DE2530728C2

DE2530728C2 -

Info

Publication number: DE2530728C2
Application number: DE19752530728
Authority: DE
Inventors: Yukio Otaki; Masatoshi Mineo; Kiyoshi Mishima Shizuoka Jp Nakagawa; Shiro Nishiumi; Yoshio Otsu Shiga Jp Aratani
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1974-07-15
Filing date: 1975-07-10
Publication date: 1988-03-03
Also published as: IT1050585B; CH915875A4; FR2278809A1; JPS5733377B2; CH603848B5; JPS5111946A; DE2530728A1; FR2278809B1; GB1510337A

Description

Die Erfindung betrifft ein voluminöses, im wesentlichen nicht verflochtenes mehrfädiges Garn, das aus einer Vielzahl von Fasern aus thermoplastischem Kunststoff besteht (s. Oberbegriff des Anspruchs 1), und sie betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Garnes, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Aus der DE-OS 19 57 425 ist bereits ein solches Garn und Verfahren zur Herstellung eines solchen Garnes bekannt, wonach dem Garn ein raumbeanspruchendes oder voluminöses Aussehen erteilt wird, indem man Einzelfäden, die das mehrfädige Garn bilden, unregelmäßig erhitzt, beispielsweise durch Hitzebehandlung eines thermoplastischen mehrfädigen Garnes mit wenigstens einem erhitzten Teil durch Kontakt mit diesem unter Zugspannung; indem man ferner das Garn sich zusammenziehen läßt, so daß man einen Unterschied in der Kontraktion unter den Einzelfäden bekommt, und dann das Garn unter einer ausreichenden Zugspannung aufwickelt, um gebildete Schleifen und Windungen zu eliminieren, oder indem man die Schleifen und Windungen läßt, wie sie sind.

Die bekannten voluminösen Garne besitzen jedoch eine zu hohe Kontraktion für Strickwaren, Wirkwaren oder Webwaren, besonders für Webwaren, die in einer nachfolgenden Stufe ein starkes Bremsen erfordern, und es war schwierig, ein Gewebe zu erhalten, das ausgezeichnet im Griff und in der Weichheit ist. Ein durch eine solche unregelmäßige Hitzebehandlung erhaltenes voluminöses Garn bildet eine komplizierte Kräuselung. Ungleichförmigkeit während der Zeit der Hitzebehandlung bringt jedoch einleuchtend Nachteile mit sich, und eine unter Verwendung dieses Garnes hergestellte Webware besitzt den Nachteil, daß sie Farbstoffe nur stark streifig und ungleichmäßig annimmt.

Es wurde zur Verhinderung einer solchen gesteigerten Ungleichmäßigkeit auch bereits ein Verfahren zur Herstellung eines voluminösen oder bearbeiteten Garnes vorgeschlagen (JP 8813/1978), bei dem man ein ungerecktes Garn streckt, das resultierende gestreckte Garn verflicht und danach das Garn in derart langer Berührung mit einem erhitzten Teil ablaufen läßt, daß die Hitze des erhitzten Teils nicht gleichmäßig auf das Garn übertragen werden kann. Bei diesem Verfahren besteht jedoch ein Problem insofern, als zwar die Gleichmäßigkeit verbessert wird, wenn der Verflechtungsgrad der Einzelfäden erhöht wird, doch wird dabei das Volumen vermindert, und wenn der Verflechtungsgrad der Einzelfäden stattdessen vermindert wird, bilden sich teilweise verflochtene Einzelfäden mit geringerem Volumen und teilweise verflochtene Einzelfäden mit großem Volumen, wie bei einem knotigen Garn. In einem solchen Fall ist es schwierig, ein voluminöses Garn mit Gleichmäßigkeit zu erhalten, und die Qualitätsunterschiede voneinander beabstandeter Stellen werden groß.

Die bekannten Garne waren nicht voluminös genug und hatten häufig auch eine zu große Kontraktionsfähigkeit, so daß sie schlecht für gewirkte oder gewebte Tuche geeignet sind. Man kann mit ihnen nur ein papierartig gewirktes oder gewebtes Tuch erhalten. Die Beliebtheit der mit den bekannten Garnen hergestellten Produkte hielt sich daher sehr in Grenzen.

Die Aufgabe gemäß der Erfindung besteht daher darin, ein voluminöses, im wesentlichen nicht verflochtenes mehrfädiges Garn der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, das für eine Weiterverarbeitung, insbesondere zum Weben, besser geeignet ist; und ein Verfahren anzugeben, mit Hilfe dessen solche Garne hergestellt werden können.

Hinsichtlich der Garne wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Garn gleichzeitig folgende charakteristische Werte besitzt:

(A) R _max/ ≦ 2,5
(B) Δ S₅ ≧1,5 und Δ S₅₀ ≦ 3,0
(C) Y ≧ 1,3
(D) X _T - ≦ 1,0

worin R _max die maximale Schwankungsbreite der Garnspannung, die mittlere Schwankungsbreite der Garnspannung eines normalen Abschnittes, Δ S₅ die maximale Differenz der Schrumpfung der Fäden einer Probe mit einer Länge von 5 cm, Δ S₅₀ die maximale Differenz der Schrumpfung der Fäden einer Probe mit einer Länge von 50 cm, X _T die maximale Garnspannung, die mittlere Garnspannung und Y den Grad des Volumens pro Trockenhitzeschrumpfung bedeuten. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das Garn aus Polyester oder Polyamid besteht.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen hat das mehrfädige Garn eine ausgezeichnete Gleichförmigkeit und gleichfalls ausreichend niedrige Zusammenziehbarkeit sowie ausreichendes Volumen für ein gestricktes, gewirktes oder gewebtes Tuch.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines voluminösen Garnes, bei welchem das ablaufende Garn mit einem erwärmten Körper in Berührung gebracht und anschließend wieder aufgewickelt wird, wobei das im wesentlichen unverzwirnte Garn dem erwärmten Körper unter einer Spannung von 9 - 108 mg/dtex zugeführt wird.

