Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Falschdralltexturieren eines synthetischen
Fadens zu einem Kräuselgarn sowie das Kräuselgam.
Um die Eigenschaften künstlicher textiler Fäden denen von Fäden aus natürlichen
Fasern wie etwa Wolle oder Baumwolle anzugleichen, ist es bekannt, die gesponnen
synthetischen Fäden in einem Texturierprozeß zu veredeln. Dabei werden die
synthetischen Filamentstränge, die den Faden bilden, gekräuselt, so daß der Faden
ein mehr textilmäßiges Aussehen und die damit verbundenen Eigenschaften erhält.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der JP 05311527 A bekannt.
Hierbei wird der multifile Faden in einer Streckzone mit Hilfe eines beheizten
Streckstifts verstreckt und anschließend in einer Falschdrallzone texturiert. Zur
Erzeugung der Kräuselung wird in dem Faden ein Falschdrall erzeugt, der in der
Falschdrallzone mittels einer Heizeinrichtung fixiert wird. Anschließend wird der
gekräuselte Faden zu einer Spule aufgewickelt.
Bei dem bekannten Verfahren wird ein Kräuselgam hergestellt, das eine sehr
gleichmäßige Struktur mit einem geringen Bausch aufweist. Durch das Heißverstrecken
der Filamente am Streckstift wird ein relativ geschlossener Filamentverbund
geschaffen, der einen geringen Bausch und somit eine geringe Fülligkeit des
Kräuselgams zur Folge hat. Damit erhalten die derart erzeugten Kräuselgarne ein
mehr künstliches Aussehen.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, das eingangs genannte Verfahren zum
Falschdralltexturieren derart weiterzubilden, daß ein Kräuselgarn erzeugt wird,
das an Fülligkeit, im Griff und im Aussehen dem Charakter natürlicher Fasern
möglichst nahe kommt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach
Anspruch 1 sowie durch ein Kräuselgarn mit den Merkmalen nach Anspruch 8
gelöst.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Einstellung
der Fadenzugkraft in der Streckzone vor dem Streckstift einen unmittelbaren
Einfluß auf die Gleichmäßigkeit der Verstreckung ausübt. So wurde herausgefunden,
daß bei besonders niedrigen Fadenzugkräften der Faden beim Auflauf
auf den Streckstift zu Schwingungen angeregt wird, die zu einer ungleichmäßigen
thermischen Beanspruchung des Fadens am Streckstift und somit zu einer ungleichmäßigen
Verstreckung des Fadens führt. Hierbei werden die Effekte ausgenutzt,
daß die verdampfenden flüchtigen Bestandteile des Fadens beim Auflaufen
des Fadens auf den heißen Streckstift Kräfte ausüben, die im Verhältnis zu der
geringen Fadenzugkraft quer zur Fadenlaufrichtung wirken und eine Schwingbewegung
des Fadens an dem Streckstift erzeugen. Die ungleichmäßige Verstrekkung
und ungleichmäßige thermische Beanspruchung des Fadens wirkt sich nach
dem Falschdralltexturieren in der Falschdrallzone derart aus, daß die synthetischen
Filamente derart ungleichmäßig miteinander verschlungen sind, daß abwechselnd
Fadenstücke mit einem losen Filamentbund und Fadenstücke mit einem
geschlossenen Filamentbund vorhanden sind. Dabei bildet der lose Filamentbund
einen größeren Fadenquerschnitt als der feste Filamentbund, so daß ein
Kräuselgarn mit einem Dick-Dünn-Effekt entsteht.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Falschdralltexturieren wird der synthetische
Faden mit einer Anliefergeschwindigkeit w1.1 und einer geringen absoluten
Fadenspannung F1 von maximal 5 cN zu einem beheizten Streckstift in einer
Streckzone geführt. Der Faden wird in der Streckzone durch Umschlingen des
Streckstifts mit einem Umschlingungswinkel α<270° verstreckt und durch ein
nachgeschaltetes Lieferwerk abgezogen, wobei die Fadenspannung F2 im Fadenlauf
hinter dem Streckstift wesentlich größer ist als die Fadenspannung F1 vor
dem Streckstift. Durch das Lieferwerk wird der Faden mit einer Zuführgeschwindigkeit
w1 in die Falschdrallzone geführt, wobei zum Verstrecken des Fadens in
der Streckzone die Zuführgeschwindigkeit w1 größer ist als die Anliefergeschwindigkeit
w1.1. In der Falschdrallzone wird der Falschdrall bei einer Temperatur von
über 180° C fixiert. Dabei erfolgt eine geringe Nachverstreckung des Fadens in
der Falschdrallzone, wobei die Abzugsgeschwindigkeit w2 jedoch nicht größer ist
als das 1,1-fache der Zuführgeschwindigkeit w1. Anschließend wird das gekräuselte
Garn zu einer Spule aufgewickelt.
