aus der schweizerischen Patentschrift 7575/67 bekannt. Andere aus Hüllenfäden und einem Kernfaden bestehende Garne sind auch aus den US-Patentschriften 3 66 885, 3244 596 und 33 36 743, der französischen Patentschrift 12 36 639 und der deutschen Offenlegungsschrift 1410 636 bekannt. Allgemein bekannt sind auch Falschzwirnverfahren und zur Durchführung dieser Verfahren brauchbare Falschzwirnmaschinen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, eine Falschzwirnmaschine zur Herstellung elastischer Garne aus einer Hülle aus mehreren thermoplastischen Fäden und einem mittig in der Hülle angeordneten Kern aus wenigstens einem elastischeren Faden zu bekommen, die eine dauerhafte Elastizität und überlegene Uberzugseigenschaften besitzen, d. h., bei denen die Hüllenfäden fest auf den Kernfäden haften, auch nach häufiger Benutzung.

Die erfindungsgemäße Falschzwirnmaschine zur Herstellung elastischer Garne aus einer Hülle aus mehreren thermoplastischen Fäden und einem mittig in der Hülle angeordneten Kern aus wenigstens einem Faden größerer Elastizität als die thermoplastischen Fäden ist dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Punkt der Vereinigung der Hüllenfäden mit den Kernfäden und vor der Falschzwirnmaschine eine U- oder V-förmige Fadenführung angeordnet ist. Vorzugsweise besitzt diese Fadenführung die Form einer Scheibe mit einer auf ihrem Außenumfang ringsum laufenden U- oder V-förmigen Nut.

Bei Verwendung einer solchen Falschzwirnmaschine nach der Erfindung werden die Hüllenfäden und die elastischeren Kernfäden in derartiger Anordnung direkt in die Falschzwirnmaschine eingeführt, daß die Kernfäden in der Mitte der Hüllenfäden angeordnet sind. Die Temperatur während des Falschzwirnens wird so eingestellt, daß die thermoplastischen Hüllenfaden fixiert werden, wobei selbstverständlich die Beschaffenheit der Hüllenfäden und Kernfaden in Betracht gezogen werden muß. Wenn beispielsweise der Kernfaden aus einem Material besteht, das sich in der Wärme verschlechtern kann, wie aus Naturgummi, so

614 ₂

muß das Falschzwirnen bei entsprechend niedriger Temperatur durchgeführt werden Wenn man als elaTuschen Kernfaden einen solchen mit h.tzehartbaren Eigenschaften, wie Polyurethanen, verwendet wird beim Zufiihren dieser elast.schen Kernfaden unter hoher Zugspannung oder hoher Dehnung in einer Hochtemperaturzone die Dehnung des resultierenden elastischen Garnes geringer, während uraeekehrt beim Zuführen des elastischen Kernfadens unter geringerer Zugspannung oder geringerer Dehnung die Dehnung des resultierenden Garnes größer

^W1\Venn andererseits die elastischen Kernfäden unter hoher Zuespannung oder bei hoher Dehnung in einer Zone niedriger Temperatur zugeführt werden wird die Dehnung des resultierenden elastischen Garnes erößer oder umgekehrt wird beim Zufuhren elastischer Kernfäden unter einer niedrigen Zugspannung oder bei niedriger Dehnung die Dehnung des resultierenden elastischen Games klein. Die Temperatur der Falschzwirnmaschine ist entsprechend einzustellen und so auszuwählen, daß die thermoplastischen Hüllenfäden zum Anhaften aneinandergebracht wer-

^UWenn beispielsweise Polyurethangarn als Kernfaden verwendet wird, führt man zweckmäßig die Hitzestabilisierung beim Falschzwirnen bei einer Temperatur im Bereich von 180 bis 200 C, vorzugsweise bei 190⁰C, durch.

Wie erwähnt, werden zweckmäßig als Kernfaden Polvurethanfäden mit hoher Elastizität verwendet, wobei man entweder einen einzelnen oder gleichzeitig mehrere Kernfäden verwenden kann. Bevorzugt ist es mehrere miteinander vereinigte Kernfaden zu benutzen Als Kernfäden kann man auch gekräuselte Fäden oder elastische Fäden mit SchrumpfTähigkeit unter dem Einfluß von Chemikalien verwenden, und auch als Hüllenfäden kann man gekräuselte Fäden benutzen Die Kernfäden können ebenso wie die Hüllenfäden thermoplastischer Natur sein.

