DE2942131A1

DE2942131A1 - Garn und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2942131A1
Application number: DE19792942131
Authority: DE
Inventors: Katsuyuki Kasaoka; Yoshiyuki Sasaki
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1978-10-20
Filing date: 1979-10-18
Publication date: 1980-04-30
Also published as: US4265082A; JPS5557035A; GB2035405B; DE2942131C2; JPS6253615B2; GB2035405A

Description

OR-INS. OIPL.-INQ. M. SC. Dl P..-Pl "S. DR. n"»L·.-PH YS. DlPL-PHYS OR.

HÖGER - STELLRECHT - GRItSSBACH - HAECKER BOEHME

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

2947131

A 43 800 b Anmelder: Telj in Limited

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8. Oktober 1979 1-chome

Higashi-ku, Osaka-shi

Osaka, Japan

Garn und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Garn, welches wie ein gesponnenes Garn wirkt, aus einem Kernfaden in Form eines im wesentlichen aus Stapelfasern bestehenden, im wesentlichen ungezwirnten Faserbündels und aus Hüllfasern in Form von Stapelfasern aus thermoplastischem synthetischem Material, die den Kernfaden umschlingen und das Faserbündel zusammenhalten, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Garnes.

Es wurden bereits verschiedene,wie gesponnene Garne wirkende Garne vorgeschlagen, welche ein Faserbündel aufweisen, das im wesentlichen keine Zwirnung besitzt. Beispielsweise ist in der der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung No. 28 250/68 entsprechenden US-PS 3 079 746 ein wie ein gesponnenes Garn wirkendes Garn beschrieben, welches einen Kern aus diskontinuierlichen Fasern aufweist, die ein starres Bündel bilden, welches von einer Umhüllung aus diskontinuierlichen Fasern umschlossen ist, wobei der Kern im wesentlichen ungezwirnt ist und wobei die Oberflächenfasern statistisch mit unterschiedlichem Steigungswinkel zwischen 10° und 80° wendelförmig aufgrund ihrer Zwirnung um den Kern herum geschlungen sind, so dass sie als Hüllfasern mit Zufallsverteilung längs des Kerns eine im wesentlichen kontinuierliche Hülle bilden. Weiterhin beschreibt die JP-OS NO. 89 650/75 ein umhülltes,wie ein gesponnenes Garn wirkendes Garn, bei dem die Mantelfläche eines im wesentlichen ungezwirnten Bündels aus Stapelfasern von einigen wenigen Stapelfasern umhüllt ist, die unter einem

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vorgegebenen Steigungswinkel verlaufen.

Die bekannten, wie gesponnene Garne wirkenden Garne weisen jedoch Nachteile auf. Ein Nachteil besteht beispielsweise darin, dass die Hülle aus den OberfISchenfasern um so lokkerer wird, je größer der Durchmesser des Garns ist, so dass der Zusammenhalt des den Kern bildenden Faserbündels durch die Oberflächenfasern letztlich unbefriedigend wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei niedriger Garnnummer oder bei sehr feinen, das Garn bildenden Filamenten keine ausreichende Garnfestigkeit erreicht wird. Ausserdem kann in einigen Fällen wegen des unzureichenden Zusammenhalts der Einzelfilamente keine stabile Garnform erreicht werden. Bei üblichen, wie gesponnene Garne wirkenden Garnen ist es weiterhin nachteilig, dass die Oberflächenfasern das den Kern bildende Faserbündel kontinuierlich umschlingen, so dass bei Zerstörung eines Teils der Umhüllung die Gefahr besteht, dass sich die gesamte, aus den Oberflächenfasern bestehende Umhüllung löst, wodurch das den Kern bildende Faserbündel seinen Zusammenhalt verliert und dann zu Fadenbrüchen neigt.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik ein wie ein gesponnenes Garn wirkendes Garn der eingangs beschriebenen Art anzugeben, welches einen gutea Zusammenhalt und eine hohe Festigkeit besitzt. Ausserdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und auch eine Vorrichtung zum Herstellen eines solchen Garns anzugeben.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Garn gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die

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Hüllfasern in Längsrichtung des Garns im Abstand aufeinanderfolgende getrennte Hüllzonen bilden und das Faserbündel des Kernfadens im wesentlichen in Umfangsrichtung des Garns senkrecht zu dessen Längsachse sicher umschlingen, dass die Hüllfasern in jeder der Hüllzonen miteinander verflochten sind, dass pro Zentimeter Garnlänge mindestens zwei HUllzonen vorgesehen sind und dass die mittlere Faserpackungsdichte zwischen 2 und 8 cm /g beträgt.

Zur Herstellung eines solchen Garns hat sich das Verfahren gemäß Anspruch 3 besonders bewährt.

