DE3789976T2

DE3789976T2 - Falschverdrilltes Garn mit unterschiedlicher Spannung.

Info

Publication number: DE3789976T2
Application number: DE3789976T
Authority: DE
Inventors: Thomas Larson Nelson
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1986-01-09
Filing date: 1987-01-09
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2007-01-10
Also published as: CA1304262C; BR8700008A; US4704856A; CN1006648B; DE3789976D1; CN87100109A; EP0232714A3; KR870007310A; EP0232714A2; EP0232714B1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen verbesserte falschverdrillte Garne und betrifft im besonderen ein Garn aus Polyamid und Polypropylen, geeignet zum Einsatz bei der Herstellung von Schlingenflorteppichware mit minimal zu beobachtendem Richtungscharakter, und das Verfahren zur Herstellung solcher Garne.

Hintergrund

Schlingenflorteppiche werden am üblichsten auf einer Tufting-Maschine hergestellt, in der zahlreiche Nadeln, die jede einen Florfaden führen, die Fäden durch ein Trägermaterial schieben, in dem sie so festgehalten werden, daß sie Schlingen bilden, wenn die Nadeln herausgezogen werden. Dann wiederholt sich der Vorgang, wodurch sich gerade Linien aus Schlingen längs des zugeführten Trägermaterials bilden. Werden herkömmliche Florgarne verwendet, die keine Verdrillung oder keine ausgeglichene Fachung aufweisen, so sieht der Teppich, wenn man ihn längs des Stoffes und in Querrichtung betrachtet, auf Grund der unterschiedlichen Schlingengeometrie in den beiden Richtungen unterschiedlich aus. Diese Erscheinung ist als "Richtungscharakter" bekannt. Weiterhin ist zu erkennen, daß die Garnbüschel deutlich in Reihen ausgerichtet sind, wenn man sie aus beiden Richtungen betrachtet.
Der Richtungscharakter macht es gewöhnlich erforderlich, daß alle Reihen des Teppichs an einer gegebenen Stelle angestückelt werden müssen, so daß alle in der gleichen Richtung laufen; sonst erkennt man eine Verbindung zwischen zwei Abschnitten mit unterschiedlicher Richtung als Ungleichmäßigkeit.
Die deutlich erkennbaren Reihen lassen sich in einem bestimmten Maße dadurch minimieren, daß man die Nadeln seitlich hin und her bewegt, während das Trägermaterial zugeführt wird ("Stufentuften") dies erfordert jedoch eine teurere Tufting- Maschine und beseitigt das Problem nicht.
Viele beliebte Teppicharten erfordern das Fachen von zwei oder mehreren einzelnen Kräuselgarnen, um entweder ein dickeres Garn herzustellen, als es normalerweise mit einem einzelnen Garnfaden erzielt werden kann, oder um diesem die Unversehrtheit und das Aussehen einer Doublierware zu verleihen. Häufig werden zwei oder mehrere Garne von unterschiedlicher Farbe oder mit unterschiedlicher Anfärbbarkeit gefacht, so daß sich Mehrfarbeneffekte ergeben. Das Fachungsverfahren ist kostspielig, denn durch die Zentrifugalkraft wird die Geschwindigkeit begrenzt, mit der schwere Garnvorlagespulen umeinander gedreht werden können, was zu einer relativ niedrigen linearen Garngeschwindigkeit von etwa 40 bis 70 Yards (37 bis 64 Metern) pro Minute führt.
Bekanntlich wandert dann, wenn zwei oder mehrere Garne unter ungleichen Spannungen miteinander gefacht werden, das unter der höchsten Spannung stehende Garn nach der Mitte der Struktur, und die unter geringerer Spannung stehenden Garne erscheinen an der Oberfläche und legen sich spiralförmig um das unter höherer Spannung stehende "Kern"-Garn und bewirken ein Aussehen wie eine Spiralstange der Friseure, wenn die Garne eine unterschiedliche Färbung oder einen unterschiedlichen Glanz aufweisen. Eine solche "Einfärbung" gilt allgemein als unerwünscht.
Im USA-Anwendungspatent Nr. 3,427,647 wird ein etwas ähnliches Verfahren zum Herumwinden von Garnen um einen falschverdrillten Kern beschrieben, bei dem die Umwindungsgarne gegenüber dem Kerngarn nach vorn und nach hinten laufen und dadurch überwindungsbereiche schaffen. Solche Bereiche sind bei Garnen zur Teppichherstellung im allgemeinen unerwünscht, da die Umwindungsgarne gewöhnlich einen hohen Denier-Wert aufweisen und überumwundene Bereiche einen übermäßig großen Durchmesser besitzen können und damit Zuführprobleme an den Drehröhrchen und Nadeln der Tufting-Maschinen hervorrufen.
Im Patent US-A-4 452 160 wird ein anderes Problem als das der beanspruchten Erfindung angesprochen. Die zu diesem Zweck dienenden herkömmlichen Garne werden falschverdrillt und dann durch eine Wärmebehandlung aufgeheizt, um die Verdrillung zu fixieren. [Das Problem in US-A-4 452 160 besteht darin, Garn für Schnittflorteppichware mit geringeren Kosten herzustellen und der Abnutzung des Teppichs entgegenzuwirken, die auftritt, da dessen Fadenschluß allmählich abnimmt.]

