DE68925286T2

DE68925286T2 - Falschzwirnverfahren

Info

Publication number: DE68925286T2
Application number: DE68925286T
Authority: DE
Inventors: Takao Negishi; Noboru Ueno
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1989-10-09
Filing date: 1989-10-09
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2009-10-10
Also published as: EP0447549A1; US5404706A; WO1991005098A1; EP0447549B1; KR920702874A; EP0447549A4; DE68925286D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Garns mit Falschzwirn- bzw. Falschtwisttextur gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, das z.B. aus der Veröffentlichung GB-A-1248089 bekannt ist. Das Verfahren des Falschzwirn- Texturierens ermöglicht es z.B., die Falschzwirn-Texturierung bei einer Garngeschwindigkeit von 1000 m/min oder höher problemlos durchzuführen.
Bislang wurde auf dem Gebiet der Falschzwirn-Texturierung thermoplastischer Multifilamentgarne zur Verbesserung der Produktivität die Entwicklung neuer Herstellungsverfahren vorangetrieben, wie dies unten beschrieben ist.
(1) Man versuchte, arbeitssparende Verfahren durch Herstellung von größeren Packungen eines Ursprungsgarns zur Falschzwirn-Texturierung und eines daraus gebildeten texturierten Garns zu entwickeln sowie die Automatisierung beim Umgang mit der Packung zu verstärken.
(2) Man versuchte, durch die Entwicklung von äußerst wirkungsvollen Erwärmungsverfahren, Kühlverfahren usw. Energie zu sparen.
(3) Man versuchte, durch die Entwicklung einer einfachen und kompakten Installierung Platz zu sparen.
Außerdem wurden in letzter Zeit Versuche unternommen, eine Ultrahoch-Verarbeitung bei 1000 m/min oder mehr durchzuführen. Die Mittel, die man zur Durchführung einer ultrahohen Falschzwirn-Texturierung bislang einsetzte, sind wie folgt:
(1) Ein stark orientiertes, ungerecktes Garn (POY - Partially Oriented Yarn) wird als zugeführtes Ursprungsgarn verwendet.
(2) Ein längeres Heizgerät wird gemäß der höheren Verarbeitungsgeschwindigkeit verwendet. In diesem Fall ist das Heizgerät eine sogenannte Trockenheizplatte, die allgemein aus einer erhitzten Metallplatte mit glatter Oberfläche besteht, mit der ein Garn unter Verwendung eines Heizmediums wie z.B. "Dowtherm" in Kontakt gebracht wird.
(3) Eine garnkontaktierende Platte aus Metall wird als Kühlvorrichtung verwendet; außerdem wird eine sogenannte Kühlplatte, die die garnkontaktierende Platte zwangsweise mit gekühltem Wasser kühlt, verwendet.
(4) Es wird ein Falschzwirner des Reibungstyps verwendet, der mit hoher Geschwindigkeit zwirnen kann.
(5) Zur Unterdrückung der Ballonbildung des Garns werden jene Abschnitte, in denen das Garn frei läuft, so weit wie möglicht reduziert.
(6) Das Polieren der Garnwegteile wie z.B. von Führungen, mit denen die Garne in Kontakt gebracht werden, wird verbessert.
Insbesondere beschreibt US-A-41 38840 ein Falschzwirn-Texturierungsverfahren, worin das Garn zuerst erhitzt und dann gekühlt wird, in welchem Fall Wirbel eines Fluids verwendet werden, das beim Erhitzen Dampf sein kann. Die Recktexturierung erfolgt bei niedriger Geschwindigkeit (600 m/min).
GB-A-1 248089 und JP-A-1 39838 offenbaren Hochgeschwindigkeits-Falschzwirn- Texturierungsverfahren. Im Verfahren von GB-A-1 248089 beschreibt das Garn einen langen Garnweg entlang einer Heizplatte, während in jenem von JP-A-89-1 39838 das Garn während des Falschzwirnens zuerst in einem heißen Fluid erhitzt und dann in einem gekühlten Fluid abgekühlt wird, während das Garn im wesentlichen in der gieichen Laufrichtung gehalten wird. Es finden sich keine Angaben über die jeweiligen Längen der Heiz- und Kühlzone.