Um die Veränderung des Filamentverbundes im Kräuselgarn reproduzierbar herzustellen,
hat sich insbesondere die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 2 bewährt.
Hierbei ist die Fadenspannung F2 vor dem Lieferwerk zum Abziehen des
Fadens aus der Streckzone im Bereich von 0,5 cN/dtex bis 1,2 cN/dtex eingestellt.
Der Streckstift ist beim Verstrecken des Fadens auf eine Temperatur im Bereich
von 80° C bis 160° C, vorzugsweise über 100° C, beheizt, wobei der Faden den
Streckstift mit einem Umschlingungswinkel im Bereich von mindestens 90° teilumschlingt.
Damit ist ein Einfluß auf die Kristallinität der Filamentstränge möglich,
so daß die Unterschiede in den Filamentverbunden eine hohe Stabilität aufweisen.
Zur Vergleichmäßigung der Verstreckung wird in der Falschdrallzone eine Nachverstreckung
des Fadens durchgeführt. Hierbei ist die Einstellung der Nachverstreckung
gemäß der Verfahrensvariante nach Anspruch 5 besonders vorteilhaft.
Um zu gewährleisten, daß die Filamentstränge auch in den Fadenstücken mit einem
geschlossenen Filamentbund eine ausreichende Kräuselung erhalten, hat sich
zur Erzeugung des Falschdralls an dem Faden besonders ein Falschdrallgeber mit
mehreren Friktionsscheiben bewährt.
Zur Erzeugung von weniger hochelastischen Kräuselgarnen wird die Verfahrensvariante
gemäß Anspruch 7 vorgeschlagen. Hierbei wird der Faden nach der
Falschdrallerzeugung und vor dem Aufwickeln zu der Spule durch Erwärmung
nachbehandelt, so daß ein Schrumpfen des Fadens möglich wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist die Herstellung eines Kräuselgarns
möglich, das Eigenschaften aufweist, die ansonsten nur von Effektgarnen her bekannt
sind. Der natürliche Charakter des erfindungsgemäßen Kräuselgarns wird
durch die unregelmäßig in Folge und Größe auftretenden Veränderungen der Filamentbunde
besonders verstärkt. Der ungleichmäßige Fadenquerschnitt des erfindungsgemäßen
Kräuselgarns treten insbesondere beim Färben des Filamentgarns
oder bei einem aus ihm hergestellten Flächengebilde noch wesentlich stärker
hervor. Nicht nur, daß die Fadenstücke mit dem offenen Filamentbund eine
ganz andere Farbwiedergabe aufweisen als die Fadenstücke mit geschlossenem
Filamentbund, sondern die Fadenstücke mit geschlossenem Filamentbund haben
auch eine höhere Kristallinität als die Fadenstücke mit offenem Filamentbund.
Somit wird eine strukturierte Anfärbbarkeit erreicht, die in einem Flächengebilde
zu einer gleichmäßigen Farbstruktur führt. Die unterschiedlichen Fadenstücke
können dabei eine Länge von wenigen Millimetern bis hin zu mehreren Zentimetern
besitzen.