Die mit der Falschzwirnmaschine nach der Erfindung erhaltenen elastischen Garne aus einer Hülle und einem Kern haben Dauerelastizität und sehr feste Haftung des Überzuges auch bei häufiger Verwendung, so daß die Kernfäden bei der Benutzung nicht freigeleat werden. Außerdem besitzt das erhaltene elastische" Garn über seine Länge eine sehr gleichmäßige Form. Die Elastizität der aus der Falschzwirnmaschine nach der Erfindung erhaltenen elastischen Garne ist etwa die gleiche wie die der Kernfäden allein. Die Stranghaspeleigenschaft, Strangfärbecigenschaften und Strangaufwickeleigenschaften, die Webbarke.t und Strickbarkeit der so erhaltenen elastischen Garne ist ebenso gut oder besser als bei herkömmlichen falschgezwirnten gekräuselten Garnen. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit der mit den erfindungsgemäßen Falschzwirnmaschinen erhaltenen Garne ist fünf- bis zehnmal so groß wie die herkömmlicher Garne, und ein weiterer Vorteil besteht schließlich darin, daß die speziellen Fadenführungen an herkömmlichen Falschzwirnmaschinen angebracht werden können. In der Zeichnung bedeutet

F i g. 1 eine schematischc Darstellung einer Aus· führungsform einer Falschzwirnmaschine nach dci Erfindung,

F i e. 2 einen senkrechten Schnitt einer Fadenführung mit V-förmigem Querschnitt für die Falsch zwirnmaschine gemi.ß Fig. 1.

15 g

ρ j ο 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Falschzwirnmaschine nach der Erfindung und _t .

ρ j g. 4 einen senkrechten Schnitt einer t-adenführun» in der Form einer Scheibe für die Falschzwirnmaschinc gemäß F i g. 3.

]_npig j wird der elastische Kernfaden 5, der von der Spule 3 über die Walze 4 abgegeben wird, unter Zugspannung einem Paar von Beschickungswalzen 6 der Falschzwirnmaschine zugeführt.

Andererseits gelangen die hitzehärtbaren Hüllenfäden 8, dii von der Spule 7 abgegeben werden, über die Führung 9 zu den Beschickungswagen 6 der Falschzwirnmaschine und werden dort mit dem elastischen Kerafaden 5 vereinigt.

Der elastische Kernfaden 5 und die Hüllenfäden 8 werden in der mit einer V-förmigen Nut versehenen Führungsschiene 10, deren Querschnitt senkrecht zur Bewegungsrichtung der Fäden 5 und 8 liegt, derart angeordnet, daß der Kernfaden 5 in der Mitte der Hülienfäden 8 zu liegen kommt, und in dieser Zusammenstellung werden die Fäden 5 und 8 mit Hilfe der Falsthzwirnspindel 13 einem Falschzwirnen unterzogen und der gezwirnte Abschnitt wird mit Hilfe des Erhitzers 12 thermisch stabilisiert. Wenn die Fäden die Spindel 13 passiert haben, werden sie entzwirnt und über ein Paar Abgabewalzen 14 und die Führung 15 zu einer Spule 17, wie einer Trommelwinde, geführt und dort aufgewickelt. Das Falschzwirnen wird mit Hilfe zweier einander berührender Walzen 11 gestoppt.

In der oben beschriebenen Ausführungsforrr ist der Grund für das Vorhandensein der einander berührenden Walzen U der, daß das Zwirnen der Falschzwirnmaschine sonst bis zu der Fadenführung 10 zu den Beschickungswalzen (V liefe und dabei die Kern-Hüllen-Anordnung der beiden Fäden zerstört würde. Fig 2 ist eine Darstellung des Querschnittes der eenuteten Fadenführung 10, senkrecht zu der Laufrichtung der Fäden 5 und 8, und der elastische Kernfaden 5 ist im Mittelbcrcich der HüUcnfäden 8 in der Nut angeordnet.

F i g 3 zeigt eine andere Ausführungslorm. Hier wird der elastische Kernfaden 5, der durch die Beschickungswalze 4 von der Spule 3 abgegeben wird, um einen vorbestimmten Grad zwischen der Beschickungswalze 4 und der Abgabewalze 14 gestreckt. Der elastische Kernfaden 5 wird mit den hitzehartbaren Hüllenfäden 8, die von der Spule 7 in beinahe spannungsfreiem Zustand abgegeben werden vereiniet und zu der Fadenführungsschcibe 18 gefuhrt.

