DE2422370A1 - Verfahren zur herstellung von voluminoesen einzelgarnen kontinuierlicher laenge aus synthetischem material - Google Patents

Description

PaTFNTAN'VäITE

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANS LEYH

Dipl. -Ing. Ernst Rathmann 2422370

München 71, den 9. Mai 1974

Melchloretr. 42

UneerZe.chen: CD2P-1164

National Spinning Co., Inc.

183 Madison Avenue, New York,

USA

Verfahren zur Herstellung von voluminösen Einzelgarnen kontinuierlicher Länge aus synthetischem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von voluminösen Einzelgarnen kontinuierlicher Länge aus einem synthetischen Material mit latenten Kräuseleigenschaften, die der Herstellung von Garnen hoher Denier-Zahl für Teppiche dienen, jedoch ist das Verfahren auch zur Herstellung von Garnen zum Verspinnen und Verstricken geeignet.

Für das Verspinnen und Verarbeiten von Kunst stoff garn en werden synthetische Vorgarne geliefert, die aus Einzelgarnen bestehen und be-, reits bei der Herstellung derart bearbeitet werden, daß sie verhältnismäßig stark auftragen bzw. voluminös sind. Derartige Garne sind unter dem Begriff ^MBCF-Garneⁿ bekannt, wobei sich die Abkürzung BCF auf die englische Bezeichnung "bulked continuous filament" bezieht, worunter

Fs/mü ein

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ein voluminöses Binzelgarn kontinuierlicher Länge verstanden wird.

Diese Garne sind von dem Hersteller bereits mit bestimmten Eigenschaften ausgestattet, die bisher jedoch nicht genau festgelegt sind, was dazu führt, daß bei der Verarbeitung dieser Garne latente Tendenzen für eine nachträgliche Verformung bzw. ein Kräuseln wirksam werden, wenn die Garne bestimmten Wärme- bzw. Feuchtigkeitsbedingungen bei der Verarbeitung ausgesetzt sind.

Bs wurde jedoch festgestellt, daß BCF-Garne anfänglich keinen allzu ungünstigen Temperaturbedingungen ausgesetzt werden sollen, damit diese Garne,die thermoplastische Eigenschaften haben, nicht zu früh, d.h. bevor die latenten Eigenschaften des Garnes in der gewünschten Weise zur Auswirkung gekommen sind, fixiert werden. Es ist bekannt, daß das Einwirken von linearen Spannungen, wie sie bei dem kontinuierlichen Verarbeitungsprozess von Garnen in der Regel üblich sind, während der Entwicklungsphase bzw. dem Beständigmachen der Kräuselung das volle Wirksamwerden der latenten Kräuseleigenschaft des BCF-Garnes stark beeinträchtigen bzw. gar völlig unterdrücken können.

Es wurde außerdem festgestellt, daß die Kräuseleigenschaften von BCF-Garnen, wenn sie einmal entwickelt und beständig gemacht sind, extrem leicht zerstörbar bzw. die Kräuselung ausziehbar ist, wenn die Garne den im Textilgewerbe üblichen Behandlungsverfahren ausgesetzt sind. So sei z. B. darauf hingewiesen, daß ein synthetisches oder thermoplastisches Garn bei den derzeit üblichen und weit verbreiteten Texturierverfahren einem kontinuierlichen linearen Zug bzw. einer Spannung in der Größenordnung von zumindest 0, 06 Gramm pro Denier ausgesetzt ist und das Garn, nachdem es durch das Entfernen der Verzwirnung eine Kräuselung erhalten hat, üblicherweise Spannungen von etwa 0,4 Gramm pro Denier und höher ausgesetzt wird, ohne daß dies einen nachteiligen Einfluß auf

- 2 - das

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endgültige Fasergefüge bzw. die Kräuselung des fertigen Garnes hat. Derartige auf BCF-Garne nach der Ausbildung der Kräuselung einwirkende Spannungen bewirken ein Sichausziehen der Kräuselung, wodurch diese und damit die Texturierung bzw. die fasrige Struktur verloren geht. . Zumindest werden aber durch die Einwirkung solcher Spannungen die Garne ungeeignet für den beabsichtigten Verwendungszweck.

