DE2753618A1

DE2753618A1 - Verfahren und vorrichtung zur modifizierung eines garns

Info

Publication number: DE2753618A1
Application number: DE19772753618
Authority: DE
Inventors: Tilo Becker; Terence Alan Dyer; Hermann Storck
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1976-12-01
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1978-06-08
Also published as: DE2753618C2; US4148179A; AU3087477A; FR2372916A1; NL7713212A; GB1592646A; ZA776943B; BE861323A; NL185230C; FR2372916B1; NL185230B; AU512350B2; CA1101156A

Description

PATENTANWÄLTE

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ICI CASE F.29199

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LTD. London - Großbritannien

"Verfahren und Vorrichtung zur Modifizierung eines Garns"

PRIORITÄT: 1. Dezember 1976 - Großbritannien - 50086/76

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Modifizierung der Eigenschaften eines gebausch ten Garns durch eine Fluidbehandlung.

Gemäß der Erfindung wird zunächst ein kontinuierliches Verfahren zur Modifizierung der Eigenschaften eines gebausch ten Garns vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist/

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daß das gebauschte Garn durch eine Leitung hindurchgeführt und darin

(a) einer Zwirnung durch ein Fluid und

(b) mindestens einem Zyklus, der in einer Erweichung des Garns durch ein erhitztes Fluid und in einer Abkühlung durch ein Fluid besteht,

unterworfen wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Modifizierung der Eigenschaften eines gebauschten Garns, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Leitung mit mindestens zwei in Längsrichtung im Abstand angeordneten Düsenanordnungen aufweist, wobei

(a) mindestens eine Düsenanordnung so ausgebildet ist, daß sie ein Fluid derart in die Leitung führt, daß auf das Garn in der Leitung eine Zwirnungswirkung ausgeübt wird,

(b) mindestens eine Düsenanordnung so ausgebildet ist, daß sie ein erhitztes Fluid in die Leitung zur Erhitzung des Garns führt, und

(c) mindestens eine Düsenanordnung so ausgebildet ist, daß sie ein Fluid in die Leitung zur Kühlung des Garns führt.

Die Erfindung kann auf ein vorher gebauschtes Garn angewendet werden, oder gemäß der Erfindung kann auch eine Bauschstufe und eine nachfolgende Modifizierungsstufe in einen kontinuierlichen Verfahren kombiniert werden.

Die Querschnittsfläche der Leitung kann über ihre Länge gleichförmig oder ungleichförmig sein.

Jede Düsenanordnung besitzt mindestens einen, vorzugsweise vier diskrete Kanäle, um Fluid in die Leitung zu führen. Wenn zwei oder mehr Kanäle vorliegen, dann wird es bevorzugt, daß sie um die Längsachse der Leitung im gleichen Abstand angeordnet sind.

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Das Fluid, welches die Zwirnungsfunktion übernimmt, kann gleichzeitig auch eine Erhitzungs- oder Kühlungsfunktion ausüben.

Das beim Verfahren verwendete Garn kann aus irgendeinem Material sein, das zu einer Thermofixierung fähig ist, beispielsweise ein synthetisches thermoplastisches Garn. Besonders geeignet sind Polyamide, die unter der Wirkung von Wärme und Wasser in flüssiger oder Dampfform weichgemacht oder erweicht werden können. Polyester- oder Mischpolyestergarne sind ebenfalls geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für die Anwendung auf Garne mit einem Decitex-Wert von 800 bis 8000, insbesondere Teppichgarne. Das Garn wird vor der Behandlung gemäß der Erfindung durch irgendeinen Bauschprozeß gebauscht, wie z.B. durch Stauchkammer-, Zahnrad-, Falschzwirnungs- oder Dampfstrahlbauschung. Das gebauschte Garn kann vor der Behandlung aufgewickelt oder direkt in ein erfindungsgemäßes Verfahren eingeführt werden. Bevor es dem Modifizierungsverfahren unterworfen wird, kann das gebauschte Garn gestreckt werden, um seine Kräuselung aus der Phase zu bringen.