Zusammenfassung der Erfindung

Nunmehr wurde ein gekräuseltes Multifilament-Endlosgarn aus Polyamid oder Polypropylen entwickelt, geeignet zum Einsatz in Schlingenflorteppichware, umfassend mindestens ein gekräuseltes endloses Multifilament-Kerngarn und mindestens ein gekräuseltes Multifilament-Umwindungsgarn, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente des Umwindungsgarns um 1 bis 14% länger sind als die Filamente des Kerngarns und Zufallsumkehrwicklungen um das Kerngarn bilden. Das Garn ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß einige der Filamente im Umwindungsgarn leicht aneinander gebunden sind und daß das Umwindungsgarn ein Zylindervolumen von etwa 70-85% des Kerngarns aufweist. Eine geschnittene Garnlänge weist nach der Wärmebehandlung eine Drehung von mindestens einer Drehung pro Zoll (39 Drehungen pro Meter) und vorzugsweise von mindestens zwei Drehungen pro Zoll (79 Drehungen pro Meter) auf.
Das Erzeugnis gemäß der Erfindung umfaßt ein oder mehrere bauschige endlose Filament-Kerngarne, die längs der Achse des des zusammengesetzten Garns angeordnet sind und zumindest teilweise von einem oder von mehreren bauschigen endlosen Filament-Umwindungsgarnen umgeben sind, die um die Peripherie des kürzeren Kerngarns oder der Kerngarne herum in Zufallsumkehrwicklungen von etwa 180º verlaufen, wie in Fig. 5A dargestellt, wenn das Garn unter Spannung beobachtet wird, wobei die Umwindungsgarne im wesentlichen in Kontakt mit den Kerngarnen stehen und wobei das kombinierte Garn mindestens eine unidirektionale Drehung von mindestens einer Drehung pro Zoll (39 Drehungen pro Meter), bei Polyamid vorzugsweise von mindestens 2 Drehungen pro Zoll (79 Drehungen pro Meter) aufweist, nachdem eine Schnittlänge wärmebehandelt wurde. Das Zylindervolumen eines Umwindungsgarns beträgt bei Polyamid vorzugsweise etwa 70 bis 85% des Volumens eines Kerngarns und bei Polypropylen vorzugsweise etwa 70 bis 90%. Die Bausch-Kräuseldehnung des Garns beträgt etwa 20-40%. Das Garn umfaßt weniger als 10% ungekräuselter Filamente, und die ungekräuselten Filamente können antistatisch sein.
Das Garnbündel kann im wesentlichen frei von echter Garndrehung sein. Das schließt nicht einen geringen Anteil an Drehung aus, der zufällig bei der Behandlung des Garnbündels entstehen kann, wie zum Beispiel durch den Überkopf-Ablauf des Garnbündels in herkömmlicher Weise von einer stationären Garnspule, wie zum Beispiel von einem Spulengatter. Ein Garnbündel mit nicht mehr als einer Drehung in Form einer echten Drehung pro 3 cm gilt als im wesentlichen drehungslos.
Das Verfahren zur Herstellung dieses gekräuselten Multifilament-Endlosgarns, geeignet zum Einsatz in Schlingenflorteppichware, umfaßt folgende Stufen: (a) Hindurchführung mindestens zweier gekräuselter Multifilamentgarne aus Polyamid oder Polypropylen mit unterschiedlichen Spannungen in falschverdrilltem Zustand durch eine Aufheizzone; (b) Erhitzen der falschverdrillten Garne mit Sattdampf; und (c) Falschverdrillen der Garne.
Mindestens eines der Garne aus gekräuselten Multifilamenten kann mit einer zwangsläufigen Spannung von etwa 0,02 bis 0,25 Gramm pro Denier zugeführt werden, und mindestens ein weiteres Garn aus gekräuselten Multifilamenten kann mit einer zwangsläufigen Spannung zugeführt werden, die um etwa 0,012 bis 0,16 gpd geringer ist als die erstere, wobei die Garne zusammen durch eine unter Druck stehende, mit Sattdampf wirkende Aufheizzone hindurchgeführt werden, wo zumindest die Filamente an der Oberfläche eine Temperatur erreichen, die hoch genug ist, um dieselben in falschverdrilltem Zustand zu fixieren, und wo die Garne falschverdrillt werden und das Garn oder die Garne mit geringerer Spannung in Zufallsumkehrwicklungen um das Garn mit höherer Spannung herumgewunden und während ihres Aufheizens radial zusammengedrückt werden, dann durch eine Falschverdrilleinrichtung geführt und auf eine Spule gewickelt werden.
Die Spannung am ersten Garn beträgt am meisten bevorzugt 0,04 bis 0,16 gpd, und die Spannung am zweiten Garn ist am meisten bevorzugt um 0,032 bis 0,10 gpd geringer als die am ersten.
Die Aufheizzone besteht vorzugsweise aus einer Kammer mit satt anliegenden Eintritts- und Austrittskanälen, wo die Garne in Querrichtung mit Sattdampf beaufschlagt werden, wie dies in der ebenfalls schwebenden Anmeldung USSN 754,703, eingereicht am 15.7.85, beschrieben ist. Die vorliegende Technologie unterscheidet sich jedoch von der in der vorhergehenden Anmeldung beschriebenen darin, daß das Garn mit höherer Spannung gemäß der vorliegenden Anmeldung in der Aufheizkammer durch die Verdrillung so verfestigt wird, daß sich seine Filamente nicht voneinander lösen können oder einzeln aufgeheizt werden oder sich wesentlich miteinander verschlingen können. Deshalb sind nur die Filamente der Garne mit geringerer Spannung und die an der Oberfläche befindlichen Filamente des Garns mit höherer Spannung der vollständigen Einwirkung des Sattdampfes ausgesetzt. Die Aufheiz- und Erweichungswirkung des Dampfes reicht weit genug in das Garn mit höherer Spannung hinein, um dieses in latenter Verdrillung zu fixieren. Die Garne mit geringerer Spannung werden durch die Wirkungen des Dampfes und des radialen Zusammendrückens in ihrer umgewundenen Gestalt fixiert. Zwischen den Filamenten der Garne mit geringerer Spannung und denen mit höherer Spannung kann es zu einem begrenzten Maß von Verschlingung kommen. Übermäßig hohe Dampftemperaturen oder -einwirkungszeiten können zum Verschmelzen des gesamten Garns führen.
Die Falschdrillvorrichtung ist vorzugsweise eine Fluidzwirndüse der im USA-Patent Nr. 3,079,745 beschriebenen Art, die mit Druckluft etwa bei Umgebungstemperatur arbeitet, um die Garne zu verdrillen und abzukühlen. Die Drillvorrichtung sollte unter Bedingungen laufen, die ausreichen, um in jedem 1 Zoll (2,54 cm) messenden Garnabschnitt eine Drehung von mindestens 1 Drehung und vorzugsweise von 2 Drehungen zu erzeugen, wenn Garn-Schnittlängen von 6 Zoll (15,24 cm) in kochendem Wasser aufgehängt werden.
Wenn gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellte Garne zu Schlingenflorteppichen verarbeitet und zum Beispiel beim Aufbringen des Latexes, beim Reinigen oder beim Färben aufgegeheizt werden, bewirkt die Falschverdrillung, die in den zusammengesetzten Garnen fixiert wurde, während sich diese in der Aufheizzone befanden, daß sich die Flornoppen aus ihrer üblichen Ausrichtung in unterschiedlichem Maße auseinanderdrehen. Gleichzeitig bildet sich das unter höherer Spannung stehende Garn in einem höheren Maße als andere Garne mit geringerer Spannung in Richtung des Trägermaterials zurück.
Die Verdrillung der Flornoppen, insbesondere in dichtgefügten Teppichen, wird erleichtert durch das Bewegen während des Abschnitts des Aufheizvorgangs, in dem die Verdrillung entsteht, zum Beispiel durch Aufsprühen einer heißen Färbeflotte auf die Teppichoberseite oder Umrühren der Flüssigkeit in einem Färbebad. Die Rückbildung ist von Flornoppe zu Flornoppe ungleichmäßig, was zu einer angenehm unregelmäßigen Teppichoberfläche führt. Sowohl durch das Verdrillen als auch durch die Rückbildung werden Flornoppen in allen Richtungen aus ihrer Ausrichtung herausgebracht, wodurch je nach der Art des Garns und der Teppichstruktur der Richtungscharakter und sichtbare Reihen in unterschiedlichem Maße minimiert werden.
Bei ziemlich offenen Teppichstrukturen, in denen die Flornoppen weniger durch benachbarte Flornoppen behindert werden, können sich die Schlingen in größerem Umfang verdrillen und zurückbilden und damit das Trägermaterial wirksamer verdecken als herkömmliche Garne.
Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Verdrillungs- und Rückbildungsverhalten winden sich das oder die Garne mit geringerer Spannung in Umkehrwicklungen um diejenigen mit höherer-Spannung, deren Richtung und Häufigkeit der Umkehrungen zufällig ist. Dadurch ergibt sich ein weiteres Aussehen der Zufälligkeit, insbesondere wenn die Garne unterschiedliche Färbung oder Färbbarkeit aufweisen.
Auf Grund des oben beschriebenen Verhaltens können aus Garnen gemäß der Erfindung gefertigte optimale Teppiche zusammengefügt werden, wobei die Längsrichtung eines Bereiches ohne eine wahrnehmbare Änderung des Aussehens an der Stelle des Zusammenfügens an die Querrichtung eines anderen anschließt.
Infolge des Fixierens der Verdrillung, die das zusammengesetzte Garn in der Aufheizzone erfährt, und des Zusammendrükkens von Oberflächenfilamentschlingen zu dem Bündel, das infolge des Garnlaufs durch den eingeengten Eingang und Ausgang des bevorzugten Dampfheizgerätes sowie durch das Beaufschlagen der Garne mit Dampf entsteht, das in bestimmtem Maße zur Verschlingung der Filamente beitragen kann, weist das Garn eine ausreichende Kohäsion auf, um trotz des Mangels an echter Drehung oder an einem hohen Grad von Filamentverschlingung unbehindert durch Gatter und Nadeln einer Tufting-Maschine laufen zu können. Da das Garn verdrillt wird, wenn es mit Sattdampf beaufschlagt wird, erfahren die Filamente in der Mitte des Kerngarns weniger Behandlung als die Filamente an der Oberfläche des Kerngarns. Die Filamente des Umwindungsgarns werden gründlicher mit dem Sattdampf behandelt als die Filamente des Kerngarns. Der Unterschied in der erfolgten Behandlung mit Dampf trägt wesentlich zum Unterschied in den Eigenschaften und dem Charakter der Umwindungs- und der Kerngarne bei. Die Garnspule weist in aufgewickeltem Zustand ein gekräuseltes, strukturiertes Aussehen auf, das der glatten Oberfläche eines herkömmlichen bauschigen Filament-Endlosgarns völlig unähnlich ist.
Eine Funktion des Spannungsdifferentials besteht darin, die Verdrillung zu erleichtern. Werden Garne unter gleicher Spannung verdrillt, so wandern die äußersten Filamente um eine größere Strecke als die innersten und werden darum in einem höheren Maße gespannt. Die zum Spannen dieser Filamente notwendige Kraft wirkt der zum Verdrillen angelegten Kraft entgegen und beschränkt den Grad der erzielten Verdrillung. Steht ein Garn oder stehen einige Garne unter geringerer Spannung, können sie leichter einen unter höherer Spannung stehenden Faden umwinden. Daher bewirkt ein gegebenes Drehmoment in der Verzwirneinrichtung ein viel höheres Maß der Verdrillung, insbesondere wenn die Verdrillungsvorrichtung eine Fluidzwirndüse ist.