Derartige Kräuselgarne lassen sich aufgrund der Fadenstücke mit offenen Filamentbund
vorteilhaft zu einem Verbundfaden aus mehreren einzelnen Fäden aus
beispielsweise unterschiedlichen Polymeren herstellen. Hierzu wird das Verfahren
nach Anspruch 11 vorgeschlagen. Zumindest einer der Fäden wird dabei vor dem
Verbinden zu dem Verbundfaden erfindungsgemäß texturiert gemäß den Verfahrensschritten
nach Anspruch 1. Die so hergestellten Verbundfäden zeichnen sich
ebenfalls durch einen natürlichen Charakter aus. Das Verbinden der Fäden erfolgt
bevorzugt durch eine Luftverwirbelung mittels einer Verwirbelungsdüse. Dabei
wird ein Luftstrahl im wesentlich quer auf das Fadenbündel gerichtet, so daß sich
die Filamente der Fäden miteinander verschlingen.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kräuselgarns hat sich die Vorrichtung
mit den Merkmalen gemäß Anspruch 14 besonders bewährt. Hierzu weist die
Vorrichtung ein Zulieferwerk, einen Streckstift, ein erstes Lieferwerk, eine Heizeinrichtung,
eine Kühleinrichtung, einen Falschdrallgeber, ein zweites Lieferwerk
und eine Aufwickeleinrichtung auf. Erfindungsgemäß ist ein Fadenführer im
Fadenlauf dem Streckstift nachgeordnet, welcher zur Einstellung eines vorgegebenen
Umschlingungswinkels des Fadens an dem Streckstift verstellbar ausgebildet
ist. Damit läßt sich die charakteristische ungleichmäßige Verstreckung am
Streckstift durch Veränderung der Umschlingung des Fadens in weiten Grenzen
einstellen.
Der Fadenführer wird bevorzugt auf einer Führungsbahn verstellt, die mit einem
im wesentlichen konstanten Abstand zum Umfang des Streckstifts ausgebildet ist.
Damit bleiben die in der Streckzone eingestellten Fadenzugkräfte im wesentlichen
auch bei Veränderung der Umschlingungswinkel an dem Streckstift unverändert.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Kräuselgarn werden
anhand der beigefügten Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben.
Es stellen dar:
- Fig. 1
- ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens;
- Fig. 2
- schematisch eine Ansicht des Kräuselgarns;
- Fig. 3
- ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundfadens
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Die
Vorrichtung weist ein Zulieferwerk 17 auf, das einen multifilen Faden 4 von einer
Vorlagespule 1 über einen Kopffadenführer 15 abzieht. Das Zulieferwerk 17 wird
derart angetrieben, daß der Faden 4 mit einer Anliefergeschwindigkeit w1.1 in eine
Streckzone geführt wird. Innerhalb der Streckzone, die sich zwischen dem Zulieferwerk
17 und einem nachgeordneten Lieferwerk 2 erstreckt, ist ein beheizter
Streckstift 18 angeordnet. Der Streckstift 18 ist auf eine Oberflächentemperatur
im Bereich von 80° C bis 160° C beheizt. Der Streckstift 18 wird von dem Faden
4 mit einem Umschlingungswinkel im Bereich von mindestens 90° umschlungen.
Hierbei ist auf der Ablaufseite des Streckstifts 18 ein Fadenführer 19 angeordnet.
Der Fadenführer 19 ist in einer Führung 20 im wesentlichen parallel zum Streckstift
derart verstellbar, daß ein Umschlingungswinkel α von 90° bis 270° am
Streckstift einstellbar ist. Nach Einstellung eines Umschlingungswinkels wird der
Fadenführer 19 in seiner jeweiligen Position fixiert, so daß während des Prozesses
die Fadenumschlingung am Streckstift unverändert bleibt.