Der Lauf des Garns durch die Leitung kann durch äußere Rollen oder dadurch besorgt werden, daß man spannende Düsen mitverwendet, um das Garn in die Leitung zu fördern. Die spannenden Düsen können auch dazu dienen, einen Teil der erfindungsgemäßen Modifizierungsbehandlung zu übernehmen.

Die Einrichtung für die Zuführung von Fluid zur Bewirkung der Zwirnung des Garns kann aus ein oder mehreren, vorzugsweise vier, diskreten Kanälen bestehen, die tangential in die Leitung auf die Garnoberfläche in einem Winkel zur Garnachse gerichtet sind. Wenn der Winkel 90° beträgt, dann tritt keine Spannung zur Förderung oder Hemmung des Garnlaufs auf.

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Der Winkel kann von 90° abweichen, wobei seine Richtung in bezug auf die Laufrichtung des Garns davon abhängt, ob eine Förderung oder Hemmung des Garns erforderlich ist. Die Zwirnungsdüsen können auch so wirken, daß sie als Teil des erforderlichen thermischen Zyklus das Garn erhitzen und/oder abkühlen. Zwei oder mehr Gruppen von Zwirnungsdüsen können vorgesehen sein, die in der gleichen Richtung oder in der entgegengesetzten Richtung zur Zwirnung wirken.

Mindestens zwei Düsenanordnungen sind vorgesehen, um Erhitzungsund Kühlungsfluide zuzuführen, um eine aufeinanderfolgende Erhitzung und anschließende Abkühlung des Garns zu gestatten. Zumindest die letzte Behandlung muß eine Kühlung sein, obwohl mehrere Erhitzungs- und Kühlungsdüsen in mehreren Stufen alternieren können. Die Erhitzungs- oder Kühlungsdüsen können das Garn auch zwirnen.

Ein oder mehrere Düsen können dazu dienen oder extra vorgesehen sein, um die Fäden des Garns zu vermischen. Solche Düsen können auch als Erhitzungs- oder Kühlungsdüsen wirken. Wenn ein heißes Fluid ein oder mehreren Gruppen von Düsen zugeführt wird, dann kann dieses heiß genug sein, um ein gewisses Schmelzen zu verursachen, so daß dem behandelten Garn eine härtere Textur erteilt wird.

Kombinationen von Behandlungen, die angewendet werden können, sind in dem Diagramm von Fig. 9 zusammengestellt. Es sind drei Formen von Zwirnungen möglich, nämlich S-, Z- oder Null-Zwirnung. Die Spannungsrichtung der Fluidbehandlung kann derart sein, daß eine Förderspannung, Hemmspannung oder gar keine Spannung vorhanden ist. Im Falle einer Null-Spannung kann die Düsengeometrie besonders auf eine Mischung ausgerichtet sein. Jedoch können alle Düsenformen so ausgeführt werden, daß ein gewisser Mischungsgrad entsteht. Fluid, das auf irgendeine Düse aufgegeben wird, kann heiß oder kalt sein, η stellt die

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Anzahl von Düsen dar, die in einer gegebenen Behandlungsvorrichtung zusammengefaßt sind. Die Anzahl der möglichen Kombinationen wird durch das Erfordernis verringert, daß mindestens eine Düse zwirnen, mindestens eine Düse erhitzen und mindestens eine letzte Düse kühlen muß. Im allgemeinen erhitzt und zwirnt die erste Düse und kühlt die letzte Düse. Einige Kombinationen sind äquivalent. In einer ansonsten identischen Kombination erzeugt eine S-Zwirnung und eine anschließende Z-Zwirnung ähnliche Resultate wie eine Z-Zwirnung und eine anschließende S-Zwirnung, sofern nicht das zugeführte Garn schon bereits gewisse Zwirnungseigenschaften aufweist.

Die Behandlungskombinationen werden in der Folge unter Bezugnahme auf das erwähnte Diagramm durch eine Zahl und H oder C für die Fluidtemperatur identifiziert. So wird also eine erhitzende, fördernde, S-zwirnende Düse als 2H bezeichnet. Wenn sich daran eine kühlende, mischende Düse anschließt, dann ist die Kombination 2H/1OC.