Als besonders vorteilhaft zur Herstellung eines Garns gemäß der Erfindung hat sich ferner eine Vorrichtung erwiesen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zum Erwärmen des Garnes in Laufrichtung desselben hinter einer Falschdrahttexturiervorrichtung eine Heizvorrichtung in Form einer drehbaren Heizrolle vorgesehen ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend noch anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teilstücks eines Garns gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen der Heiztemperatur und der Anzahl von Hüllzonen pro Längeneinheit eines erfindungsgemäßen Polyestergarnes;

Fig. 3 schematische Darstellungen der wesentlichen Tei-

und 4A

Ie von Vorrichtungen zum Herstellen von Garnen gemäß der Erfindung;

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Fig. 4B eine perspektivische Darstellung der Heizvorrichtung der Vorrichtung gemäß Fig. 4A;

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen der Temperatur einer Heizwalze und der Garnfestigkeit eines unter Verwendung einer solchen Heizwalze hergestellten Garns gemäß der Erfindung;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Zusammenhangs zwischen der Temperatur der Heizwalze und der Gleichförmigkeit eines unter Verwendung einer solchen Heizwalze hergestellten Garnes gemäß der Erfindung;

Fig. 7A und 7 B

eine schematische Seitenansicht bzw. Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ;

Fig. 8 eine Mikrofotographie eines bekannten, wie ein gesponnenes Garn wirkenden Garnes;

Fig. 9 eine Mikrofotographie eines Garnes gemäß der Erfindung und

Fig. 1OA schematische Darstellungen von Hüllzonen von Garnen gemäß der Erfindung.

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Ein wie ein gesponnenes Garn wirkendes Garn gemäß der Erfindung weist zwei Komponenten auf, nämlich einen Kernfaden, der im wesentlichen aus Stapelfasern besteht und nahezu keine echte Zwirnung besitzt,und Hüllfasern in Form von thermoplastischen synthetischen Fasern, welche den Kernfaden derart umschlingen, dass sie mit ihm zusammenhängen. Unter einem Taserbündel, welches im wesentlichen keine echte Zwirnung aufweist" ist dabei ein Faserbündel zu verstehen, welches aus einzelnen parallelen Fasern besteht, von denen keine eine Zwirnung besitzt oder ein Faserbündel aus Fasern, welche in Längsrichtung eine alternierende Zwirnung, d. h. abwechselnd eine S- und Z-Zwirnung aufweisen, so dass sich bei der Betrachtung einer gewissen Garnlänge keine echte Zwirnung ergibt, da die alternierend entgegengesetzten Zwirnungen einander aufheben.

Unter einem "Faserbündel, welches im wesentlichen aus Stapelfasern besteht", ist ein Faserbündel zu verstehen, welches im wesentlichen aus thermoplastischen synthetischen Stapelfasern hergestellt ist, beispielsweise aus Polyester-, Polyamid-, Polyacryl- oder Polypropylen-Fasern oder aus einer Mischung solcher Fasern. Das Faserbündel kann, wenn dies erwünscht ist, einige durchgehende Fasern enthalten, wenn dies dem Verwendungszweck des fertigen erfindungsgemäßen Garns entspricht, so lange das Garn einen Griff behält, der dem eines gesponnenen Garnes entspricht.

Da die Hüllfasern des erfindungsgemäßen Garns jedoch Stapelfasern aus einem thermoplastischen, synthetischen Material sein sollen, ist es wünschenswert, dass das Faserbündel ebenfalls im wesentlichen aus thermoplastischen synthetischen Fasern besteht, insbesondere aus Polyester-Fasern, welche

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eine gute Faserqualität besitzen und welche thermisch gut fixierbar sind, wenn das fertige Garn weiter behandelt, beispielsweise gefärbt oder verwebt, wird.

Die Hüllfasern des wie ein gesponnenes Garn wirkenden Garnes gemäß der Erfindung bestehen aus thermoplastischen Stapelfasern, so dass sich beide Enden der einzelnen Hüllfasern frei bewegen können. Als thermoplastische synthetische Fasern kommen dabei alle Fasern dieser Art in Betracht, beispielsweise Polyester-, Polyamid-, Polyacryl- oder Polypropylen-Fasern. Vorzugsweise haben die Stapelfasern des Kernfadens und der Hüllfasern bei einem dicken Garn mit einer Garnnummer von weniger als 30 eine durchschnittliche Faserlänge von höchstens 200 mm, so dass sich ein guter Zusammenhalt des Garns ergibt.

Bei einem Garn gemäß der Erfindung bilden die Hüllfasern längs des Garnes eine Vielzahl von einzelnen Hüllzonen, in denen die Hüllfasern den Kernfaden sicher umschlingen, wobei sie im wesentlichen in Umfangsrichtung bzw. senkrecht zu den Fasern des Kernfadens verlaufen. Die Hüllfasern sind dabei in den Hüllzonen miteinander verschlungen. Ausserdem beträgt die Anzahl der Hüllzonen pro Zentimeter Garnlänge mindestens zwei.