Die Verbesserung des Verfahrens zur Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß das Garn dem erwärmten Körper unter Vibrationen derart zugeführt wird, daß einzelne Fäden des Garnes nicht an dem Auflaufpunkt des Garnes, sondern davor bzw. dahinter den erwärmten Körper berühren, und daß das Garn in derart kurzer Zeit über den erwärmten Körper geführt wird, daß dessen Wärme nicht gleichmäßig auf das Garn übertragen wird. Würde man ein Garn in Längsrichtung der Fadenachse im einzelnen betrachten, dann würde man erkennen, daß wärmebehandelte und nicht wärmebehandelte Teile der Einzelfäden längs der Garnachse willkürlich verteilt vorhanden sind. Durch die Berührung des Garnes vor und hinter dem gedachten oder imaginären Auflaufpunkt des Garnes auf den erwärmten Körper wird verhindert, daß das mehrfädige Garn schmilzt und daß die Einzelfäden an willkürlichen Stellen mit Wärme behandelt werden, so daß sich dieses vorteilhafte Muster ergibt.

Erfindungsgemäß ist es dabei ferner von Vorteil, wenn das Garn nach der Berührung mit dem erwärmten Körper unter Bedingungen, die das Garn im wesentlichen nicht dehnen, mit einem weiteren erwärmten Körper in Berührung gebracht wird, wodurch Schleifen beseitigt werden, bevor das Garn wieder aufgewickelt wird. In vorteilhafter Weise wird für den ersten erwärmten Körper eine Temperatur gewählt, die im Bereich zwischen dem sekundären Umwandlungspunkt des Garnes und einer Temperatur von etwa 10°C unterhalb des Schmelzpunktes des Garnes liegt. Es ist erfindungsgemäß auch zweckmäßig, wenn für den weiteren erwärmten Körper eine Temperatur gewählt wird, die im Bereich zwischen dem sekundären Umwandlungspunkt des Garnes und einer Temperatur von etwa 25°C unterhalb der Temperatur des ersten erwärmten Körpers liegt.

Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei bedeutet:

Fig. 1 eine Teildarstellung einer Apparatur zur Messung der Schwankungswerte der Zugspannung eines voluminösen Garnes, von der Seite gesehen,

Fig. 2 und 3 Aufzeichnungen, welche die Schwankungszustände der Zerreißfestigkeit eines voluminösen Garnes, gemessen mit der Apparatur nach Fig. 1, zeigen,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Apparatur zur Messung des Volumens bzw. Garnraumbedarfs,

Fig. 5 skizzenhaft eine Methode zur Messung des Volumens bzw. Garnraumbedarfs,

Fig. 6 eine Teildarstellung, von der Seite gesehen, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert,

Fig. 7 und 8 Seitenansichten, die das Verhalten eines Garnes auf einem heißen Dorn zeigen, und

Fig. 9 eine seitliche Darstellung als Beispiel zur Erläuterung der nach der Erfindung verwendeten vibrationserteilenden Vorrichtungen.

Das hier in Rede stehende voluminöse Garn ist ein im wesentlichen nicht gebundenes oder verschlungenes thermoplastisches mehrfädiges Garn z. B. der Polyesterreihe oder dergleichen und genügt gleichzeitig den folgenden Bedingungen (A) bis (D), welche im Anspruch 1 näher erläutert sind:

(A) R _max/ 2,5
(B) Δ S₅ 1,5 und Δ S₅₀ ≦ 3,0
(C) Y 1,3
(D) X _T - 1,0

Verfahren zur Messung der charakteristischen Werte, die in (A) - (D) oben aufgeführt sind, werden nachfolgend erklärt.

Verfahren zur Messung der Schwankungsbreite der Garnspannung

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Apparatur zur Messung von R _max und X _T - , worin ein zu messendes Garn 2 von einer Spule 1 abgenommen und auf eine Primärgarnspannung mit Hilfe einer Spannungskompensiereinrichtung 4 über eine Führung 3 eingestellt wird. Die Garnspannung des Garnes 2 wird auf einen konstanten Wert unter einer Belastung von 0,27 g/dtex mit Hilfe einer Tänzerrolle 6 und eines Gewichtes 6′ zwischen den Rollen 5 und 7, die mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren, eingestellt. Danach läßt man das Garn kontinuierlich mit einer Oberflächengeschwindigkeit einer Rolle 9 von 30 m/Min. ablaufen, während man es zwischen der Rolle 7 und der Rolle 9, die in einem Abstand von 150 mm vorgesehen sind, um 7,5% streckt. Die Schwankung der Garnspannung in einem gestreckten Abschnitt wird in diesem Zeitpunkt mit Hilfe eines Abtastgerätes 8 gemessen und mit einer Geschwindigkeit des (unten erläuterten) Aufzeichnungsstreifens von 60 mm/Min. aufgezeichnet. In Fig. 1 zeigt F eine reibungslose Rolle, S eine separate Rolle und 10 eine Aufwickelrolle.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Aufzeichnungsstreifens, den man bei der Messung mit der Apparatur nach Fig. 1 erhält. In einem beliebigen Abschnitt des Aufzeichnungsstreifens mit einer Länge von 15 cm kann eine maximale Schwankungsbreite R _max (g) und eine mittlere Schwankungsbreite (g) eines normalen Abschnitts in drei Abschnitten von 2 cm Länge in regelmäßigen Abständen von 3 cm Länge in dem Aufzeichnungsstreifen abgelesen werden.

