DE2855763C2 - - Google Patents
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- DE2855763C2 DE2855763C2 DE2855763A DE2855763A DE2855763C2 DE 2855763 C2 DE2855763 C2 DE 2855763C2 DE 2855763 A DE2855763 A DE 2855763A DE 2855763 A DE2855763 A DE 2855763A DE 2855763 C2 DE2855763 C2 DE 2855763C2
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/22—Formation of filaments, threads, or the like with a crimped or curled structure; with a special structure to simulate wool
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Spinntexturieren von Polyamid
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, vgl.
US-PS 39 75 484.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der US-PS
39 75 484 bekannt. Diese Druckschrift zeigt und beschreibt
ein Kräuselungsverfahren, das in unmittelbarem Anschluß an
den Spinnvorgang durchgeführt wird. Die Fasern werden zunächst
über eine im Ölbad laufende Rolle gezogen und sodann
über ein Rollenpaar geführt. Abschließend gelangt das Garn zur Erzeugung
der latenten Kräuselung auf eine beheizte Rolle und wird zwischen dieser und einem
weiteren beheizten Rollenpaar gedehnt. Das Garn wird sodann
in einer weiteren Station mit Hilfe eines Dampfstrahls auf
ein metallisches Sieb gelenkt und dort reflektiert und gekräuselt.
Dieses Verfahren erscheint als verhältnismäßig
aufwendig.
Aus der DD-PS 42 727 ist ein Kräuselungsverfahren bekannt,
bei dem ein Garn von einer Vorratsspule abgezogen wird. Das
Garn läuft über eine Spanneinrichtung, um kegelförmige
Streckwalzen herum, sodann zur einseitigen Erwärmung um eine geheizte Walze, deren
Temperatur bei 210°C oder darüber liegt, und um Abzugswalzen
herum. Die nachgeschalteten Walzen laufen mit höherer
Geschwindigkeit als die Streckwalzen um, so daß das Garn
gekräuselt wird. Das Verfahren findet nicht in unmittelbarem
Anschluß an den Spinnvorgang statt.
Die GB-PS 12 57 049 befaßt sich mit einem Verfahren zur
Kräuselung eines Garnes, bei dem das Garn entlang einer
schraubenförmigen Bahn über eine Rolle geführt wird, auf
der es einseitig erwärmt wird. Im einzelnen läuft das Garn zunächst
um eine Förderrolle und deren Distanzhalterrolle herum,
sodann über Zugrollen, von denen eine eine schmale, streifenförmige
Zone aufweist, die auf 220°C erwärmt wird. Über
diese Zone läuft das Garn bei seiner dritten Umschlingung.
Das Verfahren findet entweder unmittelbar im Anschluß an den
Spinnvorgang oder später statt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte
Verfahren in einfacher Weise
unter solchen Bedingungen durchzuführen
daß durch die Entwicklung der latenten Kräuselung
nach einer Temperaturbehandlung mit trockener Wärme bei 180°C in entspanntem Zustand das Garn eine Bauschigkeit von
wenigstens 10% erhält, ohne das Garn
weiter texturieren zu müssen, so daß aufwendige zusätzliche Texturiervorgänge
entfallen können.
Mehrfaser-Polyamidgarne mit einer Bauschigkeit
insbesondere zwischen 15% und 40% können mit Vorteil für die Herstellung
von Teppichen verwendet werden.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß die einseitige
Erwärmung der Fasern durch die auf eine Temperatur
zwischen 100 und 175°C erwärmte Förderrolle während
einer Zeitspanne von 0,01 bis 1 Sekunden erfolgt und daß
die anschließende Streckung vor Erreichen des
kristallinen Gleichgewichts durchgeführt wird.
Die Bezeichnung "kristallines Gleichgewicht" wird hier im
Zusammenhang mit einer Faser zur Bezeichnung desjenigen
Kristallisationsgrades verwendet, der normalerweise von der
Faser erreicht wird und über welchen hinaus eine merkliche
Kristallisation mit der Zeit nicht auftritt. Die Bezeichnung
"teilweise kristallin", welche hier (s. u.) im Zusammenhang
mit einer Faser verwendet wird, bedeutet, daß die Faser
einen Kristallisationsgrad hat, jedoch noch nicht denjenigen
Kristallisationsgrad erreicht hat, welcher bei ihrem
kristallinen Gleichgewicht vorhanden ist.