Zur Herstellung eines wie ein gesponnenes Garn wirkenden Garnes gemäß der Erfindung kann beispielsweise nach folgendem Verfahren gearbeitet werden:

Dem im wesentlichen aus thermoplastischen Stapelfasern bestehenden Faserbündel des Keriafadens wird mittels einer in Laufrichtung hinter einer Speisewalze liegenden Falschdraht-

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texturiervorrichtung ein Falschdraht erteilt. Die Falschdrahttexturiervorrichtung kann dabei eine übliche Wirbeldüse sein. Da der Falschdraht in Laufrichtung hinter der Falschdrahttexturiervorrichtung wieder aufgelöst wird, bleibt im wesentlichen keine Zwirnung zurück, so dass ein Faserbündel erhalten wird, welches im wesentlichen keine echte Zwirnung aufweist. Da jedoch bei der Herstellung und Auflösung des Falschdrahts Schwankungen in der Anzahl der Drehungen sowie eine entsprechende Bewegung des Auflösebereichs und eine entsprechende Schwankung in der Anzahl der aufgelösten Drehungen auftritt, können in Längsrichtung des Faserbündels alternierende Bereiche mit S- und Z-Zwirnung verbleiben.

Wie oben erwähnt, bestehen die Hüllfasern des Faserbündels aus Stapelfasern, von denen jede zwei freie Ende aufweist. Dies hat zur Folge, dass die Enden der die Hüllfasern bildenden Stapelfasern sich miteinander verflechten, ehe das Faserbündel der Falschdrahttexturierung unterworfen wird und dass sie nach dem Falschdrahttexturieren und Entzwirnen des den Kernfaden bildenden Faserbündels aufgrund der Zentrifugalkräfte, die bei der Drehung des Faserbündels entstehen, wie ein aufgeschnittener Flausch nach aussen abstehen. Wenn nun das laufende Faserbündel mit den nach aussen abstehenden Enden der Hüllfasern in Kontakt mit einer Heizvorrichtung gebracht wird, die sich in Laufrichtung des Fadens hinter der Falschdrahttexturiervorrichtung im Entzwirnbereich befindet, dann werden die Stapelfasern an der Oberfläche des Faserbündels, deren Enden nach aussen abstehen ,um das Faserbündel herumgewickelt. Da das Faserbündel mit einer Drehzahl von mehreren Hunderttausend UpM gedreht wurde, können sich die freien Enden der die Hüllfasern bildenden Stapelfasern im wesentlichen senkrecht zur Richtung

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der Fasern des Faserbündels um dieses herumlegen, während das Faserbündel in Kontakt mit der Heizvorrichtung steht, selbst wenn die Abzugsgeschwindigkeit für das Faserbündel bzw. den Kernfaden hoch ist. Es ist zu beachten, dass das laufende Faserbündel beim Herumschlingen der Hüllfasern in Kontakt mit der stromabwärts von der Falschdrahttexturiervorrichtung im Entzwirnbereich liegenden Heizvorrichtung gelangt, und dass die an der Oberfläche des Faserbündels befindlichen Stapelfasern mit ihren nach aussen abstehenden Enden,während sie um das Faserbündel herumgewickelt werden, von der auf einer hohen Temperatur gehaltenen Heizvorrichtung gleichzeitig thermisch fixiert werden, was zur Folge hat, dass die um das Faserbündel herumgeschlungenen Hüllfasern später sich in ihrer Lage verbleiben. Weiterhin wird deutlich, dass diese Umhüllungswirkung nicht erreicht werden könnte, wenn die Heizvorrichtung vor der Falschdrahtdüse angeordnet würde. Beim Herumschlingen der Oberflächenbzw. Hüllfasern werden die nach aussen von der Oberfläche des Faserbündels abstehenden Stapelfasern miteinander verflochten, wobei speziell lange Stapelfasern gewissermaßen Kernpunkte der Verflechtung bilden, so dass einzelne Hüllzonen gebildet werden. Ein erfindungsgemäßes Garn weist demgemäß, wie dies Fig. 1 zeigt, Hüllzonen 1 auf, die aus Oberflächenfasern gebildet sind, welche um ein Faserbündel bzw. einen Kernfaden 2 herumgeschlungen sind, der seinerseits im wesentlichen keine Zwirnung besitzt, Dieser Sachverhalt wird aus der schematischen Darstellung gemäß Fig. deutlich. In der Praxis ist es erforderlich, dass pro Zentimeter Garnlänge mindestens zwei Hüllzonen vorhanden sind. Die einzelnen Hüllzonen sind dabei unabhängig voneinander. Wenn die Anzahl der Hüllzonen pro Zentimeter kleiner als zwei ist, dann ist es schwierig, ein wie ein gesponnenes Garn wirkendes Garn zu erhalten, welches mit dem erfindungs-

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gemäßen Garn vergleichbar ist, weil der Abstand zwischen benachbarten Hüllzonen zu groß ist, um ein Garn genügender Festigkeit zu erhalten. Ausserdem liegt die Faserpakkungsdichte eines solchen Garns nicht in dem erfindungsge-

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maß bevorzugten Bereich zwischen 2 cm /g und 8 cm /g. Die Anzahl der Hüllzonen pro Zentimeter ändert sich in Abhängigkeit von Temperaturänderungen der Heizvorrichtung derart, dass die Anzahl der Hüllzonen mit steigender Temperatur ansteigt.