Das Fluid kann aus Luft, heißer Luft oder Dampf bestehen, je nach Zweckmäßigkeit. Wenn Polyamid-Garne behandelt werden sollen, dann wird Dampf als Erhitzungsfluid bevorzugt. Ein gewisses Schmelzen tritt bei Temperaturen über ungefähr 2 5O°C ein.

Zwei AusfUhrungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nun anhand der Fig. 1 bis 8 der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 stellt einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Vorrichtung dar, welche eine erste Düse zur Förderung, Erhitzung und Zwirnung des Garns und eine zweite Düse zur Kühlung oder Kühlung und Zwirnung des Garne auf-

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weist (Kombinationen 1H/5C oder 1H/6C).

Fig. 2 ist ein Schnitt in der Ebene A-A von Fig. 1, welche die Konstruktion der ersten Düse zeigt.

Fig. 3 ist ein Schnitt in der Ebene B-B von Fig. 1, welche die Konstruktion einer zweiten Düse zeigt, die zum Kühlen und Zwirnen des Garns geeignet ist.

Fig. 4 ist eine Alternative zu Fig. 3 und zeigt einen Schnitt einer anderen zweiten Düse, die nur zur Abkühlung des Garns geeignet ist.

Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine andere Form einer Garnmodifizierungsvorrichtung, welche drei Gruppen von Düsen umfaßt.

Fig. 6 ist ein Schnitt in der Ebene C-C von Fig. 5, welche eine erste Gruppe von Düsen zeigt, die so angeordnet sind, daß sie dem Garn eine S-Zwirnung erteilen.

Fig. 7 ist ein Schnitt in der Ebene D-D von Fig. 5, welche eine zweite Gruppe von Düsen zeigt.

Fig. 8 ist ein Schnitt in der Ebene E-E von Fig. 6, welche eine dritte Gruppe von Düsen zeigt, die so ausgebildet sind, daß sie dem Garn eine Z-Zwirnung geben.

In allen Figuren sind Dichtungen und Halteklammern und Bolzen zum Zwecke der Klarheit weggelassen.

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Gemäß Fig. 1 besitzt die Vorrichtung eine Leitung mit Garnpassagen 5 und 9, eine Kammer 10 und eine Garnpassage 15. Ein Garn 1 tritt in die Vorrichtung durch eine Eintrittsöffnung in einer Deckplatte 2 ein. Zwischen der Deckplatte und dem Körper 3 der Vorrichtung befindet sich eine Behandlungsdüse 4 mit der zentralen Passage 5 und mit vier tangentialen diskreten Kanälen 6, die in bezug auf die Passage 5 in einem Winkel angeordnet sind, so daß bei der Anwendung eine Förder- und Zwirnungswirkung (Z-Richtung) ausgeübt wird. Die Kanäle 6 verbinden die Passage 5 mit einer Ringkammer 7, die über einen Fluideintritt 8 gespeist werden kann. Die Passage 5 geht in eine enge Passage 9 über, die sich in eine Entspannungskammer 10 öffnet, welche mit Löchern 11 versehen ist, durch welche das Fluid zur Atmosphäre entlassen wird. Eine zweite Düse 12 ist vorgesehen, um Fluid zur Hemmung und Kühlung des Garns zuzuführen. Fluid tritt durch Seitenöffnungen 13 und eine Ringkammer 14 ein und strömt über gesonderte Kanäle 16 zur unteren zentralen Garnpassage 15. Die Fig. 3 und 4 zeigen alternative Düsen 12 mit tangentialen bzw. radialen Kanälen 16. Die ersteren zwirnen (S-Richtung) und kühlen und die letzteren kühlen lediglich ohne zu zwirnen. Garn verläßt die Vorrichtung über eine Öffnung in einer Verschlußplatte 17.