Verfahren zur Schrumpfungsmessung

Eine Probe eines mehrfädigen Garnes wird auf Längen von 5 cm und 50 cm zerschnitten, die abgeschnittenen Abschnitte werden einer Trockenhitzebehandlung bei 200°C während 5 Minuten unter Bedingungen unterzogen, die ein freies Zusammenziehen gestatten. Aus dem Unterschied der Schrumpfungen zwischen einem Einzelfaden mit maximaler Kontraktion und einem Einzelfaden mit minimaler Kontraktion werden Δ S₅ (aus einer Probe mit einer Länge von 5 cm) und Δ S₅₀ (aus einer Probe mit einer Länge von 50 cm) ermittelt. Δ S = Schrumpfung eines Einzelfadens mit maximaler Kontraktion minus Schrumpfung eines Einzelfadens mit minimaler Kontraktion. (Die Schrumpfung ist jedoch ein Prozentsatz einer gegenüber der ursprünglichen Länge der Probe durch die Hitzebehandlung reduzierten Länge).

Verfahren zur Messung der Trockenhitzeschrumpfung

80 m einer mehrfädigen Garnprobe werden zu einem Strang mit einer peripheren Länge von 1 m verarbeitet, wobei die Anfangslänge l₁ (cm) hiervon unter einer Belastung von 0,09 g/dtex abgelesen wird. Der Strang wird in einer Atmosphäre von 200 ± 2°C während 5 Minuten ohne Belastung aufgehängt und der Hitzebehandlung unterzogen. Die Stranglänge l₂ (cm) des hitzebehandelten Stranges wird wiederum unter einer Belastung von 0,09 g/dtex abgelesen. Die Trockenhitzeschrumpfung (SH) wird nach folgender Formel berechnet:

SH (%) = (l₁ - l₂)/l₁ × 100.

Verfahren zur Messung des Grades des Volumens bzw. Raumbedarfs

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung einer Apparatur zur Messung des Grades (M) des Volumens, und Fig. 5 erklärt das Meßverfahren bei Verwendung dieser Apparatur.

In der oberen Fläche eines Probenständers 11 sind zwei Schlitze 16 vorgesehen, wobei der Abstand 17 zwischen den Außenkanten der beiden Schlitze 6 mm beträgt. Die Schlitze 16 sind mit einem 2,5 cm breiten, weichen dünnen Gewebe 12 bedeckt. Am unteren Ende des Gewebes ist mit diesem eine Metallvorrichtung mit einem Zeiger 13 und einem Gewicht 14 verbunden. Der Zeiger 13 der Metallvorrichtung ist so eingerichtet, daß er auf der Skala 15 Nulleinheiten anzeigt, wenn die Probe nicht eingefügt ist.

Als Proben werden 2-10 Haspelstränge mit einer peripheren Länge von 1 m, hergestellt aus einem 80 m langen Garn, mit der angegebenen dtex-Zahl hergestellt. Jeder dieser Stränge wird in einer Atmosphäre von 200 ± 2°C ohne Belastung 5 Minuten getrennt aufgehängt und einer Hitzebehandlung unterzogen. Die hitzebehandelten Stränge werden parallel derart angeordnet, daß die angegebene dtex-Zahl 53 280 dtex wird (beispielsweise im Falle eines Garnes von 33,3 dtex, 33,3×80×2 = 5328; 53 280 : 5328 = 10; 10 Stränge. Im Falle des Garnes von 83,25 dtex, 83,25×80× 2 = 13 320; 53 280 : 13 320 = 4; 4 Stränge).

Sodann werden die so angeordneten Stränge, wie in Fig. 5 (A) gezeigt ist, vierfach gefaltet, um eine Probe 18 zu bilden, die zwischen dem dünnen Gewebestreifen 12 und dem Probeständer 11 eingefügt wird, wie in der Vorderansicht von Fig. 5 (B) und dem senkrechten Schnitt von Fig. 5 (C) gezeigt ist. Das Gewicht 14 und die Metallvorrichtung mit einem Zeiger werden auf ein Gesamtgewicht von 50 g zusammen eingestellt. Der Wert L (cm), den der Zeiger anzeigt, wird abgelesen. Die zu messende Probe 18 wird in ihre Position gebracht und insgesamt dreimal gemessen. Daraus wird der Wert (cm) errechnet.

Der Grad M des Volumens kann aus der folgenden Gleichung errechnet werden:

worin D das 0,9-fache der dtex-Zahl der Garnprobe vor der Hitzebehandlung und P die Zahl der Garne ist, die parallel in den Streifen eintreten. Der Wert für Y wird aus der Gleichung

errechnet.

Bei der Messung nach dem obigen Verfahren gemäß Fig. 2 ist die Gleichmäßigkeit des Garnes um so ausgezeichneter, je gleichmäßiger die Wellenform in der Querrichtung (Längsrichtung des Garnes) ist.

R _max/ ist nämlich ein Maß für die Gleichmäßigkeit des Garnes, und ein kleinerer numerischer Wert ist bevorzugt. Im Falle eines mehrfädigen Garnes, dessen Wert R _max/ oberhalb 2,5 liegt, treten starke Streifen und ungleichmäßige Anfärbungen auf, wenn das Garn zu einem Gewebe gewebt wird.

