DE69506351T2

DE69506351T2 - Verfahren zur Herstellung von einen während der Verwirbelungsstufe verstreckten Multifilamentgarn von vororientierten thermoplastischen Garnen

Info

Publication number: DE69506351T2
Application number: DE69506351T
Authority: DE
Inventors: Vito Imola Bologna Ballarati
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1995-09-04
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2015-09-05
Also published as: US5634249A; EP0703306A1; DE703306T1; DE69506351D1; IT1274759B; ES2127443T3; ITMI941827A0; EP0703306B1; ITMI941827A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Multifilamentgarnen, die entweder einzeln auf einen Wickelkörper oder in Form eines parallelen Garnbündels auf einen Kettbaum gewunden sind, aus vororientierten thermoplastischen Garnen, bei dem das Verflechten und Verstrecken gleichzeitig ausgeführt wird.
Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Garne können sowohl als Kettgarne als auch als Schußgarne für die Herstellung von Textilien verwendet werden.

Stand der Technik

Die Verfahren für die Herstellung von verstreckten und verflochtenen thermoplastischen Multifilamentgarnen, die bislang bekannt sind, sind im wesentlichen die folgenden:
a) Die Garne werden während des Spinnens mit heißen oder kalten Eimern verstreckt: die Garnspannung wird nur nach dem Verstrecken auf kalten Eimern gesteuert und auf Werte verringert, die mit dem Verflechten verträglich sind, das durch bekannte Verstreckvorrichtungen mit einem Fluidstrahl durchgeführt wird.
Die Garngeschwindigkeit ist in Abhängigkeit von dem Spinnvorgang notwendigerweise sehr hoch; folglich wird ein spärliches und unregelmäßiges Verflechten erhalten (wenige Knoten pro Meter).
b) Das Ausgangsmaterial besteht aus teilweise ausgerichteten Garnen (LOY-, MOY-, POY-, HOY-Art), die an Verstreck-Dreh- oder Verstreck-Wickelmaschinen verstreckt werden. Bei diesem Vorgang werden vororientierte Garne durch den Durchgang zwischen zwei Walzen verstreckt, die sich bei einer unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeit drehen. Einige thermoplastische Garne, wie z. B. Nylon 66, Polyester, Polypropylen können nur dann verstreckt werden, wenn sie in geeigneter Weise erwärmt wurden.
Nach dem Verstrecken werden die Garne unter geringer Spannung verflochten und dann durch eine herkömmliche Verstreckungsmaschine auf Spulen oder Garnwickel gewickelt.
c) Vororientierte Garne in Form von parallelen Garnbündeln werden veranlaßt, über eine heiße Platte oder durch ein flüssiges Bad zu treten, so daß sie wie für das Verstrecken erforderlich erwärmt werden. Nach dem Verstrecken werden die Garne unter einer geringen Spannung einzeln verflochten; dann werden sie entweder auf einen Baum oder zu einem Schlichtebad zugeführt.
d) Das Ausgangsmaterial ist ein vollständig verstrecktes Garn, das auf Spulen, Garnwickel oder Kettbäume gewickelt ist: das Verflechten wird an einzelnen Garnen durchgeführt, die dann auf die genannten Vorrichtungen gewickelt werden.