Alle bisher bekannten Verfahren zur Herstellung kommerziell geeigneter Garne haben sich für die Bearbeitung von BCF-Garnen als unzweckmäßig erwiesen aufgrund der zuvor angegebenen Wirkungen. Diese Wirkungen ergeben sich auch infolge der schrittweisen Formierung der Garnstruktur sowie der Handhabung und der Mehrfachbehandlung des Garnes in Form diskreter Stränge oder Knäuel. Aufgrund dieser bekannten Verfahren ergeben sich Garnprodukte, denen eine Vielzahl von Nachteilen anhaftet. Diese Nachteile bestehen in dem Verlust wesentlicher latenter Kräuseleigenschaften, da diese niemals ganz entwickelt und fixiert werden, der Verringerung einer fixierten Kräuselung und gegebenenfalls auch der Verlust der Kräuselung durch die nachfolgenden Behandlungsschritte, eine ungleichförmige Ausbildung der fixierten Kräuselung, ungleichmäßige Einfärbeigenschaften des Garnes, wodurch Streifenmuster beim Endprodukt entstehen können, und sehr hohe Kosten aufgrund der Vielzahl der Handhabungen und Behandlungsschritte, die ausgeführt werden müssen, um ein Garn mit zumindest einem Minimum der gewünschten Gebrauchseigenschaften zu erhalten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von voluminösen Einzelgarnen kontinuierlicher Länge aus synthetischem Material mit einer fixierten Kräuselung zu schaffen, wobei es sich insbesondere- um BCF-Garne handelt, mit dem die Formierung

- 3 - einer

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einer Kräuselung und Fixierung derselben unter voller Ausnützung der latenten Kräuseleigenschaften des Garnes möglich ist, und wobei das Garn während des Bearbeitungsverfahrens im wesentlichen keinen Einflüssen ausgesetzt wird, die eine Verschlechterung bzw. Zerstörung der latenten Kräuseleigenschaften mit sich bringen. Mit dem Verfahren soll eine permanente Fixierung der Kräuselung für ein derartiges Garn gewährleistet sein, wobei das Garn seine volle volumenvergrößernde Kräuselung auch während nachfolgender Bearbeitungs- und Herstellungsverfahren behält, so daß es im Endprodukt, z.B. als Teppich, dauerhaft einen größeren Volumenraum einnimmt und damit eine bessere "Deckkraft" hat. Das Verfahren soll bei der volumenvergrößernden Kräuselbildung und der Fixierung der Kräuselung für ein BCF-Garn diese Bearbeitung in einem kontinuierliehen Verfahren mit wesentlich verringerter Anzahl von Bearbeitungs schritten als bisher möglich machen, und insbesondere für die Herstellung von geschorenen Noppenteppichen (cut-pile carpet) geeignet sein, die wesentlich voluminöser sind und eine größere Deckkraft im Vergleich mit Teppichen aus nach bekannten Verfahren hergestellten Garnen gleichen Gewichtes haben. Dabei soll der Teppich in seiner äußeren Erscheinung von größerer Qualität sein und eine bessere Geschlossenheit zeigen aufgrund einer permanenten Fixierung einer unregelmäßig linearen Formierung. Schließlich soll das Verfahren gemäß der Erfindung wesentlich einfacher und kostensparender ausführbar sein als bekannte Verfahren dieser Art.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Garn mit der latenten Kräuseleigenschaft leicht verdreht wird, daß das Garn ohne nennenswerte Spannung durch eine erste Behandlungs zone geführt wird, um die latenten Kräuseleigenschaften sich ausbilden zu lassen und die Kräuselung beständig zu machen, daß das Garn aus der Behandlungs zone unter geringsten Spannungsbeanspruchungen he raus gele it et wird und eventuell entstehende Spannungen im Garn sofort beseitigt werden, daß das Garn in einen Behandlungs· zylinder in Form einer im wesentlichen gleichmäßig losen Masse abgelegt

- 4 - wird

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wird, und daß das Garn in dem Behandlungszylinder in einer zweiten Behandlungszone Bedingungen ausgesetzt wird, die die Kräuselung des Garnes fixieren.

Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Die Merkmale der Erfindung werden besonders vorteilhaft bei einem Verfahren zur Herstellung eines voluminösen Einzelgarnes kontinuierlicher Länge aus einem synthetischen Material mit einer latenten Kräuseleigenschaft verwirklicht, bei dem das Garn mit der latenten Kräuseleigenschaft zunächst in einer Richtung leicht gezwirnt wird und dann gleichartige Einzelgarne mit einer Verdrehung in der gleichen Richtung zu eine m Garn zusammengezwirnt werden, das im wesentlichen die gleiche Verdrehung hat wie die Einzelgarne, jedoch entgegengesetzt. Dieses Garn wird anschließend auf einen sich drehenden Spindeldorn aufgewickelt, der in Längsrichtung verlaufende Fördereinrichtungen hat. Dadurch wird das Garn schraubenförmig an dem Spindeldorn entlang transportiert. Während dieses Transportes entlang dem Spindeldorn durchläuft das Garn eine erste Behandlungs zone, in der es bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt wird, um die Entwicklung der Kräuselung aus der latenten Kräuseleigenschaft auszulösen und diese Kräuselung beständig zu machen, wobei sie jedoch noch nicht fixiert wird. Durch das Drehen des Spindeldornes wandert dieses Garn weiter durch die Bearbeitungszone, wobei dafür gesorgt wird, daß jeder Garnabschnitt zumindest den gleichen minimalen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt ist. Das Garn wird dann kontinuierlich von dem Spindeldorn am vorderen Ende abgenommen, wobei dafür Sorge getragen wird, daß sich nur ein minimaler Zug im Garn aufbaut. Dieser minimale Zug wird jedoch sofort wieder beseitigt, indem das Garn durch Rollen geführt wird, welche es in einem Behandlungs zylinder praktisch völlig spannungs- und zugfrei ab-

- 5 - legen.