Um den oben beschriebenen Effekt zu veranschaulichen, werden drei Endlosbauschgarne aus Polyamidfilamenten, von denen eines zwecks Sichtbarkeit schwarz ist, durch ein Verfahren geführt, wie dies in Fig. 1 unten veranschaulicht ist. Alle Bedingungen sind die gleichen, nur daß die Spannung an Garn 10 höher ist als an den beiden anderen, die als Garn 11 bezeichnet werden. Die Verdrillung in den Garnen zwischen dem Fadenführer 16 und der Aufheizzone 18 wird fotografisch durch einen Hochfrequenz-Lichtblitz festgehalten. TABELLE I Spannung Garn 10, Garn 11, Durchschnittliche Verdrillung Drehungen pro Zoll Drehungen pro Meter
Wie zu erkennen ist, erhöht sich durch das Anlegen eines Spannungsdifferentials der Grad der Drehung über das Sechsfache innerhalb der oben angegebenen Spannungsbereiche. Unter schiedliche Spannungsgrade in den Fäden mit geringerer und mit höherer Spannung ergeben unterschiedliche Grade der Verdrillung, die durch Experimentieren bestimmt werden können.
Der Grad des Spannungsdifferentials sollte ausreichend sein, daß sich die oben genannten Vorteile einstellen, aber nicht so groß sein, daß ein Garn mit höherer Spannung so gestreckt wird, daß es seine Kräuselung einbüßt oder daß ein Garnfaden mit geringerer Spannung so schlaff ist, daß er aus der Oberfläche des zusammengesetzten Garns hervorsteht und Fäden ziehen oder sich herausziehen kann, während er durch die Fadenführer oder Nadeln der Tufting-Maschine läuft. Annehmbare Grade von Spannungsdifferentialen sind je nach der Art der verwendeten Garne verschieden. Spannungsdifferentiale betragen vorzugsweise 0,008 bis 0,24 Gramm pro Denier und am meisten bevorzugt 0,028 bis 0,155 Gramm pro Denier.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines bevorzugten Verfahrens gemäß der Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines bevorzugten Heizgerätes.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Zwirndüseneinrichtung.
Fig. 4 ist ein Teildarstellung eines alternativen Verfahrens gemäß dieser Erfindung.
Fig. 5A und Fig. 5B sind Seitenansichten des Garns von Beispiel 3 gemäß der Erfindung mit 3-facher und mit 8-facher Vergrößerung.
Fig. 6A ist ein typischer Schlingenflorteppich, betrachtet längs des Trägers in Laufrichtung des Trägers.
Fig. 6B ist der gleiche Schlingenflorteppich, betrachtet quer zur Laufrichtung des Trägers.
Fig. 7A ist ein typischer Schlingenflorteppich, betrachtet bei einer höheren Vergrößerung.
Fig. 7B ist eine Seitensicht des Teppichs von Fig. 7A in Nahaufnahme.
Fig. 8A ist ein aus dem Garn von Beispiel 6 hergestellter Schlingenflorteppich.
Fig. 8B ist eine Seitenansicht des Stoffs von Fig. 8A in Nahaufnahme.
Fig. 9A und Fig. 9B zeigen das gleiche wie Fig. 8A und Fig. 8B für Beispiel 7.
Fig. 10A und Fig. 10B zeigen das gleiche wie Fig. 8A und Fig. 8B für Beispiel 9.
Fig. 11 ist eine Aufnahme eines Querschnitts von Beispiel 3.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Was Fig. 1 betrifft, so werden darauf ein oder mehrere gekräuselte Filament-Endlosgarne aus Polyamid 10 und 11 von den Vorlagespulen 12 abgenommen, am Fadenführer 16 zu einem Garnbündel 14 zusammengesetzt und durch eine Heizzone 18 hindurchgeführt, die vorzugsweise eine Einrichtung ist, in der das Garn durch Beaufschlagen des Garnbündels mit Sattdampf bei hohem Druck behandelt wird. Sattdampf wird von einer (nicht dargestellten) Quelle geliefert und tritt durch das Rohr 20 in die Heizeinrichtung 18 ein. Das behandelte Garn 22 läuft dann durch Transportwalzen 24 zur Aufwickelspule 26. An einem oder an mehreren der Vorlagegarne, wie z. B. 10, ist eine Spanneinrichtung 15 angeordnet, um das gewünschte Spannungsdifferential zu steuern. Die mit Druckluft aus einer nicht dargestellten Quelle versorgte Zwirndüse 23 verdrillt das behandelte Garn 22 in der Heizeinrichtung 18 so, daß es in falschverdrilltem Zustand mit Dampf behandelt wird. Nach der Zwirndüse 23 wird die eingebrachte Verdrillung in den verdrillungslosen Zustand zurückgeführt.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt in Längsrichtung durch die bevorzugte Heizeinrichtung 18 in Fig. 1 längs einer Linie 2-2, bei der das Garnbündel 14 in die Eintrittsöffnung 23 und ein langgestrecktes Rohr mit einem engtolerierten Garnweg 30 eintritt, durch das das Garnbündel zur Kammer 32 läuft, in der ein Teil des Sattdampfes aus der Kammer 32 gegenläufig zur Bewegungsrichtung des Garns strömt und das Garnbündel 14 zu erhitzen beginnt. Wenn das Garnbündel in die Kammer 32 eintritt, werden die Längsachse der Kammer und das Garnbündel mit Sattdampf aus der Düsenöffnung 34 beaufschlagt, wonach das Garn durch den engtolerierten Garnweg 36 der Austrittsöffnung 38 aus der Kammer 32 austritt.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch die Zwirndüse 23 von Fig. 1 längs der Linie A-A. Das Garn 22 läuft durch den Garnweg 40, in dem das Garn 22 durch die rechteckige Luftdüsenöffnung 42 tangential mit Druckluft beaufschlagt und gegen den Uhrzeigersinn verdrillt wird.
Bei der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Garn oder werden die Garne mit geringerer Spannung 11 mit dem Garn mit höherer Spannung 10 an einem Fadenführer 16 zusammengeführt, der verhindern kann, daß die Verdrillung in Richtung auf die Spanneinrichtung 15 zurückläuft. Solche Fadenführer können eine V-förmige Nut zum Erfassen des Garns besitzen oder aus einem Paar sich drehender Walzen bestehen, die das Garn zwischen sich fassen. Diese Anordnung gewährleistet, daß ein einzelnes Garn mit geringerer Spannung 11 das Garn mit höherer Spannung 10 relativ gleichmäßig längs des Fadens umwindet. Werden zwei oder mehrere Garne mit geringerer Spannung 11 verwendet, winden sich alle gleichzeitig in annähernd der gleichen Richtung herum. Wird die Drehung im Garn 10 durch den Fadenführer 16 nicht vollständig gestoppt, dann läßt sich die gleiche Gleichmäßigkeit dadurch erzielen, daß die Garne 10 und 11 in den Fadenführer 16 eingeführt werden und dabei ein Winkel von mindestens 10º zwischen den Fäden mit höherer Spannung und denen mit geringerer Spannung eingehalten wird, um zu verhindern, daß die Fäden mit geringerer Spannung den Faden mit höherer Spannung umwinden, ehe sie am Fadenführer 16 ankommen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 4 dargestellt ist, kann die Verdrillung im Garn 10 bis zur Spanneinrichtung 15 zurücklaufen, wenn der Fadenführer 16 eine einfache Buchse oder ein gleichwertiges Element ist und die Garne 11 das Garn 10 umwinden, wenn sie sich dem Fadenführer 16 nähern. Treffen die Garne 11 an verschiedenen Stellen mit dem Garn 10 zusammen, wie in Fig. 4 zu sehen ist, dann verschieben sie sich gegeneinander und bewirken in einem weiteren Maße das Aussehen einer zufälligen Verdrillung. Werden sie an der gleichen Stelle eingeführt, indem z. B. der Fadenführer 17 vorgesehen wird, winden sie sich in der gleichen Richtung und ohne Verschiebung herum. Wird die Stelle, an der das Garn oder die Garne mit geringerer Spannung eingeführt werden, nicht durch einen Fadenführer festgelegt, wird das Umwindemuster noch zufälliger.
Man kann viele Umwindemuster herstellen, indem man die Stelle, an der die Garne zusammentreffen, den Winkel A zwischen den Fäden mit hoher Spannung und denen mit geringer Spannung, die absoluten Spannungswerte und die Differenz in der Spannung zwischen den Fäden verändert. Überumwindung läßt sich vermeiden, wenn man das vorliegende Verfahren bei etwa 200 y/min (183 m/min) oder mehr ablaufen läßt und kleinere Winkel zwischen Fäden mit geringerer und mit höherer Spannung benutzt und/oder die Stelle festlegt, an der die Fäden zusammentreffen, zum Beispiel durch Vorsehen von Fadenführern.
Wenn der Winkel zwischen Fäden mit geringerer und mit höherer Spannung gering ist, dann ist die Längendifferenz zwischen den Umwindungsfilamenten und den Kernfilamenten ebenfalls gering, während die Längendifferenz zunimmt, wenn sich der Winkel dem Wert von 90º nähert.
Fig. 5A, ein nach Beispiel 3 hergestelltes Garn gemäß der Erfindung, ist in einer 3-fachen Vergrößerung nach der Wärmebehandlung in entspanntem Zustand in Strangform dargestellt, wenn sich Umwindung und Kräuselung voll entwickelt haben, wobei die Umwindungsgarne mit geringerer Spannung dunkler gefärbt sind als die Kerngarne, um die Umwindungsform hervorheben zu können. Das Garn ist in gespanntem Zustand. Da die Umwindung zweier Garne 50 mit geringerer Spannung um das Kerngarn mit höherer Spannung 52 herum längs des Garns in ihrem Ausmaß schwankt und sich in 54 umkehrt, weisen die Garne im Teppich nicht das zu beanstandende Aussehen wie die Spiralstange der Friseure auf, das in gleichmäßig verdrillten Garnen auftritt.
Fig. 5B zeigt das gleiche Garn wie Fig. 5A in einer 8-fachen Vergrößerung.
Fig. 6A und Fig. 6B zeigen zwei Darstellungen eines typischen Schlingenflorteppichs mit einer Feinheit von 1/8 Zoll (3,18 mm), einem Florhöhe von 1/4 Zoll (6,36 mm), einem Gewicht von 24 Ounces pro Quadratyard (814 g/m²) und 10 Fadenschlingen pro Zoll (3,94 Fadenschlingen pro cm), bei dem die Flornoppen, in beiden Richtungen betrachtet, in geometrischen Querreihen R ausgerichtet sind.
Fig. 7A zeigt eine Darstellung ähnlich der von Fig. 6A, jedoch in einer Vergrößerung um das 3-fache, eines weiteren typischen Schlingenflorteppichs, hergestellt aus 4 Fäden eines Teppichgarns aus Polyamid von 5000 Denier von Du Pont, Typ 365A und getuftet mit einer Feinheit von 5/16 Zoll (3,98 mm), einer Florhöhe von 1/2 Zoll (1,27 cm), einem Gewicht von 45 Ounces pro Quadratyard (1526 g/m²) und 3,5 Fadenschlingen pro Zoll (1,38 Fadenschlingen pro cm), bei dem die Flornoppen in geometrischen Querreihen R ausgerichtet sind.
Fig. 7B zeigt eine Seitenansicht des Teppichs von Fig. 7A in einer 3-fachen Vergrößerung.
Fig. 8A zeigt in 3-facher Vergrößerung eine Darstellung ähnlich der von Fig. 6B eines Teppichs, der aus dem Garn von Beispiel 6 hergestellt wurde und bei dem Querreihen fehlen.
Fig. 8B zeigt in einer 3-fachen Vergrößerung, daß die Schlingen auf Grund der verdrillten Abschnitte 56, die in Richtung und Ausmaß unterschiedlich sind, gegenüber dem Betrachter zufällig angeordnet sind. Einige Flornoppenspitzen sind gekräuselt, wie in 58 zu sehen ist. Deshalb sind die Oberteile der Schlingen aus einer geometrischen Ausrichtung heraus in allen Richtungen verschoben, wodurch Richtungscharakter und Reihigkeit im wesentlichen verlorengehen.
Fig. 9A und Fig. 9B zeigen das gleiche wie Fig. 8a und 8B für Beispiel 7.
Fig. 10A und Fig. 10B zeigen das gleiche wie Fig. 8A und Fig. 8B für Beispiel 9.