Wenn eine Garngeschwindigkeit jedoch 1000 m/min oder mehr erreicht, sind bei Verwendung der obigen Mittel die Längen der Trockenheizplatte oder der Kühlplatte, die in der Praxis üblicherweise Anwendung fanden, zu kurz, sodaß das Ausmaß des Erhitzens und Abkühlens unzureichend ist und das Qualitätsniveau des herkömmlichen texturierten Garns nicht aufrechterhalten werden kann. Wenn die Trockenheizplatte und die Kühlplatte länger sind, um ein ausreichendes Erhitzen zu ermöglichen, kommt es zur Ballonbildung beim gezwirnten Garn; außerdem wird es bei einer Ausweitung der Länge unmöglich, das Garn am Gerät zu halten. Wenn die Garngeschwindigkeit zunimmt, kommt es beim gezwirnten Garn zu Ballonbildung, wobei sich das Garn leicht von der Trockenheizplatte und der Kühlplatte trennt, was zu einer unzulänglichen Erhitzung und Abkühlung führt. Wenn die Texturierungsgeschwindigkeit zunimmt, führt die dadurch verursache Ballonbildung zu einem Garnbruch, bis die Aufrechterhaltung einer stabilen Produktion unmöglich wird. Wenn die Produktivität instabil ist, ist es unmöglich, eine Kostensenkung aufgrund von Geschwindigkeitserhöhrung zu erzielen.
Zur Aufrechterhaltung der Verarbeitungsstabilität bei einem gleichzeitigen Betrieb mit hoher Geschwindigkeit kann die Unterdrückung der Ballonbildung durch die Verringerung der Zwirnungsstellenanzahl im Vergleich zum Texturieren bei niedriger Geschwindigkeit oder durch Erhöhung der Verarbeitungsspannung, insbesondere der Zwirnungsspannung, erfolgen, wobei es in diesem Fall natürlich unmöglich ist, gute physikalische Eigenschaften des texturierten Garns zu erzielen.
Unter Berücksichtigung der Probleme des oben beschriebenen Hochgeschwindigkeits- Falschzwirnens führten die Anmelder umfangreiche Untersuchungen durch und stellten fest, daß solche Probleme durch Ausnützung der unten angeführten Bedingungen gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst werden können.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren des Falschzwirn- Texturierens bereitzustellen, worin man gute Eigenschaften des texturierten Garns (selbst bei einem Hochgeschwindigkeits-Falschzwirnen von mehr als 1000 m/min) und eine stabile und hohe Produktivität aufrechterhalten kann.
Die vorliegende Erfindung bietet ein Verfahren der Falschzwirn-Texturierung, das folgendermaßen erfolgt: (a) mit einer hohen Anzahl an Falschzwirnungen, die die weiter unten beschriebene Gleichung erfüllt, um ein Falschzwirn-Texturiertes Garn hoher Qualität zu erzielen, (b) bei einer Garngeschwindigkeit, die die weiter unten beschriebenen Gleichung 2 erfüllt, um eine hohe Produktivität zu erzielen, (c) unter Verwendung einer kurzen Garnweglänge, die die unten beschriebenen Gleichung 3 erfüllt, um eine hohe Verarbeitungsstabilität zu erreichen, wenn ein thermoplastisches Multifilament-Garn falschgezwirnt wird:
Gleichung 1 T ≥ 0,24/ A
Gleichung 2 V ≥ 1,30x10&supmin;³/ A
Gleichung 3 L≤ 90/V
worin 1 die Anzahl der Falschzwirnungen ist, die pro Garnmeter angebracht werden (n Drehungenim; n ist die Anzahl an Drehungen beim Zwirnen);
V die Garngeschwindigkeit beim Falschzwirn-Texturieren (m/s) ist;
L die Garnweglänge von den Rollen, die Garn in die Falschzwirnzone führen, zu einem die Falschzwirnung erzeugenden Falschzwirner (m) ist;
A die Querschnittsflächen des Garns (m²) ist, die man durch Dividieren des Tex-Werts des Garns (ein Gewicht pro Längeneinheit) durch die Dichte des Garns (ein Gewicht pro Volumseinheit) erhält.
Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Falschzwirn-Texturierungsmaschine sollte zumindest aus den folgenden Teilen bestehen: einer Vorrichtung mit Zufuhrrollen, die ein Garn in eine Falschzwirnzone führen, einer Heizvorrichtung, die das Garn in direkten Kontakt mit dem Dampf bringt, einer Kühlvorrichtung, die das Garn in direkten Kontakt mit dem Wasser bringt, einem Falschzwirner und Abgabewalzen (in dieser Reihenfolge).
