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DE2352517A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines hochelastischen, synthetischen kraeuselgarnes mit niedrigem restschrumpf und latenter kraeuselung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines hochelastischen, synthetischen kraeuselgarnes mit niedrigem restschrumpf und latenter kraeuselung

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DE2352517A1
DE2352517A1 DE19732352517 DE2352517A DE2352517A1 DE 2352517 A1 DE2352517 A1 DE 2352517A1 DE 19732352517 DE19732352517 DE 19732352517 DE 2352517 A DE2352517 A DE 2352517A DE 2352517 A1 DE2352517 A1 DE 2352517A1
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DE
Germany
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yarn
heating
crimp
thermal aftertreatment
synthetic
Prior art date
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DE19732352517
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Inventor
Walter Dipl Ing Hofmann
Wolfgang Mueller
Helmut Dr Ohse
Juergen Walther
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Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Publication date
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    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
    • D02G1/0206—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting
    • D02G1/0213—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting after drawing the yarn on the same machine
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D02G1/022—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist by false-twisting while simultaneously drawing the yarn

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
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Description

Bayer Aktiengesellschaft 2352517
Zentralbereich Patente, Marken und Lizenzen
Ad/Wi. 509 Leverkusen. Bayerwerk
.U Οκτ.
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines hochelastischen, synthetisehen Kräuselgarnes mit niedrigem Restschrumpf und latenter Kräuselung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines falschdrahttexturierten Garnes mit niedrigen Restschrumpfwerten und latent gebundener Kräuselung durch thermische Nachbehandlung des Garnes in nahezu spannungslosem Zustand..
Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, hochelastische Kräuselgarne thermisch nachzubehandeln, um innere Spannungszustände, die aus dem Texturierprozeß resultieren, durch entgegengesetzte Drehung auf einer naehgeschalteten Heizvorrichtung auszugleichen. Um Kräuselgarn auf ein erforderliches Maß thermisch zu stabilisieren oder zu setten, werden auch speziell für diesen Zweck konstruierte Maschinen gebaut, die jedoch einen hohen maschinenbaulichen Aufwand erfordern.
Ferner sind Maschinen bekannt, die im kontinuierlichen Prozeß ein Garn ab Spinnspule strecken, texturieren und anschließend thermisch stabilisieren.
Diese Verfahren haben den Nachteil, daß durch die thermische Nachbehandlung die Gesamtkräuselung und die Kräuselbeständigkeit
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stark abnehmen und damit die hochelastischen Eigenschaften des (Jarnes verlorengehen. Beispielsweise bei der Weiterverarbeitung zu Strickwaren, insbesondere bei Strümpfen, macht sich das durch zu geringe Dehnungsweiten bemerkbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, ein hochelastisches Kräuselgarn mit niedrigen Restschrumpfwerten herzustellen, ohne daß durch die thermische Nachbehandlung die Einkräuselung und die Kräuselbeständigkeit und damit die hohe Elastizität des Garnes verlorengehen.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein synthetisches, thermoplastisches Garn über eine Fadenzuführvorrichtung zwischen Lieferwerk und Abzugsgalette verstreckt und mittels eines Falschdrallaggregates und einer vorgeschalteten Fixierheizung hochgedreht und fixiert wird ( Sukzessivverfahren). Dabei kann auch die FaIschdrallung im sogenannten Simultanverfahren innerhalb der Streckzone erfolgen» Anschließend wird das Garn nahezu spannungslos über eine zweite Heizschiene zur thermischen Nachbehandlung (Setprozeß) geführt und auf einer Spindel aufgezwirnt. Zur Aufrechterhaltung einer konstanten niedrigen Fadenspannung in der Nachbehandlungszone ist das Zwirnaggregat mit einem regelbaren Antrieb ausgestattet.