TESTVERFAHREN

Längendifferential der Filamente

Jede unterschiedlich färbbare Art eines Filaments in einer Probe des Garns wird auf eine kennzeichnende Farbe oder Farbnuance gefärbt, wobei für jede Art eine geeignetes herkömmliches Überfärbungsverfahren mit mindestens einem Farbstoff angewandt wird.
Als Alternative können nur die schwächer anfärbbaren Filamente ungefärbt belassen werden. Bei den vorliegenden Beispielen ist das Kerngarn mit höherer Spannung ungefärbt. Ein 10-12 Zoll (25,4-30,5 cm) langes Stück des überfärbten Garns wird senkrecht aufgehängt, und nahe am Mittelpunkt der Probe wird fest ein einfacher überhandknoten gebunden. Am freien Ende der Probe wird ein Gewicht von 0,025 Gramm pro Denier (ein Gewicht von 100 Gramm für ein Garn von 4000 Denier) befestigt. Das Garn wird an einer Stelle von 2 Zoll (5,08 cm) unterhalb des Knotens sorgfältig in zwei Stücke zerschnitten. Die Verschlingungen der Filamente im Garn unterhalb des Knotens werden mittels einer feinen Drahtbürste, wie zum Beispiel der zum Aufbürsten oder Aufrichten des Striches an Velourleder verwendeten, sorgfältig ausgekämmt. Ein Streifen zweiseitig klebenden transparenten Bandes, der in einer Richtung länger als zwei Zoll (5,08 cm) ist, wird auf schwarzes Papiervlies aufgelegt. Die ausgekämmten Filamente werden unmittelbar unter dem Knoten sauber freigeschnitten. Mittels einer Pinzette werden fünf Filamente von jeder enthaltenen Farbe in paralleler Anordnung auf die freiliegende Fläche des zweiseitig klebenden Bandes aufgelegt. Dann werden die aufgelegten Filamente mit einem Streifen eines einseitig klebenden transparenten Bandes bedeckt, um sie fest an Ort und Stelle zu halten. Die Länge jedes Filaments wird einem Entfernungsmeßinstrument für Landkarten gemessen, wie zum Beispiel mit einem von Keuffel and Esser hergestellten mit der Nummer 620300. Die Arbeitsgänge werden wiederholt, bis für jede Farbe 50 einzelne Filamentlängen registriert sind. Für jede Filamentart wird der Durchschnitt aus den 50 Messungen errechnet. Die Durchschnittswerte für die nicht schwach anfärbenden Filamente werden ebenfalls miteinander gemittelt. Dann wird das prozentuale Längendifferential durch Subtraktion der zusammengefaßten durchschnittlichen Länge für alle stärker angefärbten Filamente von der durchschnittlichen Länge für die schwächer angefärbten Filamente errechnet. Der absolute Wert dieser Differenz wird dann durch den zusammengefaßten Durchschnittswert aller stärker anfärbenden Filamente geteilt und mit 100 multipliziert, um das prozentuale Differential zu ermitteln.

