DE2229727B2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung hochlosen garns mittels eines falschdrallsystems - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Garnen durch ein Falschdrallsystem, bei dem ein Faserstrang, der aus zwei oder mehr Arten Fasern mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen besteht, gleichzeitig mit dem Falschdrallen eine Erwärmung bei Temperaturen zwischen den höchsten und niedrigsten Schmelztemperaturen der Fasern ausgesetzt wird.

Aus der US-PS 30 67 563 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein oder mehrere unter Drall stehende Fäden derart in eine Heizvorrichtung Ein- und nach Austritt aus der Heizvorrichtung in diese wieder eingeleitet werden, daß der oder die Fäden ihren Drall weitgehendst beibehalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe Garne in einer im wesentlichen drallosen Form mit einer gleichzeitig ausgezeichnet ausgeprägten Kohärenz in einem Falschdrallsystem einfach und unter hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Strang während der Erwärmung in einem vibrierenden Zustand gehalten wird, ohne daß der Faserstrang das Heizelement berührt und daß der Faserstrang in die Falschdrallzone mit einer Einlaufgeschwindigkeit eingeleitet wird, die das 0,88- bis l.Ofache der Abzugsgeschwindigkeit beträgt.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand mehrere Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung,

F i g. 2 eine weitere eriindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung,

F i g. 3A bis 3D schematische Darstellungen der verschiedenen Querprofile der Heizungsfläche der in der erfindungsgemäßen Vorrrichtung verwendeten Heizung und

Fig. 4 und 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung Ht»r Abmessung der Heizungsfläche der in der erfindungsgemäuTi Vorrichtung verwendeten Heizung.

In dem in Fig. I dargestellten Ausführungsbeispiel 6s wird ein Vorgespinst, das aus Fasern verschiedener Schmelzpunkttemperaturen besteht und mindestens ciniee kurze Fasern enthält, von einer Abziehzone 2 zu einer Zuführbobine 3 gefördert Im vorliegenden Fall wird mit einer Abziehzone mit drei Läufen gearbeitet, bei denen Schurzrollen verwendet werden. Nach Abschluß des Ziehens wird der gezogene Faserstrang 4 durch eine Heizung 6 in kontaktloser Ausführung geleitet, und er wird durch eine Falschdrallspindel 7 falsch gedrallt In Anschluß an das Falschdrallen wird der Faserstrang 4 von den Aufnahmerollen 8 aufgenom men und in einem Aufnahmepaket 9 aufgewickelt Der Faserstrang 4 wird durch die Heizung 6 in einem vibrierenden Zustand voranbewegt, wobei die Vibration durch die Schwingungen als Folge der hochtourigen Falschdrallwirkung der Spindel 7 verursacht wird.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt, in dem ein mehrfädiges Garn 11 von einer Zuführbobine 12 mit einem Bündel 13 ausgesponnenen Fasern von einer getrennten Zuführbobine 14 vereinigt wird, wenn diese in eine Ziehzone 16 mit zwei Läufen eingeführt werden. Die gesponnenen Fasern, die das Bündel 13 bilden, sind anders als die Fäden, die das Garn 11 bilden, und zwar in Hinsicht auf die Schmelzpunkttemperatur. Nach dem Ziehen werden die vereinigten Faserstränge 17 jeweils durch die Heizung 6 erwärmt, von der Spindel 7 falsch gedrallt, von den Aufnahmerollen 8 aufgenommen und auf das Aufnahmepaket 9 aufgewickelt. Während des Laufs durch die Heizung 6 wird der Faserstrang 17 in Vibration versetzt, und zwar als Folge des Schwingens, das durch die hochtourige Falschdrallwirkung der Spindel 7 verursacht wird.

Wie vorstehend kurz erwähnt, muß der Faserstrang, der dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen wird, aus zwei oder mehr Arten Fasern mit unterschiedlichen Schmelzpunkttemperaturen zusammengesetzt sein, und er muß mindestens teilweise eine bestimmte Menge an kurzen Fasern wie gesponnene Fasern enthalten. Solche Fasern wie Polyester, Polyamide, Polypropylen, Kunstseide, Acetat, Seide und Wolle können in geeignet ausgelegter Kombination verwendet werden. Diese Kombination muß so ausgelegt sein, daß mindestens eine Art Fasern wendelförmig durch den Falschdrallvorgang gekräuselt werden kann. Beispielsweise wird im erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise eine Kombination aus Polyesterfasern, die 5 bis 20 Gew.-% Polypropylenfasern enthalten, verwendet, wobei die Erwärmungstemperatur durch die Heizung 6 im Bereich von 110 bis 180°C liegt. Das heißt, daß die Erwärmung bei Temperaturen vorgenommen wird, bei denen kein Schmelzen der Polyesterfasern vonstatten geht.

Ferner ist es erforderlich, daß der Faserstrang mindestens einige kurze Fasern enthält. Beispielsweise kann der Faserstrang aus zwei oder mehr Arten kurzer Fasern mit verschiedenen Schmelzpunkttemperaturen bestehen. Der Faserstrang kann die Form eines Fadengarns oder von Garnen haben die mit einem oder mehreren Kurzfasersträngen zusu.-nmengelegt sind, wobei die Schmelzpunkttemperatur des ersterer anders als die des letzteren ist. Ferner können Fadengarne mit verschiedenen Schmelzpunkttemperaturen mit einem oder mehreren Kurzfasersträngen kombiniert werden.