Fi g 4 ist ein Querschnitt der Fadenfuhrungsscheibe quer zu ihrer Mittelachse. Diese ist leicht und kann sich in der Ablaufrichtung der Fäden 5 und durch Kontakt mit den Fäden um die Welle 20 drehen. Der Umfang 21 der Fadenführungsscheibc besitzt cmc Nut und trägt dazu bei, daß die beiden Fäden in das Hüllen-Kernverhältnis kommen, ohne daß hohe Spannung auf die Hüllenfäden ausgeübt wird.

Gemäß Fig. 1 ist ein Paar tinander berührender Walzen 11 vorgesehen, um zu verhindern, daß die Zwirnung der Falschzwirnmaschine während des Lalschzwirnens weiterläuft, doch besteht dabei die Gefahr, daß die Hüllen-Kernanordnung der Fäden 5 und 8, die man durch die Fadenführung 10 erhält, durch diese Walzen wieder aufgebrochen wird.

Die in F i g. 3 gezeigte Fadenführungsscheibe dreht sich zusammen mit dem Ablauf der Fäden 5 und 8, und daher ist es nicht erforderlich, ein solches Paar einander berührender Walzen 11, wie sie in F i g. 1 gezeigt sind, zu verwenden. Denn es besteht keine Gefahr, daß die Zwirnung der Falschzwirnmaschine bis zum Eingangsabschniti der Nut 21 der Fadenführungsschcibe 18 läuft, so daß allein die Führung 19 zur Umlenkung der Fadenlaufrichtung ausreicht. Das Garn wird wie in den Fig. 1 und 2 auf der Spule 17 aufgewickelt.

Die in den nachfolgenden Beispielen angewendeten Methoden zur Bestimmung der Dehnung, der Uberzugseigenschaft und des Beschickungskoeffizienten werden nachfolgend erklärt.

1. Messung zur Dehnung

Das Garn wurde auf dem Umfang eines 50-cm-Rahmcns lOmal aufgewickelt, und sodann wurde es 30 Minuten mit heißem Wasser von 60 C behandelt.

Nach dem Trocknen des Garnes während 24 Stunden wurde ein 40-g-Gewicht während 30 Sekunden an dem Garn aufgehängt, und die Länge /, wurde abgelesen. Danach wurde die Belastung entfernt, und man ließ das Garn während 20 Sekunden zusammenschrumpfen, und dann wurde während 30 Sekunden ein Gewicht von 0.16 g an dem Garn aufgehängt. Nun wurde die Länge /_: abgelesen.

Dehnung (%l = .

100.

45

2. Messung der t.berzugseigenschaft Ein Gewicht von 40 g wurde an dem Garn während 30 Sekunden aufgehängt, und die Länge von 50 cm wurde an dem Garn markiert. Danach wurde das Gewicht entfernt, und man ließ das Garn während 120 Sekunden schrumpfen. Sodann wurde ein Gewicht von 0.5 g daran aufgehängt, damit sich das Kerngarn und das Hüllengarn trennten. Die Länge /, des Garnes mil dem daran hängenden Gewicht wurde abgelesen.

Überzugseigenschaft ("O) = ⁵°_~ ^L · 100 .

3. Bestimmung des Beschickungskoeffizienten

Umfangsgeschwindigkeit der Beschickungswalze

_n ... . _r,- . .„., Umfangsgeschwindigkeit der Abeabewalze

Beschick ungskoeftizient (%) = ,, ■_■ ^tfr , . _; ----- ■■■ ^& ,

Umfangsgeschwindigkeit der Abgabcwalze

100.

Das in folgenden Beispielen und Verglcichsbei- 65 Das elastische Polyureihangatn mit 70 Denier war

spielen verwendete elastische Polyurethangarn mit ein einfädiges Garn, in dem 18 elastische Polyureihan-

40 Denier war ein einfädiges Garn, in dem 6 elastische faden miteinander verschmolzen warer.. Polyurcthanladcn miteinander verschmolzen waren.