Fig. 2 zeigt ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen der Temperatur einer als Heizvorrichtung verwendeten Heizwalze und der Anzahl der Hüllzonen in einem erfindungsgemässen Polyestergarn verdeutlicht. Aus dem Diagramm gemäß Fig. wird deutlich, dass die Temperatur der Heizvorrichtung mindestens 160°C betragen sollte, wenn man ein Garn mit zwei oder mehr Hüllzonen pro Zentimeter Garnlänge erhalten möchte. Dabei ist jedoch zu beachten, dass bei einer zu hohen Temperatur die Gefahr besteht, dass die Fasern geschädigt werden, so dass die Temperatur der Heizvorrichtung nicht über 25O°C angehoben sollte.

Was den Aufbau der Heizvorrichtung anbelangt, so ergeben sich diesbezüglich keine Beschränkungen, solange das Garn in Kontakt mit der Heizvorrichtung gebracht werden kann. Wenn jedoch die Heizvorrichtung eine drehbare Heizwalze ist, deren Umfangsgeschwindigkeit im wesentlichen gleich der Abzugsgeschwindigkeit des Faserbündels bzw. des Garnes ist, dann wird die Drehbewegung des Faserbündels, die sich aufgrund der Entzwirnung desselben ergibt, an der Oberfläche der Heizwalze verhindert, während die Abzugsbewegung des Faserbündels nicht verhindert wird. Dies hat zur Folge, dass die Enden der Stapelfasern an der Oberfläche des Faserbündels innerhalb kurzer Zeit um das Faserbündel herumgeschlungen und dort thermisch fixiert werden, so dass die Umhüllung sicher festgelegt wir

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Die Flg. 3 und 4A zeigen schematische Darstellungen der wesentlichen Teile von Vorrichtungen zum Herstellen von Garnen gemäß der Erfindung. Dabei wird in der Vorrichtung gemäß Fig. eine feststehende Heizvorrichtung verwendet, mit der das Faserbündel in Kontakt gebracht wird, während bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4A eine drehbare Heizwalze verwendet wird.

Im einzelnen wird gemäß Fig. 3 ein Faserbündel 3 aus thermoplastischen synthetischen Stapelfasern mit vorgegebener Geschwindigkeit von einem Paar von Lieferwalzen 4, 4" angeliefert und dann in einer hinter den Lieferwalzen 4, 4¹ liegenden Falschdrahttexturiervorrichtung 5 einer Falschdrahttexturierung unterworfen, wobei als Falschdrahttexturiervorrichtung eine Fluidstrahldüsenanordnung verwendet wird, die einen rotierenden Fluid-Strahl erzeugt. Hinter der Falschdraht textur iervorr ich tung 5 wird das Faserbündel 3 über eine Heizvorrichtung 6 mit konvex gekrümmter Oberfläche geführt, welche im Entzwirnbereich der Falschdrahttexturiervorrlchtung 5 liegt und schließlich dem Klemmspalt zvrier Abzugsvalzen 7, 7' zugeführt, hinter denen das Garn dann mittels einer Spulvorrichtung (nicht dargestellt) auf Spulen aufgewickelt werden kann. Wenn das Faserbündel 3 in Kontakt mit der Heizvorrichtung 6 steht, werden seine entzwirnten Oberflächenfasern um den Kernbereich des Faserbündels 3 herumgeschlungen.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 4A wird anstelle der feststehenden Heizvorrichtung 6 gemäß Fig. 3 eine drehbare Heizwalze 8 verwendet. Die Heizwalze wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, welche im wesentlichen gleich der Laufgeschwindigkeit des Garns ist, wobei das Garn um die Heizwalze 8 und eine dazu parallele Spannwalze 8¹ in mehreren

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Windungen herumgelegt ist. (Fig. 4B) Die drehbare Heizwalze 8 der Vorrichtung gemäß Fig. 4 ist ebenfalls geeignet, die entzwirnten Oberflächenfasern um das Faserbündel herumzuschlingen und dort in kurzer Zeit besonders wirksam zu fixieren, da das laufende Faserbündel mehrfach um die Heizwalzenanordnung herumgeschlungen ist. Mit der Vorrichtung gemäß Fig. 4A und 4B wird erreicht, dass die Fasern in den einzelnen Hüllzonen intensiv miteinander verflochten sind, so dass in Verbindung mit der thermischen Fixierung ein fester Zusammenhalt erreicht wird.

Wie die Fig. 1OA bis 1OF zeigen, verlaufen die Hüllfasern in den Hüllzonen eines Garnes gemäß der Erfindung nicht vollständig parallel zueinander, sondern so, dass sie miteinander verflochten sind.