Es folgt eine ausführliche Beschreibung der besten Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigelegten Abbildungen.
Fig.1 ist eine Schemaskizze, die ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Reck- und Falschzwirnmaschine darstellt; Fig.2 ist eine Schemaskizze, die eine Reck- und Falschzwirnmaschine eines Vergleichsbeispiels darstellt.
Um ein Verfahren zum Falschzwirn-Texturieren eines thermoplastischen Multifilamentgarns zur Verfügung zu stellen, das die Erzeugung eines texturierten Falschzwirn-Garns hoher Qualität ermöglicht, wird die Zahl der Falschzwirnungen auf einen Wert von 0,24/ A oder mehr eingestellt.
Anders ausgedrückt wird selbst bei einer Garngeschwindigkeit von 1000 m/min oder mehr zur Aufrechterhaltung der gleichen physikalischen Eigenschaften eines falschzwirn-texturierten Garns wie bei einem falschzwirn-texturierten Garn, das bei einer Garngeschwindigkeit von weniger als 1000 m/min hergestellt wird, die Anzahl der Falschzwirnungen T auf einen Wert von 0,24/ A oder mehr eingestellt. Sie wird vorzugsweise auf einen Wert von 0,25/ A oder mehr und noch bevorzugter auf einen Wert von 0,26/ A oder mehr eingestellt.
Der Wert von A ergibt sich durch Berechnung aus dem Gewicht pro Längeneinheit des erhaltenen Garns und dem spezifischen Gewicht des Garns.
Außerdem ist die Anzahl an Falschzwirnungen J ein Wert, den man durch sorgfältige Probennahme eines falschgezwirnten Garns aus der Texturierungsmaschine während des Texturierens des Garns und durch seine Messung erhält.
Zweitens: Um ein Verfahren zur Falschzwirn-Texturierung eines thermoplastischen Multifilamentgarns zu Verfügung zu stellen, das ein falschzwirn-texturiertes Garn hoher Qualität und hoher Produktivität hervorbringt, wird die Garngeschwindigkeit V auf einen Wert von 1,30 x 10&supmin;³/ A oder mehr eingestellt.
Anders ausgedrückt: um sowohl eine hohe Produktivität als auch die gleichen physikalischen Eigenschaften eines texturierten Garns wie bei einem texturierten Garn aufrechtzuerhalten, das durch herkömmliches Texturieren niedriger Geschwindigkeit hergestellt wird, wird die Garngeschwindigkeit auf einen Wert von 1,30 x 10&supmin;³/ A oder mehr eingestellt. Vorzugsweise wird sie auf einen Wert von 1,55 x 10&supmin;³/ A oder mehr, noch bevorzugter auf einen Wert von 1,81 x 10&supmin;³/ A oder mehr, eingestellt.
Drittens: Um ein Verfahren zum Falschzwirn-Texturieren eines thermoplastischen Multifilamentgarns zur Verfügung zu stellen, das eine Erzielung hoher Texturierungsstabilität ermöglicht, wird die Garnweglänge L von den Zufuhrrollen, die ein Garn in die Falschzwirnzone einführen, zu einem Falschzwirner, der eine Falschzwirnung einbringt, auf einen Wert von 90/V oder kürzer eingestellt.
Bislang wurden also zur Erhöhung der Garngeschwindigkeit der Falschzwirn- Texturierung eine Trockenheizplatte und eine Kühlplatte verwendet, deren Längen ausgedehnt wurden.
Bei im Handel erhältlichen Falschzwirn-Texturierungsmaschinen ist demnach die Gesamtlänge der Trockenheizplatte und der Kühlplatte 5 m oder länger und die maximale Maschinengeschwindigkeit 1200 m/min.
Die vorliegende Erfindung bietet ein Verfahren, worin zur Erzielung einer hohen Texturierungsstabilität, einer hohen Produktivität und guter physikalischer Eigenschaften eines texturierten Garns durch Falschzwirn-Texturierung eines thermoplastischen Multifilamentgarns die Garnweglänge von Zufuhrrollen, die ein Garn in die Falschzwirnzone einführen, zu einem Falschzwirner, der eine Falschzwirnung einbringt, eingeschränkt. Durch dieses Verfahren kann man eine stabile Falschzwirn-Texturierung bei einer niedrigeren Spannung als durch das herkömmliche Verfahren erzielen, ohne daß es im gezwirnten Garn zur Ballonbildung oder zum Garnbruch käme. In diesem Fall ist die Garnweglänge L von den Zufuhrrollen, die ein Garn in die Falschzwirnzone einführen, zu einem Falschzwirner, der eine Falschzwirnung einbringt, ein Wert von 90/V oder kürzer, vorzugsweise ein Wert von 70/V oder kürzer und noch bevorzugter ein Wert von 50/V oder kürzer.