Der in dieser Weise hergestellte Faserstrang muß dann einer Erwärmung durch die Heizung 6 in kontaktloser Ausführung unterzogen werden, wobei die Temperaturen derart ausgelegl sind, daß mindestens eine Art Fasern mit der riedrigen Schmelzpunkttemperatur schmilzt, während die Fasern mit der höchsten Schmelzpunkttemperatur jedoch nicht schmelzen.

Durch das Schmelzen der Fasern, mit der niedrigen schmelzpunkttemperatur werden die verbleibenden licht geschmolzenen Fasern miteinander an wahllosen stellen verbunden. Diese Verbindung durch Schmelzen zeht gleichförmig an jedem Kontaktpunkt innerhalb des Faserstranges vonstatten, was zum Aufbau von gleichförmig verteilten Punkten oder Stellen einer Interfaserverbindung führt Aufgrund des Vorhandenseins solcher Interfaserverbirdungspunkte wird das in dieser Weise hergestellte Garn mit der gewünschten Lockerheit versehen, und zwar aufgrund des Falschdrallens in Verbindung mit der stabilen Innenform, die hervorgerufen ist durch die Verbindung als Folge des Schmelzens.

Zum Erwärmen des Faserstranges gemäß der Erfindung wird eine Heizung 6 in kontaktloser Ausführung verwendet Diese kontaktlose Heizung ist zweckmäßigerweise so konstruiert daß Jie Heizungsfläche den laufenden Faserstrang im Abstand so umschließt, daß der Strang von außen her gleichförmig erwärmt wird. Dazu wird zweckmäßigerweise eine innen hohle Heizung für die Erwärmung verwendet. Da der Strang die Heizungsfläche nicht direkt berührt, wird die Heizungsfläche auch nicht durch die geschmolzenen Fasern mit den niedrigen Schmelzpunkttemperaturen verschmutzt. Ferner kann ein Fallen von Fasern von dem zugehörigen Faserstrang weitgehend ausgeschaltet werden. Schließlich stellt die Tatsache, daß kein Berühren des Faserstranges mit der HeizungsHäche erfolgt, eine verbesserte Entwicklung von Drallungen längs des Stranges während des Falschdrallvorgangs sicher. Eine weitere Beschreibung der Konstruktion einer solchen Heizung wird nauisiehend noch gegeben. Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist, daß der Faserstrang im vibrierenden Zustand durch die Heizung geht. Das geschieht dadurch, daß das Schwinger, des Strangs ausgenutzt wird, das durch die hochtourige Falschdrallwirkung der Spindel 7 hervorgerufen wird, oder daß die Heizung mit einem geeigneten Vibratormechanismus ausgerüstet wird, um den Faserstrang zwangsweise in Vibration zu setzen, wobei sich ein solcher Mechanismus in der Nähe des Einlauf- oder Auslaufendes der Heizung 6 befindet. Der Faserstrang kann entweder vertikal oder waagerecht in Vibration versetzt werden. Wenn ein Schwingen für diesen Zweck ausgenutzt werden soll, so werden zweckmäßigerweise Falschdrallspindeln relativ großer Durchmesser verwendet, um ein Schwingen im größeren Maße zu verursachen.

Nach der Erwärmung wird der Strang r-ukzessive der Falschdrallwirkung unterzogen, was unter Verwendung gängiger Spindeln in Zapfenausführung, in Reibungsausführung oder in pneumatischer Wirbelausführung vorgenommen wird. Unter diesem werden zweckmäßigerweise Spindeln in Innenkontaktausführung und in pneumatischer Wirbelausführung eingesetzt.

Im Falle der gängigen Falschdrallfunktion wird der Faserstrang gewöhnlich in die Falschdrallzone mit Übermaß eingeleitet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dagegen wird der Faserstrang im wesentlichen mit Untermaß in die Falschdrallzone eingeleitet, und zwar deshalb, weil dann, wenn ein Faserstrang relativ dicker Ausführung, beispielsweise als ein Vorgespinst, dem Falschdrallen direkt unterzogen wird, wie das erfindungsgemäß der Fall ist, das herkömmliche Übermaßsystem nicht zu einer ausreichenden Auferlegung von Drallungen führt, und zwar als eine Folge der Verringerung der Strangspannung, und eine solche Rissen des

schlechte Verdrallung führt zu häufigen Strangs während der Verarbeitung.

Es sind Versuche durchgeführt worden, um die optimalen Stranglaufgeschwindigkeiten in die Falsch-

drallzone zu bestimmen, und die in dieser Weise entstandenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben, wobei die Laufgeschwindigkeit in der Form des Verhältnisses der Oberflächengeschwin digkeit Vf der Zulaufrollen zur Oberflächengeschwin-

digkeit V_D der Ablaufrollen der Falschdrallzone angegeben ist

Tabelle 1

ι s Zulaufverhältnis	Strangriß
	pro 1000 Spindeln
	pro Stunde
1,08	mehr als 500
20 1,06	320
1,05	280
1.03	265
1,01	261
1,00	57
2 s 0,98	31
0,95	29
0,90	31
0,88	40
0,86	103
xo 0.85	211

Aus diesen Ergebnissen ist abzuleiten, daß die Zulaufgeschwindigkeit des Faserstranges in die Falschdrallzone erfindungsgemäß zweckmäßigerweise im Bereich von 0,88 bis 1,00 liegt.