Der Faden 4 wird durch das dem Fadenführer 19 nachgeschaltete Lieferwerk 2
aus der Streckzone abgezogen und in eine Falschdrallzone, die sich zwischen dem
Lieferwerk 2 und einem Falschdrallgeber 7 erstreckt, geführt. Durch den
Falschdrallgeber 7 wird an dem Faden 4 ein Falschdrall erzeugt. Der Falschdrallgeber
7 ist hierbei als Friktionsscheibenaggregat ausgebildet, bei welchem mehrere
Scheiben an drei Achsen derart angeordnet sind, daß die Scheiben sich in einem
mittleren Bereich überlappen, der von dem Fadendurchlaufen wird. Die Friktionsscheiben
weisen eine Umfangsgeschwindigkeit auf, die ca. das 2-fache einer Abzugsgeschwindigkeit
w2 aus der Falschdrallzone beträgt. Innerhalb der
Falschdrallzone sind eine Heizeinrichtung 5 und eine Kühleinrichtung 6 angeordnet.
Zwischen der Heizeinrichtung 5 und der Kühleinrichtung 6 ist ein Fadenführer
9 vorgesehen. Die Heizeinrichtung 5 ist derart ausgebildet, daß der Faden auf
eine Temperatur im Bereich von 180 bis 200° C erwärmt wird. Hierzu kann die
Heizeinrichtung eine Wärmeträgerflüssigkeit aufweisen, die eine vom Faden
kontaktierte Heizoberfläche beheizt. Es ist jedoch auch möglich, daß die Heizeinrichtung
elektrisch beheizt wird mit einer Temperatur oberhalb der Schmelzetemperatur
des Fadenmaterials. In diesem Fall wird der Faden mit Abstand zu der
Heizoberfläche geführt.
Der Heizeinrichtung 5 ist die Kühleinrichtung 6 nachgeschaltet, durch welche der
Faden auf eine Temperatur von ca. 80 bis 100° C abgekühlt wird. Der abgekühlte
Faden durchläuft den Falschdrallgeber 7. Der Faden 4 wird sodann durch das
zweite Lieferwerk 3 mit einer Abzugsgeschwindigkeit w2 aus der Falschdrallzone
abgezogen. Die Nachverstreckung in der Falschdrallzone ist jedoch begrenzt und
geht über das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Abzugsgeschwindigkeit
und der Zuführgeschwindigkeit von w2/w1=1,1 nicht hinaus und liegt vorzugsweise
im Bereich von w2/w1=1,03 bis 1,06.
Zur Herstellung eines hochelastischen Kräuselgarns könnte der Faden unmittelbar
nach dem zweiten Lieferwerk 3 zu einer Spule in einer Aufwickeleinrichtung 10
aufgewickelt werden. Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist eine Nachbehandlung
des Fadens 4 vorgesehen. Hierzu ist dem zweiten Lieferwerk 3 eine
zweite Heizeinrichtung 8 nachgeschaltet. In der Heizeinrichtung 8 erhält der Faden
eine Wärmenachbehandlung zum Spannungsausgleich bzw. zur Schrumpfbehandlung.
Der Faden 4 wird von dem dritten Lieferwerk 14 aus der Heizeinrichtung
8 abgezogen und nach Präparation in einer Präparationseinrichtung 11 zu
einer Spule in der Aufwickeleinrichtung 10 gewickelt. Hierzu wird die Spule 12
durch eine Treibwalze 13 mit gleichmäßiger Umfangsgeschwindigkeit angetrieben.
Die Spule 12 enthält das erfindungsgemäße Kräuselgarn.
Bei der Herstellung des Kräuselgarns wird die Fadenführung in der Streckzone
zwischen dem Zulieferwerk 17 und dem ersten Lieferwerk 2 derart eingestellt,
daß in dem Fadenabschnitt zwischen dem Zulieferwerk 17 und dem Streckstift 18
eine sehr geringe Fadenzugkraft F1, die im Bereich unterhalb von 5 cN liegt, eingestellt.