Verfahren gemäß der Erfindung

Das Ausgangsmaterial besteht aus von dem Spinnen vororientiertem thermoplastischen Multifilamentgarn (POY), das auf eine Spule gewickelt ist.
Ein Bündel von Garnen wird von einem Satz von Spulen abgewickelt, die an einem Spulengatter angeordnet sind. Die Garne sind parallel ausgerichtet und, wie vorbestimmt, durch einen Kamm beabstandet; sie werden dann zu Einlaßwalzen geschickt, die sich bei konstanter Oberflächengeschwindigkeit drehen, von wo sie, wobei sie stets parallel verlaufen, zu einzelnen Kammern (eine für jedes Garn) zugeführt werden, wo ein Dampfstrahl oder ein Strahl eines anderen Fluids bei einer geeigneten Temperatur durch eine Seitendüse eingespritzt wird, die derart angeordnet ist, daß ein Strahl geschaffen wird, der senkrecht zu der Garnrichtung verläuft. Beim Verlassen der Kammern werden die Garne durch Auslaßwalzen gezogen, die sich bei einer höheren Oberflächengeschwindigkeit drehen, als die Einlaßwalzen, wodurch sie, wie für das Verstrecken erforderlich, unter Spannung gesetzt werden.
Die kombinierte Wirkung des Dampfstrahls (oder des Strahls eines anderen Fluids bei einer geeigneten Temperatur) und der durch die Auslaßwalzen aufgebrachten Spannung verursacht ein gleichzeitiges Garn-Verstrecken und -Verflechten in den genannten Kammern. Die erhaltenen Garne, die vollständig verstreckt und verflochten sind, werden zu einzelnen Garnwickelvorrichtungen geschickt oder werden parallel, eines nahe bei der anderen auf Kettbäume gewickelt. In dem erstgenannten Fall wird das erhaltene Produkt auf Spulen oder Garnwickel für die Verwendung als Einzelgarn gewickelt, in dem letzteren Fall wird das Produkt unmittelbar für die Kette beim Weben verwendet.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung, die eine Durchführung des beanspruchten Verfahrens ermöglicht. Die Garneinlaß- und -auslaßdüsen sind durch F gekennzeichnet; mittels der Düsen wird das Garn ferner in einer mittleren Stellung in der Verstreck- und Verflechtkammer gehalten; deshalb wird eine gute Verflechtgleichmäßigkeit erhalten.
Eine röhrenförmige Verstreck-Verflechtkammer G weist einen kreisförmigen Querschnitt mit einer Breite auf, die von der Art des behandelten Garns (der Garnnummer, der Anzahl von Einzelfasern usw.) abhängt. Ein Dampfstrahl (oder ein anderes Fluid) wird in die Kammer in einer Querrichtung zu der Garnrichtung durch die Düse U eingelassen. Der Düsendurchmesser hängt von der Art des behandelten Garns (der Garnnummer usw.) ab. Dampf (oder ein anderes Fluid) wird von der Verstreck-Verflechtkammer durch die Kammern E abgelassen.
Die Vorrichtung weist Heizelemente D, die eine (teilweise) Dampfkondensation verhindern, und eine Dampfkammer A auf, in welcher der Druck des Dampfes, der zu der Düse zugeführt wird, gesteuert wird und auf den optimalen Wert für die Art des Garns (Garnnummer usw.) und für das gewünschte Ausmaß der Verflechtung eingestellt wird. B ist eine Platte mit einer eingebauten Dampfdüse, und C ist eine Platte, die Garnführungsdüsen trägt.