Der Kohärenzmechanismus von Garnen gemäß der Erfindung wird nachstehend noch ins einzelne gehend erläutert. Eine besonders vorteilhafte Eigenschaft von Garnen gemäß der Erfindung besteht darin, dass die Oberflächenfasern Hüllzonen bilden, die im wesentlichen senkrecht zur Garnachse verlaufen und unabhängig voneinander sind. Aufgrund dieser Eigenschaft unterscheidet sich das erfindungsgemäße Garn von bekannten Garnen. Es wurde festgestellt, dass die spezielle Hüllzonenstruktur gemäß der Erfindung durch die Wärmebehandlung eines im wesentlichen aus Stapelfasern bestehenden Faserbündels im Entzwirnbereich hinter einer Falschdrahttexturiervorrichtung erreicht werden kann, d. h. durch eine Wärmebehandlung des Faserbündels in einem Zustand, in dem Zwirnungskräfte in Längsrichtung des Faserbündels zumindest teilweise verhindert werden, so dass das Herumschlingen der Oberflä-

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chenfasern des Faserbündels im Zuge einer Falschdrahttexturierung erfolgt. Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich die beschriebene HüllZonenstruktur bei einem Garn, welches einer Falschdrahttexturierung unterworfen wird und welches in Laufrichtung vor der Falschdrahttexturiervorrichtung einer thermischen Fixierung unterworfen wird, nicht erreichen. In diesem Fall wird nämlich das Garn, dessen Struktur zunächst fixiert wird, anschließend entzwirnt, wobei die fixierte Struktur zerstört wird, so dass nicht erwartet werden kann, dass auf dem Faserbündel stabile, in ümfangsrichtung verlaufende Hüllzonen geschaffen werden. Wenn die Stapelfasern andererseits der Wärmebehandlung im Entzwirnbereich unterworfen werden, in dem die falsch gezwirnten Fasern in ihren (vorläufigen) Endzustand gebracht werden, dann können voneinander unabhängige Hüllzonen erhalten werden, wobei die Dichte der Hüllzonen in Längsrichtung des Garns hoch ist. Aus diesem Grund wird das Faserbündel erfindungsgemäß im Entzwirnungsbereich einer Wärmebehandlung unterworfen.

Das erfindungsgemäß ^hergestellte, wie ein gesponnenes Garn wirkende Garn hat eine mittlere Faserpackungsdichte zwischen 2 cm /g und 8 cm /g.

Die mittlere Faserpackungsdichte von Garnen gemäß der Erfindung ist von der Dichte bekannter Garne verschieden, wie sie beispielsweise gemäß den veröffentlichten japanischen Patentanmeldungen No. 28 250/68 und No. 89 650/7 5 hergestellt werden, wo eine Faserpackungsdichte von weniger als 2 cm /g angenommen wird. Das erfindungs§emäße Garn hat also eine etwas größere Faserpackungsdichte; es hat aber auch sowohl eine hohe Garnfestigkeit als auch die Fähigkeit, sei-

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ne stabile Struktur aufrecht zu erhalten. Wenn ein entsprechendes Faserbündel falsch gzwirnt, jedoch beim Umhüllen mit den Hüllfasern mit Hilfe einer Heizvorrichtung in einem Entzwirnbereich nicht thermisch fixiert wird, dann wird ein sehr massives Garn mit einer mittleren Faserpackungsdichte von mehr als 8 cm /g erhalten; ein solches Garn ist jedoch insofern unvorteilhaft, als die Garnfestigkeit gering ist und die Garnstruktur leicht zerstört werden kann.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm,in dem der Zusammenhang zwischen der Temperatur der Heizvorrichtung (Heizwalze) und der Garnfestigkeit dargestellt ist. Die Garnfestigkeit in Gramm ist auf der Ordinate aufgetragen, während die Temperatur der Heizwalze in C auf der Abszisse aufgetragen ist. Speziell gilt das Diagramm gemäß Fig. 5 für eine Heizwalzenanordnung 8, 8¹, wie sie in Fig. 4A und 4B gezeigt ist und für ein Faserbündel aus Polyesterfasern mit der Garnnummer 10, welches mit einer Geschwindigkeit von 400 m/min, gesponnen wird. Wie aus Fig. 5 deutlich wird, steigt die Festigkeit eines erfindungsgemäß hergestellten Garns mit der Temperatur der Heizwalze, wobei ein Spitzenwert der Garnfestigkeit in dem Temperaturbereich zwischen 200 und 24O°C erhalten wird, Wenn keine Heizwalze verwendet wird und wenn die Spinntemperatur erhöht wird, zeigt es sich, dass die Garnfestigkeit rapide abnimmt, so dass im Endeffekt kein Garn erhalten werden kann, welches wie ein gesponnenes Garn wirkt. Wenn dagegen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer Heizwalze gearbeitet wird, dann nimmt die Garnfestigkeit nicht ab, wenn bei einer Erhöhung der Spinngeschwindigkeit auch die Temperatur der Heizwalze erhöht wird.