Wie schon beschrieben, wird eine Heizung in kontaktloser Ausführung zum Erwärmen des Faserstrangs gemäß der Erfindung verwendet, und eine solche Heizung wird zweckmäßigerweise so konstruiert, daß die Heizungsoberfläche im Abstand den laufenden Faserstrang umschließt, so daß der Strang im gleichförmigen Maße von außen her erwärmt wird, d. h. bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zweckmäßigerweise eine hohle Heizung verwendet. Mit anderen Worten, die Heizungsoberfläche erhält die Form eines Heiztunnels durch den Heizungskörper, wobei die innere Wandfläche des Heiztunnels die Heizungsfläche bildet, die im Abstand den Faserstrang derart umschließt, daß dann, wenn das Querschnittsprofil des Heiztunnels betrachtet wird, der Weg des Faserstrangs mit der Mitte des Profils im wesentlichen zusammenfällt. Einige Beispiele für das Tunnelprofil sind in F i g. 3A bis 3D gezeigt, d. h. das Profil kann rund sein, wie das in Fig.3A gezeigt ist, elliptisch, wie das in F i g. 3B gezeigt ist, länglich, wie das in F i g. 3C gezeigt ist, oder rechteckig, wie das in F i g. 3D gezeigt ist. Wenn der Strang als Folge des Schwingens vibriert, ist das in F i g. 3A gezeigte Profil vorteilhaft, während bei einer waagerechten Vibration des Strangs die in Fig.3B bis 3D gezeigten Profile vorteilhafterweise eingesetzt werden. Vertikal langgestreckte Abwandlungen der in Fig. 3B bis 3D gezeigten Profile werden zweckmäßigerweise verwendet, wenn der Strang vertikal vibriert. Es können also die verschiedensten Varianten des Profils je nach dem Verarbeitungszustand des Strangs während der Erwärmung verwendet werden.

Um die optimalen Abmessungen des Hei/i'unnels festzulegen, wird ein gedachter einbeschriebener Kreis

P des Tunnelprofils (? betrachtet, wie er in Fig.4 gezeigt ist. Dabei fällt dessen Mittelpunkt O mit dem vorgesehenen Weg des Faserstrangs zusammen. Die Abmessungen des Heiztunnels werden dann im Zusammenhang mit dem Durchmesser dieses Kreises P betrachtet.

Es wurden Polyäthylen-Terephthalat-Stapelfasern mit einer Feinheit von 2 den und einer Länge von 51 mm als die erste Komponente verwendet. Stapelfasern mit einer Feinheit von 2 den und einer Länge von 51 mm stellten einen Mischpolymer dar, der aus 80 Gew.-% Polyäthylen-Terephthalat und 20 Gew.-°/o Polyäthylen-Adipat bestand, und diese wurden als zweite Komponente verwendet. Ein gewöhnlich vermischtes Vorgespinst mit einer Dicke von '/3 Gramm pro Meter wurde aus 90 Gew.-% der ersten Komponente und 10 Gew.-% der zweiten Komponente gesponnen. Das in dieser Weise entstandene Vorgespinst wurde in der in F i g. 1 gezeigten Anordnung unter den folgenden Arbeitsbedingungen verarbeitet.

Ziehverhältnis	20	104UpM
Spindeldrehzahl	5 ·
Oberflächengeschwindigkeit der		• 10 m/min
vorderen Ziehrollen	5,0

Die Ergebnisse, die durch eine Änderung des Durchmessers des Kreises P erreicht wurden, sind in Tabelle 2 unten gezeigt.

Tabelle 2

Durchmesser des Änderung in der
Kreises I' in mm Festigkeit*)

Strangriß pro 1000 Spindeln pro Stunde

8	0,179	250
10	0,175	109
12	0,160	41
24	0,155	27
35	0,150	20
50	0,165	23
60	0,192	24
70	0,193	2!

Bedienungspersonen während des Verfahrens ist es jedoch wünschenswert, daß die Heizung mit einem Längsschlitz versehen ist, der mit dem Inneren des Heiztunnels in Verbindung steht, um einen Gang nach außen zu schaffen. Wenn die mit einem solchen Längsschlitz versehene Heizung verwendet wird, kann das Garn einfach von außen durch die Bedienungspersonen beeinflußt werden, wenn ein Funktionsfehler auftritt, beispielsweise bei einem Fadenriß. Wenn man vom Standpunkt des Heizeffekts der Heizung ausgeht, ist es jedoch wünschensw'ert, daß die Abmessungen eines solchen Längsschlitzes soweit wie möglich auf ein Minimum beschränkt werden, um das mögliche Eindringen von Außenatmosphäre zu verhindern.

Um die optimale Abmessung des Längsschlitzes zu fixieren, wird auch der gedachte einbeschriebene Kreis P verwendet, der im Zusammenhang mit dem Tunnelprofil Q verwendet worden ist (s. F i g. 4). Dabei wird auf F i g. 5 Bezug genommen. In der dargestellten Konstruktion ist die Heizung mit einem Längsschlitz 18 auf einer Seite versehen. Ein eingeschlossener Winkel θ zwischen Linien, die die oberen und unteren Ränder 18.?, 18b des Schlitzes 18 mit der Garnbahn R verbinden, wird als ein Maß für die Schlitzabmessung betrachtet, und er wird nachstehend als der »Schlitzmittelpunktswinkel« bezeichnet.

Experimente ähnlich denen, die in der Bestimmung der optimalen Heiztunnelabmessungen angewendet wurden, wurden durchgeführt, wobei der Durchmesser des Kreises mit 20 mm gewählt wurde, während die Größe des Schlitzmittelpunktswinkels θ geändert wurde.

Die in dieser Weise erzielten Experimentergebnisse sind in Tabelle 3 nachstehend angegeben. Es ist allgemein bekannt, daß beim tatsächlichen Arbeiten mit Garnen der einsetzbare Wert der Änderung in der Garnfestigkeit 0,17 oder kleiner sein soll. Von diesem Standpunkt aus gesehen ist zu schließen, daß der annehmbare Wert für den Schlitzmittelpunktswinkei Θ 90 Grad oder weniger beträgt.