Ausführliche Beschreibung der Ausführungsform der Erfindung

Ein wesentliches und neuartiges Merkmal des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung liegt in dem gleichzeitigen Verflechten und Verstrecken eines Garns unter einer Verstreckspannung. Diese Erkenntnis ist überraschend, weil sämtliche bislang bekannte Verstreckverfahren auf Garne unter keiner Spannung oder unter einer geringen Garnwickelspannung wirken. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung stellt das Verflechten von nur vororientiertem Garn bei einer Temperatur und einer Spannung in Aussicht, die für das Verstrecken geeignet sind. Deshalb sind die Betriebsbedingungen im wesentlichen von denjenigen bei den bekannten Verfahren verschieden.
Das dem Verstrecken unterworfene Garn weist eine Übergangszone auf, die als "Verstreckungshals" bezeichnet wird. Stromaufwärts des Verstreckungshalses ist das Garn nur vororientiert und kann deshalb leicht verformt werden; stromabwärts des Verstreckungshalses ist das Garn vollständig verstreckt und kann deshalb kaum verformt werden.
In der Zone des Verstreckungshalses kann die Zuführung leicht einer dauerhaften Verformung unterliegen, und zwar wegen des geringen Ausmaßes der molekularen Ausrichtung und wegen der Wirkung des turbulent strömenden erwärmten Fluids.
Deshalb wird die mechanische Verflechtungswirkung des Dampfstrahls (oder des Strahls eines anderen Fluids bei einer geeigneten Temperatur) auf das Garn bei besonderen Bedingungen ausgeübt, die im wesentlichen von den Verflechtbedingungen der bekannten Verfahren unterschiedlich sind: tatsächlich ist das Garn hochgespannt (bei Verstreckspannung), ist auf eine hohe Temperatur, die für das Verstrecken geeignet ist, erwärmt und ist deshalb thermoplastisch. Daraus folgt, daß einige Einzelfasern einer dauerhaften Verformung unterliegen. Folglich ist das Verflechten sowohl wirksam als auch regelmäßig, obwohl es zur gleichen Zeit wie das Verstrecken und deshalb an einem Garn, das einer hohen Spannung unterliegt, durchgeführt wird.
In der Praxis befindet sich das Fluid, das bei dem gleichzeitigen Verstrecken und Verflechten verwendet wird, bei 75ºC bis 200ºC in Abhängigkeit des zu behandelnden Materials und in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen (Garngeschwindigkeit usw.).
Das Verstreck- und Verflechtverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert das mögliche Auftreten von gebrochenen Enden.
Die erhaltenen Garne zeigen ein hohes Verflechtungsausmaß mit gleichmäßigen und stabilen Verflechtungen (Anzahl der Knoten), auch bei einem Betrieb bei hoher Geschwindigkeit.
Das beanspruchte Verfahren ermöglicht Einsparungen bei dem Verstreck- und Verflechtbetrieb.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die für das Verstrecken und Verflechten bei der Garnherstellung verwendeten Maschinen umfangreich vereinfacht werden, was zu erheblichen wirtschaftlichen Einsparungen führt.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Garne auf Webbäume gewickelt werden können und dann ohne eine Bemessung bei Webvorgängen verwendet werden können.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Garne zeigen eine erhebliche Restkrumpfung. Deshalb können die Garne zur Herstellung besonderer Textilien, wie z. B. Krepp aus nicht verdrehten Garnen, Textilien aus Bauschgarnen, verknitterten Textilien usw. verwendet werden.
Wenn Textilien aus ungeschrumpftem Garn erhalten werden sollen, wird das Garn durch Thermofixierung stabilisiert.
Die folgenden Beispiele erläutern die beanspruchte Erfindung weiter. Diese Beispiele sind nur für die Darstellung; keinesfalls sind sie so zu sehen, daß sie den Bereich der vorliegenden Erfindung einschränken.

Beispiel 1

Nr. 4-Spulen aus vororientiertem Polyestergarn (POY) mit den nachfolgend angezeigten Eigenschaften wurden an einem Kamm eines Verstreck-Zwirn-Rahmens angeordnet.
Garnnummer 125 dtex
Anzahl der Einzelfasern 68
Faserquerschnitt kreisförmig
Reißfestigkeit 340 g
Verlängerung beim Bruch 143%
Errechnetes Dehnverhältnis 1,602
End-Garnnummer 78 dtex (62,4% des Originals)
Uster CV 1,3
Die Garne wurden abgewickelt und zwischen einer kalten Walze und einem kalten Eimer verstreckt. Während des Verstreckens tritt jedes Garn durch eine keramische röhrenförmige Verflechtvorrichtung. Eine jede keramische Röhre war mit einer Öffnung mit einem Durchmesser von 1,2 mm für das Einspritzen von Dampf bei 4 Bar versehen.
Die Betriebsgeschwindigkeit der Maschine betrug 800 m/min. Als die Garne einmal verstreckt und verflochten waren, wurden sie auf Nr. 4-Garnwickel gewickelt, die sich bei 8000 Umdrehungen pro Minute drehten.
Die Eigenschaften der verstreckten und verflochtenen Garne waren durchschnittlich wie folgt:
(*) gemäß der bekannten Technik, Verfahren b.
Es wurden Nr. 4-Garnwickel jeweils mit einem Gewicht von 3 kg hergestellt.
Die Garnwickel zeigten an der Oberfläche keine gebrochenen Enden.