Fig. 3 ist ein Beispiel, das die Messung eines Garnes erläutert, welches dadurch erhalten wird, daß ein gestrecktes Garn einer sogenannten Schußspule mit einem sich verjüngenden Teil in Berührung mit einem erhitzten Körper läuft. In Fig. 3 sind periodische Abweichungen der Wellenform t gezeigt. Es wird gefolgert, daß dieses t ein Garnteil ist, das um ein ursprüngliches kegelförmiges Teil einer Schußspule gewunden war, und P ist ein Garnteil, das um einen geraden Abschnitt der Schußspule gewunden war. t′ ist ein konischer Teil der Schußspule nach der Hitzebehandlung. Wenn die ursprüngliche Packung des gestreckten Garnes die Form eines sich nicht verjüngenden Teils der Schußspule hat, wie beispielsweise ein um eine Trommel aufgewickeltes Garn, ist die Größe der periodischen Abweichungen der Wellenform auf dem Aufzeichnungsstreifen klein. X _t ist die maximale Fadenspannung (g) periodischer Abweichungen der Wellenform auf dem Aufzeichnungsstreifen unabhängig von der Länge des Aufzeichnungsstreifens. ist die mittlere Fadenspannung (g) eines normalen Abschnitts gemäß der obigen Meßmethode, wie im Falle des oben erwähnten . X _T - ist somit ein Maß für die periodische Ungleichmäßigkeit des Garnes, deren Wert vorzugsweise Null ist. In der vorliegenden Erfindung ist dieser Wert unter Berücksichtigung der Genauigkeit der Meßmethode als unter 1,0 liegend definiert.

hängt ab vom Young-Modul und von den Kontraktionseigenschaften des Garnes. Im Falle eines voluminösen Garnes aus Polyethylenterephthalat nach der Erfindung hat beispielsweise pro dtex des Garntiters einen typischen Wert von 1,25 bis 1,9 g (1,3 (g/dtex) 1,9).

Es ist notwendig, daß das Δ S₅ einen großen numerischen Wert hat und Δ S₅₀ einen kleinen numerischen Wert hat. Wenn Δ S₅ kleiner als etwa 1,5 ist, besitzt das Garn schlechte Massigkeit bzw. geringes Volumen, während, wenn Δ S₅₀ größer als etwa 3,0 ist, Mängel auftreten, wenn das Garn mit einem Gewebe verwebt ist.

Wenn Y kleiner als etwa 1,3 ist, wird es für das Garn unmöglich, Volumen und enge Zusammenziehbarkeit bzw. Kontraktionsfähigkeit zu besitzen, was bei einem Garn für Strickwaren, Wirkwaren oder Webwaren bevorzugt ist, und man bekommt dann nur eine papierartige Strickware, Wirkware oder Webware.

Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck "im wesentlichen nicht verflochten", daß die kohäsive Kraft einander benachbarter Einzelfäden gleich der eines gewöhnlichen Garnes mit einem gewöhnlichen Drall von etwa 20 T/m ist. Ein solches im wesentlichen nicht verflochtenes mehrfädiges Garn ist unterscheidbar von einem verflochtenen mehrfädigen Garn durch den Kohärenzfaktor in dem Hakenfalltest gemäß US-PS 29 85 995. Ein Garn mit einem Kohärenzfaktor von 2,5 oder mehr wird danach als ein verflochtenes Garn bezeichnet. Der Kohärenzfaktor des oben erwähnten gewöhnlichen Garnes ist wesentlich kleiner als 2,5 und der Kohärenzfaktor eines voluminösen Garnes nach der Erfindung liegt in der gleichen Größenordnung.

Bei Verwendung von voluminösen Polyestergarnen (83,25 dtex/36 Fäden) mit Unterschieden hinsichtlich der obigen charakteristischen Werte als Schußfäden webt man glatte Gewebe. Die Ergebnisse einer Bewertung der Eigenschaften solcher Gewebe sind für jeden charakteristischen Wert in der folgenden Tabelle I-IV aufgeführt. In jeder Tabelle bedeutet die Bezeichnung ○ ein zufriedenstellendes Produkt. Die Bezeichnung Δ bedeutet, daß das Produkt etwas mangelhaft ist. Die Bezeichnung × bedeutet, daß das Produkt Mängel aufweist.

Tabelle I

(Für den charakteristischen Wert R _max/)

Tabelle II

(Für die charakteristischen Werte Δ S₅ und Δ S₅₀)

Tabelle III

(Für den charakteristischen Wert Y)

Tabelle IV

(Für den charakteristischen Wert X _T - )

Wie oben erwähnt, ist ein voluminöses Garn nach der vorliegenden Erfindung ein nicht verflochtenes mehrfädiges Garn der Polyesterreihe und dergleichen und genügt gleichzeitig dem oben angegebenen charakteristischen Wert für (A) - (D). Daher hat das voluminöse Garn größere Gleichmäßigkeit als ein herkömmliches voluminöses Garn, wie ein unregelmäßig erhitztes Garn, und es hat gleichzeitig ausreichendes Volumen und niedrige Zusammenziehbarkeit und ist ein ausgezeichnetes Garn für die Herstellung von Webwaren, Strickwaren und Wirkwaren.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines voluminösen Garnes nach der vorliegenden Erfindung unter Ablaufenlassen eines mehrfädigen Garnes einer thermoplastischen Kunstfaser in Berührung mit einem erhitzten Körper kann wie folgt beschrieben werden: Ein im wesentlichen nicht gezwirntes mehrfädiges Garn unter einer Garnspannung von etwa 9-108 mg/dtex wird dem erhitzten Körper derart zugeführt, daß einzelne Fäden an einem imaginären Berührungspunkt den erhitzten Körper berühren und andere Fäden den erhitzten Körper an diesem imaginären Berührungspunkt gleichzeitig nicht berühren. Man läßt das Garn in derart kurzer Berührung mit dem erhitzten Körper ablaufen, daß die Hitze des erhitzten Körpers nicht gleichmäßig auf das Garn übertragen wird. Danach wird das mehrfädige Garn aufgewickelt. Es gibt noch ein anderes Verfahren, wonach man in dem oben beschriebenen Verfahren vor dem Aufwickeln, welches die Endstufe ist, das mehrfädige Garn in Berührung mit noch einem anderen erhitzten Körper unter Bedingungen, bei denen das mehrfädige Garn praktisch nicht gedehnt wird, ablaufen läßt, um gebildete Schleifen zu beseitigen, wonach das mehrfädige Garn aufgewickelt wird.