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legen. Dadurch wird das Garn in dem Behandlungs zylinder im wesentlichen gleichförmig als lose Masse abgelegt. Wenn der Behandlungs zylinder weitgehendst gefüllt ist, wird er entfernt und in eine zweite Behandlungs zone gebracht, in der das Garn wesentlich intensiveren Feuchtigkeitsund Temperaturbedingungen ausgesetzt wird, um die in der vorausgehenden Behandlungs zone manifestierte Kräuselung zu fixieren. Nach der Entnahme aus der zweiten Behandlungs zone kann das Garn sofort einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden, um daraus z. B. Teppiche oder andere Textilien herzustellen. Es wurde festgestellt, daß aus einem derartig bearbeiteten Garn hergestellte Teppiche eine wesentlich höhere "Deckkraft" haben aufgrund des größeren von dem Garn eingenommenen Volumens bezogen auf gleichartige Garne mit demselben Gewicht, die jedoch nach bekannt en Ver-» fahren hergestellt sind. Das Füllen des Behandlungs Zylinders erfolgt unter gleichzeitiger Drehung des Behandlungs Zylinders um seine Rotationsachse, wobei das Garn radial hin und her verlaufend zwischen etwa dein Bereich der Rotationsachse und der inneren Oberfläche des Behandlungs Zylinders abgelegt wird. Durch diese Art der Ablage des Garnes in dem Behandlungszylinder werden weitere wünschenswerte Eigenschaften im fertiggestellten Garn begünstigt und hervorgerufen, um die^Tbeckkraft^Meines aus diesem Garn hergestellten Teppichs zu vergrößern.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Apparatur zur Verwirklichung

der Erfindung sowie zur Illustration der Schritte der Garnbehandlung und der relativen Zuordnung der einzelnen Komponenten der Apparatur;

Fig. 2 eine schematische Darstellung, aus der das Ablegen des

- 6 - Garnes

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Garnes in Bearbeitungsbehältern hervorgeht und aus der auch erkennbar ist, daß mehrere Bearbeitungsbehälter gleichzeitig unter Verwirklichung der Erfindung gefüllt werden können;

Fig. 3 einen schematischen Teilschnitt durch die Zuführungsrollen,

welche beim Zuführen des Garnes und Ablegen in die Bearbeitungsbehälter Verwendung finden.

Das Verfahren zur Gangbehandlung läßt sich anhand der in der Zeichnung dargestellten Apparatur leicht verständlich beschreiben. Bs soll jedoch dabei darauf hingewiesen werden, daß die Apparatur lediglich zum Zwecke der Erläuterung beschrieben wird und nicht, um den Erfindungsgedanken auf die Ausführungsform der beschriebenen Apparatur zu begrenzen.

Gemäß Fig. 1 wird das speziell präparierte Garn, wie es nachfolgend näher .erläutert wird, in einem Garnwickelapparat A verarbeitet, in welchen ein vorbearbeitetes und von einer Spule 12 abgenommenes Garn am einen Ende 16 eines rotierenden Spindeldornes 18 über einen umlaufenden Flügel 19 eingeführt wird. Der rotierende Spindeldorn 18 besteht aus einer Reihe geeignet aufgebauter Förderbänder 20, beispielsweise 4 oder 6, welche um die Drehachse des Spindeldornes 18 herum angeordnet sind und mit abnehmender Entfernung vom Flügel 19 gegeneinander geneigt verlaufen. Der äußere Bandteil der Förderbänder 20 bewegt sich vom Flügel weg in Richtung auf das gegenüberliegende Ende 22 des Spindeldornes 18. Aufgrund dieser Bandbewegung und in Verbindung mit der Drehung des Spindeldornes wird bewirkt, daß sich das Garn 10 schraubenförmig längs dem Spindeldorn entsprechend der kontinuierlichen Zuführung durch den Flügel 19 verschiebt.