*) Zugfestigkeit X von Garnen mit einer Länge von 20 cm wurde 200ma! gemessen, und die Änderung wurde wie folgt berechnet:

X² -(

Daraus ist zu erkennen, daß der Stirangriß zunimmt, wenn der Durchmesser des Kreies P kleiner als 10 mm wird. Das dürfte darauf zurückzuführen sein, daß der laufende Faserstrang versehentlich die innere Wand des Heiztunnels berührt Ferner liegt eine erhebliche Erhöhung in der Änderung der Garnzugfestigkeit vor, wenn der Durchmesser des Kreies 50 mm überschreitet. Das dürfte auf den schlechten Heizeffekt des Heiztunnels zurückzuführen sein, dessen Wand zu weit von dem laufenden Faserstrang entfernt ist Aus dieser Analyse ist zu entnehmen, daß der Durchmesser des Kreises P zweckmäßigerweise in einem Bereich von 12 bis 50 mm liegt.

Wie schon beschrieben, ist die erfindungsgemäß verwendete Heizung zweckmäßigerweise mit einem Heiztunnel versehen, dessen Innenwand den Faserstrang, der durch ihn durchgeht, im Abstand umschließt Vom Standpunkt der Garnhandhabung <.eiten<- der

Tabelle 3	Änderung der
Schlitzmittelpunkts	Festigkeit
winkel in Grad	0,230
180	0,232
150	0,210
120	0.160
90	0,153
60	0,155
30

60 Wie bereits erwähnt wird eine Vibration des Faserstranges gemäß der Erfindung am einfachsten dadurch realisiert daß von dessen Schwingen Gebrauch gemacht wird, das durch die Falschdrallwirkung hervorgerufen wird. In diesem Fall erzeugt das Schwingen des Strangs einen pneumatischen Wirbelstrom innerhalb des Heiztunnels, was zu einem gleichförmigen Heizeffekt am Faserstrang führt. Als Folge der Fliehkraft des Schwingens wird ferner die in dem Kemteil des Strangs enthaltene Luft dadurch herausgedrückt, was zu einer erhöhten Bindung von Fasern durch Schmelzverschweißen führt In diesem Zusammenhang wurde der Einfluß des Schwingdurchmessers auf die Garnfestigkeit und das Garnreißen experimentell bestätigt. Das Experiment wurde in der

[leichen Weise durchgeführt wie jenes für die Sestimmung der Abmessungen des Heiztunnels. Der durchmesser des Kreises P wurde mit 40 mm gewählt.

Tabelle 4

und die Heizungstemperatur betrug 225⁰C. Die in dieser Weise erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 4 nachstehend gezeigt.

Schwingungs	Garnfestigkeit	Garnriß pro 1000
durchmesser	ing	Spindeln pro Stunde
in mm
0,5	135	201
1,0	150	167
2,0	332	40
3,0	391	37
5,0	412	25
10,0	405	34
15,0	397	4!
20,0	409	47
25,0	380	90
30,0	340	mehr als 200

Wie aus diesen Ergebnissen zu ersehen ist, kann kein massiver thermischer Bindungseffekt erwartet werden, wenn der Schwingungsdurchmesser unter 1 mm liegt, während eine Erhöhung in der Garnrißzahl beobachtet wird, wenn der Durchmesser 20 mm überschreitet. Wenn ferner die Tatsache berücksichtigt wird, daß die tatsächlich annehmbare Garnfestigkeit, die das Produkt aus der Garnzahl und der Einzelgarnfestigkeit ist. mehr als 8000 g betragen muß und daß die industriell zulässigen Garnrisse weniger als 50 betragen sollen, muß der erwünschte einsetzbare Schwingungsdurchmesser in einem Bereich von 2 bis 20 mm liegen.

Ein Verfahren zum Erreichen des Schwingungsdurchmessers in dem vorstehend genannten Bereich wird nachstehend im einzelnen beschrieben. Zu diesem Zweck wurden eine Reihe von Experimenten durchgeführt, und die erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 5 angegeben.

Tabelle 5

Material

Fall
Nr.

Garnzah! Leerraum- Drallungen Zulauf- Spinn- Schwing-

Verhältnis") in Verhältnis geschw. c in

D/m m/min mm

Textronstapel (2c/ χ 51 mm)
Mischpolymerisiert.
Textronstapel (2d χ 51 mm)
Mischverhält. 10%

IMS 0.35

900

0,95

51

5,1

Dto. jedoch 3d χ 89 mm
Dto. jedoch 3d χ 89 mm
Mischverhält. 15%

1/36 0,36

705

0,96

63

Dto.	3	1/30	0,41	601	0,98	20	10.3
Dto.	4	1/20	0,45	705	1,02	35	20,2
Textronstapel (1,5 χ 44 mm) Mischpoly. Textronstapel (l,5dx 44 mm) Mischverhält. 15%	5	1/72	0,29	1203	0,89	58	1,8

*) Diesen Wert erhält man in der folgenden Weise:
nd

D: scheinbare Querschnittsfläche des Garns.

n: Zahl der Fasern pro Fläche,

d: durchschnittliche Querschnittsfläche von Einzelfasem.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung, beschränken sie aber nicht