Das Beheizungsmaß, welches in der Heizzone zur Schaffung
eines Garnes mit einem gewünschten Maß latenter Kräuselung
erforderlich ist, ist abhängig von der Extrusionsrate, dem
Streckverhältnis oder der Streckzahl und dem Titer der
Fasern, und muß daher auf diese Verfahrensbedingungen abgestimmt
werden. Durch Konstanthalten dieser zuletzt erwähnten
Bedingungen wurde gefunden, daß die in das Garn
eingebrachte latente Kräuselung mit zunehmendem Beheizen
des Garns bis zu einem Maximum des Grades der latenten
Kräuselung zunimmt und danach mit zunehmendem Beheizen des
Garnes abnimmt. Das Beheizungsausmaß, welches in der Heizzone
zur Erzeugung eines Garns mit einem gewünschten Grad
an latenter Kräuselung bei bestimmten, gegebenen Verfahrensbedingungen
erforderlich ist, kann in der Praxis leicht
von einem Fachmann bestimmt werden, indem er lediglich das
Beheizungsausmaß in der Heizzone ändert, bis der gewünschte
Grad an latenter Kräuselung erreicht ist.
Im allgemeinen werden die zu beheizenden Rollen
durch elektrische Einrichtungen geheizt. Die
Temperatur, auf welcher die Heizeinrichtung gehalten ist, ist
abhängig von der Verweilzeit des Garnes in Kontakt mit der
geheizten Fläche. Das Verstrecken des beheizten Garnes muß
durchgeführt werden, während wenigstens eine und vorzugsweise
alle der Fasern teilweise kristallin sind, wenn eine merkliche
Kräuselung eingebracht werden soll. Der Verstreckschritt kann
durch konventionelle Techniken durchgeführt werden.
Die Temperatur der geheizten Zuführ- bzw. Förderrolle(n) und die
Anzahl von Umschlingungen des Garnes um das erste Rollenpaar
sind auf die anderen Verfahrensbedingungen abgestimmt,
um ein Garn zu erhalten, welches den gewünschten Grad an
latenter Kräuselung hat. Wenn ein Ausrichtstift zwischen
den beiden Rollenpaaren zur Lokalisierung des Streckpunktes
nicht vorhanden ist, wird das Garn verstreckt, sobald es das
erste Rollenpaar verläßt. Unter diesen Bedingungen wird
(werden), ob ein Ausrichtstift vorhanden ist oder nicht,
die Faser(n) des Garnes geheizt und ist (sind) nur teilweise
kristallin, wenn ihr Verstrecken eingeleitet wird.
Ersichtlich muß jede Behandlung des Garns, die zum Erreichen
des kristallinen Gleichgewichtes sämtlicher Fasern
führt, nach dem Heizschritt und vor dem Streckschritt vermieden
werden.
Je nach der Weise, in welcher der Heizschritt durchgeführt
wird, kann die latente Kräuselung, die in ein Mehrfasergarn
eingebracht wird, regelmäßig oder zufallsverteilt über die
Länge der einzelnen Fasern hin und von Faser zu Faser auftreten.
Wenn eine große Anzahl von Fasern (größer 34)
mittels der Zuführrolle(n) in der im vorstehenden Absatz
beschriebenen Weise beheizt wird, steht in jedem gegebenen
Zeitpunkt nur ein Teil der Fasern des Garns in Kontakt mit
der geheizten Rolle, weil während eines einzigen Umlaufs
einige der Fasern auf anderen Fasern aufreiten und die
Position der Fasern von Umschlingung zu Umschlingung sich
ändert. Daher werden Abschnitte jeder Faser stärker aufgeheizt
als andere Abschnitte, und ein oder mehrere Abschnitte
einiger Fasern können vollständig ungeheizt bleiben. Nach
Entwicklung der latenten Kräuselung hat das sich ergebende
Garn eine zufallsverteilte Schraubenkräuselung, d. h. einige
Abschnitte jeder Faser haben eine hohe Kräuselhäufigkeit,
andere Abschnitte haben eine mittlere Kräuselhäufigkeit, wieder
andere Abschnitte haben eine geringe Kräuselhäufigkeit und
noch andere Abschnitte können überhaupt keine Kräuselung
haben. Die Zufallsverteilung der Kräuselung führt dazu, daß
das Garn besonders geeignet ist für die Verwendung in Teppichkonstruktionen.
Jedoch kann die Zufallsverteilung der Kräuselung,
falls gewünscht, durch ein gleichförmiges Beheizen
der Fasern reduziert werden.
Garn, welches durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt
ist, kann in üblicher Weise zur Entwicklung der latenten
Kräuselung behandelt werden, wie durch Beheizen des
Garnes auf eine Temperatur zwischen etwa 90°C und etwa 220°C
mit Dampf oder trockener Wärme während es entspannt ist.