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Das erfindungsgemäße Garn besitzt die erforderliche Stabilität und Festigkeit, so dass bei der Herstellung von Doppelgarnen, beim Weben oder beim Stricken durch Garnbrüche verursachte Betriebsstörungen mit entsprechendem Produktionsausfall vermieden werden können. Ausserdem sind bei einem erfindungsgemäßen Garn die Hüllzonen aus in Umfangsrichtung verlaufenden Hüllfasern unabhängig voneinander. Bei einer Zerstörung einzelner Hüllfasern oder Hüllzonen wird folglich der Zusammenhalt des Faserbündels insgesamt noch nicht beeinträchtigt. Hierdurch unterscheidet sich das erfindungsgemäße Garn in vorteilhafter Weise von bekannten Garnen, bei denen Oberflächenfasern wendelförmig und kontinuierlich um den Faserkern herumgeschlungen sind, so dass der Zusammenhalt des Garns insgesamt gefährdet ist, wenn Teile der Hüllfasern zerstört werden. Das erfindungsgemäße Garn ist folglich frei von den eingangs erwähnten Nachteilen bekannter Garne und besitzt bezüglich seiner Struktur eine hohe Stabilität. Ausserdem wird aus Fig. 6 deutlich, dass bei steigender Temperatur der Heizwalze die Gleichmäßigkeit der Garnstärke vergrößert wird, da die Anzahl der Hüllzonen pro Längeneinheit des Garns bei zunehmender Temperatur erhöht wird. Im einzelnen ist in Fig. 6 die relative Ungleichmässigkeit der Garnstärke in Prozent über der Temperatur der Heizwalze in ⁰C aufgetragen.

Wie oben erwähnt, besitzt bei einem erfindungsgemäßen Garn das Faserbündel, welches den Kernfaden bildet, im wesentlichen keine echte Zwirnung; ausserdem sind die Oberflächenfasern nicht kontinuierlich sondern diskontinuierlich bzw. unabhängig voneinander um den Faserkern herumgeschlungen. Dies hat zur Folge, dass Fasern, welche parallel zur Garn-

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achse verlaufen, nahezu an der gesamten Mantelfläche des Garns freiliegen ausser in den Hüllzonen, so dass ein aus dem erfindungsgemäßen Garn hergestellter gewebter oder gestrickter Stoff einen weichen Griff besitzt. Da die Oberflächenfasern unabhängig voneinander um den Kernfaden herumgeschlungen sind, können die Garnstücke eines erfindungsgemäßen Garns dichter beieinander liegen als bei üblichen Garnen, die wie gesponnene Garne wirken, so dass die Lücken zwischen benachbarten Garnstücken in einem gewebten oder gestrickten Stoff klein gehalten werden können. Insbesondere können beim Verweben von Garnen gemäß der Erfindung die Lücken an den Kreuzungspunkten von Kett- und Schußfäden klein gehalten werden, so dass das erfindungsgemäße Garn speziell zum Weben von Segeltuch und Vorhangstoffen geeignet ist, bei denen eine geringe Luftdurchlässigkeit und eine hohe Lichtabschirmung gefordert wird.

Da die erfindungsgemäßen Garne ferner eine mittlere Faserpakkungsdichte zwischen 2 cm /g und 8 cm /g aufweisen und da ihr Kernfaden im wesentlichen keine Zwirnung aufweist, hat ein aus diesen Garnen hergestellter Stoff,selbst wenn zwischen den Fäden einzelne Lücken verbleiben, einen weichen Griff. Wenn man in üblicher Weise ein Gewebe mit weichem Griff erzeugen möchte, ist es erforderlich, dass zwischen den Kettfäden und den Schußfäden jeweils entsprechend grosse Abstände vorgesehen werden. Bei der Verwendung erfindungsgemäßer Garne ist es dagegen nicht erforderlich, zu diesem Zweck einen grossen Abstand zwischen den einzelnen Kett- und Schußfäden vorzusehen. Wenn man aber große Abstände zwischen den Kettfaden und den Schußfäden vorsieht, dann erhält man bei Verwendung von erfindungsgemäßen Garnen die aufgrund ihrer mittleren Faserpackungsdichte und aufgrund der Tatsache, dass der Kernfaden ungezwirnt ist, von Natur aus für die Herstellung von Geweben mit weichem Griff

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geeignet sind, ein Gewebe mit besonders weichem Griff.

Die oben angegebenen Werte für die mittlere Faserpackungsdichte von Garnen gemäß der Erfindung wurden wie folgt gemessen:

der Garndurchmesser d wird mit Hilfe eines Okularmikroskops an zwanzig Punkten eines Probestücks mit einer Länge von 1 m gemessen. Anschliessend wird der arithmetische Mittel wert d des Durchmessers aus den so erhaltenen Daten berechnet. Danach wird das Volumen V in cm /m auf der Basis des mittleren Durchmessers d berechnet. Ausserdem wird das Ge wicht eines Garnstücks mit einer Länge von 1 m in g gemessen. Die mittlere Faserpackungsdichte in cm /g wird dann nach der Formel V/M aus der ermittleten Dichte V und dem ermittleten Gewicht M berechnet.