Beispiele 1 und 2

Ein einfadiges elastisches Polyurethangarn mit Denier, das um das 3,5fache seiner ursprünglichen Länge gedehnt war, und 34 Fäden von 70 Denier aus Polycaproamid, die unter einer Zugspannung von 0,1 g standen, wurden miteinander vereinigt, und danach wurden die vereinigten Fäden in die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung eingeführt und unter den in Tabelle I Tür Beispiel 1 bzw. Beispiel 2 aufgeführten Bedingungen behandelt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 11 zusammengestellt.

Beispiel I

Dehnungskoeffizient (%) 179

Beispiel 2

Drehungsindex
Vorhandensein der
Zwirnungsmassc durch
scheuernde Bewegung

Tabelle 1

Beispiel 1

Beispiel 2 190

11 8

vorhanden vorhanden

Wie aus den Angaben für die Beispiele 1 und 2 in Tabelle Π ersichtlich ist, besitzen die elastischen Garne, die mit der Falschzwirnmaschine nach der Erfindung hergestellt wurden, ausgezeichnete Oberzugseigenschaft, da die Fäden des Polycaproamids an der Außenfläche des elastischen Polyurethanfadens haften.

Material

Polyurethanfaden (Denier-Fäden)

Polycaproamidfäden (Denier-Fäden)

Dehnungsgrad des elastischen
Fadens (x-fach)
Dehnung der Polycaproamidfäden (g)

Beschickungskoeffizient (%)
Zahl der Umdrehungen der
Falschzwirnspindel (U/min)

Behandlungsbedingungcn
Zahl der Falschzwirnungcn
(Wendungen/m)
Erhitzertemperatur (⁰C)
Erhitzerlänge (mm)
Dehnung beim Zwirnen (g)
Dehnung beim Entzwirncn (g) Zahl der echten Zwirnungen
(Drchungcn/m)

Tabelle II

40-1 40-1

70—34 70--34

3,5 3,5

0,1 0,1

+ 1 +2

20\(f 20-10· Beispiele 3 und 4

Ein einfädiger elastischer Polyurethanfaden von 40 Denier, der um das 3,5fache seiner ursprünglichen Länge gedehnt war, und 24 Polycaproamidfäden von Denier, die unter einer Zugspannung von 0,2 g standen, wurden miteinander vereinigt, und danach der Apparatur gemäß F i g. 3 und 4 zugeführt und unter den für die Beispiele 3 und 4 in Tabelle 111 aufgeführten Bedingungen behandelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV gezeigt.

3600 3600 35 Tabelle 111

190 900

7 14

180 900

Beispiel 3

Beispiel 4

Beispiel 1

Zahl der Polycaproamidfäden

Hüllcnfäden haften am
Kernfaden (Zahl je
gewählter Querschnitt
des elastischen Garns)
Hüllenfäden haften
nicht am Kernfaden
(Zahl je gewählter
Querschnitt des
elastischen Garns)

Uberzugseigenschaft (%)

Gewicht von 0,5 g

Gewicht von 2,0 g
*Cl-Wert: Koeffizient der 54

Elaslizitätscrholung (%)

Beispiel 2

16

18

97 94

87 80 58

*) Cl-Wcrt: beruht auf der Vorschrift j-cmiiß JIS.

Material

Polyurethanfaden (Denier-Fäden)

Polycaproamidfäden (Denier-Fäden)

Dehnungsverhältnis zwischen
dem Eintritt in die und dem
Austritt aus der Fadenführungsscheibe

Beschickungskoeffizient (%)
Zahl der Umdrehungen der
Falschzwirnspindel (U/min)

Behan dlun gsbcdingungen
Zahl der Falschzwirnungcn
(Wcndungen/m)
Erhitzertemperatur ("C)
Erhitzerlänge (mm)
Dehnung beim Zwirnen (g)
Dehnung beim Entzwirnen (g) Zahl der echten Zwirnungen
(Drehungcn/'M)

40

70—24 70—2'

3,6

0.2

3,6

0.2

1,06 —

20-10⁴ 20-K

3300 3330

195

900

12

22

Tabelle IV

Zahl der Polycaproamidfiiden

Hüllenräden haften am
Kernfaden (Zahl je
gewählter Querschnitt
des elastischen Garns)
Hüllenfaden haften
nicht am Kernfaden
(Zahl je gewählter
Querschnitt des
elastischen Garns)