Das sich ergebende texturierte Garn behält seine Kräuselung
nach dem Abkühlen und hat eine Bauschigkeit von wenigstens
10% und bis zu 50% oder mehr, entsprechend der folgenden
Formel:
worin L 1 eine gegebene Garnlänge vor der Entwicklung der latenten
Kräuselung und L 2 die Länge desselben Garns (L 1) nach
der Entwicklung der latenten Kräuselung durch Behandlung der
Garnlänge bei 180°C mit trockener Wärme für fünf Minuten und
anschließendes Abkühlen des Garns auf Umgebungstemperatur
während einer Minute bedeuten. Danach wird die Garnlänge erneut
gemessen (L 2), mit einer Kraft von 0,0008 gpd (Gramm pro
dtex) 30 Sekunden nach dem Abkühlen verstreckt. Der Kräuselgrad
des erhaltenen texturierten Garns kann durch die folgende
Formel bestimmt werden:
worin L 2 dieselbe Bedeutung wie oben hat und L 3 die Länge
desselben Garns (L 2) ist, nachdem es mit 0,72 gpd-tex verstreckt
ist. Vorzugsweise haben Garne, die durch das Verfahren gemäß
der Erfindung hergestellt werden, eine latente Kräuselung
von wenigstens 10%, am meisten bevorzugt von 15 bis 35%. Die
prozentuale thermische Schrumpfung (%TS) des texturierten
Garnes kann durch die folgende Formel berechnet werden:
Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann
das Garn in der Form eines kontinuierlichen Fasergarnes oder
in Form von Stapellängen gesammelt werden, d. h. das Garn kann
auf einer Spule gesammelt oder in Schlingen in einen Behälter
abgelegt werden oder in Stapelfäden zerschnitten und dann
gesammelt werden.
Zusammenfassend wird somit durch die Erfindung ein Spinntexturierverfahren
zur Herstellung von Polyamidgarnen geschaffen,
bei welchem ein frisch extrudiertes Garn zwischen zwei Paaren
von umlaufenden Rollen hindurchgeführt wird und dann gesammelt
wird. Das zweite Rollenpaar (Abzugsrollen) wird mit
einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, welche größer ist
als die des ersten Rollenpaares (Zuführrolle und ihre zugeordnete
Distanzhalterrolle). Die Zuführrolle ist auf einer
bestimmten Temperatur gehalten, welche abgestimmt ist auf
andere Verfahrensbedingungen, so daß ein gewünschter Grad
latenter Kräuselung in das Garn eingebracht wird. Durch
das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Garne haben
eine potentionelle Bauschigkeit von 10% bis 50% und sind
besonders geeignet als Teppichgarne.
Die Erfindung wird anhand
der Zeichnung
und anhand von Beispielen erläutert. Die Figur der
Zeichnung stellt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung
dar, welche zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
geeignet ist.
Von den im Handel verwendeten Polyamidgarnen sind Polyhexamethylen
Adipamid (Nylon 66) und Polycaprolactam (Nylon 6)
bevorzugte Polyamide in Faserform für das Verfahren gemäß
der Erfindung, wobei Nylon 66 besonders bevorzugt wird. Jedoch
können auch andere geeignete Polyamide verwendet werden,
unter welche diejenigen fallen, welche durch die Polykondensation
eines oder mehrerer Diamine der Formel
NH₂-(CH₂)- n -NH mit einem oder mehreren Diaciden
der Formel HOO-(CH₂) n -COOH und/oder HOOC-Ar-COOH
gebildet sind, worin n eine Zahl von 4 bis 12 und Ar
bedeuten.
Beispiele solcher Polyamide umfassen Nylon 6TA/6IA, Nylon
66/6TA, Nylon 66/6TA/6IA und dergleichen. Polyamide, von welchen
die Garne hergestellt werden, können Zusätze oder Modifiziermittel
enthalten, wie diejenigen, welche gewöhnlich in
Textil- und Teppichgarnen verwendet werden, beispielsweise
Wärme- und Lichtstabilisator, Mattierungsmittel, Farbzusätze
oder Farbmodifiziermittel, Mittel zur Erhöhung der
Flammenbeständigkeit, antistatische Mittel oder dergleichen.
Das Verfahren wird hier im Zusammenhang mit Nylon 66 beschrieben.
Wenngleich bestimmte Einstellungen der Verfahrensbedingungen,
wie der Temperatur, der Verfahrenszeit und der
Verstreckbedingungen, erforderlich sein können, um eine optimale
Bauschigkeit in anderen Polyamidgarnen zu erzielen,
können solche Bedingungen leicht durch Routineversuche bestimmt
werden. Der Bauschigkeitsgrad des Polyamidgarnes
liegt normalerweise zwischen 10% und 50% oder mehr. Für
Teppichgarne ist ein Bauschigkeitsgrad von wenigstens etwa
10% und gewöhnlich zwischen 15 und 40% erwünscht. Verfahrensbedingungen,
welche den Bauschigkeitsgrad eines Garnes beeinflussen,
werden noch beschrieben.