Zylindervolumen

Das spezifische Volumen der Garne wird bestimmt, indem wärmebehandelte und konditionierte Proben in Stücke geschnitten werden, die kürzer sind als der Innendurchmesser eines Testzylinders, eine eingewogene Probe in den Zylinder eingegeben und ein Kolben sorgfältig in den Zylinder eingelassen wird, bis er auf der Probe zu liegen kommt. Der Kolben übt einen Druck von 3,1 psi (21,4 kPa) auf die Probe aus und besitzt einen Meßschaft zum Ablesen des von der Probe eingenommenen Volumens. Die Ablesung erfolgt 100 ± 5 Sekunden, nachdem der Kolben zur Ruhe gekommen ist. Das spezifische Volumen wird bestimmt, indem das Volumen durch das Gewicht der Probe geteilt wird. Der spezielle angelegte Druck gilt als repräsentativ für typische Belastungen durch Möbel auf Teppichen.

Verdrillung nach der Wärmebehandlung

Es werden 6 Zoll (15,14 cm) lange, belastungsfreie Garnstücke an einem Ende eingespannt und in ein kochendes Färbebad eingelassen, wo sie so lange belassen werden, bis sich keine weitere Verdrillung entwickelt. Die Garne werden vorzugsweise unterschiedlich gefärbt oder sind unterschiedlich färbbar, um das Zählen der Drehungen zu erleichtern. Nach dem Färben werden die verdrillten Proben längs an ein Lineal angelegt, und es wird die Anzahl der Drehungen pro Zoll gemessen.

BEISPIELE

Das Kontrollgarn und das Garn bei den Beispielen 1-5 wurden in der unten beschriebenen Weise hergestellt. Drei Fäden eines Standard-Filament-Endlosbauschgarns aus Nylon 66 für Teppiche wurden in ein Verfahren gemäß Fig. 1 eingebracht. Der Faden 10 ist ein schwach säureanfärbbares BCF-Garn von 1225 Denier von Du Pont, Typ 495, und die anderen beiden Garne 11 sind stark säureanfärbbare Garne von 1245 Denier, Typ 497A, mit leitfähigen Kernfilamenten zur Ableitung statischer Elektrizität. Die Heizeinrichtung 18, die ebenfalls in Fig. 2 dargestellt ist, weist eine Eintrittsöffnung 28 mit dem Garnweg 30 von 0,060 Zoll (1,52 mm) Innendurchmesser und 8 Zoll (20,3 cm) Länge, eine Dampfdüse 34 mit 0,046 Zoll (1,17 mm) Durchmesser, eine Kammer 32 mit 0,063 Zoll (1,51 mm) Durchmesser und 1,0 Zoll (2,54 cm) Länge sowie eine Austrittsöffnung 38 mit einem Garnweg 36 von 0,060 Zoll (1,52 mm) Innendurchmesser und 12 Zoll (30,5 cm) Länge auf. Die Zwirndüse 23 besitzt einen Garnweg 40 mit 0,093 Zoll (2,36 mm) Innendurchmesser und einer rechteckigen Luftdüse 42 von 0,120 Zoll (3,05 mm) Länge mal 0,040 Zoll (1,02 mm) Breite auf, der mit Druckluft von 120 psig (827 kPa) und 25ºC gespeist wird. Sie ist 15 Zoll (38,1 cm) von der Austrittsöffnung 38 angeordnet. Die Wickelspannung zwischen den Walzen 24 und der Aufwickelung 26 beträgt 175 Gramm. Die Walzen werden mit 500 y/m (457 m/m) angetrieben.
Bei Beispiel 6 ist der Faden 10 ein stark säureanfärbbares Garn aus Nylon 66 von Dupont, Typ 497A, und die Fäden 11 sind Garne von 1225 Denier, Typ 495, und von 1245 Denier, Typ 497A. Die anderen Bedingungen gleichen denen der Beispiele 1-5.
Das Garn für Beispiel 7 wurde hergestellt, indem drei Fäden BCF-Garn in der in Fig. 4 dargestellten Weise zugeführt wurden. Beim Rest des Verfahrens, der in Fig. 4 nicht dargestellt wurde, wird die gleiche Anordnung wie in Beispiel 1 dargestellt verwendet. Das Garn 10 ist ein kationisch färbbares BCF-Garn von 1225 Denier von Du Pont, Typ 494, und die Garne 11 sind ein schwach säureanfärbbares BCF-Garn von 1225 Denier, Typ 495, und ein stark anfärbbares von 1245 Denier, Typ 497A. Die Heizeinrichtung 18 besitzt eine Eintrittsöffnung 28 eines Garnwegs 30 mit 0,100 Zoll (2,54 mm) Durchmesser und 6 Zoll (15,24 mm) Länge, eine Dampfdüse 34 mit 0,076 Zoll (1,93 mm) Durchmesser, eine Kammer 32 mit 0,107 Zoll (2,72 mm) Durchmesser und einem Zoll (2,54 cm) Länge und eine Austrittsöffnung 38 mit einem Garnweg 36 mit 0,110 Zoll (2,8 mm) Innendurchmesser und 12 Zoll (30,5 cm) Länge. Die Zwirndüse 23 weist einen Garnweg 40 mit 0,125 Zoll (3,18 mm) Durchmesser und einem Zoll (2,54 cm) Länge und mit rechteckiger Luftdüse 32 mit 0,145 Zoll (3,68 mm) Länge mal 0,050 Zoll (1,27 mm) Breite auf und wird mit Druckluft von 120 psig (827 kPa) und 250 C gespeist. Die Garngeschwindigkeit beträgt 373 y/m (341 m/m). Die größeren Abmessungen der Anlage sind zur Anpassung des sich aus dem Umwindungsverfahren der zusammengesetzten Garne ergebenden größeren Durchmessers erforderlich. TABELLE II A Kontrollgarn Beisp. 1 Denier, Garn 10 Spannung, Garn 10, mN Spannung, Garn 10, Denier, Garne 11 Spannung, Garne 11, mN Spannung, Garne 11, gpd Spannungsdifferential Garn 10 - Garn 11, gpd Sattdampftemperatur, ºC Sattdampfdruck, psig Sattdampfdruck, kPa Garn-Denier insgesamt Verdrillung nach der Wärmebehandlung, tpi Drehung pro cm Zylindervolumen, cm³/g Gesamtes Garnbündel Garn 10 1. Garn 11 Garn 11/10, % 2. Garn 11 Garn 11/10, % Filamentlänge Garn 10, Zoll Garn 10, cm Garn 11, Zoll Garn 11, cm Differenz, Zoll cm % Garn 10 TABELLE II B Beisp. 4 Denier, Garn 10 Spannung, Garn 10, mN Spannung, Garn 10, gpd Denier, Garne 11 Spannung, Garne 11, mN Spannung, Garne 11, gpd Spannungsdifferential Garn 10 - Garn 11, gpd Sattdampftemperatur, ºC Sattdampfdruck, psig Sattdampfdruck, kPa Garn-Denier insgesamt Verdrillung nach der Wärmebehandlung, tpi Drehungen pro cm Zylindervolumen, cm³/g Gesamtes Garnbündel Garn 10 1. Garn 11 Garn 11/10, % 2. Garn 11 Garn 11/10, % Filamentlänge Garn 10, Zoll Garn 10, cm Garn 11, Zoll Garn 11, cm Differenz, Zoll cm % Garn 10
Die Beispiele 2-5 veranschaulichen den Einfluß der Änderung der Temperatur des Sattdampfes von 168ºC auf 162ºC. Bei 160ºC werden die Garne mit geringerer Spannung so schwach in ihre umgewundene Gestalt thermofixiert, daß sie sich gelegentlich vom Garn mit höherer Spannung lösen und von der Oberfläche einer gewickelten Spule hervorstehen und Spannungseinbußen beim Zuführen des Garns von der Spule in eine Teppich- Tuftingmaschine sowie ein mögliches Haftenbleiben des Garns in den Führungsröhrchen der Gatter oder den Tufting-Nadeln bewirken können. Man hat festgestellt, daß bei Temperaturen, die zu niedrig sind, um eine angemessene Thermofixierung des Umwindungsgarns in seiner umgewundenen Gestalt herbeizuführen, eine latente Drehung in die Garne eingebracht werden kann.
Bei Garngeschwindigkeiten von mehr oder von weniger als 500 /m (457 m/m) muß die Dampftemperatur erhöht oder abgesenkt werden, damit sich eine angemessene Fixierung ergibt.
Die ungewöhnliche Natur der Garne gemäß der Erfindung läßt sich auch durch Beobachtung von Proben nachweisen, die kochend im Strang gefärbt wurden und trocknen konnten, worauf 1 Meter lange Abschnitte an einer erhöhten Spanneinrichtung aufgehängt werden. Zuerst werden sie beobachtet, wenn sie an ihrem eigenen Gewicht hängen, und dann, wenn ein Gewicht von 150 g an ihr unteres Ende angehängt wird. TABELLE III Ohne Gewichtslast Mit Gewichtslast Kontrollgarn Alle Bestandteile gleich voluminös Wenig Drehung zu erkennen Keine Garnwindungen umeinander Kern voluminös und gerade Umwindungsgarne rinsich um fast 360º um den Kern zusammen, Richtung kehrt sich alle 1-3 Zoll um Umwindungsgarne weisen weniger Bauschigkeit als der Kern auf Tabelle III (Fortsetzung) Ohne Gewichtslast Mit Gewichtslast Keine Verdrillung gesamten Kern zu beobachten Umwindung endet in Berührung mit Kern und miteinander Kern hängt gerade, Voluminosität durch Umwindungen eingeschränkt Umwindungsgarne gegeneinander versetzt, bebedecken etwa 80% des Kerns Umwindungsgarne bilden unregelmäßigen röhrenförmigen Mantel Keine Verdrillung im Bündel zu beobachten Umwindung endet in Berührung mit Kern und miteinander
Die Kontrolle, die bei einer Spannung von 30 g an allen enthaltenen Garnen vorgenommen wurde, ergab keinen Beweis dafür, daß ein Garn ein anderes umwindet. Alle enthaltenen Garne wiesen den gleichen Grad und die gleiche Richtung einer Verdrillung an jeder gegebenen Stelle über die Länge des Kontrollgarns auf.
Sowohl in Beispiel 3 als auch in Beispiel 7 könnten die Kernfilamente aus einem abgeschnittenen Stück von 1 Zoll (2,54 cm) Länge herausgezogen werden und dabei die Umwindungsgarne in ihrer Umkehrform belassen. Die Umwindungsgarne könnten dann voneinander getrennt werden. Die Umwindungsgarne aus Beispiel 7 bilden ein hohles Rohr, wenn Kernfilamente herausgezogen wurden. Werden die Gewichte von den Garnen der Beispiele 3 und 7 abgenommen, so bilden sich die Garne ohne wesentliche Ablösung der Umwindungsgarne vom Kern zu ihrem Aussehen ohne Gewichtslast zurück, zumindest über eine geringe Anzahl von Spannzyklen.
Die oben genannten Garne aus den Beispielen 1-7 werden zu einem ebenen Schlingenteppich mit einer Feinheit von 1/8 Zoll (3,18 mm), einer Florhöhe von 1/2 Zoll (1,27 cm), einem Gewicht von 45 Ounces pro Quadratyard (1526 Gramm/m²) und 9 Fadenschlingen pro Zoll (3,54 Fadenschlingen pro cm) getuftet und unter Herumziehen kufengefärbt. Aus den Garnender Beispiele 1-6 hergestellten Teppiche werden zu hellen und dunklen Nuancen von Rotbraun gefärbt. Die drei Bestandteile des Garns von Beispiel 7 werden hellblau, dunkelblau und rostfarfarben gefärbt.
Alle Teppiche gemäß dieser Erfindung wiesen zufallsweise verdrillte Schlingen auf, die sich aus ihrer normalen reihigen Ausrichtung gelöst hatten und dem Betrachter unterschiedliche Farbverteilungen bieten. Die Oberflächen der Teppiche sind ungleichmäßig. Bei den Beispielen 1-6 weisen die bei der höchsten Temperatur hergestellten Garne den festesten Griff auf und eignen sich für hohe Trittbelastungen. Das doppelt ungewundene, bei hoher Temperatur fixierte Garn von Beispiel 7 ist besonders knitterfest und hat dennoch eine angemessene Bauschigkeit und ebensolches Deckvermögen.