Die bei den hier beschriebenen Ausführungsformen verwendeten thermoplastischen Kunstfasern sind die der Polyamid-, Polyester-, Polyolefin- und Polyvinylreihen. Die thermoplastischen Kunstfasern der Polyesterreihe sind beispielsweise Polyäthylenterephthalat, Polyäthylenoxybenzoat und ein Mischpolymer, das wenigstens etwa 70% dieser sich wiederholenden Einheiten enthält, oder ein Polymer, das in der Hauptsache aus diesen sich wiederholenden Einheiten und einer dritten Komponente besteht. Der Ausdruck "im wesentlichen nicht gezwirntes mehrfädiges Garn" bedeutet hier ein Garn unmittelbar nach dem Strecken eines gewöhnlichen ungestreckten Garnes und/oder vororientierten Garnes ohne Rücksicht auf das Streckverhältnis oder ein Garn, das um eine Packung gewickelt ist, ohne nach dem Strecken gezwirnt worden zu sein (beispielsweise ein um eine Trommel gewickeltes Garn).

Fig. 6 ist eine seitliche Teildarstellung und zeigt die Herstellung eines Garnes. Das Garn 20 wird von einer ungestreckten Garnpackung 19 abgezogen und über Führungen 21 und 21′ zwischen einer Zuführrolle 22 und einer Rolle 24 gestreckt. Die Zuführrolle berührt das Garn mit einer Gummioberfläche, und zwischen diesen beiden Rollen ist ein Streckdorn 23 vorgesehen. Danach läuft das Garn über einen heißen Dorn 26 zwischen der Rolle 24 und einer Rolle 27. Die Rolle 24 hat eine andere Umfangsgeschwindigkeit als die Rolle 27. Das Garn läuft über den heißen Dorn 26 unter niedriger Garnspannung (9-108 mg/dtex), die geringer als die Hitzekontraktionsspannung des Garnes durch den heißen Dorn 26 ist, und zwar innerhalb einer so kurzen Zeit, daß die Hitze des heißen Dornes 26 nicht gleichmäßig auf das darüberlaufende Garn übertragen wird. Während das Garn dem heißen Dorn 26 zugeführt wird, wird ihm durch eine Vibrationseinrichtung 25 eine Vibration erteilt. Das von der Rolle 27 ablaufende Garn wird zwischen der Rolle 27 und der Rolle 29 mit einer Heizplatte 28 in Berührung gebracht, wobei die Rolle 29 gleiche Geschwindigkeit wie die Rolle 27 besitzt. Danach wird das Garn auf eine Aufwickelspule 30 aufgewickelt. Jede der Rollen 24, 27 und 29 hat eine getrennte Rolle S.

Das von der Rolle 27 kommende Garn kann unmittelbar auf der Aufwickelspule aufgewickelt werden, ohne von der Heizplatte 28 erhitzt zu werden.

Wenn ein Garn kontinuierlich nach dem Strecken erhitzt wird, tritt ein solcher Unterschied in der Belastung der ursprünglichen Packung (X _T - X = 0) im wesentlichen nicht auf, wie sie bei einem Verfahren einer Hitzebehandlung eines von einer gestreckten Garnpackung abgezogenen Garn zu sehen ist. In Fig. 3 ist folgendes erläutert: Durch Hitzebehandlung eines von einer gestreckten Garnpackung einer Schußspule abgezogenen Garns und ungeachtet der Form der Packungswicklung des Garnes nach der Hitzebehandlung (t′ zeigt, daß es einen kegelförmigen Teil einer Schußspule nach der Hitzebehandlung gibt) bekommt man Unterschiede im Ablauf (t und p) auf der ursprünglichen Packung.

Die Fig. 7 und 8 sind seitliche Darstellungen, die das Verhalten eines Garnes auf einem heißen Dorn zeigen.

Der Punkt, wo das Garn 20, das den begrenzten Garnweg passiert, natürlich die Oberfläche des heißen Dornes 26 berührt, ist als ein Auflaufpunkt a definiert.

Wenn ein mehrfädiges Garn einem heißen Dorn zugeführt wird, wie in Fig. 7 gezeigt ist, berührt das Garn im allgemeinen die Oberfläche des erhitzten Körpers an dem imaginären Auflaufpunkt a. In der Nachbarschaft dieses Punktes a läuft entsprechend der von dem erhitzten Körper aufgenommenen Wärmemenge ein hitzebehandelter Faden b entlang der Oberfläche des erhitzten Körpers, während ein nicht hitzebehandelter Faden c ohne Berührung des erhitzten Körpers vorbeiläuft.

Wenn man nun in der Richtung der Länge eines Einzelfadens blickt, so sieht man, daß sich hitzebehandelte Abschnitte vollständig willkürlich entwickeln, da sie von der "Verdrehung" des Garnes, der Garnspannung des zugeführten Garnes und der für das Spinnen aufgebrachten Menge eines Spinnmittels beeinflußt werden.

Besonders, wenn das Garn, das dem erhitzten Körper zugeführt wird, im wesentlichen nicht gezwirnt ist, wird der Abstand dieses hitzebehandelten Abschnittes und des nicht hitzebehandelten Abschnittes je Einzelfaden lang, und man bekommt dann nur ein Garn mit starker Ungleichmäßigkeit und schlechter Gleichmäßigkeit (gezeigt durch den charakteristischen Wert R _max/ erreicht er manchmal 3 bis 4,5).