In einer gemäß der Zeichnung erläuterten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der
Erfindung wird geschmolzenes, faserbildendes
Nylon 66 in Handelsgüte mit einer bestimmten Extrusionsrate
durch Düsenlöcher der Mehrloch-Spinndüse 1 extrudiert,
so daß geschmolzene Ströme gebildet werden, welche zur Ausbildung
von Fasern 2 in einer Kühlzone gekühlt werden. Die
Fasern 2 werden aus der Kühlzone abgezogen und um eine Zuführrolle
3 und die ihr zugeordnete Distanzhalterrolle 4
in mehreren Teilumschlingungen herumgeführt. Die Fläche
der Zuführrolle 3, um welche die Fasern herumgeführt sind,
ist beispielsweise elektrisch beheizt und auf einer bestimmten
Temperatur gehalten. Geeignete elektrisch beheizbare
und drehbare Rollen sind im Handel verfügbar. Die Fasern 2
werden von der Zugrolle 3 abgezogen und mittels der Abzugsrolle
5 und der ihr zugeordneten Distanzhalterrolle 6
mit einem bestimmten Streckenverhältnis verstreckt, bevor sie
ihr kristallines Gleichgewicht erreichen. Die Abzugsrolle 5
wird von einem Motor (nicht gezeigt) für eine Umfangsgeschwindigkeit
angetrieben, welche größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit
der Zuführrolle 3. Falls gewünscht,
kann ein Ausrichtstift (Streckstift) zwischen der Zuführrolle
3 und der Abzugsrolle 5 angeordnet werden, um den
Streckpunkt zu lokalisieren. Die Extrusionsrate, die Streckzahl
und das Beheizen der Fasern, d. h. die Temperatur der
geheizten Zuführrolle 3 und die Anzahl der Umschlingungen,
in welchen die Fasern 2 um die geheizte Zuführrolle 3 herumgeschlungen
sind, sind aufeinander abgestimmt, um ein Garn
mit einem gegebenen Titer pro Faser zu erhalten, welches
den gewünschten Grad an latenter Kräuselung hat. Die
Fasern 2 werden dann von der Abzugsrolle 5 abgezogen, nachdem
sie eine oder mehrere Umschlingungen (beispielsweise
5 bis 13) um die Rollen 5 und 6 durchlaufen haben, und werden
mittels einer Querführung 7 oder einer anderen geeigneten
Einrichtung zu einer Aufwickelspule 8 aufgewickelt. Wahlweise
können die Fasern auch in einen Behälter in Schlingen
abgelegt werden oder in Stapellängen zerschnitten und dann
gesammelt werden. Die Extrusionsrate und Umfangsgeschwindigkeit
der Rollen 3 und 5 sind aufeinander abgestimmt, um ein
Garn zu erzeugen, welches ein gewünschtes Titer pro Faser
hat.
Es ist ersichtlich, daß viele variable Verfahrensfaktoren
einen Einfluß auf den Grad an latenter Kräuselung haben,
welche in das Garn eingebracht wird. Die folgende Diskussion
bezieht sich auf die Wirkung der Änderung jeweils nur einer Variablen
während alle anderen Variablen konstant bleiben,
und bezieht sich auf die Herstellung von Garn aus Nylon 66.
Es ist ersichtlich, daß zwischen einigen Variablen ein Zusammenwirken
vorhanden sein kann.
Garn, welches in dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt
wird, kann jeden gewünschten Querschnitt haben, z. B.
können die Fasern einen kreisförmigen, dreieckigen, dreilappigen
oder dreistrahligen (drei gerade oder krumme Linienstücke,
die in einem gemeinsamen Zentrum zusammenlaufen)
Querschnitt haben.
Das Kühlen der Schmelzenfäden in der Kühlzone kann unterstützt
werden durch einen Querstrom oder Gegenstrom von Luft
in einer Abkühl- oder Abschreckkammer, die gewöhnlich als
Kamin bezeichnet wird. Von dem Kamin können die Fasern durch
ein Dampfkonditionierrohr geführt werden. Es wurde nicht festgestellt,
daß die Verwendung von Kühlluft und/oder Konditionierdampf
einen merklichen Einfluß auf den Grad an latenter
Kräuselung hat, welche in die Fasern eingebracht wird.
Wenngleich Konvergenzführungen bei der Durchführung des Verfahrens
gemäß der Erfindung verwendet werden können, beispielsweise
in dem Kamin, wurde beobachtet, daß durch die
Verwendung solcher Führungen eine Reduzierung des Grades
an latenter Kräuselung auftreten kann, der in anderen
Fällen in die Fasern eingebracht werden kann.