- 7 - Das

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Das Vorgarn 10 kann durch eine leichte Verdrehung eines geeigneten BCF-Garns präpariert werden, das z.B. aus einem 1200 Denier-Nylongarn mit 68 Binzeltitern besteht. Die diesem Garn gegebene Drehung kann in der Größenordnung von 2, 5 bis 4, 5 Windungen pro 2, 54 cm in Z-Richtung liegen. Diese Drehung kann in bekannter Weise ausgeführt sein, jedoch öollte dafür Sorge getragen werden, daß das Garn eine gleichmäßige Drehung erhält. Nach der Drehung zweier oder mehrerer gleichartiger Fasern, wovon jede im wesentlichen in derselben Richtung, z. B. in Z-Richtung oder S-Richtung, und im gleichen Ausmaß verdreht ist, werden diese Fasern gezwirnt und erhalten dabei eine Drehung, die der Richtung des Binzelgarnes entgegengerichtet ist und im wesentlichen das gleiche Ausmaß der Verdrehung hat. Wenn somit die Einzelgarne z. B. drei Drehungen pro 2, 54 cm in Z-Richtung haben, dann ergibt sich für das gezwirnte Garn vorzugsweise eine Verdrehung von drei Drehungen pro 2, 54 cm in S-Richtung. Dieses Verzwirnen kann nach einem der bekannten Verfahren erfolgen, so daß es für den Fachmann nicht notwendig ist, diese Verfahren zu beschreiben.

Das gezwirnte Garn wird auf das eine Ende 16 des Spindeldornes 18 aufgelegt, wobei durch die Bewegung der Förderbänder 20 dafür Sorge getragen wird, daß aufeinanderfolgende Windungen nebeneinander und nicht übereinander auf den Förderbändern aufliegen. Je nach der Drehgeschwindigkeit des Flügels 19 und der Fördergeschwindigkeit der Förderbänder 20 kann man den Abstand zwischen den einzelnen benachbarten Windungen des auf den Spindeldorn 18 aufgelegten Garnes festlegen. Es wurde festgestellt, daß ein genauer Abstand zwischen benachbarten Windungen des Vorganges 10 unkritisch ist, jedoch ist es wichtig, daß sich mehrere Windungen des Garnes nicht zusammenballen bzw. übereinanderlegen können, da dadurch der Effekt bzw. das durch die Erfindung beabsichtigte Ergebnis ungünstigt werden kann. Vorzugsweise wird ein Abstand, wenn auch nur ein geringer, zwischen benachbarten Windungen aufrechterhalten, so daß sich

- 8 - zwischen

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zwischen den Windungen ein Luftstrom ausbilden kann, um eine vollständige Durcherwärmung und eine Durchfeuchtung des Garnes zu gewährleisten, was nachfolgend im einzelnen noch erläutert wird.

Wenn sich das Vorgarn 10 an. dem Spindeldorn 18 entlang verschiebt, durchläuft es eine Behandlungszone, die sich in drei Compartments 21, 23 und 25 unterteilen kann. In das Compartment 23 in der Behandlungszone wird erwärmte und angefeuchtete Luft eingeführt, und zwar derart, um in diesem Compartment eine relative Luftfeuchtigkeit bei Temperaturen aufrechtzuerhalten, die bei etwa 82 C bis etwa 88 C für den Trockentemperaturgehalt und bei etwa 77 C für den Feuchttemperatur gehalt liegt. Das Compartment 23 ist mit Auslaßleitungen versehen, die entweder allein oder in Kombination mit derartigen Auslaßleitungen am Compartment 21 Luft abziehen und dadurch eine Zirkulation der erwärmten und angefeuchteten Luft derart bewirken, daß eine gleichmäßige Wärme- und Feuchtigkeits verteilung in dem Compartment 23 erzielbar ist. Aufgrund der Drehung des sich verjüngenden Spindeldornes 18 wird jedes lineare Segment des durch das Compartment wandernden Garnes den im wesentlichen gleichen Bedingungen in der Behandlungs zone unterworfen, womit auch eine gleichmäßige Behandlung des Garnes sichergestellt wird, selbst wenn Änderungen der Prozeßbedingungen von einem zum anderen Teil der Behandlungs zone nicht zu vermeiden sind.

Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, daß die Behandlungs zone in ausreichendem Abstand von dem Ende 16 des Spindeldornes 18 längs des Spindeldornes angeordnet ist, so daß aufgrund des abnehmenden Umfangs des Spindeldornes die einzelnen Windungen des Garnes lose und locker um die Förderbänder 20 herum verlaufen und keine-weitere Spannung als die durch das Eigengewicht des Garnes in jeder Windung erzeugte Spannung wirksam ist, wenn das Garn erstmals den voraus stehend erwärmten Wärme- und Feuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt wird. Es wurde festgestellt, daß das

- 9 - auf diese

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auf diese Weise auf dem Spindeldorn angeordnete Garn einmalig befähigt ist, seine latenten Kräuseleigenschaften in einem größeren Umfang zu entwickeln als dies unter den bekannten Wärme- und Feuchtigkeitsbedingungen bisher möglich ist.