Im Fadenstück zwischen dem verstellbaren Fadenführer 19 und dem ersten
Lieferwerk 2 wirkt dagegen die volle Fadenzugkraft, die im Bereich von 0,5
cN/dtex bis 1,2 cN/dtex liegt. Durch diese erfindungsgemäße Einstellung wird
eine ungleichmäßige Verstreckung und thermische Beanspruchung des Fadens 4
an dem Streckstift 18 erreicht. Die Zuliefergeschwindigkeit w1 ist zu der Anliefergeschwindigkeit
w1.1 in dem Verhältnis w1/w1.1=1,5 bis 1,7 eingestellt, so daß
der Faden 4 verstreckt wird. In der Falschdrallzone erfolgt während der Fixierung
der Kräuselung eine geringe Nachverstreckung. Hierzu ist die Abzugsgeschwindigkeit
w2 des zweiten Lieferwerks 3 unwesentlich höher eingestellt als die Zuliefergeschwindigkeit
w1 des ersten Lieferwerks. Das Geschwindigkeitsverhältnis
beträgt hierbei vorzugsweise bei w2/w1=1,03 bis 1,06. Das erfindungsgemäße
Verfahren ist geeignet, um hochelastische Garne oder Set-Garne aus Polyester,
Polyamid oder Polypropylene herzustellen. Hierbei können gesponnene POY-Garne
im Bereich von 50 bis 200 dtex mit 1,5 bis 5 dpf vorgelegt werden.
In Fig. 2 ist eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Kräuselgarns dargestellt. Das
Kräuselgarn wird durch eine Vielzahl von Filamenten gebildet. Die synthetischen
Filamente sind auf die Fadenlänge bezogen ungleichmäßig miteinander verschlungen,
so daß abwechselnd offene und geschlossene Fadenquerschnitte vorhanden
sind, die sich aufgrund von Kristallinitätsunterschieden in den Filamentsträngen
nach dem Falschdralltexturieren ausbilden. Die Fadenquerschnitte
sind in Fig. 2 mit der Bezeichnung d1, d2 und d3 gekennzeichnet. Die dazugehörigen
Fadenstücke sind mit den Längen L1, L2 und L3 in Fig. 2 eingetragen. Die
Filamente in dem Teilstück L1 bilden einen relativ offenen Filamentbund mit dem
Fadenquerschnitt d1. In dem angrenzenden Fadenstück L2 sind die Filamente zu
einem geschlossenen Filamentbund mit dem kleineren Fadenquerschnitt d2 verschlungen.
Dieser Wechsel wiederholt sich, so daß das zu dem Fadenstück L2
angrenzende Fadenstück L3 einen relativ offenen Filamentbund mit dem Fadenquerschnitt
d3 aufweist. Die Fadenstücke L1, L2 und L3 können sich in Abhängigkeit
von der Einstellung der Fadenspannung, des Umschlingungswinkels an dem
Streckstift, der Fadengeschwindigkeiten und der Temperatureinstellungen am
Streckstift und in der Heizeinrichtung über eine Strecke von einigen wenigen
Millimetern bis hin zu mehreren Zentimetern erstrecken. Die Größe der Fadenquerschnitte
und die Längenverteilung sind unregelmäßig, so daß das Kräuselgarn
eine ungleichmäßige Oberflächenstruktur aufweist, die vergleichbar einem Dick-Dünn-Effekt-Garn
ist. Das erfindungsgemäße Kräuselgarn ist daher insbesondere
geeignet, um Flächengebilde mit Farbstrukturen zu erzeugen.
In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung eines
Verbundfadens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schematisch dargestellt.
Die Vorrichtung ist im wesentlichen identisch zu der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung.
Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen
und an dieser Stelle nur die Unterschiede der Vorrichtung nach Figur 3 beschrieben.