Falls gewünscht, kann ein Ausrüstmittel auf die Fasern unmittelbar
vor ihrer Berührungsstelle mit der Zuführrolle aufgebracht
werden. Am bequemsten kann dies durchgeführt werden,
indem die Fasern über eine Rolle geführt werden, von welcher
ein Ausrüstmittel aus einem Behälter auf die Fasern
übertragen wird, in welchem die Rolle sich dreht. Es wurde
beobachtet, daß ein Anstieg des Grades an latener Kräuselung,
die in die Fasern eingebracht wird, erreicht werden
kann, indem ein Ausrüstmittel auf die Fasern in der gerade
beschriebenen Weise aufgebracht wird. Es wurde auch beobachtet,
daß das Maß dieses Anstiegs der latenten Kräuselung
umgekehrt proportional zu der Umfangsgeschwindigkeit der
Ausrüstrolle ist.
Die Zuführrollenanordnung besteht zweckmäßig aus einer konventionellen,
motorisch angetriebenen, elektrisch geheizten
Rolle und einer zugeordneten Distanzhalterrolle.
Wenn eine Mehrzahl von Umschlingungen
einer Einzelrolle durch die Fasern vorgesehen
werden, neigen die Fasern dazu, sich zu verwirren. Es wurde
gefunden, daß bei Fasern, die während der Umschlingung der
Rollen in Kontakt mit der geheizten Zuführrolle (110°C bis
140°C) für eine Zeitspanne stehen, welche kleiner als etwa
0,01 Sekunden oder größer als 1,00 Sekunden ist, eine merkliche
latente Kräuselung in den fertigen Fasern nicht vorhanden
ist. Bei der Herstellung von Fasern mit etwa 22 dtex
können mit einer Kontaktzeit zwischen 0,05 und 0,3
Sekunden auf der geheizten Zuführrolle, die auf einer Temperatur
zwischen etwa 110°C und etwa 140°C gehalten ist, Fasern
mit einer potentiellen Bauschigkeit im Bereich von 15 bis
40% erzeugt werden. Um Garn aus Nylon 66 mit 22 dtex pro Filament und merklicher
potentieller Bauschigkeit (größer 5%) zu erzeugen,
soll die Zuführrolle auf einer Temperatur von wenigstens 100°C
gehalten werden. Jedoch darf die Zuführrolle nicht auf einer
so hohen Temperatur gehalten werden, daß die Fasern zerstört
werden oder sich zersetzen. Bei einer bestimmten Zuführrollentemperatur
nimmt die Bauschigkeit mit der Verweilzeit (Aufenthaltszeit)
bis zu einem Maximum zu und sinkt dann mit größer
werdender Verweilzeit. Die Umfangsgeschwindigkeit und Temperatur
der Zuführrolle können leicht ohne aufwendige Experimente
derart abgestimmt werden, daß ein Garn erhalten wird, welches
einen optimalen (oder gewünschten) Grad an latenter
Kräuselung hat.
Die Fasern müssen verstreckt werden, bevor sie gesammelt
werden und vorzugsweise unmittelbar nachdem sie von der
geheizten Zuführrolle abgezogen werden. Wenn ein Garn aus
Nylon 66 durch das erfindungsgemäße Verfahren
hergestellt wird, indem eine geheizte Zuführrolle verwendet
wird, welche unter den Bedingungen steht, die in dem vorstehenden
Absatz beschrieben sind, wurde gefunden, daß der
Grad an latente Kräuselung, welche in das Garn eingebracht
wird, mit zunehmender Streckzahl (zunehmendem Streckverhältnis)
zunimmt und ein Maximum bei einer bestimmten Streckzahl
durchläuft und danach abnimmt. Bei einer Streckzahl
von weniger als etwa 1,00 oder größer als etwa 4,00 ist
der Grad der in die sich ergebenden Fasern eingebrachten latenten
Kräuselung geringer als für die meisten Teppichanwendungen
erwünscht. Erfindungsgemäß wird eine
Streckzahl im Bereich von 1,75 bis 3,25 verwendet. Die optimale
Streckzahl variiert in Abhängigkeit von Faktoren, wie
den Heizbedingungen der Zuführrolle, der Verfahrensgeschwindigkeit,
dem Titer des Garns und der Fasern und der Zusammensetzung
des speziellen Polyamids, aus welchem die Fasern
gebildet sind. Es wurde gefunden, daß die Verwendung einer
geheizten Abzugsrolle anstelle einer ungeheizten Abzugsrolle
zu einer Reduzierung des Grades an latenter Kräuselung
führt, welche in die Fasern eingebracht ist. Die Anzahl
der Umschlingungen, welche die Fasern an einer ungeheizten
Abzugsrolle und der ihr zugeordneten Distanzhalterrolle
durchlaufen, hat - soweit dies festgestellt wurde -
keinen merklichen Einfluß auf den Grad der in die Fasern
eingebrachten latenten Kräuselung.