Wenn das "Vorgarn 10 in und durch das Compartment 23 hindurchläuft, entwickeln sich die latenten Eigenschaften des Garnes durch das Vorbeistreichen der heißen und angefeuchteten Luft in unmittelbarem Kontakt mit dem Garn an jedem, einzelnen linearen Segment, so daß auch jedes einzelne lineare Segment im wesentlichen denselben Bedingungen im spannungsfreien Zustand ausgesetzt ist. Bs wurde auch festgestellt, daß die Gleichförmigkeit der Farbannahme für das fertigbehandelte Garn wesentlich verbessert ist und damit die Streifigkeit des fertiggestellten Teppichs oder dergl. vermieden wird, wenn entsprechend dem. vorstehend beschriebenen Verfahren jeder Abschnitt des Garnes gleichmäßigen minimalen Wärme- und Feuchtigkeitsbedingungen unterworfen wird, was Voraussetzung dafür ist, daß sich die latenten Eigenschaften des Garnes entwickeln. Überraschenderweise wurde jedoch festgestellt, daß sich, wenn diese Entwicklung abgelaufen ist, eine weitere Verweilzeit des Garnes in der Behandlungszone als nicht offensichtlich nachteilig erweist, weder in Bezug auf die Kräuselung, die Zugfestigkeit oder die Einfärbbarkeit des fertiggestellten Garnes.

Wenn das Garn 10,nachdem es seine volle Behandlung hinter sich hat und sich die latenten Eigenschaften manifestiert haben, weiter durch das Compartment 25 auf dem Spindeldorn wandert, wird es durch einen Gegenluftstrom etwas getrocknet, der von außen in die Behandlungszone verläuft. Beim Erreichen des vorderen Endes 22 des Spindeldornes ist das Garn 10 jedoch immer noch etwas feucht und wird von den Förderbändern 20 sehr lose gehalten, um die zuvor entwickelte leicht brechende Kräuselstruktur nicht zu zerstören.

- 10 - ' Das

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Das Garn muß von dem Spindeldorn 18 äußerst sorgfältig und mit geringstmöglicher Spannung abgenommen werden. Die üblichen Wickelverfahren für Textilgarne lassen an dem Garn Spannungen auftreten, die so groß sind, daß die Kräuselung nicht standhält. Aus diesem Grund ist der nachfolgend beschriebene Vorgang zum Abnehmen des Garnes vom Spindeldorn besonders wichtig. Das Garn 10 wird vom Spindeldorn mit Hilfe von Rollen 30 und 32 abgenommen, wobei es zunächst durch eine im wesentlichen zentrisch auf die Achse des Spindeldornes ausgerichtete Führung 27.geführt und zu einer Führung 28 weitergeleitet wird. Diese Führung 28 ist an einer hin und her gehenden Welle 31 montiert und bewegt sich quer zu den Rollen 30 und 32 vor diesen hin und her. Beim Durchlaufen der Rollen 30 und 32 ist das Garn von allen meßbaren Spannungen frei und kann in einem Behandlungs zylinder 34 abgelegt werden. '

Durch eine Einstellung der linearen Umfangsgeschwindigkeit der Rollen, bezogen auf die Drehgeschwindigkeit des Spindeldornes, kann man erreichen, daß das Garn mit einer Geschwindigkeit von etwa 730 m pro Minute ohne die Erzeugung einer Spannung in dem Garn abgenommen werden kann, die größer als etwa 0, 015 Gramm pro Denier ist. Spannungen von zumindest 0,01 Gramm pro Denier sind schwer zu vermeiden, und zwar aufgrund des Gewichtes des ballonartig ausfliegenden Garnes, wenn es von dem Spindeldorn abgenommen wird. Man hat festgestellt, daß bei einer Placierung der Rollen 30 und 32 innerhalb einer Entfernung von etwa 3 1/2 m von dem vorderen Ende des Spindeldornes auf das Garn die erwähnten Spannungen für eine Zeitdauer bei den angegebenen Geschwindigkeiten einwirken, die etwa 2/10 Sekunden entspricht, und daß das Garn die erwähnten Spannungen für zumindest eine kurzzeitige Dauer aushalten kann, ohne eine nennenswerte Verschlechterung der Kräuselung zu erfahren, obwohl die Kräuselung des Garns in diesem Zustand sehr empfindlich ist.

Zur Erläuterung des Ablegens des Garnes in dem Behandlungs zylinder 34

- 11 - wird

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wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Der Behandlungs zylinder 34 dreht sich um seine vertikale Achse, wobei die Führung 28 auf der Welle 31 zwischen zwei Positionen hin und her verschoben wird, wovon die eine in einer etwa durch die Drehachse des Behandlungs Zylinders 34 wer lauf enden Ebene und die andere etwa in einer im wesentlichen tangential durch die innere Oberfläche 35 verlaufenden Ebene des Behandlungs Zylinders 34 liegt. Durch diese Bewegung der Führung 28 wird das Garn 10 beim Durchlaufen der Rollen 30 und 32 seitlich verschoben, ohne daß es außer Kontakt mit der Oberfläche der Rollen kommt. Damit wird das Garn in sehr gleichmäßig verteilten Faltungen im Behandlungsbehälter abgelegt und keiner Pressung ausgesetzt, es sei denn der Pressung, die durch das Gewicht des dar üb erliegenden Garnes verursacht wird.