Beispiel 2

Nr. 160-Spulen aus vororientiertem Polyestergarn (POY) mit den nachfolgend angezeigten Eigenschaften wurden an einem Kamm eines Verstreck-Zwirn-Rahmens angeordnet.
Garnnummer 125 dtex
Anzahl der Einzelfasern 68
Faserquerschnitt kreisförmig
Reißfestigkeit 304 g
Verlängerung beim Bruch 143%
Errechnetes Dehnverhältnis 1,602
End-Garnnummer 78 dtex
Uster CV 1,3
Die Garne wurden unter einer Spannung von 8 g angeschirrt und durch einen Kamm gleich beabstandet. Die Garne wurden an eine sich drehende Walze (mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 389 m/min) verankert. Die Garne von der Walze wurden zu einer Zwei-Niveau-1380-Garn-Verflechtmaschine zugeführt (690-Garne pro Niveau).
Die Verflechtvorrichtung, die mit einer Öffnung mit einem Durchmesser von 1,2 mm versehen war, wurde mit Dampf bei 4 Bar versorgt.
Das die Verflechtvorrichtung verlassende Garn wurde durch eine sich drehende Walze (mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 584 m/min) gezogen. Während dieses Vorgangs wurden die Garne verstreckt und gleichzeitig verflochten. Beim Verlassen der Verstreckwalze wurden die Garne auf Nr. 3-Strickmaschinenbäume gesammelt.
Die Eigenschaften der Garne waren durchschnittlich wie folgt:
(*) gemäß der bekannten Technik, Verfahren c.
Die drei Balken wurden an eine Kettenwirkmaschine, die bei einer Schußleistung von 2000 (picks/min) arbeitet, angebracht.
Das erhaltene Gewebe wurde im Labor gefärbt.
Die verwendete Farbe war Dispersionsblau 056.
Bei der Kontrolle zeigten die gefärbten Textilien eine hervorragende Farbregelmäßigkeit.

Claims

1. Verfahren zum gleichzeitigen Verstrecken und Verflechten von vororientierten thermoplastischen Multifilamentgarnen, das in einer einzigen Vorrichtung durchgeführt wird, wobei das Garn, das unter Zugspannung gehalten wird, veranlaßt wird, in einer Querrichtung zur Garnrichtung einen Dampfstrahl oder einen Strahl eines anderen gasförmigen Fluids zu passieren und von diesem getroffen zu werden, und zwar bei einer für das Verstrecken geeigneten Temperatur, wobei das Garn dadurch gleichzeitig verstreckt und verflochten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch den Schritt, daß das Garn auf Garnwickel oder Spulen gewickelt wird.

3. Verfahren zum Verstrecken und Verflechten nach Anspruch 1, wobei ein Dampfstrahl mit 4 Bar verwendet wird.

4. Verfahren zum Verstrecken und Verflechten nach Anspruch 1, wobei der Dampfstrahl oder der Strahl eines anderen gasförmigen Fluids senkrecht zu der Garnrichtung ist.

5. Vorrichtung für die Umsetzung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer röhrenförmigen Verstreckungs- und Verflechtungskammer (G) mit offenen Enden, in die ein Dampfstrahl (oder ein Strahl eines sonstigen Fluids) durch eine Einlaßdüse (U) eingespritzt wird, die derart angeordnet ist, daß für einen Dampfstrahl (oder einen Strahl eines anderen Fluids) senkrecht zu der Garnrichtung gesorgt wird, ferner mit einer Dampfkammer (A), einer Abdampf-Ablaßkammer (E), Platten (C), welche Garnführungsdüsen (F) tragen, und Heizelementen (D).

6. Verwendung der nach dem Verfahren von Anspruch 1 verstreckten und verflochtenen Garne bei der Vorbereitung von Kettfäden.