Nach dem Verstrecken und vor dem Sammeln des Garns kann dieses,
falls gewünscht, in einer Verwirrvorrichtung (beispielsweise
durch Strömungsmittelstrahlen) behandelt werden, um
seine Kohärenz zu vergrößern und/oder ein Teil seiner
Kräuselung vorzuentwickeln. Bei Verwendung eines Strahles
kann das Strömungsmittel Umgebungsluft oder Warmluft oder
Dampf sein. Es ist erforderlich, daß durch die Verwendung
solch eines Strahls auf dem Garn eine zusätzliche Kräuselung
überlagert werden kann und/oder seine thermische
Schrumpffähigkeit verringert werden kann.
Das Titer pro Faser liegt für die Anwendung als Teppichgarne
normalerweise im Bereich von 6,6 bis 24,5 dtex, während eine Bauschigkeit
im Bereich von 15% bis 40% erwünscht ist. Es wurde gefunden,
daß die in das Garn eingebrachte latente Kräuselung
mit zunehmendem Titer pro Faser zunimmt.
Hinsichtlich der Behandlungsgeschwindigkeiten des Garns
sind die Extrusionsrate und die Umfangsgeschwindigkeit der
Zuführrolle(n) und Abzugsrolle(n) aufeinander abgestimmt,
um ein Garn mit dem gewünschten dpf zu erhalten. Die Umfangsgeschwindigkeit
der Zuführrolle(n) und/oder Abzugsrolle(n)
können über einen breiten Bereich hin variieren.
Beispielsweise kann die Umfangsgeschwindigkeit der Zuführrolle(n)
im Bereich von 350 m/min bis 1200 m/min oder
höher liegen. Der Grad an latenter Kräuselung, die in das
Garn bei einer bestimmten Zuführrollengeschwindigkeit eingebracht
wird, ist abhängig von der gegenseitigen Abstimmung
der verschiedenen, oben erwähnten Verfahrensbedingungen.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der
Erfindung, sollen jedoch diese nicht notwendig auf die besonderen
Ausführungsformen beschränken, die in den Beispielen
beschrieben sind.
Die Beispiele 1 bis 16 erläutern die Herstellung von
Garnen mit 95 Fasern aus Nylon 66 in einem Verfahren gemäß
der Erfindung.
Jedes Garn wurde unter leicht unterschiedlichen Verfahrensbedingungen
hergestellt, um den Einfluß der verschiedenen
Verfahrensbedingungen auf den Bauschigkeitsgrad und den
Kräuselgrad der Garne zu illustrieren. Es wurde das folgende
Verfahren und die folgende Vorrichtungsanordnung zur Herstellung
der Garne verwendet. Faserbildendes Nylon in
Handelsgüte wurde bei einer Schmelztemperatur von 282°C nach
unten durch die Düsenlöcher einer Mehr-Spinndüse mit 95
Löchern in einen konventionellen Schmelzspinnkamin extrudiert,
dessen Länge annähernd 1,8 m war. Der Kamin war zur
Aufnahme eines Querstromes aus Kühlluft bei Umgebungstemperatur
mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 170 m/min ausgelegt.
Die geschmolzenen Ströme verfestigen sich in dem Kamin
unter Ausbildung von Fasern. Die Fasern wurden durch ein sich
unmittelbar an den Kamin anschließendes Dampfkonditionierrohr
mit einer Länge von etwa 1,2 m geführt (es wurde jedoch kein
Dampf oder ein anderes Strömungsmittel in das Rohr eingeführt).
Die Fasern wurden aus dem Konditionierrohr über eine konventionelle
angetriebene Ausrüst-Aufbringrolle geführt, auf welcher
mit Ausnahme im Beispiel 3 ein Ausrüstmittel auf die
Fasern aufgebracht wurde. Die Fasern liefen auf der Ausrüstrolle
zusammen und wurden dann unmittelbar anschließend auf
und um eine angetriebene, elektrisch beheizte Zuführrolle
und die ihr zugeordnete Distanzhalterrolle mit mehreren Umschlingungen
geführt. Die Zuführrolle wurde mit einer bestimmten
Umfangsgeschwindingkeit angetrieben und auf einer
bestimmten Temperatur gehalten. Das Garn wurde von der geheizten
Zuführrolle aus über und um eine angetriebene Abzugsrolle
(kalt) und die ihr zugeordnete Distanzhalterrolle
in mehreren Umschlingungen geführt. Die Abzugsrolle wurde
mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die größer
als die Umfangsgeschwindigkeit der geheizten Zuführrolle war.