Wie bereits beschrieben ist es in der vorliegenden Erfindung durch Einschränkung der Verfahrensbedingungen auf jene, die durch die obigen Beziehungen gefordert werden, die die Anzahl von Falschzwirnungen pro Garnmeter, die Garngeschwindigkeit bei der Falschzwirn-Texturierung, die Garnweglänge von den Zufuhrrollen, die ein Garn in die Falschzwirnzone einführen, zu einem Falschzwirner, der eine Falschzwirnung einbringt, und die tatsächliche Querschnittsfläche eines Garns regeln, möglich, eine stabile Produktivität und gute physikalische Eigenschaften eines texturierten Garns zu erzielen, selbst wenn das Falschzwirn-Texturieren bei hoher Geschwindigkeit erfolgt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Wärmebehandlung eines texturierten Garns in einer Atmosphäre eines Hochtemperatur-Fluids, insbesondere Dampf, durchgeführt.
Wenn die Garnweglänge von den Zufuhrrollen, die ein Garn in die Falschzwirnzone einführen, zu einem Falschzwirner, der eine Falschzwirnung einbringt, in bezug auf die Garngeschwindigkeit bei der Falschzwirn-Texturierung eingeschränkt ist, ist es nicht möglich, gute physikalische Eigenschaffen eines texturierten Garns zu erzielen, ohne auf ein Erwärmungsverfahren zurückzugreifen, das in einer Atmosphäre eines Hochtemperatur-Erwärmungsfluids durchgeführt wird und daher im Vergleich zur herkömmlichen Trockenheizplatte von kurzer Dauer und hoher Effizienz ist.
Als Dampfquelle ist es besonders vorzuziehen, Sattdampf zu verwenden.
Neben dem Erwärmungsverfahren in der Atmosphäre dieses Hochtemperatur- Erwärmungsfluids ist es auch möglich, parallel zu diesem Verfahren ein Erwärmungsverfahren mittels Infraroterwärmung und dielektrischer Erwärmung anzuwenden. Weiterhin kann das Verfahren des Erhitzens in einer Atmosphäre eines Hochtemperaturfluids parallel mit anderen Erwärmungsverfahren angewandt werden.
Weiters ist es in der vorliegenden Erfidung vorzuziehen, daß das Abkühlen des falschgezwirnten Garns in einer Atmosphäre eines Kühlfluids, insbesondere Wasser, erfolgt.
Wenn die Garnweglänge von den Zufuhrrollen, die ein Garn in die Falschzwirnzone einführen, zu einem Falschzwirner, der eine Falschzwirnung einbringt, in bezug auf die Garngeschwindigkeit bei der Falschzwirn-Texturierung eingeschränkt ist, ist es nicht möglich, gute physikalische Eigenschaften eines texturierten Garns zu erzielen, ohne auf ein Kühlverfahren zurückzugreifen, das in einer Atmosphäre eines Kühlfluids erfolgt und demnach im Vergleich zur herkömmlichen Kühlplatte von kurzer Dauer und hoher Effizienz ist.
Als Kühlfluid ist es besonders vorzuziehen, Wasser mit Raumtemperatur zu verwenden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei einer Garngeschwindigkeit von 1000 m/min oder mehr, vorzugsweise 1200 m/min oder mehr und am bevorzugtesten 1400 m/min oder mehr, wirkungsvoll.
Das thermoplastische Multifilamentgarn, das zum Falschzwirn-Jexturieren bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung kommt, unterliegt keinerlei Einschränkungen, wobei jedes beliebige Garn, das falschzwirn-texturiert werden kann, einsetzbar ist. Insbesondere eignet sich das Verfahren für Polyester- und Polyamidfasern.
Erfindungsgemäße Falschzwirntexturierverfahren umfassen nicht nur Verfahren, worin ein gerecktes Garn und ein bei etwa 5000 m/min oder mehr gesponnenes Garn (OSP- Garne - One-Step Process-Garne, d.h. mittels einstufiger Verfahren hergestellte Garne, erzeugt auf der Grundlage des Hochgeschwindigkeits-Spinnens) falschzwirn-texturiert wird, sondern auch Verfahren, worin ein ungerecktes Garn und ein stark orientiertes ungerecktes Garn (POY) gereckt und falschgezwirnt werden.