B e i-s ρ i e 1 1

Polyäthylen-Terephthalat-Stapelfasem mit einer Feinheit von 2 den und einer Länge von 51 mm wurden hergestellt (die erste Komponente). Stapelfasern m einer Feinheit von 2 den und einer Länge von 51 mi wurden aus einem Mischpolymer hergestellt, der at 80Gew.-% Polyäthylen-Terephtalat und 20Gew.-^c Polyäthylenadipat bestand (die zweite Komponente Ein gemischtes Vorgespinst wurde aus 90 Gew.-% di

609 536'3i

Fasern der ersten Komponente und 10Gew.-% der Fasern der zweiten Komponente hergestellt. Dieses Vorgespinst wurde mittels der in Fig. 1 gezeigten Anordnung hergestellt, bei der das Ziehverhältnis 20, der Durchmesser des Kreises /'20 mm, die Länge der Heizung 150 mm betrug, die Heizung auf die Temperatur von 221 °C erwärmt wurde und die übrigen Bedingungen wie für den Fall Nr.l in Tabelle 1 eingestellt wurden. Mit dem in dieser Weise ausgeführten Verfahren ergaben sich folgende Vorteile:

(1) Das in dieser Weise hergestellte Garn hatte die erwünschte Massigkeit und Streckbarkeit, wobei jede Komponentenfaser wendeiförmige Krause Jungen aufwies.

(2) Trotz der im wesentlichen nicht verdrallten Form besaß das in dieser Weise hergestellte Garn ausreichende Festigkeit.

(3) Der Faserstrang ließ sich mit sehr hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit verarbeiten.

(4) Das in dieser Weise hergestellte Garn wurde mit einem Handgefühl wie das eines gesponnenen Garns versehen, was zu Stoffen führte, die ein weiches Handgefühl hatten, sich gekräuselt anfühlten und einen starken Widerstand gegen die Bildung von Kügelchen aufbrachten.

Eine nähere Erläuterung des vorteilhaften Merkmals (4) wird nachstehend noch erfolgen.

Als ein Maß für die Verbesserung des Widerstands des Stoffs gegen die Bildung von Kügelchen ist es üblich, die Komponentenfasern des Garns dadurch zu binden, daß einige der Komponentenfasern geschmolzen werden. Wenn die Innenform des Garns jedoch fast voll aus geschmolzener Substanz besteht, sind die Stoffe, die aus solchen Garnen hergestellt sind, für ein Tragen ungeeignet. Um solche Schwierigkeiten zu beseitigen, wurde die Technik entwickelt, Komponentenfasern an Stellen miteinander zu verbinden, die gleichförmig innerhalb der Form des Garns verteilt sind, und zwar durch ein thermisches Schmelzen einiger Komponentenfasern, d. h. gleichförmig verteilte Punkte einer Interfaserverbindung durch thermisches Schmelzen einiger Komponenienfasern in derGarnfonn aufzubauen. Im Falle der herkömmlichen Verfahren dieser Art jedoch neigt die Polymerorientierung der Fasern stark durch das thermische Schmelzphänomen gestört zu werden, was zu einer erheblichen Verringerung in der Garnfestigkeit führt.

Aus der Analyse der herkömmlichen Methoden ist erkannt worden, daß, um die Garne mit dem vorstehend genannten vorteilhaften Merkmal (4) zu versehen, das Garn eine im wesentlichen drallose Form haben muß und daß die Komponentenfasern in einem vorgeschriebenen Ausmaß miteinander schmelzverschweißt werden müssen. In diesem Zusammenhang ist mit einem Wert L gearbeitet worden, der als die »Schmelzschweißzahl« bezeichnet wird und als Maß für die Bezeichnung des Ausmaßes der thermischen Fusion der Fasern gilt, die das Garn bilden. Es ist festgestellt worden, daß die Schmelzschweißzahl zweckmäßigerweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,40 liegt.

Die Bestimmung des Werts dieser Schmelzschweißzahl L wird in der folgenden Weise vorgenommen.

Die Probe wird in eine gemischte Lösung aus Paraffin und Äthylencellulose getaucht. Nach der Erstarrung des Paraffins werden extrem dünne Scheiben hergestellt, indem der erstarrte Körper in Richtung rechtwinklig lur Längsrichtung der Garnprobe in Scheiben geschnitten wird. Unter Verwendung eines optischen Mikroskops wird die Zahl NM der Fasern im Querschnit gezählt. In diesem Fall, bei dem zwei oder mehr Fasen miteinander schmelzverschweißt sind, um einen einzi gen kontinuierlichen Körper zu bilden, wird der Körpei als eine einzige Faser gezählt. Ferner wird du konvertierte Querschnittsfläche mit STbezeichnet, unc die durchschnittliche Querschnittsfläche einer Faser voi der Schmelzverschweißung wird mit 5b bezeichnet. Dk konvertierte Querschnittsfläche 57"ist gleich

SM

wobei Pdie mittlere Zugfestigkeit des Garns ist. Das ist

is der mittlere Wert von 50 Messungen an einem Instron-Zugtester mit einer Testlänge von 0,5 cm und einer Längungsgeschwindigkeit von 0,5 cm/min. Pa ist die mittlere Zugfestigkeit des Garns, die in ähnlicher Weise erhalten wird, jedoch nach der Schmelzverschweißung. Indem die vorstehend genannten Werte verwendet werden, wird die Schmelzschweißzahl /, wie folgt errechnet:

.Y.V/.V,, .V 7"

Es versteht sich, daß der Wert ST/S₀ der Zahl der Fasern pro Querschnitt entspricht, wenn keine Amalgamierung durch Schmelzverschweißung vonstatten geht.

Wenn keine echte Schmelzverschweißung vonstatten geht, ist NM fast gleich STZS₀, und entsprechend ist L fast gleich Null.