Eine zweite Vorrichtung, welche drei Behandlungszonen (8C/9H/7C) aufweist, ist in den Fig. 5-8 gezeigt. Der Körper 20 der Vorrichtung besitzt ein Rohr in welches die gewünschte Reihe von Düsen und Passagen eingefügt ist. Diese werden durch Deckplatten 21 und 22 festgehalten. Fluid kann einer ersten Düse 23 über ein Eintrittsrohr 24 und eine Ringkammer 25 zugeführt werden. Gesonderte Kanäle 26, die rechtwinklig zur Passage 27 verlaufen, sind in bezug auf das Garn tangential gerichtet, um im Garn eine S-Zwirnung zu veranlassen. Die Passage 27 in der Düse 23 verbindet eine weitere Passage in einem Entspannungsabschnitt 28, der mit Austrittslöchern 29

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versehen 1st, die durch eine Öffnung 30 Im Körper 20 Ins Freie gehen.

Eine zweite Düse 31 ist mit vier radialen Kanälen 32, einer Ringkammer 33 und einem Eintrittsrohr 34 vorgesehen, um Erhitzungs- oder Kühlungsmedium nach Bedarf zuzuführen. Der nächste Abschnitt besteht aus einem weiteren Entspannungsabschnitt 35, der wieder mit Austrittslöchern und einer öffnung 37 versehen ist. Die endgültige Behandlung erfolgt durch eine dritte Düse 38, die mit der Düse 23 identisch ist, die aber vier Kanäle 39 aufweist, die tangential gerichtet sind, um dem Garn eine Z-Zwirnung zu erteilen.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, welche die Modifizierung eines fertigen gebauschten Nylon-66-Garns mit 136 Fäden und mit 2650 dtex beschreiben. Das Garn wurde in einer DampfStrahlbauschvorrichtung gebauscht, wie sie in der GB-PS 1 487 328 beschrieben ist. Das Garn wird durch die Modifizierungsvorrichtung unter Verwendung einer Rolle hindurchgezogen, war, wenn angegeben, durch Förderdüsen unterstützt wird.

BEISPIEL 1

Gebauschtes Garn wurde in eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit einer Geschwindigkeit von 720 m/min eingeführt und mit einer 1 % kleineren Geschwindigkeit abgezogen (das ergibt einen Vorlauf von 1%). Dampf mit 33O°C und 16 at Druck wurde in die erste Gruppe von Düsen eingeführt und kühle Luft mit 4 at wurde zur zweiten Düsengruppe geführt, so daß die Behandlungskombination 1H/5C erhalten wurde.

Das erhaltene Garn hatte eine etwas erhöhte Bauschigkeit, so daß es in einem Tufting-Teppich eine erhöhte Deckkraft ergab.

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Das Garn besaß ein schlingiges Aussehen und hatte somit neue ästhetische Qualitäten. Das Garn besaß außerdem eine Zwirnung und Verschmelzungen, die besser kontrolliert waren, als dies bisher möglich war.

BEISPIEL 2

Ein ähnliches gebauschtes Garn wie in Beispiel 1 wurde durch die in Fig. 1 allgemein beschriebene Vorrichtung modifiziert, außer daß die Düsengruppen so wirkten, daß sie das Garn in der entgegengesetzten Richtung zwirnten, Kombination 2H/4C. Die erste Gruppe von Düsen wirkte so, daß das Garn unter Verwendung von Dampf mit 36O°C und 16 at gezwirnt wurde und die zweite Gruppe von Düsen wirkte so, daß das Garn unter Verwendung von kalter Luft mit 4 at gezwirnt wurde. Das Garn wurde der Vorrichtung mit 720 m/min unter einem Vorlauf von 4% zugeführt. Das Garn besaß einen erhöhten Bauschungswert, der höher war als bisher erreichbar, und war teilweise verschmolzen und stark gezwirnt.

Das Garn zeigte eine gute Tufting-Definition, und die Tufting-Schlingen kippten in einem geschorenen Flor-Teppich nicht über.