Beispiele 8-11

Bei diesen Beispiele wird als ein Bestandteil eines Garns gemäß dieser Erfindung ein vorher miteinander verschlungenes Melangeeffektgarn mit 3775 Denier aus Nylon 66, Typ 359A verwendet, das hergestellt wurde, indem je ein Faden eines kationisch färbbaren Garns mit 1225 Denier von Du Pont, Typ 494, eines schwach säureanfärbbaren Garns mit 1225 Denier, Typ 495 und eines stark säureanfärbbaren Garns mit 1245 Denier, Typ 497A gespannt wurde, um im wesentlichen deren gesamte Kohäsion zu beseitigen, und indem diese dann nach Nelson, USA- Patent 4,059,873 miteinander verschlungen wurden.
Das Verfahren stimmt überein mit dem in Fig. 4 dargestellten. Bei den Beispielen 8 und 9 ist das Garn mit höherer Spannung 10 eines mit 1255 Denier, Typ 495, und das Garn mit geringerer Spannung 11 eines mit 3775 Denier, Typ 359A. Bei Beispiel 10 ist das Garn mit höherer Spannung 10 eines mit 3775 Denier, Typ 359A, und das Garn mit geringerer Spannung 11 besteht aus zwei Fäden mit 1225 Denier, Typ 495. Beispiel 11 ist das Gegenstück zu Beispiel 10, bei dem die Garne 10 aus zwei Fäden mit 1225 Denier, Typ 495 bestehen und das Garn 11 eines mit 3775 Denier, Typ 359A ist. Die Abmessungen der Heizeinrichtung 18 und der Zwirndüse 23 sind die gleichen wie bei Beispiel 7, der Luftdruck der Zwirndüse beträgt bei den Beispielen 10 und 11 jedoch 150 psig (1034 kPa). Die Garngeschwindigkeiten betragen 500 y/m (457 m/m) bei den Beispielen 8 und 9 und 750 y/m (685 m/m) bei den Beispielen 10 und 11. TABELLE IV Beisp. 8 Denier, Garn 10 Spannung, Garn 10, mN Spannung, Garn 10, gpd Denier, Garn 11 Spannung, Garn 11, mN Spannung, Garn 11, gpd Spannungsdifferential Garn 10 - Garn 11, gpd Sattdampftemperatur, ºC Sattdampfdruck, psig Sattdampfdruck, kPa Denier, Garn insgesamt
Die Garne in den Beispielen 8 und 9 werden zu einem ebenen Schlingenteppich mit einer Feinheit von 1/8 Zoll (3,18 mm), einer Florhöhe von 1/2 Zoll (1,27 cm), einem Gewicht von 40 Ounces pro Quadratyard (1356 g/m²) und 7 Fadenschlingen pro Zoll (2,76 Fadenschlingen pro cm) getuftet und wie bei Beispiel 7 unter Herumziehen kufengefärbt. Die Garne in den Beispielen 10 und 11 werden mit einer Feinheit von 5/32 Zoll (3,97 mm), einer Florhöhe von 1/2 Zoll (1,27 cm) und einem Gewicht von 45 Ounces pro Quadratyard (1356 Gramm pro m²) und 8 Fadenschlingen pro Zoll (3,15 Fadenschlingen pro cm) getuftet und wie in den Beispielen 7-9 gefärbt.
Die Beispiele 10 und 11 zeigen die vielseitige modische Gestaltbarkeit bei dem vorliegenden Verfahrens. Der Teppich von Beispiel 10 ist überwiegend hellblau mit dunkelblauen und rostfarbenen Tupfen. Auf Grund der Umkehrung der Garnkomponenten wird der Teppich von Beispiel 11 überwiegend dunkelblau mit hellblauen und rostfarbenen Tupfen.