Da nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung dem heißen Dorn 26 beispielsweise ein Garn zugeführt wird, während diesem eine Vibration erteilt wird, wie in Fig. 8 gezeigt ist, berührt nicht jeder Einzelfaden notwendigerweise den heißen Dorn an dem imaginären Auflaufpunkt a, sondern manche Einzelfäden berühren den heißen Dorn vor oder hinter dem Auflaufpunkt a. Deswegen ist der Hitzebehandlungsabstand gebrochen, und man bekommt grob gesagt die gleiche Hitzebehandlung für jeden Einzelfaden. Man bekommt so eine Kontrolle der willkürlichen Hitzebehandlung durch den erhitzten Körper. Es ist dadurch möglich, ein Garn mit ausgezeichneter Gleichmäßigkeit zu produzieren.

Als Vibrationseinrichtungen gibt es beispielsweise ein Element, welches das Garn mit einem elektrischen Vibrator 31 (Fig. 9 A) in Berührung bringt oder einen rotierenden Propeller 32 an das Garn 20 (Fig. 9 B) bringt oder eine Fließmitteldüseneinrichtung 33 verwendet und ein aus Öffnungen 34 dieser Vorrichtung ausgedüstes Fließmittel auf das Garn 20 sprüht (Fig. 9 C).

Wenn die Garnspannung eines Garnes bei dem Vibrieren zu hoch ist, nimmt es wahrscheinlich die Vibration nicht auf, und wenn die Garnspannung zu niedrig ist, treten Garnbrüche auf. Daher wird die Garnspannung auf den Bereich von 9-108 mg/dtex in einem Abschnitt eingestellt, wo das Garn zu dem erhitzten Körper gelangt. Um ihm wirksam eine Vibration zu erteilen, können auch zwei oder mehrere Vibrationseinrichtungen verwendet werden.

Die Temperatur des heißen Dornes 26 wird auf den Bereich zwischen dem sekundären Übergangs- oder Umwandlungspunkt des Garnes und dem Schmelzpunkt des Garnes eingestellt. Vorzugsweise liegt sie jedoch im Bereich zwischen dem sekundären Umwandlungspunkt des Garnes und einer Temperatur 10°C niedriger als der Schmelzpunkt des Garnes. Wenn die Temperatur zu nahe dem Schmelzpunkt des Garnes liegt, besteht die Möglichkeit, daß das Garn schmelzen und brechen kann, und wenn die Temperatur niedriger als der sekundäre Umwandlungspunkt des Garnes liegt, kann andererseits das erwünschte Garn nicht erhalten werden.

Die Temperatur des weiteren erwärmten Körpers, z. B. der Heizplatte 28, eignet sich für die Beseitigung und das Latentmachen der in der vorausgehenden Stufe produzierten Schleifen. Beispielsweise ist ein Bereich zwischen dem sekundären Umwandlungspunkt des Garnes und einer Temperatur 25°C unterhalb der Temperatur des ersten erwärmten Körpers in der vorausgehenden Stufe erwünscht. Nimmt man nicht eine Temperatur unterhalb der Erhitzungstemperatur in der vorausgehenden Stufe, dann kann das erwünschte Volumen nicht erhalten werden.

Zur Beseitigung von Schleifen wird zum Vergleich das Aufwickeln des Garnes unter ausreichender Garnspannung zur Beseitigung von Schleifen, jedoch ohne erwärmten Körper angewendet, wie in dem Vergleichsbeispiel 5 gezeigt ist. Man bekommt nur ein Garn mit kleinem Volumen und großer Schrumpfung.

Ein Garn, das nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wurde, ist ein stark voluminöses Garn, dessen Aussehen das gleiche wie das eines gewöhnlichen Garnes oder eines Garnes mit einer sogenannten lockeren Schlinge ist, welches ein gleichmäßiges Garn mit ausreichendem Volumen und niedriger Zusammenziehbarkeit ist.

Beispiel 1

Mit der in Fig. 6 erläuterten Apparatur wurde ein ungestrecktes Polyäthylenterephthalatgarn mit 290,82 dtex und 36 Fäden (mit einem dreieckigen Querschnitt) auf das 3,5fache mit einer Geschwindigkeit von 360 m/Min. gestreckt, um es auf 83,25 dtex zu bringen, wonach das gestreckte Garn zwischen den Rollen 24 und 27 um 10% überbeschickt wurde.

Das Garn wurde einem heißen Dorn mit einem Durchmesser von 35 mm und mit einer Temperatur von 215°C zur Durchführung der Hitzebehandlung an der Vibrationseinrichtung 25 vorbei zugeführt, wobei diese Einrichtung Luftaustrittsöffnungen eines Düsenaufsatzes besaß, die Düsenöffnungen einen Durchmesser von 0,5 mm hatten und in regelmäßigen Abständen von 3 mm angeordnet waren, wie in Fig. 9 C gezeigt ist, und das Garn durch Ausdüsen von Luft unter pneumatischen Druck von 0,8 kg/cm² auf den Weg des Garnes vibriert wurde. Zu diesem Zeitpunkt lag die Zuführfadenspannung bei dem heißen Dorn bei etwa 2,5 g (29,7 mg/dtex) und die Berührungslänge bei etwa 5,1 cm. Anschließend wurde das Garn in Berührung mit der 25 cm langen ebenen Heizplatte 28, die auf 135°C erhitzt war, zwischen den Rollen 27 und 29 gebracht, wobei letztere Rolle die gleiche Geschwindigkeit wie die Rolle 27 hatte. Auf diese Weise wurden Schleifen beseitigt, und danach wurde das Garn mit einer Wickelspule (Ringzwirner) 30 (Probe 1) aufgewickelt.

Man bekam ein Garn mit Schleifen ohne Verwendung der Heizplatte 28, aber bei ansonsten gleichen Bedingungen wie im Falle der Probe 1 (Probe 2).