Das Garn unterliegt bei der thermischen Nachbehandlung einer sehr kurzen Verweilzeit, die zwischen 2 und 5 %» vorzugsweise 3 %, der Fixierzeit beträgt. Die Verweilzeit kann durch geeignete Abmessung der Fixier- und Nachbehandlungszone ent-
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sprechend bestimmt werden. Beide Heiszonen sind der Einfachheit halber parallel geschaltet und besitzen somit die gleiche Temperatur, die Werte zwischen l4o und 2100C, vorzugsweise l6o bis l80°C, annehmen kann. Die sehr kurze Verweilzeit in der Nachbehandlungszone hindert das Garn, die Oberflächentemperatur der Heizschiene anzunehmen, da sonst das die Kräuselform stabilisierende physikalische Bindungssystem wieder gelöst würde. Die dadurch niedrigere Garntemperatur, die im Bereich zwischen j50 und 1000C, vorzugsweise zwischen 50 und 700C-liegt, bewirkt ein Herabsetzen des Kochschrumpfes um ca. 3 % auf einen Restschrumpfwert von 6 bis 7 % und ermöglicht, die Kräuselung" bei "" geeigneter Zugspannung latent zu binden. Die Garnspannung in der Setzone liegt zwischen der Kräuselkontraktionskraft und der Schrumpfkraft, so daß ein Materialschrumpf von ca. 3 %, aber keine Kräuselkontraktion stattfinden kann. Unter diesen mechanischen und thermischen Bedingungen der Nachbehandlung wird die spontan sich bildende Kräuselung vorübergehend herausgezogen, beim späteren Weiterverarbeiten des Garns jedoch wieder voll entwickelt. Dabei entsteht ein überaus hoher Anteil an latent gebundener Kräuselung, was eine Steigerung der Kräselkontraktionskraft beim entwickelten Garn auf etwa das Doppelte gegenüber herkömmlichem Hochelastic-Gam bewirkt.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines falschdrahttexturierten, hochelastischen, synthetischen Kräuselgarnes mit niedrigem Eestschrumpf und latent gebundener Kräuselung durch Verstrecken, Falschdrallen, Hitzefixieren und thermischer Nachbehandlung eines synthetischen Garns bei Garnabzugsgeschwindigkeiten zwischen
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400 und 900 m/min, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Fadenspannung während der thermischen Nachbehandlung 6 - 25 %f vorzugsweise 20 - 22 %, der Fadenspannung während der Hitzefixierung beträgt, die Garntemperatur Werte zwischen 50 und 100°C, vorzugsweise 50 - 700C, annimmt und die Dauer der thermischen Nachbehandlung 2 - 5 %, vorzugsweise 3 #, der für das Hitzefixieren aufgewendeten Zeit ausmacht.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren erhält man ein Garn, das sich gegenüber den bekannten thermisch stabilisierten elastischen Garnen dadurch auszeichnet, daß durch die thermische Nachbehandlung der Kochschrumpf reduziert wird, die hohe Einkräuselung und eine gute Kräuselbeständigkeit jedoch erhalten bleiben. Das so behandelte Garn zeigt in allen Verarbeitungsstufen eine etwas höhere Dehnbarkeit im Kräuselbereich als nicht nachbehandeltes Garn. Die sehr feinbogige Kräuselung verleiht dem Fertigartikel ein feines Maschenbild hoher Transparenz gegenüber moosigem Aussehen bei den bekannten Hochelastic-Garnen. Deshalb sind Gestricke aus diesem Garn unanfälliger gegen Beschädigung und besitzen einen hohen Tragewert. Außerdem bewirkt das sehr hohe Maß an latent gebundener Kräuselung einen guten Fadenablauf vom Garnwickel, Verminderung der sogenannten Kopsumkehrreihigkeit und gute Verarbeitungsbedingungen auf Strickautomaten.
Ein weiterer Vorteil ist die stärkere Anfärbbarkeit des Garnes, eine Folge der bei der thermischen Nachbehandlung (Materialschrumpf) vor sich gehenden Desorientierung der zwischenkristallinen Molekül Segmente, per geringe Restschrumpf des Garnes bedingt ferner einen niedrigen Materialeinsatz bei der Weiterverarbeitung.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein thermisch stabilisiertes, hochelastisches, texturiertes Endlosgarn, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es einen Restschrumpf
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von 6 bis 7 %, eine latente Kräuselung von mindestens 80 %, eine Kräuseldehnbarkeit von mindestens 230 %r eine Kräuselbeständigkeit von mindestens 60 % und eine Kräuselkontraktionskraft von 8 bis 10 mp/dtex aufweist.