Es folgt eine Beschreibung einer Falschzwirn-Texturierungsmaschine, die sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet.
Eine derartige Vorrichtung besitzt zumindest - in der folgenden Reihenfolge - Zufuhrrollen, die ein Garn in eine Falschzwirnzone einführen, eine Heizvorrichtung, die das Garn in direkten Kontakt mit Dampf bringt, eine Kühlvorrichtung, die das Garn in direkten Kontakt mit Wasser bringt, einen Falschzwirner und Abgabewalzen.
Die Falschzwirn-Texturierungsmaschine ist bei hoher Geschwindigkeit betreibbar, bietet eine hervorragende Texturierungsstabilität und kann ein texturiertes Garn guter Qualität durch das Vorsehen - in der folgenden Reihenfolge - zumindest von Zufuhrrollen, die ein Garn in eine Falschzwirn-Zone einführen, einer Heizvorrichtung, die das Garn in direkten Kontakt mit Dampf bringt, einer Kühlvorrichtung, die das Garn in direkten Kontakt mit Wasser bringt, eines Falschzwirners und von Abgabewalzen bereitstellen, wenn das Falschzwirnen eines thermoplastischen Multifilamentgarns durchgeführt wird.
Um in einem erfindungsgemäßen Verfahren eine stabile Produktivität und gute physikalische Eigenschaften eines texturierten Garns zu erzielen, wenn ein thermoplastisches Multifilamentgarn falschzwirn-texturiert wird, werden eine Heizvorrichtung, die das Garn mit hoher Wärmeübertragungs-Geschwindigkeit in direkten Kontakt mit Dampf bringt, und eine Kühlvorrichtung, die das Garn mit hoher Kühlgeschwindigkeit in direkten Kontakt mit Wasser bringt, verwendet, wobei der Freibereich von den Zufuhrwalzen, die das Garn in eine Falschzwirnzone einführen, zu einer Zwirnmaschine, die die Falschzwirnung einbringt, so klein wie möglich ist und die Garnweglänge von den Zufuhrwalzen, die das Garn in eine Falschzwirnzone einführen, zu der Zwirnmaschine, die die Falschzwirnung einbringt, so kurz wie möglich ist.
Die Falschzwirn-Texturierungsmaschine kann einen stabilen Falschzwirn- Texturierungsvorgang mit geringer Spannung im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren erzielen, ohne daß es im gezwirnten Teil zur Ballonbildung und zum Garnbruch käme.
Außerdem sind die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen texturierten Garns hervorragend.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann unter Verwendung einer Falschzwirn- Texturierungsmaschine mit hoher Geschwindigkeit erfolgen, die stabile Produktivität und ein texturiertes Garn mit guten physikalischen Eigenschaften bietet; dies wird durch eine Heizvorrichtung gewährleistet, die ein Garn in direkten Kontakt mit Dampf bringt und mit einem Garnweg-Dichtungsteil ausgestattet ist, aus dem nahezu kein Dampf aus der Vorrichtung ausleckt.
Der Druck des beim Erwärmen verwendeten Dampfes ist üblicherweise höher als atmosphärischer Druck. Die Heizvorrichtung besteht aus einem Heizzylinder, der mit einem Dichtungsmechanismus ausgestattet ist, der eine Einlaß- und Auslaßöffnung für ein Garn definiert, das solcherart zu erwärmen ist, daß Dampf mit einem Druck, der über dem atmosphärischen Druck liegt, nicht aus der Heizvorrichtung ausleckt. Wenn kein Dichtungsmechanismus vorgesehen wäre, würde Dampf etwa entlang des Garnwegs austreten und das Garn in der Falschzwirnzone stören, wodurch es unmöglich wäre, einen stabilen Falschzwirn-Texturierungsvorgang durchzuführen. Außerdem würde eine beträchtliche Dampfmenge aus der mit Dampf gespeisten Heizvorrichtung fließen, eine gleichmäßige und stabile Erwärmung könnte nicht erfolgen, und man würde auch kein texturiertes Garn mit guten physikalischen Eigenschaften erhalten.