Die Anzahl der Hüllzonen wird ebenfalls an einem Prüfstück mit einer Länge von 1 m gezählt, woraufhin aus der so erhal tenen Zahl dann die Anzahl von Hüllzonen pro cm berechnet wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines speziellen AusfUhrungsbeispiels in Verbindung mit Fig. 7A und 7B noch näher erläutert.

Gemäß Fig. 7A und 7B wird ein Polyesterstrang 3 mit einer Stärke von 5000 de, der aus einer Vielzahl von kontinuierlichen Polyäthylenterephtalatfilamenten mit einer Stärke von 1,5 de zusammengesetzt ist, mit Hilfe eines Paares von Lieferwalzen 9, 9' einem Paar von Streckwalzen 4, 4¹ zuge führt. Dabei ist die Umfangsgeschwindigkeit der Streckwal-

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zen 4, 4¹ höher als die der Lieferwalzen 9, 9¹, so dass der Polyesterstrang 3 mit einem Streckungsverhältnis zwischen 20 und 100 gestreckt wird, wobei die Einzelfilamente brechen, so dass ein Bündel von Stapelfasern mit einer Gesamtstärke zwischen 250 und 500 de und einer mittleren Faserlänge von 300 mm erhalten wird. Dieses Bündel von Stapelfasern wird über eine Ansaugvorrichtung 10 einer Fluidstrahldüse 5 zugeführt, in der das Bündel aus Stapelfasern einer Falschdrahttexturierung unterworfen wird. Wenn das Stapelfaserbündel unmittelbar vor der Falschdrahttexturierung weit aufgefächert ist, erhält man dabei ein einen Zusammenhalt aufweisendes und wie ein gesponnenes Garn wirkendes Garn, bei dem Oberflächenfasern kontinuierlich und wendelförmig um das Kernfadenbündel herumgeschlungen sind, wie dies in der Veröffentlichten japanischen Patentanmeldung No. 28 250/68 beschrieben ist. Wenn jedoch ein solches Garn mit geringer Denier-Zahl so verstreckt wird, dass sine Einzelfilamente brechen, dann wird es auf eine Breite von höchstens 4 bis 5 mm aufgefächert. Eine solche Breite des Strangs ist jedoch nicht ausreichend, um in den umhüllenden Oberflächenfasern verschiedene Steigungswinkel der Hüllfasern zu erreichen, so dass das auf diese Weise hergestellte Garn letztlich keine befriedigende Kohäsion aufweist. Gemäß der genannten Patentanmeldung ist eine Auffächerung auf eine Breite von 7,5 mm nur für dünne Garne mit einer Gesamtstärke bis zu 30 oder 50 de ausreichend, was bedeutet, dass ein Garn mit einer Gesamtstärke zwischen 2 50 und 500 de auf eine Breite zwischen 30 und 40 mm aufgefächert werden muß. Wenn der Strang bzw. das Garn nicht auf eine solche Breite aufgefächert wird, kann dagegen ein wirksamer Zusammenhalt der Einzelfilamente nicht erwartet werden. Für den Fall, dass ein derart breit aufgefächertes Faserbündel benötigt wird, wurde bereits vorgeschlagen, dass eine dicke Lunte im breit aufgefächerten Zustand verstreckt wird oder dass ein Strang

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in mehrere Einzelstränge unterteilt wird, die dann, wie dies anhand der Fig. 1 und 2 der genannten Patentanmeldung erläutert ist, parallel eingespeist werden. Wenn jedoch ein Faserbündel mit verstreckten und gebrochenen Einzelfilamenten benutzt wird, wie es beim Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, dann ist es aus den oben angegebenen Gründen sehr schwierig, eine entsprechend breite Auffächerung zu erreichen. Andererseits wird allgemein davon ausgegangen, dass das Verstreckungsverhältnis niedrig sein sollte, wenn man ein Garn erhalten möchte, bei dem die Ungleichmäßigkeit der Garnstärke gering ist, weshalb vorzugsweise die gesamte Stärke des als Ausgangsmaterial verwendeten Stranges gering sein sollte. Zusammenfassend läßt sich also feststellen, dass es sehr schwierig ist, ein breit aufgefächertes Bündel aus verstreckten und gebrochenen Filamenten zu erhalten.

Fig. 8 zeigt eine Mikrofotographie eines wie ein gesponnenes Garn wirkenden Garnes mit einer Gesamtstärke von 500 de, welches durch Auffächern eines Bündels von verstreckten und gebrochenen Fasern auf eine Breite von 500 mm und durch Falschzwirnen bei einer Geschwindigkeit von 500 m/min, erhalten wurde, wobei zum Falschzwirnen eine Fluid-Strahldüse verwendet wurde, welche mit Druckluft mit einem Druck von 4 bar gespeist wurde. Es wurde ein kontinuierliches wie ein gesponnenes Garn wirkendes Garn erhalten, dessen Zusammenhalt jedoch nicht hoch war und leicht verloren ging. Dementsprechend konnte das Garn nicht für das Herstellen eines gewebten Stoffes verwendet werden. Die Anzahl der Hüllzonen pro cm betrug weniger als 1; ausserdem lag die Faserpackungsdichte höher als 10 cm /g.