Der Wert der Schmelzschweißzahl L wird im starken Maße durch die Arbeitsbedingungen in der Herstellung

des Garns beeinflußt. Beispielsweise dann, wenn die Prozentmischung der Fasern mit der unteren Schrnelzpunkttemperatur 18 beträgt, die Erwärmungsycii 30 Minuten beträgt und die Erwärmung bei einer Temperatur vorgenommen wird, die um 10^cC höher als die Schmelzpunkttemperatur der Fasern der unteren Schmelzpunkttemperatur ist, beträgt das Ergebnis für den Wert L 0,51. Die Stoffe aus Garnen aus so'chen Schmelzschweißzahlen haben ein unerwünschtes Berührungsanrühlen. Wenn die Erwärmung bei Tempera-

türen in der Nähe des Schmelzpunktes der hauptsächlichen Komponenienfasern durchgeführt wird, betragt das Ergebnis für den Wert L in den meisten Fällen 0.02 oder weniger, und die hergestellten Stoffe haben ein unangenehmes Berührungsanfühlen. Ein ähnliches Er-

gebnis erhält man, wenn die prozentuale Mischung der Fasern mit der niedrigen Schmelzpunkttemperatur 2 oder weniger beträgt.

Beispiel 2

Polyäthylen-Terephthalat-Stapelfasern mit einer Feinheit von 2 den und einer Länge von 51 mm wurden hergestellt (die erste Komponente). Stapelfasern mit einer Feinheit von 2 den und einer Länge von 51 mm wurden aus einem Mischpolymer mit einer Sehmelz-

punkttemperatur bei 212⁰C hergestellt, bestehend aus Polyäthylen-Terephthalat und 20 Mol-% Isophthalsäure (die zweite Komponente). Ferner wurden Kunstseide-Stapelfasern mit einer Feinheit von 3 den und einer Länge von 51 mm hergestellt (die dritte Komponente).

f>s Die drei Komponenten wurden [n einem Verhältnis von 5:4 : 1 gemischt, um ein Vorgespinst zu schaffen, das eine Dicke von 77 grain hatte, und zwar im üblichen Spinnsystem. Das in dieser Weise hergestellte Vorge-

spinst wurde in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung bearbeitet, wobei die Ziehzahl 18, die Zahl von Falschdrallungen 800 Dr./m, die Erwärmungsiemperatut 230⁰C und die Aufnahmegeschwindigkeit 20 m/min betrug. Das Ergebnis für den Wert L des Garns, das in dieser Wfise hergestellt wurde, betrug 0,045, und ein jewebter Stoff mit einer Dichtigkeitszahl von 70 χ 68, der daraus hergestellt wurde, hatte ein erwünschtes Anfühlverhalten, eine ausgezeichnete Kräuseligkeit und einen erhöhten Widerstand gegen die Bildung von Kügelchen (Qualität 4, ICI-Methode 10 hr).

Beispiel 3

Polyäthylen-Terephthalat-Stapelfasern mit einer Feinheit von 2 den und einer Länge von 51 mm wurden hergestellt (die erste Komponente). Stapelfasern mit einer Feinheit von 2 den und einer Länge von 51 mm wurden aus einem Mischpolymer mit einer Schmelzpunkttemperatur von 234°C hergestellt, bestehend aus 10Mol-% Isophthalsäure und Polyäthylen-Terephthalat (die zweite Komponente). Ein übliches Garn wurde hergestellt, das eine Dicke von ¹A g/m haue, und zwar aus 15 Gew.-Teilen der ersten Komponente und 1 Gew.-Teil der zweiten Komponente. Getrennt davon wurde ein mehrfädiges Garn aus Polyäthylen-Terephthalat mit 75 den hergestellt, das 36 Fäden enthielt. Das Gespinst und das Garn, das in dieser Weise hergestellt wurde, wurden in der in Fig. 2 gezeigten Anordnung verarbeitet, wobei die Ziehzahl 26, die Zahl von Falschdrallungen 620 pro Meter, die Temperatur der Heizung 240°C, die Länge der Heizzone 1.2 m und die Garnaufnahmegeschwindigkeit 152 m/min betrugen.

Das in dieser Weise hergestellte Garn hatte ein weiches Berührungsverhalten und eine gute Kräuseligkeit bei einer Sehmeizschweißzahl L von 0,06 Ein einfach gewirkter Stoff daraus hatte eine wünschenswerte Berührungsgefühlvermittlung und einen erhöhten Widerstand gegen die Bildung von Kügelchen (Qualität 4. ICI-Methode 5 Hr).

Beispiel 4

Ein Kammgarnvorgespinnst mit V₁ g/m wurde aus Acrylstapelfasern mit einer Feinheit von 3 den und einer Ljnge von 89 mm hergestellt. Getrennt davon wurde ein mehrfädiges Nylon-(-Garn mit 20 den und mn zehn Fäden mit einem mehrfädigen Garn mit 20 den und mit sieben Fäden gedoppelt, wobei das Letztere aus einem Mischpolymer bestand, bestehend aus 70% Nylon und 30% Nylon-12. Sowohl das Vorgespinst als auch das gedoppelte mehrfädige Garn wurden in der in F i g. 2 gezeigten Anordnung verarbeitet in dor das Ziehverhältnis 20, die Drehzahl der Falschdrallspindel !31000UpM, der Durchmesser des Kreises P der Heizung 18 mm, die Heizungstemperatur 150⁰C und die Garnverarbeitungsgeschwindigkeit 98 m/min betrugen. Das in dieser Weise hergestellte Garn haue ein ausgezeichnetes Handempfinden mit einer Schmelzschweißzahl von 0.25.