Es kann ein erfindungsgemäßes Verfahren unter Verwendung einer Falschzwirn- Texturierungsmaschine durchgeführt werden, die eine hohe Geschwindigkeit und stabile Produktivität bietet und ein texturiertes Garn mit guten physikalischen Eigenschaften mittels einer Kühlvorrichtung erzeugt, die ein Garn in der Falschzwirn- Texturierungsmaschine in direkten Kontakt mit Wasser bringt, und mit einem Dichtungsteil ausgestattet ist, aus dem kaum Wasser aus der Maschine austritt.
Die Kühlvorrichtung besteht aus einem Wasserbad mit einem Dichtungsmechanismus an einem Einlaß und einem Auslaß für ein Garn, das solcherart abzukühlen ist, daß Wasser usw. praktisch nicht aus der Kühlvorrichtung austritt. Wenn kein Dichtungsmechanismus vorgesehen wäre, würde kein Wasser durch das hindurchlaufende Garn aus der Kühlvorrichtung entfernt werden, und jegliches Schmiermittel, Polymer oder Oligomer, das durch Zersetzung des Polymers entsteht, das aus dem mit Wasser versetzten Garn freigesetzt wird, würde durch Drehung des Garns in der Falschzwirnzone aus der Kühlvorrichtung austreten. Einige dieser ausgetretenen Substanzen würden am Garnwegteil anhaften oder anhäufen. Da das Garn mit dieser Ansammlung von Maschinenteilen im Garnweg in Kontakt gebracht wird, würde dies Garnbruch verursachen, sodaß es unmöglich wäre, eine Falschzwirn- Texturierung mit hoher Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit durchzuführen.
Die Garnweglänge von den Zufuhrwalzen, die ein Garn in eine Falschzwirnzone führen, zu einer Zwirnmaschine, die eine Falschzwirnung einbringt, ist in der Falschzwirn-Texturierungsmaschine auf 2 m oder kürzer beschränkt.
Wenn sich das Garn daher mit hoher Geschwindigkeit in der Falschzwirn- Texturierungsvorrichtung fortbewegt, müssen die Längen der Heiz- und Kühlvorrichtungen, die zwischen den das Garn in die Falschzwirnzone einführenden Zufuhrrollen und der die Falschzwirnung einbringenden Zwirnmaschine angeordnet sind, ausgedehnt werden, sodaß auch die Garnweglänge von den Zufuhrwalzen zum Falschzwirner als ganzes ausgedehnt wird. Aufgrund des langen Garnwegs werden jedoch die Dreh- und Laufbewegungen des Garns in der Falschzwirnzone instabil, wodurch es zur Garn-Ballonbildung kommt und eine stabile Texturierung unmöglich wird. Daher ist die Garnweglänge auf 2 m oder kürzer beschränkt, um stabile Dreh- und Laufbewegungen des Garns in der Falschzwirnzone zu ermöglichen.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren kann in der Falschzwirn-Texturierungsmaschine ein normaler Betrieb bei einer Garngeschwindigkeit auf den Zufuhrrollen von 1000 m/min oder mehr wirkungsvoll vonstatten gehen. Vorzugsweise ist das Verfahren bei einer Garngeschwindigkeit von 1200 m/min oder mehr wirkungsvoll, wobei das Verfahren bei einer Garngeschwindigkeit von 1400 m/min oder mehr einen noch größeren Wirkungsgrad aufweist.
Der Falschzwirner der Falschzwirn-Texturierungsmaschine ist nicht speziell eingeschränkt, doch vorzugsweise kommen eine dreiachsig begrenzte Reibungs- Zwirnmaschine und eine bandartige Reibungs-Zwirnmaschine zum Einsatz.
Es folgt eine Beschreibung praksicher Beispiele unter Bezugnahme auf die beigelegten Abbildungen.
Fig.1 ist eine Schemaskizze eines Beispiels einer Reck- und Falschzwirn-Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und Fig.2 ist eine Schemaskizze einer Reck- und Falschzwirn-Maschine zur Durchführung eines Vergleichverfahrens.
In diesen Figuren ist 1 eine Packung, 2 ein Zufuhrwalzenpaar, 3 eine Trockenheizplatte, 4 ein Dichtungsmechanismus, 5 eine Wärmebehandlungs-Vorrichtung mit einem Hochtemperatur-Fluid, 6 eine Kühlvorrichtung mit einem Kühlfluid, 6 eine Kühlplatte, 7 eine Reibungs-Zwirnmaschine vom Bandtyp, 8 ein Abgabewalzenpaar, 9 eine Antriebswalze zum Wickeln, Y ein stark orientiertes ungerecktes Garn und P ein texturiertes Garn. Beim Beispiel und den Vergleichsbeispielen kommt jene Vorrichtung zum Einsatz, die in diesen Figuren andeutungsweise gezeigt ist.