Das Garn wurde dann von der Abzugsrolle abgezogen und auf
eine Spule aufgewickelt. Die prozentuale Bauschigkeit und
prozentuale Kräuselung jedes der Garne wurde bestimmt und
sind in der folgenden Tabelle zusammen mit den speziellen Verfahrensbedingungen
angeführt, die zur Herstellung jedes Garnes
angewendet wurden.
Beispiel 1 erläutert einen optimalen Satz von Verfahrensbedingungen,
der zur Herstellung von bauschigem Garn mit 22 dtex
verwendet werden kann. Die Beispiele 2 bis 16 zeigen die Wirkung
der Änderung einer speziellen Verfahrensbedingung auf
die Bauschigkeit, während andere Verfahrensbedingungen konstant
bleiben.
Beispiel 2 zeigt, daß beim Verfahren gemäß der Erfindung
Kühlluft mit Vorteil verwendet werden kann, ohne daß die Verwendung
von Kühlluft wesentlich ist.
Beispiel 3 zeigt, daß die Anwendung eines Ausrüstmittels
nicht wesentlich für das Verfahren ist, wenngleich ein Ausrüstmittel
mit Vorteil auf das Garn aufgebracht werden kann.
Die Beispiele 4 und 5 zeigen, daß die Verweilzeit des Garnes
in Kontakt mit der geheizten Zuführrolle einen Einfluß auf
den Bauschigkeitsgrad des fertigen Garnes hat. Im Beispiel 4
ist die Verweilzeit kleiner als im Beispiel 1, während im
Beispiel 5 die Verweilzeit größer ist. In beiden Fällen ist
jedoch der prozentuale Bauschigkeitsgrad geringer. Diese
Daten zeigen, daß eine Vergrößerung oder Verringerung der
optimalen Verweilzeit zu einem niedrigeren Bauschigkeitsgrad
führt.
Die Beispiele 6 und 7 zeigen, daß die Erniedrigung oder Erhöhung
der Zuführrollentemperatur gegenüber der optimalen
Temperatur zu einem niedrigeren Bauschigkeitsgrad führen.
Beispiel 8 erläutert, daß eine Vergrößerung der Streckzahl
über die optimale Streckzahl hinaus zu einem geringen Bauschigkeitsgrad
führt.
Beispiel 9 zeigt, daß in einem Fall, bei welchem das Garn
überhaupt nicht verstreckt wird, in das Garn im wesentlichen keine
Bauschigkeit eingebracht wird.
Beispiel 10 zeigt, daß mit abnehmendem Polymerdurchsatz
oder dpf der Bauschigkeitsgrad etwas absinken kann.
Beispiel 11 zeigt, daß das Verfahren wirksam angewendet werden
kann, um eine Bauschigkeit in Fasern mit rundem Querschnitt
einzubringen.
Beispiel 12 zeigt optimale Bedingungen bei einem etwas höheren
Polymerdurchsatz und einer etwas höheren Zuführrollentemperatur
(140°C) als im Beispiel 1 (130°C). Das hergestellte Garn
hatte einen etwas höheren Bauschigkeitsgrad.
Beispiel 13 zeigt, daß eine Erhöhung der Verweilzeit des
Garnes auf der Zuführrolle bei der höheren Zuführrollentemperatur
(140°C) zu einer leichten Abnahme des Bauschigkeitsgrades
geführt hat.
Beispiel 14 zeigt, daß eine Erhöhung der Streckzahl von 2,21
(Beispiel 1) auf 2,97 zu einer Abnahme des Bauschigkeitsgrades
führt.
Beispiel 15 zeigt die Anwendung einer verhältnismäßig hohen
Zuführrollentemperatur (175°C) und einer mittelhohen Streckzahl
(2.62).
Beispiel 16 zeigt, daß das fertige Garn, wenn die Zuführrolle
nicht beheizt ist, eine merkliche oder ausnutzbare Bauschigkeit
nicht hat.
In diesem Beispiel wurde ein wie im Beispiel 9 gesponnenes
Garn anschließend in einem gesonderten Vorgang verstreckt,
bei welchem das Garn über eine geheizte Zuführrolle und
über Abzugsrollen wie im Beispiel 1 geführt wurde. In diesem
Fall hatte das fertige verstreckte Garn keine merkliche
oder nutzbare Bauschigkeit, d. h. der Bauschigkeitsgrad war
kleiner als 2%. Dieses Beispiel zeigt die Wichtigkeit des
Verstreckens des Garnes, bevor die Fasern ihr kristallines
Gleichgewicht erreicht haben.