Wenn das Garn 10 auf diese Weise in den Behandlungsbehälter 34 eingeführtwird, ergibt sich eine extrenvlose und mit geringer Dichte gepackte Garnmasse. Aufgrund der standfesten Kräuselung im Garn sowie der Krümmungen und Drehungen, welche durch die zuvor beschriebenen Maßnahmen erzeugt wurden, nehmen die Gangteile in dem Behandlungsbehälter eine sehr unregelmäßige Lage für kurze Zeit zueinander ein, d.h. zusätzlich zu der Kräuselung und den Deformationen im Garn aufgrund der Wärme und Feuchtigkeitsbehändlung werden weitere Verformungen ausgelöst, wenn das Garn über die Rollen in den Behandlungs zyli nder 34 eingeführt wird.

Sobald der Behandlungs zylinder 34, der einen Durchmesser von etwa 40 cm haben kann, gefüllt ist, werden alle Maschinenfunktionen einschließlich der Drehung des Flügels 19 und des Spindeldornes 18 abgestellt und das Garn 10 unmittelbar über dem Behandlungs zylinder 34 getrennt. Anstelle des gefüllten Behandlungs Zylinders 34 wird ein leerer Zylinder in dieselbe Position gebracht und die Apparatur wieder in Betrieb genommen. Entsprechend der Gepflogenheit können an dem Behandlungs zylinder an dem

- 12 - jeweiligen

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jeweiligen Ende des eingelegten Garnes sogenannte Binführungsenden vorgesehen werden, die für die spätere Handhabung in speziellen Behältern gehalten werden.

Der gefüllte Behandlungsbehälter 34 kann entweder separat oder zusammen mit anderen gefüllten Behältern bei einer Temperatur von etwa 115 C bis etwa 133 C in einer gesättigten Dampf atmosphäre für eine Zeitdauer von vorzugsweise 30 Minuten gedämpft werden, wobei jedoch diese Zeitdauer von der exakten verwendeten Temperatur abhängig veränderlich ist. Bs sei bemerkt, daß BCF-Garne auch bei bereits bekannten Verfahren

bei ähnlichen Temperaturen gedämpft wurden, jedoch benötigen diese Verfahren in der Regel zusätzliche Schritte während des DämpfungsVerfahrens, die bei geringeren Temperaturen als den erwähnten ablaufen. Bs wird vermutet, daß diese zusätzlichen Schritte hauptsächlich demVersuch dienen, die Kräuselung und die lose Häufung zurückzugewinnen, die während der zuvor abgelaufenen Verfahrensschritte beim Dämpfen verloren gegangen ist. Wenn jedoch dasselbe BCF-Garn entsprechend dem vorausstehend beschriebenen Verfahren behandelt wird, sind solche zusätzlichen Dampfbehandlungen nicht mehr notwendig,und trotzdem erhält man ein Produkt, das sowohl bezüglich seiner Kräuselung als auch der losen Aufhäufungs charakteristik wesentlich günstiger istals das bei Garnen festgestellt werden kann, die nach bekannten Verfahren behandelt sind.

Nach der Dampfbehandlung kann das Garn 10 aus den Behandlungs zylindern 34 in geeigneter Weise entnommen werden. Wenn das Garn zu Teppichen verarbeitet wird, kann man feststellen, daß das Garn aufgrund der stärkeren Kräuselung und Drehung die in dem Dämpfverfahren als permanente Eigenschaft dem Garn aufgeprägt wurde, eine wesentlich bessere Standfestigkeit und Fülligkeit gibt. Ein Teppich aus einem nach der Erfindung bearbeiteten Garn unterscheidet sich von bekannten BCF-Teppichen dadurch, daß sich die Garne in einer ästhetisch wirkungsvollen unregelmäßig linearen Stellung

- 13 - " zueinander

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zueinander darstellen, welche, so wird angenommen, im wesentlichen von der Behandlung des Garnes während des Dämpfens herrührt. Diese unregelmäßige Stellung des Garnes zueinander beim beschnittenen Teppich zusätzlich zum ästhetischen Eindruck trägt weiter zu der Fülle bzw. Dichte des Teppichs bei, wie er in Erscheinung tritt, so daß man aufgrund der Verfahrensschritte gemäß der Erfindung eine "Deckkraft¹¹ erhält, die etwa 15 % über derjenigen von Teppichen liegt, die aus nach bekannten Verfahren hergestellten und bearbeiteten Garnen liegt, wobei von einer gleichen Denier-Zahl ausgegangen wird. In anderen Worten ausgedrückt, erhält man für einen geschnittenen Haarflorteppich aus dem Garn gemäß der Erfindung, der typischerweise etwa 340 Gramm Garn pro Quadrateinheit enthält, eine "Deckkraft", die etwa 400 Gramm und mehr pro Quadrateinheit für ein Garn mit derselben Denier-Zahl entspricht, und welches nach bekannten Verfahren hergestellt ist.