Zu Vergleichszwecken wurde ein Garn durch Erhitzen ohne Vibration unter sonst gleichen Bedingungen wie im Falle der Probe 1 (Probe 3) und ein gewöhnliches Garn (Probe 4) hergestellt. Die Garneigenschaften dieser Proben 1-4 sind in der nachfolgenden Tabelle V zusammengestellt.

Tabelle V

Die Garne nach der vorliegenden Erfindung (Proben 1 und 2) hatten Gleichmäßigkeit als Garn, und die R _max/ -Werte waren nahe dem Wert eines gewöhnlichen Garnes (Probe 4). Außerdem waren sie gering kontrahierbare Garne mit ausgezeichnetem Volumen. In der Probe 3 lag R _max/ bei 3,8, was sehr hoch ist, und man bekam keine Gleichmäßigkeit.

Außerdem wurden unter Verwendung dieser Proben 1-4 glatte Gewebe gewebt, die resultierenden Gewebe wurden gewöhnlich gereinigt und danach einer Trockenhitzebehandlung während 30 Sekunden bei 180°C unterzogen und dann angefärbt und nachbehandelt. Die Eigenschaften dieser vier Gewebe waren folgende:

Gewebe aus Probe 1

Das Gewebe besaß Dicke, ein sehr kurzes spratziges Muster, milden Glanz und einen nicht-lockeren Griff und es war ausgezeichnet hinsichtlich der Tiefe und Klarheit der Farbe.

Gewebe aus Probe 2

Die Dicke des Gewebes war maximal, und das sehr kurze spratzige Muster war schwächer und weniger häufig als das der Probe 1. Der Glanz und der Griff des Gewebes waren die gleichen wie bei der Probe 1. Die Tiefe und Klarheit der Farbe waren etwas schlechter als jene der Probe 1. Doch war der Unterschied fast nicht feststellbar.

Gewebe aus Probe 3

Es besaß Gewebedicke. Das Gewebe hatte jedoch dichte und lockere Teile, die länger und stärker als jene in den Proben 1 und 2 waren und miteinander vermischt waren. Die Ungleichmäßigkeit blieb auf der Oberfläche und war unschön. Der Griff war fest. Die Tiefe und Klarheit der Farbe waren die gleichen wie jene der Probe 1.

Gewebe aus Probe 4

Die Dicke des Gewebes war minimal. Das Gewebe besaß kein spratziges Muster. Das Gewebe besaß metallischen Glanz mit einem stark wachsartigen Griff. Die Tiefe und Klarheit der Farbe waren äußerst schlecht.

Beispiel 2

Mit einer Apparatur, wie sie in Fig. 6 erläutert ist, wurde ein ungestrecktes Polycaproamidgarn mit 265,29 dtex und 24 Fäden mit einer Geschwindigkeit von 400 m/Min. zu 83,25 dtex auf das 3,4fache gestreckt. Das resultierende gestreckte Garn wurde zwischen den Rollen 24 und 27 um 7% soweit vorgerückt, einem heißen Dorn mit einem Durchmesser von 60 mm, der auf 200°C erhitzt war, zugeführt, während dem Garn wie in Beispiel 1 Vibration erteilt wurde, und darauf mit einer Wickelvorrichtung (Ringzwirner) 30 aufgewickelt (Probe 5). Zu diesem Zeitpunkt war die Zuführfadenspannung zu dem heißen Dorn etwa 2 g (26,1 mg/dtex) und die Berührungslänge des Garnes mit dem heißen Dorn lag bei etwa 6,3 mm. Die Garneigenschaften der Probe 5 und eines gewöhnlichen Garns (Probe 6) sind in der nachfolgenden Tabelle VI aufgeführt.

Tabelle IV

Die Messung M erfolgte unter Verwendung von 5 Strängen.

Unter Verwendung der Proben 5 und 6 wurden glatte Gewebe gewebt und gewöhnlicher Reinigung unterzogen. Danach wurden sie 30 Sekunden auf 170°C erhitzt und dann angefärbt und nachbehandelt. Die Eigenschaften dieser zwei Gewebe waren folgende:

Gewebe aus Probe 5

Das Gewebe hatte etwa Dicke und ein schwach spratziges Muster. Der Glanz war mild und der Griff etwas wachsartig. Die Tiefe und Klarheit der Farbe waren ausgezeichnet.

Gewebe aus Probe 6

Das Gewebe besaß schlechte Dicke und kein spratziges Muster. Der Glanz war kalt metallartig und das Gewebe besaß einen stark wachsartigen Griff. Die Tiefe und Klarheit der Farbe waren ausgezeichnet.

Beispiel 3 Experiment (1)

Unter den gleichen Bedingungen wie beim Verfahren zur Herstellung der Probe 1 in Beispiel 1, jedoch mit der Ausnahme einer Variation des Überbeschickungsverhältnisses zwischen den Rollen 24 und 27 und der Zuführgarnspannung zu dem heißen Dorn 26 wurde eine Reihe von Garnen erhalten.

Experiment (2)

Mit einer Apparatur, wie sie in Fig. 6 erläutert ist, wurde ein ungestrecktes Polyäthylenterephthalatgarn (dreieckiger Querschnitt) mit 116,55 dtex und 12 Fäden mit einer Geschwindigkeit von 436 m/Min. auf das 3,5fache gestreckt, um es mit 33,3 dtex zu bekommen. Danach wurde zwischen den Rollen 24 und 27 unter Verwendung der gleichen Vibrationsvorrichtung wie in Beispiel 1 unter Vibration des Garnes mit einem pneumatischen Druck von 0,6 kg/cm² das Überbeschickungsverhältnis des Garnes variiert, und auch die Garnspannung der Garnzufuhr zu dem heißen Dorn 26 (mit einem Durchmesser von 35 mm, erhitzt auf 215°C und einer Berührungslänge des Garnes mit ihm von etwa 5,1 cm) wurde ebenfalls variiert. Jedes der gestreckten Garne wurde in Berührung mit der 25 cm langen ebenen Heizplatte 28 gebracht, die zwischen den Rollen 27 und 29 auf 130°C erhitzt wurde. Die Rollen 27 und 29 rotieren mit der gleichen Geschwindigkeit. Bei diesem Vorgang wurden Schleifen beseitigt, und danach wurden die Garne mit der Wickelvorrichtung 30 aufgewickelt (Ringzwirner).