Beispiel

Unter Verwendung eines Polyester-Multifilamentgarns mit Doppelbrechung Δn von 0,037, einer Bruchdehnung von 180%, einem runden Querschnitt, 15,44 Tex (139 Denier) und 36 Filamenten erfolgte eine ultraschnelle Falschzwirn-Texturierung bei einer Geschwindigkeit von 2000 m/min mittels der in Fig.1 dargestellten Reck- und Falschzwirnmaschine.
In der Maschine wurde zusätzlich Sattdampf als Hochtemperatur-Fluid für die Wärmebehandlungs-Vorrichtung und Wasser als Kühlfluid für die Kühlvorrichtung verwendet.

Bedingungen:

Garngeschwindigkeit auf Abgabewalze = 2000 m/min
Oberflächengeschwindigkeit auf dem Zwirnmaschinen-Band = 3000 m/min
Geschwindigkeit der Zufuhrwalzen = 1064 m/min
Temperatur der Trockenheizplatte = 220ºC
Länge der Trockenheizplatte 0,5 m
Temperatur in der Dampfwärmebehandlungs-Vorrichtung = 213ºC
(Druck des Sattdampfs = 20 kp/cm²G)
Länge der Dampfwärmebehandlungs-Vorrichtung = 1 m)
Wassertemperatur in der Kühlvorrichtung = 28ºC
Reckverhältnis = 1,88
Zwirnspannung knapp vor der Zwirnmaschine = 44 g
Anzahl an Falschzwirnungen pro Längeneinheit knapp vor der Zwirnmaschine = 3000 Drehungen/m
Garnweglänge zwischen den Zufuhrwalzen in der Falschzwirnzone und dem Falschzwirner = 2 m

Vergleichsbeispiele

Mittels der Zieh- und Falschzwirnmaschine, die auf herkömmlicher Technologie beruht und in Fig.2 dargestellt ist, erfolgte eine Falschzwirn-Texturierung unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, außer daß L = 5 m (in Vergleichsbeispiel 1) und V = 10 mis (in Vergleichsbeispiel 2) waren.
Verschiedene physikalische Eigenschaften des in Beispiel 1 und Vergleichsbeispielen 1 und 2 gewonnenen falschzwirn-texturierten Garns sind in Tabelle 1 angeführt.
Das Kräuselerholungs-Verhältnis, eine der in der Tabelle angeführten Eigenschaften, wurde in den Proben erzielt, die unter den folgenden Bedingungen auf der Grundlage des Versuchsverfahrens JIS L1090 vorbehandelt wurden.
(1) Eine Anfangslast von 2 mg/Tex (Denier) pro angeführtem Tex (Denier) wurde an einen kleinen Strang angelegt.
(2) Der Strang, an den die Anfangslast angelegt wurde, wurde dann 20 min lang in heißes Wasser (98ºC ± 1 ºC) getaucht.
(3) Der eingetauchte Strang wurde aus dem heißen Wasser genommen und die Anfangslast entfernt. Der Strang wurde etwa 12 h oder länger in einer geordneten Standbedingung stehengelassen, um ihn nicht in Unordnung zu bringen, um ihn in einen Wassergleichgewichts-Zustand zu versetzen.
(4) Die Länge (beim Anlegen der Anfangslast von 2 mg/Tex (Denier) pro Tex (Denier) an dieses Garn) und die Länge l&sub1; (beim zusätzlichen Anlegen einer Last von 0,1 g pro Denier an die Anfangslast) wurden gemessen und das Kräuselerholungs-Verhältnis durch die folgende Gleichung ermittelt:
Kräuselerholungs-Verhältnis (%) = l - l&sub1;/l
Außerdem wurde der kräuselerzeugende Spannung (g) unter den folgenden Bedingungen mittels eines Kräuseltesters von Rothschild Co., Ltd. gemessen.
Garngeschwindigkeit: 1 6 m/min
Anfangsspannung: 0,001 g/Tex (0,1 g/Denier)
Voreilverhältnis: 4%
Temperatur der Heizvorrichtung: 150ºC
Wie dies klar aus Tabelle 1 hervorgeht, zeigte ein in Beispiel 1 hergestelltes falschzwirn-texturiertes Garn Eigenschaften wie Festigkeit, Bruchdehnung, Kräuselerholungs-Verhältnis und kräuselerzeugende Spannung, die jenen des in Vergleichsbeispiel 1 hergstellten Garns überlegen sind, sowie die gleichen physikalischen Garneigenschaften wie in Vergleichsbeispiel 2, das unter der herkömmlichen Bedingung niedriger Geschwindigkeit ablief.
Außerdem kam es in Beispiel 1 zu keinerlei Garnbruch, es entstanden keine Flusen, und der Betrieb wurde stabilisiert.
Im falschzwirn-texturierten Garn in Vergleichsbeispiel 1 entstanden viele Flusen, weshalb es auch oft zum Garnbruch kam; es war daher unmöglich, eine stabile Texturierung durchzuführen.
In Vergleichsbeispiel 2 hingegen erzielte man gute physikalische Garneigenschaften, und er Betrieb war stabil; die Produkvitität war jedoch bemerkenswert gering, und es war unmöglich, mittels Hochgeschwindigkeits-Falschtexturierens, das der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine hohe Produktivität zu erzielen.
Mittels des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Falschzwirn- Texturierungsverfahrens ist ein Hochgeschwindigkeits-Falschtexturierungsvorgang mit einer Garngeschwindigkeit von 1000 m/min oder mehr bei geringerer Spannung als bei der herkömmlichen Technologie praktisch durchführbar und wird problemlos erreicht. Außerdem ist es möglich, ein texturiertes Garn mit guten physikalischen Eigenschaften unter solchen Bedingungen zu erhalten, daß kein Garnbruch eintritt, keine Flusen entstehen und der Betrieb stabil ist. Tabelle 1 Beispiel Vergleichs-peispiel Zugfestigkeit g/tex Bruchdehnung (%) Kräuselerholungs Verhältnis (%) Kräuselerzeugende Spannung (g)