Beispiel 5

Seite an Seite liegende Verbundstapelfasern mit einer Feinheit von 3 den und einer Länge von 76 mm wurden aus Polyäthyien-Terephthalat und einem Polyäthylen Terephthalat-Mischpolymer hergestellt der 10 Mol ^0/" Isophthalsäure (die erste Komponente) enthielt. PoK-äthylen-Terephthalat Stapelfasern mit einer Feinheit von 3 den und einer Länge von 76 mm wurden ebenfalls hergestellt (die zweite Komponente). Ein Kammzug mit einer Dicke von '/2 g/m wurde aus 3 Gew.-Teilen der ersten Komponente und 1 Gew.-Teil der zweiten Komponente hergestellt. Der in dieser Weise hergestellte Kammzug wurde in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 verarbeitet. Es wurde ein gewebter Stoff aus den in dieser Weise hergestellten Garnen hergestellt, wobei der Wert für L 0,37 betrug. Der Stoff hatte ein weiches Handempfinden und eine volle Kräuseligkeit mit einem Widerstand gegen die Bildung von Kügelchen der Qualität 5 (ICI-Methode 10 hr).

Die Zahl an Falschdrallungen, die dem Faserstrang gemäß der Erfindung zu vermitteln sind, muß in Hinsicht auf die Massigkeit und/oder der Streckbarkeit entspre-

is chend gewählt sein, die man für das in dieser Weise hergestellte Garn haben will, ferner auch in Hinsicht auf die Dicke und die Zusammensetzung des zu verarbeitenden Faserstrangs und auf den Gehalt an Fasern mit der niedrigen Schmelzpunkttemperatur. Je kleiner die

:o Zahl an Falschdrallungen ist, desto schlechter die Massigkeit und die Streckbarkeit. Die Verwendung thermoplastischen mehrfädigen Garns in Kombination mit einer optimalen Zahl an Falschdrallungen führt zu einem Garn mit einer ausgezeichneten Streckbarkeit

2s und Erholbarkeit gegenüber Verdrehungen. Für den Fall der Verwendung von nicht thermoplastischen mehrfädigen Garnen oder Garnen, die bereits thermisch bei Temperaturen behandelt worden sind, die höher als die Falschdralltemperaturen sind, lassen sich Garne mit

ν; einer schlechten Streckbarkeit, jedoch mit einer vollen Massigkeit erreichen. Ferner kann in dein in Fig. 2 gezeigten System der Kammzag 13 in intermittierender Weise zugeleitet werden.

Falls der zu verarbeitende Faserstrang aus kurzen

;·5 Fasern allein zusammengesetzt ist, ist es in der in F i g. 1 gezeigten Anordnung wünschenswert, daß der Abstand zwischen dem Abdrallpunkt und der Spalte an den Aufnahmerollen 8 kleiner als die durchschnittliche Länge der Fasern ist, die den Faserstrang bilden.

4'j Es folgt eine kurze Beschreibung des Verfahrens zur Herstellung gewirkter oder gewebter Stoffe aus dem Garn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Beispiel 6 ^olyäthylen-Terephthalat-Stapelfasern

mit

Feinheit von 3 den und einer Länge von 89 mm wurden hergestellt (die erste Komponente). Stapelfasern mit einer Feinheit von 2 den und einer Länge von 89 mm wurden aus einem Mischpolymer hergestellt, der 80% Polyäthyien-Terephthalat und 20% Polyäthylen-Isophthalat enthielt (die zweite Komponente). Ein Kammzug-Vorgespinst mit einer Dicke von V₃ g/m wurde aus 95 Gew.-% der ersten Komponente und 5 Gew. % dei zweiten Komponente hergestellt Das Vorgespinsi wurde in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung verarbei tet, wobei das Ziehverhältnis 20 war. Nach derr Dämpfen der in dieser Weise erzielten Garne bei 100⁰C für die Dauer von 20 Minuten die in dieser Weise hergestellten Garne in einen Stoff mit einer Dichte vor

w> 92 χ 85 gewebt.

Beispiel 7

Aus dem Beispiel 6 entstandene gesponnene Garn« wurden gedoppelt, mit einer Drallung von 200 pn 6s Meter in Richtung entgegengesetzt zur Falschdrallnch tung versehen und durch Druckdampf bei 106°C zun Setzen behandelt. Ein aus den in dieser Weisi hergestellten Garnen gewebter Stoff wurde in eine

Wasserlosung aus Ameisensäure bei 40° C 20 Minuten lang behandelt, um Poly-E-Caprolactam zu entfernen. Der in dieser Weise entstandene Stoff hatte ein Empfinden wie Wolle, eine angenehme Berührung, Weichheit und Elastizität.

Beispiel 8

Polyäthylen-Stapelfasern mit einer Feinheit von 3 den und einer Länge von 89 mm wurden hergestellt (erste Komponente). Polyäthylen-Stapelfasern mit einer Feinheit von 3 den und einer Länge von 87 mm mit einer Schmelzpunkttemperatur von 220⁰C wurden aus einem Mischpolymer hergestellt, der 20 Teile Polyäthylen-Isophthalat und 8 Teile Polyäthylen-Terephthalat enthielt (die zweite Komponente). Ein Kammzugvorgespinst mit einer Dicke von 'Λ g/m wurde aus 93% der ersten Komponente und 7% der zweiten Komponente hergestellt. Getrennt davon wurde ein mehrfädiges Polyestergarn mit einer Dicke von 40 den hergestellt, das 24 Fäden enthielt.