Beispiel 12

Dieses Beispiel demonstriert, daß einige der Filamente leicht aneinander gebunden sind. Die Garne aus den Beispielen 2-5 wurden genau untersucht, wie oben beschrieben.
Um zu vermeiden, daß die Struktur der Garne gestört wird, werden die Garne in eine Matrix aus Epoxidharz eingebettet, ehe ein Querschnitt angefertigt wird. Zu diesem Zweck wird das Probengarn in eine Form gebracht. Um das Garn herum wird Epoxidharz gegossen und gehärtet. Der gehärtete Probenblock wird aus der Form entnommen und zurechtgeformt, und in einem Mikrotom wird ein Querschnitt angefertigt. Auf einem Objektträger befestigte Querschnitte werden mit geeigneter Vergrößerung fotografiert.
Die beschichtete Form wird leicht mit einem Entformungsmittel eingesprüht, und jeder Hohlraum wird mit Cellophanstreifen ausgelegt. An den Enden jedes Hohlraumes werden kleine "Kissen" eines doppelseitigen Abdeckbandes (etwa 6 Lagen) eingelegt.
Ehe das Garn in die Form gebracht wird, wird dasselbe folgendermaßen behandelt: Etwa 200 mm Garn werden unter Benutzung kleiner Stücken von Abdeckband an beiden Enden mit Band umwikkelt, an beiden Enden werden Spannklammern befestigt, und das Garn wird an einem Gestellhaken aufgehängt. An die untere Spannklammer wird ein Gewicht angehängt, das ausreicht, um jede Kräuselung auszuziehen, wobei darauf geachtet wird, das Garn nicht zu dehnen. Mittels eines Augentropfers werden ein paar Tropfen klaren Acryllacks auf einmal auf das Garn aufgebracht. In Abständen von etwa 3 Minuten werden annähernd 10 mal solche Tropfen aufgebracht, dann läßt man die Probe etwa 2 Stunden lang trocknen.
Das beschichtete Probegarn wird so auf die "Kissen" aus Band in den Hohlraum der Form eingelegt, daß sie unter der Oberfläche der Form liegt, deren Boden aber nicht berührt. Das überschüssige Garn wird dann abgeschnitten.
Es wird Epoxidharz zum Füllen von 8 Hohlräumen in der Form
durch Mischen folgender Bestandteile hergestellt:
Marglas-Harz 658 21,7 g Kristallklares Epoxidvergußharz (hergestellt von der Acme Chemicals & Insulation Co.)
Marglas-Harz 659 4,4 g Kristallklares Epoxidvergußharz (hergestellt von der Acme Chemicals & Insulation Co.)
Modifiziertes Maraset-Diamin 25,0 g Härter "Hardener 558" (hergestellt von der Acme Chemicals & Insulation Co.) Die Harzmischung wird etwa 5 Minuten lang langsam umgerührt, um Blasenbildung zu verhindern. Es sollte so lange gerührt werden, bis die Lösung klar ist.
Die Epoxidharzlösung wird dann über jede Probe gegossen. Blasen können durch Bearbeitung der Probe mit einer Pinzette beseitigt werden. Sinkt die Probe in der Form nach unten oder schwimmt sie nach oben, muß das Garn neu gelegt werden. Das Harz kann 16 Stunden lang bei Zimmertemperatur (oder 3 Stunden lang bei 65ºC) ausgehärtet werden.
Nach dem Aushärten wird die bei Zimmertemperatur gehärtete Form etwa 15 Minuten lang auf einen Aufwärmtisch gebracht. Durch Erfassen der Enden des Zellophanbandes läßt sich der warme Probenblock aus der Form entnehmen. (Im Ofen gehärtete Proben werden sofort nach Entnahme aus dem Ofen entformt.) Der Probenblock wird auf einer ebenen Fläche abgekühlt, und dann wird das Zellophanband entfernt.
Jeder Probenblock wird zurechtgeformt und dann etwa 2 Minuten lang auf einen Aufwärmtisch gebracht, um die Filamente zu entspannen. Dann wird der Probenblock in einem Mikrotom (drehbares Modell 820 - American Optical) befestigt, und es werden 7 Mikrometer dicke Schnitte angefertigt. Die ersten paar Schnitte werden weggeworfen. Ein guter Schnitt (einer ohne sichtbare Luftblasen oder Messerschneidenspuren oder Verkantung der Filamente) wird auf einen dünn mit Primol 335 (n = 1,5) oder Mineralöl (n = 1,47) beschichteten Objektträger gelegt. Nachdem der Schnitt unter dem Mikroskop betrachtet und als befriedigend befunden wurde, wird ein Deckglas über die Probe gebracht. Es werden Fotografien mit geeigneter Vergrößerung angefertigt.
Querschnittsfotos der Garne zeigen immer mehr Verschmelzungspunkte mit ansteigender Dampftemperatur und den Verlust von Verschmelzungspunkten nach der Bearbeitung des Teppichs an. Die Verschmelzung wird durch Untersuchung des Querschnittsfotos auf Verlust der Trennschärfe zwischen zwei sich berührenden Filamenten bestimmt. Das ist in Fig. 11 zu sehen, die ein Querschnittsfoto des Garns von Beispiel 3 ist.
In den Beispielen 13-16 wird blaues Multifilamentgarn 10 aus Propylen mit 1250 Denier mit einer Spannung von 100 g mit zwei Fäden eines ungefärbten Garns aus Polypropylen mit 750 Denier mit einer Spannung von 20 g zusammengefügt. Die Filamente weisen einen gerundeten quadratischen Querschnitt mit vier kontinuierlichen Hohlräumen auf. Die Heizeinrichtung 18 besitzt eine Eintrittsöffnung 28 des Garnweges 30 mit 0,070 Zoll (1,78 mm) Innendurchmesser und 8 Zoll (20,3 cm) Länge, eine Dampfdüse 34 mit 0,074 Zoll (1,88 mm) Durchmesser, eine Kammer 32 mit 0,104 Zoll (2,64 mm) Innendurchmesser und 1 Zoll (2,54 cm) Länge und eine Austrittsöffnung 38 mit einem Garnweg 36 mit 0,070 Zoll (1,78 mm) Innendurchmesser und 12 Zoll (30,5 cm) Länge. Die Zwirndüse wird wie in Beispiel 7 mit Druckluft mit 80 psig (551 kPa) und 25ºC gespeist. Die Garngeschwindigkeit beträgt 500 Yard pro Minute (457 m/min). Weitere Werte finden sich in Tabelle V.
Die Kernfilamente von Beispiel 13 sind leicht aneinander gebunden, lassen sich jedoch leicht voneinander trennen. Die Umwindungsfilamente lassen sich schwer trennen. Die Filamente in den Beispielen 14-16 zeigen zunehmende Kohäsion bei steigenden Dampftemperaturen. Die Filamente in Beispiel 17 sind so verschweißt, daß sie unangemessen rauhgriffig zur Verwendung in Teppichen sind. TABELLE V Beisp. 13 Beisp. Denier, Garn 10 Spannung-Garn 10, mN Spannung-Garn 10, gpd Denier-Garne 11 Spannung-Garne 11, mN Spannung, Garne 11, gpd Spannungsdifferential AGarn 10-Garn 11, gpd Sattdampftemperatur, ºC Sattdampfdruck, psig Sattdampfdruck, kPa Garn-Denier insgesamt Verdrillung nach Wärmebehandlung, tpi Drehungen pro cm Zylindervolumen cm³/g Gesamtes Garnbündel Garn 10 Garn 11 Garne 10/11, % Filamentlänge Garn 10, Zoll Garn 10, cm Garn 11, Zoll Garn 11, cm Differenz, Zoll cm % Garn 10 * Länge insgesamt, Garn 10 - Filamente zu sehr verschweißt, um sich zur sicheren Längenmessung lösen zu können ** Garne 10 und 11 miteinander verschweißt
Die Kernfilamente in Beispiel 13 sind leicht aneinander gebunden, lassen sich aber leicht trennen. Die Umwindungsfilamente lassen sich nur schwer trennen. Die Filamente in den Beispielen 14-16 sind bei ansteigenden Dampftemperaturen zunehmend fadenschlüssig. Die Filamente in Beispiel 17 sind so verschweißt, daß sie zum Einsatz in Wohnraumteppichen unangemessen rauhgriffig sind, eignen sich aber vielleicht zum Einsatz in der Industrie.
Schnittflorteppiche werden mit einer Feinheit von 1/8 Zoll (3,2 mm) aus dem Garn der Beispiele 13-17 getuftet und bei einem Gewicht von 40 Ounces Florgarn pro Quadratyard (1350 g/ Quadratmeter) und 9 Fadenschlingen pro Zoll (3,54 pro cm) auf 7/16 Zoll (11,2 mm) Florhöhe geschoren. Der Teppich von Beispiel 13 weist einen weichen, baumwollähnlichen Griff auf, kann aber schlechte Verfilzungseigenschaften aufweisen. Der Teppich von Beispiel 17 besitzt annähernd die Steifheit von künstlichem Gras. Die Teppiche der Beispiele 14 - 14 liegen in ihren Werten dazwischen.
Die für die Garne gemäß der Erfindung bevorzugten Polymere sind Polyamide und Polypropylen auf Grund von deren allgemeiner Eignung zum Einsatz in Teppichen und ihrer Fähigkeit, ihre Kräuselung und ihre Bauschigkeit bei Temperaturen zu bewahren, die zur Fixierung von Verdrillungen und zur Bindung von Filamenten aneinander notwendig sind. Copolymere von Polyamiden oder von Polypropylen mit geeigneter Fixierung der Verdrillung und der Filamentbindung bei gegebener Garngeschwindigkeit und gegebenen Dampfbehandlungsbedingungen können entweder für die Kerngarn- oder für die Umwindungsgarnbestandteile gewählt werden, damit ein spezielles Erzeugnis entsteht. In ähnlicher Weise kann ein Kerngarn aus Polypropylen zusammen mit einem Umwindungsgarn aus Polyamid verwendet werden, wobei auf das Polyamid mit höherem Schmelzpunkt der Dampf direkter einwirkt, während das verdrillte, verfestigte Polypropylen mit einem niedrigeren Schmelzpunkt hauptsächlich an seiner Außenfläche behandelt wird.