Die charakteristischen Werte und die Verarbeitungsstabilität dieser Garne sind in der nachfolgenden Tabelle VII aufgeführt. In der Tabelle VII bedeutet in der Spalte der Verarbeitungsstabilität das Zeichen ×, daß häufige Garnbrüche auftraten und es unmöglich war, das Garn zu verarbeiten, Δ bedeutet das Auftreten einiger Garnbrüche und einer gewissen Instabilität, während ○ bedeutet, daß keine Garnbrüche auftraten und eine stabile Verarbeitung möglich war.

Tabelle VII

Aus der Tabelle VII ist ersichtlich, daß die Verarbeitungsstabilität nicht zufriedenstellend war, wenn die Zuführgarnspannung zu dem heißen Dorn vermindert wurde, und wenn die Garnspannung umgekehrt erhöht wurde, verminderte sich Y.

Beispiel 4

Unter den gleichen Bedingungen wie im Falle der Probe 1 und im Beispiel 1, jedoch mit der Ausnahme einer Variierung der Temperatur der Heizplatte 28 (mit einer Länge von 25 cm) wurde eine Reihe von Garnen erhalten. Die charakteristischen Werte dieser Garne sind in Tabelle VIII aufgeführt.

Tabelle VIII

Wie aus der Tabelle VIII ersichtlich ist, wurde M 12,0, und das Garn konnte nicht wirklich als voluminöses Garn bezeichnet werden, wenn die Temperaturdifferenz 15°C betrug. Die Temperaturdifferenz liegt vorzugsweise bei nicht weniger als 25°C.

Vergleichsbeispiel 5

Ein Garn, das unter den gleichen Bedingungen wie im Falle der Probe 1 im Beispiel 1 verarbeitet wurde und über den heißen Dorn lief, wurde auf den erforderlichen Grad gedehnt, um lockere Schleifen zu beseitigen (9,3% bei Raumtemperatur), ohne daß die ebene Heizplatte 28 verwendet wurde, und danach wurde das Garn mit der Wickelvorrichtung 30 (Ringzwirner) aufgewickelt (Probe 7). Die Garneigenschaften der Probe 7 sind in der Tabelle IX gezeigt.

Tabelle IX

Die Dehnung von 9,3% war etwa die kleinste Dehnung für die Beseitigung der Schleifen. Im Vergleich mit den Proben 1 und 2 des Beispiels 1 besaß die Probe 7 ein kleines M und ein großes SH und Y war extrem klein. Ein durch Weben der Probe 7 erhaltenes glattes Gewebe war papierartig ohne Dicke, und man bekam nur ein angefärbtes Gewebe mit heller Farbe mit einem deutlich spratzigen Muster und einer großen Fadendichte.

Claims

1. Voluminöses, im wesentlichen nicht verflochtenes mehrfädiges Garn, das aus einer Vielzahl von Fasern aus thermoplastischem Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß es gleichzeitig folgende charakteristische Werte besitzt:

worin R _max die maximale Schwankungsbreite der Garnspannung, R die mittlere Schwankungsbreite der Garnspannung eines normalen Abschnittes, Δ S₅ die maximale Differenz der Schrumpfung der Fäden einer Probe mit einer Länge von 5 cm, Δ S₅₀ die maximale Differenz der Schrumpfung der Fäden einer Probe mit einer Länge von 50 cm, X _T die maximale Garnspannung, die mittlere Garnspannung und Y den Grad des Volumens pro Trockenhitzeschrumpfung bedeuten.

2. Voluminöses Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Polyester oder Polyamid besteht.

3. Verfahren zur Herstellung eines voluminösen Garnes nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das ablaufende Garn mit einem auf eine Temperatur zwischen dem sekundären Umwandlungspunkt und dem Schmelzpunkt des Garnes erwärmten Körper in Berührung gebracht und anschließend wieder aufgewickelt wird, wobei das im wesentlichen unverzwirnte Garn dem erwärmten Körper unter einer Spannung von 9 - 108 mg/dtex zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn dem erwärmten Körper unter Vibrationen derart zugeführt wird, daß einzelne Fäden des Garnes nicht an dem Auflaufpunkt (a) des Garnes, sondern davor bzw. dahinter den erwärmten Körper berühren und daß das Garn in derart kurzer Zeit über den erwärmten Körper geführt wird, daß dessen Wärme nicht gleichmäßig auf das Garn übertragen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn nach der Berührung mit dem erwärmten Körper unter Bedingungen, die das Garn im wesentlichen nicht dehnen, mit einem weiteren erwärmten Körper in Berührung gebracht wird, wodurch Schleifen beseitigt werden, bevor das Garn wieder aufgewickelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den ersten erwärmten Körper eine Temperatur gewählt wird, die im Bereich zwischen dem sekundären Umwandlungspunkt des Garnes und einer Temperatur von etwa 10°C unterhalb des Schmelzpunktes des Garnes liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den weiteren erwärmten Körper eine Temperatur gewählt wird, die im Bereich zwischen dem sekundären Umwandlungspunkt des Garnes und einer Temperatur von etwa 25°C unterhalb der Temperatur des ersten erwärmten Körpers liegt.