Beide wurden in einer Anordnung behandelt, wie sie im wesentlichen in Fig.2 gezeigt ist In diesem Falle jedoch wurde nur das Vorgespinst mit einem Ziehverhältnis von 25 gezogen, und das mehrfädige Garn wurde mit dem Vorgespinst an einer Stelle unmittelbar vor den vorderen Rollen der Ziehzone amalgamiert. Die Falschdrallspinde! wurde mit einer Drehzahl von 140 000UpM gedreht, der Strang wurde mit einer Geschwindigkeit von 152 m/min bewegt, die Temperatur der Heizung betrug 235⁰C, und die Heizzone war 1,2 mlang.

Die im wesentlichen drallose Form des Garns, das nach der Erfindung hergestellt wird, wird zweckmäßigerweise für die Herstellung von Florstoffen verwendet, die einen ausgezeichneten Abdeckeffekt und eine ausgezeichnete Elastizität gegen Druck haben. Entsprechend den Anforderungen für den Endgebrauch kann nur die Spitzenpartie des Flors durch Schmelzen in der späteren Behandlung der Florstoffe entfernt werden. Diese Entfernung kann auch vorgenommen werden, indem die Spitzenpartien des Flors mechanisch geschert werden.

Beispiel 9

Polyacrylonitril-Siiapelfasem mit einer Feinheit von 10 den und einer Länge von 76 mm wurden hergestellt (erste Komponente). Stapelfasern mit einer Feinheit von 7 den und einer Länge von 76 mm wurden aus einem Mischpolymer hergestellt, der 40 Mol-% Nylon 6, 10 Mol-% Nylon 66 und 45 Mol-% Nylon 12 enthielt (die zweite Komponente). Ein Kammzugsvorgespinst mit einer Dicke von 4 g/m wurde aus 95 Gew.-% der ersten Komponente und 5 Gew.-% der zweiten Komponente hergestellt.

Das in dieser Weise hergestellte Vorgespinst wurde in der in F i g. 1 gezeigten Anordnung verarbeitet, wobei das Ziehverhältnis 20 betrug, die Spindel mit 4400 UpM gedreht wurde, die Heizung auf 180⁰C gehalten wurde, die Heizzone 1,5 m lang war und der Strang der Heizung mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min zugeleitet wurde.

Drei im wesentlichen drallose Garne, die in dieser Weise hergestellt wurden, wurden zusammengelegt und mit 120 Drallungen pro m gedrallt, und es wurde ein Stoff aus den in dieser Weise gedrallten Garnen hergestellt. Dem Stoff wurde eine Büschelung in einer Büschelungsmaschine mit einer Größe von 5/32 gauge und 9 Stichen pro Zoll verliehen, um Flor entstehen zu lassen, der 7 mm hoch war.

Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, der Zusammensetzung des Faserstrangs eine dritte Kompo-

nente auszusetzen. Beispielsweise kann der Faserstrang aus der ersten Komponente A, der zweiten Komponente, die bei Temperaturen schmilzt, bei denen die erste Komponente nicht schmilzt, und einer dritten Komponente C zusammengesetzt sein, die bei Temperaturen schmilzt, bei denen die erste Komponente A nicht schmilzt.

Beispiel 10

Polyäthylen-Terephthalat-Stapelfasern mit einer Feinheit von 3 den und einer Länge von 89 mm wurden hergestellt (die erste Komponente). Stapelfasern mit einer Feinheit von 3 den und einer Länge von 89 mm wurden durch Mischspinnen von 9 Teilen Polyäthylen-Terephthalat mit einem Teil Polyäthylen-Glykol herge-

stellt (die zweite Komponente). Polyäthylen-Sefacat-Stapelfasern mit einer Feinheit von 3 den und einer Länge von 89 mm wurden ebenfalls hergestellt (die dritte Komponente). Ein Kammzugvorgespinst mit einer Dicke von V2g/m wurden aus 65Gew.-% der ersten Komponente, 15Gew.-% der zweiten Komponente und 20 Gew.-% der dritten Komponente hergestellt. Das in dieser Weise hergestellte Vorgespinst wurde in der in F i g. 1 gezeigten Anordnung verarbeitet, wobei das Ziehverhältnis 15 betrug, die Spindel mit 45 000UpM gedreht wurde, die Heizung auf 235⁰C gehalten wurde und die Garnverarbeitungsgeschwindigkeit 28 m/min betrug. Das in dieser Weise hergestellte Garn hatte eine Festigkeit von 2,5 g pro den. Ein einfacher Stoff -it einer Dichte von 55 χ 50 wurde gewebt, indem die Garne verarbeitet wurden. Dieser Stoff wurde in einem 5%igen NaOH-Bad mit einer Temperatur von 98° C für eine Stunde behandelt. Der entstandene Stoff hatte einen eleganten Glanz, ein weiches Empfinden und eine gute Massigkeit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Garnen durch ein Falschdrallsystem, bei dem ein Faserstrang, der aus zwei oder mehr Arten Fasern mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen besteht, gleichzeitig mit dem Falschdrallen eine Erwärmung bei Temperaturen zwischen den höchsten und den niedrigsten Schmelztemperaturen der Fasern ausgesetzt wird, ι ο dadurch gekennzeichnet, daß der Strang während der Erwärmung in einem vibrierenden Zustand gehalten wird, ohne daß der Faserstrang das Heizelement berührt und daß der Faserstrang in die Falschdrallzone mit einer Einlaufgeschwindig- kek eingeleitet wird, die das 0,88- bis l.Ofache der Abzugsgeschwindigkeit beträgt.