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Garns mit Falschtwisttextur, welches Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

das Hindurchführen des Garns (Y) mit einer Fortbewegungsgeschwindigkeit von 1000 m/min oder mehr durch eine zwischen einem Walzenspalt eines Garnzufuhrwalzenpaars (2) und einem Falschtwister (7) vorgesehene Falschtwistzone,

das Erwärmen des Garns (Y) durch Kontaktieren des Garns (Y) mit Dampf in einer Dampfheizvorrichtung (5), während sich das Garn (Y) noch in der Falschtwistzone befindet, und

anschließend das Kühlen des Garns (Y) durch Kontaktieren des Garns (Y) mit Wasser in einer Wasserkühlvorrichtung (6), während sich das Garn noch immer in der Falschtwistzone befindet,

dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination

(a) die Falschtwiststellenanzahl ausreichend hoch ist, um die Gleichung

T ≥ 0,24/ A (1)

zu erfüllen,

(b) bei einer Fortbewegungsgeschwindigkeit von 1000 m/min oder mehr die Querschnittsfläche des Garns (Y) ausreichend gering ist, um die Gleichung

V ≥ 1,30 x 10&supmin;³/ A (2)

zu erfüllen, und

(c) die Garnweglänge zwischen dem Walzenspalt des Garnzufuhrwalzenpaars (2) und dem Falschtwister (7) so kurz ist, daß die Gleichung

L ≤ 90/V

erfüllt wird, wobei in jeder Gleichung (1), (2) und (3)

T die Falschtwiststellenanzahl ist, die pro Garnmeter aufgebracht wird (n-mal pro Meter, worin n die Anzahl an Windungen ist);

V die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Garns (Y) ist (m/s);

L die Garnweglänge zwischen dem Walzenspalt des Garnzufuhrwalzenpaars (2) und dem Falschtwister (7) ist (m); und

A die Querschnittsfläche (m²) des Garns ist, die durch das Dividieren des Garn-Texwerts (Gewicht pro Längeneinheit) durch die Garndichte (Gewicht pro Volumseinheit) errechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Garn mit einer Fortbewegungsgeschwindigkeit von 1400 m/min oder mehr durch die Falschtwistzone geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin der Garnweg durch die Falschtwistzone eine Länge von 2 m oder weniger aufweist.