Es wurde festgestellt, daß mehr als ein Garn 10 entsprechend dem Verfahren gemäß der Erfindung gleichzeitig bearbeitet werden kann, und daß beide Garnenden gleichzeitig von einem Spindeldorn 18 abgezogen und in getrennte Behandlungs zylinder 34 und 36 unter Verwendung einer zusätzlichen Führung 29 und zusätzlicher Rollen 38 eingeführt werden können. Aufgrund dieser Modifikation wird ein zusätzliches Garnende einfach von einem weiteren Lieferwerk in den Flügel 19 eingeführt und beide Enden des Vorgangs 10 gleichzeitig auf den Spindeldorn 18 in der beschriebenen Weise aufgelegt. Beide Garnenden können auch gleichzeitig am anderen Ende 22 des Spindeldornes 18 abgenommen werden und durch die Führung 27 verlaufen. Von diesem Punkt aus, wie aus Fig. 2 hervorgeht, werden die Garnenden aufgeteilt und jeweils getrennten Führungen 28 und 29 zugeführt, von wo aus sie durch die getrennten Sätze von identischen Rollen in die beiden verschiedenen Behandlungs zylinder eingelegt werden. Wenn in dieser Weise verschiedene Garnenden bearbeitet werden, muß dafür Sorge getragen werden, daß jedes Ende von dem Spindeldorn 18 ungefähr· mit derselben linearen

- 14 - Geschwindig-

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Geschwindigkeit abgenommen und durch die Rollen in den Behandlungs zylinder eingeführt wird. Aus diesem Grund ist es sehr zweckmäßig, die beiden Führungen 28 und 29 auf ein und derselben hin und her gehenden Welle 31 zu montieren und die Rollen mit derselben Geschwindigkeit über diese Welle 31 anzutreiben.

Aus Fig. 3 geht die Oberflächengestaltung der Rollen 30 und 32 bzw. 38 hervor, wobei man erkennen kann, daß die eine Rolle 32 mit einem synthetischen Material, z.B. Gummi 41, überzogen sein kann, während die andere Rolle eine mit Rillen versehene Oberfläche 39 aufweist, damit das durchgeführte Garn sicher gefaßt wird.

Obwohl es verschiedene Arten kommerziell verfügbarer Garnwickelapparate gibt, die auch mit einem rotierenden Spindeldorn jeweils versehen sind und für die thermische Behandlung von Textilfasern Verwendung finden können, ist jedoch für die Durchführung der Erfindung eine sogenannte HBS-Maschine (Hersteller Eugen Hirschburger KG, Reutlingen) besonders vorteilhaft. Diese Maschine kann in geeigneter Weise modifiziert und an die speziellen Erfordernisse für die Ausführung der Erfindung angepaßt werden.

Nachfolgend sollen für die Anwendung der Erfindung grundsätzliche Parameter für die Geschwindigkeit, die Spannung, die Temperaturen und weitere Bearbeitungsbedingungen gegeben werden, wie sie zweckmäßigerweise Verwendung finden können. Es wird dabei von einem BCF-Garn mit 2400 Denier ausgegangen, das eine. Verdrillung in Z-Richtung mit 2,5 Drehungen pro 2, 54 cm in jeweils zwei Fasern des Garnes aufweist. Diese Fasern werden zusammengezwirnt, wodurch man eine Drehung von etwa 2, 5 Windungen pro 2,54 cm in S-Richtung erhält. Dieses Garn'wird in die HBS-Maschine so eingeführt, daß der Flügel 19 das gezwirnte Garn mit insgesamt etwa 4800 Denier in einer linearen Geschwindigkeit mit über etwa 910 m pro Minute auf den Spindeldorn auflegt. Der Durchmesser des Spindeldorns an dem darch-