Claims

1. Gekräuseltes Multifilament-Endlosgarn aus Polyamid, geeignet zum Einsatz in Schlingenflorteppichware, umfassend mindestens ein gekräuseltes endloses Multifilament-Kerngarn und mindestens ein endloses gekräuseltes Multifilament-Umwindungsgarn, dadurch gekennzeichnet, daß

die Filamente des Umwindungsgarns um 1 bis 14% länger sind als die Filamente des Kerngarns;

das Umwindungsgarn Zufallsumkehrwicklungen um das Kerngarn bildet;

einige der Filamente des Umwindungsgarns leicht aneinander gebunden sind;

das zusammengesetzte Garn eine darin fixierte Falschverdrillung aufweist, um nach der Wärmebehandlung eine unidirektionale Drehung von mindestens 39 Drehungen pro Meter aufzuweisen; und

eine Bausch-Kräuseldehnung von etwa 20-40%.

2. Gekräuseltes Multifilament-Endlosgarn aus Polypropylen, geeignet zum Einsatz in Schlingenflorteppichware, umfassend mindestens ein gekräuseltes endloses Multifilament-Kerngarn und mindestens ein endloses gekräuseltes Multifilament- Umwindungsgarn, dadurch gekennzeichnet, daß

das Umwindungsgarn Zufallsumkehrwicklungen um das Kerngarn bildet;

einige der Filamente des Umwindungsgarns leicht aneinander gebunden sind;

eine Bausch-Kräuseldehnung von etwa 20-40%.

3. Garn gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das Garn im wesentlichen keine echte Drehung aufweist.

4. Garn gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das Garn nach der Wärmebehandlung eine Drehung von mindestens zwei Drehungen pro Zoll (79 Drehungen pro Meter) aufweist.

5. Garn gemäß Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend weniger als 10% gekräuselter Filamente.

6. Garn gemäß Anspruch 5, worin die ungekräuselten Filamente antistatisch sind.

7. Garn gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das Umwindungsgarn an der Achse des Garns ausgerichtet ist, das in Zufallsumkehrwicklungen um die Peripherie des kürzeren Kerngarns verläuft.

8. Garn gemäß Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Umwindungsgarn ein Zylindervolumen von etwa 70-85% des Kerngarns aufweist.

9. Garn gemäß Anspruch 1, worin das gekräuselte Kerngarn aus Polypropylen besteht.

10. Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten Multifilament-Endlosgarns, geeignet zum Einsatz in Schlingenflorteppichware, umfassend die Schritte:

(a) Hindurchführung mindestens zweier gekräuselter Multifilamentgarne aus Polyamid mit unterschiedlichen Spannungen in falschverdrilltem Zustand durch eine Aufheizzone, wobei die Spannung an mindestens einem der Garne mit höherer Spannung von den gekräuselten Multifilamentgarnen etwa 0,02-0,25 gpd beträgt und die Spannung an mindestens einem der anderen gekräuselten Multifilamentgarne mit geringerer Spannung etwa 0,008-0,16 gpd beträgt und das Garn mit geringerer Spannung eine um etwa 0,012-0,16 gpd geringere Spannung aufweist als das Garn mit höherer Spannung;

(b) Beaufschlagen der falschdrilltexturierten Garne mit Sattdampf, so daß mindestens die an der Oberfläche liegenden Filamente eine Temperatur erreichen, die so hoch ist, daß sie dieselben in einer falsch umgewundenen Form fixieren, wobei die Garne mit geringerer Spannung durch radiales Zusammendrücken in ihrer umgewundenen Form fixiert werden;

(c) Falschverdrillen der Garne; und

(d) Rückführen der eingebrachten Verdrillung in den verdrillungslosen Zustand vor dem Aufwickeln.

11. Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten Multifilament-Endlosgarns aus Polypropylen, geeignet zum Einsatz in Schlingenflorteppichware, umfassend die Schritte:

(a) Hindurchführung mindestens zweier gekräuselter Multifilamentgarne aus Polypropylen mit unterschiedlichen Spannungen in falschverdrilltem Zustand durch eine Aufheizzone, wobei die Spannung an mindestens einem der Garne mit höherer Spannung von den gekräuselten Multifilamentgarnen etwa 0,02-0,25 gpd beträgt und die Spannung an mindestens einem der anderen gekräuselten Multifilamentgarne mit geringerer Spannung etwa 0,008-0,16 gpd beträgt und das Garn mit geringerer Spannung eine um etwa 0,012-0,16 gpd geringere Spannung aufweist als das Garn mit höherer Spannung;

(c) Falschverdrillen der Garne; und

12. Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, worin die Garne in einer Zwirndüse falschverdrillt werden.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, worin der Sattdampf im wesentlichen frei von Wassereinschlüssen ist.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, weiter umfassend den Schritt der Aufwicklung des Garns, bei dem die Aufwickelgeschwindigkeit höher als 200 y/m (183 m/min) ist.

15. Verfahren gemäß Anspruch 13, worin der Winkel zwischen dem Garn mit geringerer Spannung und dem Garn mit höherer Spannung, mit dem die Garne zusammengeführt werden, mindestens etwa 10º beträgt.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, worin die Spannung an mindestens einem der Kräuselgarne etwa 0,04-0,16 gpd beträgt und das Garn mit geringerer Spannung eine um 0,032-0,10 gpd geringere Spannung aufweist als das Garn mit höherer Spannung.