BEISPIEL 3

Ein ähnliches gebauschtes Garn wie in Beispiel 1 wurde durch eine in Beispiel 1 beschriebene Vorrichtung modifiziert, wobei die Behandlungskombination 1H/3C verwendet wurde. Die kalte Luft aus der zweiten Gruppe von Düsen übte keine Zwirnungswirkung aus, sondern kühlte das Garn lediglich dadurch ab, daß Luft in Vorwärtsrichtung auf das Garn gerichtet wurde. Dampf mit 32O°C und 16 at wurde aus der ersten Düsengruppe gerichtet, um das Garn zu zwirnen. Das Garn wurde mit einem Vorlauf von 1 % und mit einer Geschwindigkeit von 900 m/min zu-

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geführt. Das Garn besaß Eigenschaften, die zwischen denjenigen des Garns der Beispiele 1 und 2 lagen und war stark gebauscht, intensiv gezwirnt und teilweise verschmolzen.

VERGLEICHSBEISPIEL A

Bei einer Modifikation von Beispiel 3 wurde die Luft aus der zweiten Düsengruppe abgeschaltet und das Garn durch Luft außerhalb der Vorrichtung gekühlt. Das Garn besaß ähnliche Eigenschaften wie dasjenige von Beispiel 3, die Kontrolle war aber weniger zufriedenstellend.

BEISPIEL 4

Ein ähnliches gebauschtes Garn wie in Beispiel 1 wurde durch eine Vorrichtung modifiziert, wie sie allgemein in Fig. 1 beschrieben ist. Die erste Düsengruppe wurde mit Dampf von 33O°C mit 16 at beschickt und zwar ohne Förderung oder Zwirnung des Garns unter Verwendung von kalter Luft mit 4 at, Kombination 9H/7C. Das gebauschte Garn wurde der Vorrichtung mit 7 20 m/min, aber ohne Vorlauf, zugeführt. Das Garn besaß eine erhöhte Bauschung und eine gleichförmige Zwirnung und zeigte eine gute Tufting-Definition in einem Schlingenflor-Teppich.

BEISPIEL 5

Ein ähnliches gebauschtes Garn wie in Beispiel 1 wurde durch eine in Fig. 5 beschriebene Vorrichtung modifiziert. Es wurde eine Behandlungskombination 8C/9H/7C verwendet. Keine Düsengruppen förderten das Garn. Die erste Düsengruppe wurde mit kalter Luft von 4 at beschichtet. Die zweite Düsengruppe erhitzte das Garn mit Dampf von 33O°C und 16 at. Die dritte Düsengruppe wurde ebenfalls mit kalter Luft von 4 at beschickt.

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Le

erseite

Claims

-ν* PATENTANSPRÜCHE

1. Kontinuierliches Verfahren zur Modifizierung der Eigenschaften eines gebauschten Garns, dadurch gekennzeichnet, daß
das gebauschte Garn durch eine Leitung hindurchgeführt und darin

(a) einer Zwirnung durch ein Fluid und

unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwirnen des Garns durch ein Fluid dadurch erfolgt, daß man vier Fluidströme tangential auf das Garn führt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fluid zur Zwirnung des Garns heiß ist und auch zur Erhitzung des Garns dient.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid zur Zwirnung des Garns auch
zur Förderung des Garns dient.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gebauschte Garn zur Entphasung der Kräuselung vor der Einführung in die Leitung gestreckt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden des Garns in der Leitung durch Fluid vermischt werden.

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17 5 3 ö 1 δ Z

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn durch das heiße Fluid auf eine solche Temperatur erhitzt wird, daß zumindest einige der Fäden des Garns miteinander verschmelzen.

8. Vorrichtung zur Modifizierung der Eigenschaften eines bauschten Garns, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Leitung mit mindestens zwei in Längsrichtung im Abstand angeordneten Düsenanordnungen aufweist, wobei

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Leitung über ihre Länge ungleichförmig ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung eine Düsenanordnung aufweist, mit welcher das Garn gezwirnt und erhitzt wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung zur Zwirnung vier diskrete Kanäle aufweist, die um die Achse der Leitung im gleichen Abstand angeordnet sind und welche exzentrisch in die Leitung münden.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung mindestens eine Düse

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aufweist, deren Geometrie so ist, daß die Fäden des Garns gemischt werden.

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