In diesem Beispiel wurde Garn hergestellt wie im Beispiel 1,
ausgenommen, daß das Garn nicht in ringförmiger Bahn sondern
in achtförmiger Bahn um das Zuführrollenpaar geschlungen
wurde (d. h. die Bahn des Garnes verlief unter der ersten
Rolle, über der zweiten Rolle und um diese herum, über die
erste Rolle und um diese herum usw.). Das fertige Garn hatte
nach der Entwicklung seiner latenten Kräuselung einen Bauschigkeitsgrad
und Kräuselgrad, der vergleichbar mit dem des Garnes
aus Beispiel 1 ist.
In diesem Beispiel wurde Garn hergestellt wie in Beispiel 1,
ausgenommen, daß das Garn durch eine Verwirrvorrichtung hindurchgeführt
wurde, bevor es auf die fertige Spule aufgewickelt
wurde. Diese Verwirrvorrichtung war des Typs, bei welchem
mit turbulentem Strömungsmittel gearbeitet wird, wobei
Warmluft mit 250°C unter einem Druck von 9,8 kg/cm² als
Strömungsmittel verwendet wurde. Das Garn wurde durch diese
Vorrichtung im Überschuß von annähernd 5 bis 10% geführt. Das
resultierende Garn hatte eine Bauschigkeit von 24,0%, eine
Kräuselung von 19,7% und eine thermische Schrumpfung von 5,4%
und einen Verwirrgrad von 14,4 Verschlingungen pro Meter, der
über eine willkürlich ausgewählte Länge von 3,05 m hin gemessen
wurde.
In diesem Beispiel wurde das Garn wie im Beispiel 8 behandelt,
ausgenommen daß in diesem Beispiel eine anhydrische Ausrüstlösung
auf das Garn anstelle einer wässrigen Ausrüstlösung
(80% Wasser) aufgebracht wurde, welche in allen vorhergehenden
Beispielen (mit der Ausnahme von Beispiel 3) aufgebracht
wurde. Die Ausrüstrollengeschwindigkeit war so eingestellt,
daß ein Öl-auf-Garn-Grad gehalten wurde, der mit demjenigen
in den anderen Beispielen übereinstimmte. Das fertige Garn
(nach der Entwicklung der latenten Kräuselung) hatte eine
Bauschigkeit von 22,6%, eine Kräuselung von 12,2% und eine
thermische Schrumpfung von 11,8%. Die Ergebnisse dieses
Beispiels zeigen, daß die Plastifizierwirkung, welche
normalerweise durch die Aufbringung von Wasser auf Nylon erzielt
wird, keinen merklichen Einfluß auf die Bauschigkeit
und auf andere Eigenschaften von Garnen hat, die durch das
Verfahren gemäß Erfindung hergestellt werden.
Claims (7)
1. Verfahren zum Spinntexturieren von Polyamid durch
kontinuierliche Herstellung eines verstreckten Mehrfaser-Polyamidgarns
mit einem Titer pro Faser im Bereich von
6,6 bis 24,5 dtex mit latenter Kräuselung, bei dem ein
Polyamid durch Düsenlöcher einer Mehrloch-Spinndüse in
der Form mehrerer Schmelzfäden extrudiert wird, die Schmelzfäden
in einer Abkühlzone zur Bildung von Fasern abgekühlt
und sodann einseitig erwärmt und gestreckt werden,
wobei die Fasern im Anschluß an die Kühlzone mit
mehreren Umschlingungen um eine angetriebene Förderrolle
(3) und eine dieser zugeordnete Distanzhalterrolle
(4) und danach mit mehreren Umschlingungen um
eine Zugrolle (5) geführt werden, die derart mit höherer
Umfangsgeschwindigkeit läuft als die Förderrolle (3),
daß das Streckungsverhältnis zwischen 1,75 und 3,25 liegt,
dadurch gekennzeichnet, daß die
einseitige Erwärmung der Fasern durch die auf eine
Temperatur zwischen 100 und 175°C erwärmte Förderrolle
(3) während einer Zeitspanne von 0,01 bis 1 Sekunden
erfolgt und daß die anschließende Streckung vor
Erreichen des kristallinen Gleichgewichts durchgeführt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Förderrolle (3) auf einer
Temperatur zwischen 110 und 140°C gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß auf die Fasern ein
Ausrüstmittel aufgebracht wird, bevor sie um die Förderrolle
(3) geführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß als
Polyamid Polyhexamethylen Adipamid verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß auch der
Zugrolle (5) eine Distanzhalterrolle (6) zugeordnet ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Zeitspanne der einseitigen Erwärmung 0,05 bis 0,3
Sekunden beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß Düsenlöcher
mit einem nicht-kreisförmigen Querschnitt
verwendet werden.
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