Wenn andererseits gemäß Fig. 7A das mit einer Geschwindigkeit

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von 5CX) m/min, angelieferte Faserbündel auf eine geringe Breite aufgefächert und dann mehrmals um die mit einer Temperatur von 22O°C arbeitende Heizrollenanordnung 8, 8¹ herumgewickelt wurde, so dass die Hüllfasern um die Fasern des Kernfadens herumgewickelt und dort fixiert wurden, dann wurde erfindungsgemäß ein brauchbares Garn erhalten, welches wie ein gesponnenes Garn wirkte. Dieses Garn ist in Fig. 9 gezeigt. Wie aus der Mikrofotographie gemäß Fig. 9 deutlich wird, ist die Anzahl der Hüllzonen des erfindungsgemäßen Garns größer als bei dem auf übliche Weise hergestellten Garn gem. Fig. 8. Ausserdem erkennt man, dass das Faserbündel von den Hüllfasern fester umschlungen wird, so dass das erfindungsgemäß erhaltene Garn fast ebenso gut verwebt werden kann wie ein gewöhnliches gesponnenes Garn. Eine Untersuchung des Garns zeigte, dass pro cm Garnlänge vier Hüllzonen vorhanden waren und dass die Faserpackungsdichte des Garns bei 5 cm /g lag.

Wenn erfindungsgemäß ein Faserstrang mit hoher Denier-Zahl einer Falschdrahttexturierung unterworfen wird, ohne dass man eine spezielle Anordnung verwendet oder versucht, den Strang breit aufzufächern, erhält man, wie in der vorstehenden Beschreibung dargelegt, ein Garn, welches wie ein gesponnenes Garn wirkt und welches nahezu ebenso gut wie ein gewöhnliches gesponnenes Garn verwebt oder verstrickt werden kann, wobei sich der Vorteil ergibt, dass das erfindungsgemäße Garn mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist also den üblichen Verfahren überlegen. Ausserdem bietet die Erfindung den zusätzlichen Vorteil, dass ein dickes Faserbündel, bei dem aufgrund seiner grossen Gesamtstärke bei den üblichen Verfahren kein einwandfreier Zusammenhalt erzielt

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wird, erfindungsgemäß zu einem Garn mit guter Kohärenz verarbeitet werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. Garn, welches wie ein gesponnenes Garn wirkt, aus einem Kernfaden in Form eines im wesentlichen aus Stapelfasern bestehenden, im wesentlichen ungezwirnten Faserbündels und aus Hüllfasern in Form von Stapelfasern aus thermoplastischem synthetischem Material, die den Kernfaden umschlingen und das Faserbündel zusammenhalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllfasern in Längsrichtung des Garns (3) im Abstand aufeinanderfolgende getrennte Hüllzonen (1) bilden und das Faserbündel des Kernfadens (2) im wesentlichen in Umfangsrichtung des Garns (3) senkrecht zu dessen Längsachse sicher umschlingen, dass die Hüllfasern in jeder der Hüllzonen (1) miteinander verflochten sind, dass pro Zentimeter Garnlänge mindestens zwei Hüllzonen (1) vorgesehen sind und dass die mittlere Faserpackungsdichte zwischen 2 und 8 cm /g beträgt.

2. Garn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapelfasern des Kernfadens (2) und/oder der Hüllzonen (1) aus einem Polyester bestehen.

3. Verfahren zum Herstellen eines, wie ein gesponnenes Garn wirkenden Garnes nach Anspruch 1 oder 2 gekennzeichnet

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durch folgende Verfahrensschritte:

man liefert ein Faserbündel an, welches im wesentlichen aus Stapelfasern aus thermoplastischem synthetischem Material besteht;

man unterwirft das angelieferte Faserbündel in einem Falschzwirnbereich einer Falschdrahttexturierung und

man löst den Falschdraht des Faserbündels unmittelbar nach der Falschdrahttexturierung auf und erwärmt das Faserbündel in dem in Laufrichtung des Materials hinter dem Falschzwirnbereich liegenden Auflösebereich,während das Faserbündel abgezogen wird, und verhindert gleichzeitig die durch das Auflösen der Zwirnung hervorgerufene Drehbewegung der an der Oberfläche des Faserbündels befindlichen Fasern, so dass diese Oberflächenfasern als Hüllfasern um den Kernteil des Faserbündels senkrecht zur Längsrichtung desselben herumgewickelt und thermisch fixiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das falsch gezwirnte Faserbündel in dem Auflösebereich in Kontakt mit einer Heizvorrichtung bringt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als Heizvorrichtung eine drehbare Heizwalze verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Heizvorrichtung auf einer Temperatur zwischen 160 und 25O°C hält.

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