- 15 - messer-

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messergrößeren Ende 16 beträgt etwa 1 m. Der Spindeldorn dreht sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 200 Umdrehungen pro Minute, wobei die Geschwindigkeit der Förderbänder 20 auf etwa drei Meter pro Minute eingestellt ist, um sicherzustellen, daß das Garn in gleichmäßiger Verteilung auf den Spindeldorn aufgewickelt wird und sich weder zusammenballt noch übereinander ablegt. Die Behandlungszone der HBS-Maschine wird entsprechend den vorausstehend angegebenen Bedingungen abgeändert, um die Wärme und Feuchtigkeit so auf das lose und spannungsfreie Garn einwirken zu lassen, daß sich die 'charakteristische latente Kräuselung voll entwickeln kann. Die Rollen 30 und 32 drehen.sich mit einer an das Abnehmen des Garnes von dem Spindeldorn angepaßten Geschwindigkeit, was etwa einer Garn geschwindigkeit von etwa 730 m pro Minute betragen kann, wobei die beim Abwickeln entstehende Spannung unmittelbar abgebaut wird, wenn das Garn durch die Rollen 30 und 32 in den Behandlungs zylinder 34 eingelegt wird. Die Drehgeschwindigkeit der Behandlungs zylinder 34 kann in der Größenordnung von etwa 8 Umdrehungen pro Minute liegen, wobei die Verschiebe geschwindigkeit der Führung 28 in Querrichtung auf die lineare Fördergeschwindigkeit des Garnes und die Drehgeschwindigkeit des Behandlungs zylinders abgestimmt ist, um eine gleichmäßige Verteilung des Garnes innerhalb des Behandlungs zylinders zu gewährleisten. Auch die relative Dreh·^ geschwindigkeit des Behandlungs zylinders, die Drehgeschwindigkeit der Zuführspulen und die Verschiebegeschwindigkeit der Garn;führung sind veränderlich, um das Grad der Verbiegung und Verdrehung im Garn einzustellen, was zur gewünschten Unregelmäßigkeit in der Ausbildung der Struktur führt. Der Druck beim Dämpfen des Garnes kann in Abhängigkeit von der Temperatur eingestellt werden. Drücke, die eine Behandlungstemperatur von zumindest etwa 115 C ermöglichen, werden bevorzugt. Zum Auswechseln eines gefüllten Behandlungs zylinders gegen einen leeren Behandlungs zylinder wird die Apparatur kurz angehalten, ohne daß dadurch eine Ungleichmäßigkeit in der Behandlung des in der Behandlungs zone befindlichen Garnes ausgelöst wird, da es sich einrichten läßt, daß die

- 16 - Behandlungs-

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Behändlungszeit in der Behandlungszone kaum wesentlich länger als normal wird.

- 17 - Patentansprüche

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Claims (7)

1. CD2P-11G4

   2Λ22370

   Patentansprüche·

   Verfahren zur Herstellung von voluminösen Einzelgarnen kontinuierlicher Länge aus einem synthetischen Material mit latenten Kräuseleigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn mit der latenten Kräuseleigenschaft leicht verdreht wird, daß das Garn ohne nennenswerte Spannung durch eine erste Behandlungs zone geführt wird, um die latenten Kräuseleigenschaften sich ausbilden zu lassen und die Kräuselung beständig zu machen, daß das Garn aus der Behandlungszone unter geringsten Spannungsbeanspruchungen herausgeleitet wird und eventuell entstehende Spannungen im Garn sofort beseitigt werden, daß das Garn in einen Behandlungs zylinder in Form einer im wesentlichen gleichmäßig losen Masse abgelegt wird, und daß das Garn in dem Behandlungs zylinder in einer zweiten Behandlungs zone Bedingungen ausgesetzt wird, die die Kräuselung des Garnes fixieren.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn aus zumindest zwei Einzelgarnen besteht, die in einer Richtung derart verdreht sind, daß zumindest zwei Verdrehungen pro 2, 54 cm im Garn entstehen, und daß die Einzelgarne in einer zu ihrer Verdrehung entgegengesetzten Richtung derart zusammengezwirnt werden, daß das Garn dieselbe Anzahl von Verdrehungen wie zuvor die Einzelgarne erfährt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn auf eine Fördereinrichtung derart aufgelegt wird, daß es kontinuierlich durch die erste Behandlungs zone geführt wird.

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4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Behändlungs zylinder beim Ablegen des Garnes um seine vertikale Rotationsachse dreht und daß das Garn im wesentlichen mit der Spannung Null längs der Radien des sich drehenden Behändlungs Zylinders zwischen einem der Drehachse benachbarten Bereich und etwa der inneren Oberfläche des Behandlungszylinders hin und her verlaufend derart abgelegt wird, daß das Garn im wesentlichen über den Behändlungs zylinder verteilt eine gleichförmige, jedoch in kurzen Abschnitten unregelmäßige Anordnung erfährt.
5. 5- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auflegen des Garnes auf die Fördereinrichtungen das Garn auf einen sich drehenden Spindeldorn aufgewickelt wird, der die Fördereinrichtungen derart umfaßt, daß das Garn in Längsrichtung des Spindeldornes schraubenförmig längs der Drehachse des Spindeldornes durch die erste Behändlungs zone transportiert wird.
6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Behändlungs zone eine Temperatur von etwa 77 C bis etwa 93 C in einer im wesentlichen feuchten Atmosphäre aufrechterhalten wird, und daß in der zweiten Behändlungs zone eine Temperatur von etwa 115 C bis etwa 133 C in einer gesättigten Dampf atmosphäre aufrechterhalten wird.
7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn beim Herausleiten aus der ersten Behändlungs zone teilweise getrocknet wird, und daß das in gleichförmiger Anordnung mit geringer Dichte und in loser Masse im Behändlungs zylinder abgelegte Garn durch die Wärmebehandlung in der zweiten Behändlungs zone derart beeinflußt wird, daß die

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   in kurzen Abschnitten unregelmäßige Garnanordnung, d. h. die Kräuselung und die Verdrehung, permanent gefestigt wird.

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