Bei der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung werden zwei Fäden 4.1 und 4.2 von
jeweils einer Vorlagespule 1.1 und 1.2 durch das Zulieferwerk 17 abgezogen. Die
Fäden 4.1 und 4.2 werden parallel nebeneinander in eine Streckzone geführt. Innerhalb
der Streckzone werden die Fäden 4.1 und 4.2 mittels eines beheizten
Streckstiftes 18 verstreckt. Zur Einstellung des Umschlingungswinkels der Fäden
an dem Streckstift 18 ist hinter dem Streckstift 18 ein Fadenführer 19 angeordnet,
der innerhalb einer Führung 20 im wesentlichen parallel zum Streckstift verstellbar
ist. Die Fäden 4.1 und 4.2 werden durch ein nachgeordnetes Lieferwerk 2 aus
der Streckzone abgezogen und in eine Falschdrallzone geführt. Die Falschdrallzone
enthält eine Heizeinrichtung 5 eine Kühleinrichtung 6 sowie ein Falschdrallaggregat
7. Hierbei sind die Aggregate in der Falschdrallzone als Doppelaggregate
ausgebildet, so daß die Fäden 4.1 und 4.2 parallel nebeneinander texturiert werden.
Die Fäden 4.1 und 4.2 werden sodann durch ein Lieferwerk 3.1 aus der
Falschdrallzone abgezogen. Anschließend werden die Fäden 4.1 und 4.2 miteinander
zu einem Verbundfaden 22 verbunden. Hierzu werden die Fäden 4.1 und
4.2 in eine Verwirbelungsdüse 21 geführt und mit einem im wesentlichen quer
gerichteten Luftdruck beaufschlagt.
Der Verbundfaden wird durch ein der Verwirbelungsdüse 21 nachgeordneten Lieferwerk
3.2 in eine Nachbehandlungszone geführt. Dabei wird der Verbundfaden
22 innerhalb einer Heizeinrichtung 8 erwärmt, um derart innere Spannungen auszugleichen.
Der Verbundfaden 22 wird von einem weiteren Lieferwerk 14 aus der
Heizeinrichtung 8 abgezogen und nach Präparation in einer Präparationseinrichtung
11 zu einer Spule 12 in einer Aufwickeleinrichtung 10 gewickelt.
Die Fadenführung zum Verstrecken und zum Falschdralltexturieren ist hierbei
identisch zu der in Figur 1 beschriebenen Vorrichtung. Insoweit wird auf die Verfahrensschritte
und Aggregateinstellungen der Figur 3 zu der vorhergehenden Beschreibung
zu Figur 1 Bezug genommen.
Im Gegensatz zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung
nach Figur 3 geeignet, um mehrere Fäden gleichzeitig zu texturieren und anschließend
zu einem Verbundfaden zusammenzuführen. Die Anzahl der Fäden in
Figur 3 ist hierbei beispielhaft. Ebenso besteht die Möglichkeit, einen Verbundfaden
derart herzustellen, daß einer der Fäden unmittelbar in die Falschdrallzone
geführt wird. Diese Situation ist in Figur 3 gestrichelt dargestellt. Hierbei wird der
Faden 4.2 von der Vorlagespule 1.2 durch das Lieferwerk (2) abgezogen und in
die Falschdrallzone geführt. Der zweite Faden 4.1 wird dagegen vor dem Texturieren
in der Streckzone geführt.
Ein derartig hergestellter Verbundfaden weist einen relativ geringen Dick-Dünn-Effekt
auf.
Bezugszeichenliste
- 1
- Vorlagespule
- 2
- Lieferwerk
- 3
- Lieferwerk
- 4
- Faden
- 5
- Heizeinrichtung
- 6
- Kühleinrichtung
- 7
- Falschdrallgeber
- 8
- Heizeinrichtung
- 9
- Fadenführer
- 10
- Aufwickeleinrichtung
- 11
- Präparationseinrichtung
- 12
- Spule
- 13
- Treibwalze
- 14
- Lieferwerk
- 15
- Kopffadenführer
- 16
- Filamente
- 17
- Zulieferwerk
- 18
- Verstreckstift
- 19
- Fadenführer
- 20
- Führung
- 21
- Verwirbelungsdüse
- 22
- Verbundfaden