Überzugseigenschaft (%)
Gewicht von 0,5 g
Gewicht von 2,0 g

Cl-Wert: Koeffizient der

Elastizitätserholung (%)
Dehnungskoeffizient (%)
Drehungsindex

Vorhandensein der
Zwirnungsmaspe durch
scheuernde Bewegung

Beispiel Beispiel 4

10

14

IO

100
99

147
9
vorhanden

98 96

58

151

8,2 vorhanden

20

Wie aus Tabelle IV ersichtlich ist, kann man elastische Garne nach der Erfindung entweder mit der Apparatur gemäß F i g. 1 oder mit der gemäß F i g. 3 erhalten. Die Uberzugseigenschaften des elastischen Garns des Beispiels 3 mit der Apparatur nach der Ausführungsform gemäß F i g. 3, die mit einer Fadenführungsscheibe versehen ist. sind jedoch besser als die des elastischen Garns des Beispieles 4, das mit der Apparatur gemäß der Ausführungsform der F i g. 1 gewonnen wurde, die mit einer einfachen genuteten Führungsschiene ausgestattet ist.

Beispiele 5 und 6

Ein einfädiger elastischer Polyurethanfaden von 40 Denier und 24 Polycaproamidfäden von 70 Denier wurden unter den in Tabelle VI gezeigten Bedingungen behandelt, wobei die in F i g. 3 gezeigte, Ausführungsform der Vorrichtung verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestellt.

50

Tabelle V

55

160

	Bei	Bei
	spiel 5	spiel 6
Material
Polyurethanfaden (Denier-	40	40
Fäden)
Polycaproamidfäden (Denier-	70—24	70--;
Fäden)
Dchnungsgrad des elastischen	3,6	2,2
Fadens (x-fach)

	Bei	Bei
	spiel 5	spiel (1
Dehnung der Polycaproamid	0,2	3.8
fäden (g)
Dehnungsverhältnis zwischen	1,08	1.95
dem Eintritt in die und dem
Austritt aus der Fadenführungs
scheibe
Beschickungskoeffizienl (%)
Zahl der Umdrehungen der	20-10*	20-V
Falschtwistspindel (U/min)
Behandlungsbedingungcn
Zahl der Falschzwirnungen	3400	3400
(Wendungen/m)
Erhiizerlemperatur ("C)	185	150
Erhitzerlänge (mm)	900	900
Dehnung beim Zwirnen (g)	13	28
Dehnung beim Enlzwirnen (g)	24	39
Zahl der echten Zwirnungen	0	0
(Drehungen 'm)

Tabelle VI

Zahl der Polycaproamidfäden

Hüllenfäden haften am Kernfaden (Zahl je gewählter Querschnitt des elastischen Garns) Hüllenfäden haften nicht am Kernfaden (Zahl je gewählter Querschnitt des elastischen Garns)

Uberzugseigenschaft (%) Gewicht von 0,5 g Gewicht von 2,0 g

Cl-Wert: Koeffizient der

Elastizitätserholung (%) Dehnungskoeffizient (%) Drehungsindex Vorhandensein der Zwirnungsmasse durch scheuernde Bewegung

Beispiel 5

12

Beispiel 6

24

89 83 61

162 7 vorhanden

63

170,2 7' vorhanden

Aus Tabelle Vl ist ersichtlich, daß sowohl im Beispiel 5 wie auch im Beispiel 6 eine Fadenführungsscheibe verwendet wurde, doch besaß das elastische Garn gemäß Beispiel 6, bei dem die Temperatur der Hitzestabilisierung des Falschzwirnens, wie im Beispiel 5, höher als die einer herkömmlichen Falschzwirnmethode ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 509 523/302

Claims

Patentansprüche: 22 07

1. Falschzwirnmaschine zur Herstellung elastischer Garne aus einer Hülle aus mehreren thermoplastischen Fäden und einem mittig in der Hülle angeordneten Kern aus wenigstens einem Faden größerer Elastizität als die thermoplastische« Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Punkt der Vereinigung der Hüllenfäden (8) mit den Kernfäden (5) und vor der Falschzwirnmaschine eine U- oder V-förmige Fadenführung (10, 18) angeordnet ist.

2. Falschzwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführung die Form einer Scheibe (18) mit einer auf ihrem Außenumfang ringsum laufenden U- oder V-förmigen Mut (21) besitzt.