Die Bestimmung der mechanischen Kräuselbeständigkeit erfolgt gemäß DIN Entwurf 53 840· Danach wird dieser Kennwert ausgedrückt als Verhältnis der Einkräuselung nach hoher Belastung zur normalen Einkräuselung.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. Wesentlich für die Vorrichtung ist, daß Fixier- und Settheizung in einem Heizsystem parallel geschaltet sind und sich ihre !Längen wie 20:1 bis 40:1, vorzugsweise 30:1, verhalten. Die Länge der Fixierheizung beträgt 1-4 m, bevorzugt 2 - 3 m«
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist somit' eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus Lieferwerk 4 , Streckgalette 5 * Fixierheizung 7 , Friktionsdrallgeber 8 , Settheizung 10 und Zwirnspindel .11 , dadurch gekennzeichnet, daß Fixier- und Settheizung in einem Heizsystem parallel geschaltet sind und sich ihre Längen wie 20:1 bis 40:1 verhalten.
Nachstehend wird die Vorrichtung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit sukzessivem Strecktexturierprozeß, Fig. 2 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit simultanem Strecktexturierprozeß.
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Ein Garn 1 läuft von der Spinnspule 2 über Fadenführorgane 3 in das Lieferwerk 4 ein. Zwischen Lieferwerk und Streckgalette 5 wird das Garn verstreckt und anschließend über eine Drallstauorgan 6, das ein Abrutschen des Fadens von der Streckgalette verhindert, in eine Fixierheizvorrichtung 7 eingeführt. Die Heizvorrichtung kann eine Strahlungsheizung oder vorzugsweise eine Kontaktheizschiene sein, die einen intensiven Wärmeübergang zwischen Heiz oberfläche und Faden erlaubt. In der Heizzone werden die von einem nachgeschalteten Innenfriktionsdrallgeber 8 aufgebrachten Drehungen einfixiert. Die Fadenspannung innerhalb der Texturierzone wird durch eine Abzugsgalette 9 zwischen dieser und der Streckgalette 5 aufrechterhalten. Anschließend läuft das Garn nahezu spannungslos über eine Settheizschiene 10 zur thermischen Nachbehandlung und wird auf Zwirnkops 11 aufgemacht.
Eine wesentliche Vereinfachung des Verfahrens stellt die Vorrichtung nach Fig. 2 dar, bei der Streck- und Texturierprozeß in einem Feld kombiniert sind.
Das vom Lieferwerk 4 kommende Garn 1 wird dabei zunächst über eine Heizvorrichtung 7 zu einem Innenfriktionsdrallgeber 8 geführt, durch den das Garn verdrillt und die Drehungen in der Heizvorrichtung 7 fixiert werden. Gleichzeitig wird das Garn in dieser Zone zwischen Lieferwerk 4 und Streckgalette 5 im vollen Streckverhältnis verstreckt. Durch den in einem Feld kombinierten Streck- und Texturierprozeß können Drallstauorgane 6 und Abzugsgalette 9 entfallen, was wesentlich zu einem vereinfachten Maschinenaufbau beiträgt. Im Anschluß daran läuft das Garn wie nach Fig. 1 über eine Settheizung 10 zur thermischen Nachbehandlung und wird auf Kops 11 auf ge zwirnt.
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Vorteilhafterweise läuft der Faden bei beiden Vorrichtungen ohne Umlenkung oder Rückführung in einer Richtung durch die Maschine. Die Heizschienen können mit elektrischer Energie oder vorzugsweise mit Dampf oder Flüssigkeit beheizt werden. Die Beheizung mit Dampf oder Flüssigkeit hat den Vorteil, daß Fixier- und Settheizschienen direkt gekoppelt werden können, so daß in den beiden Heizungen die gleiche Temperatur herrscht und damit der Regelaufwand zur Gewährleistung der Temperaturkonstanz auf einen Regler beschränkt wird. Um die Temperatur der Flüssigkeitsheizung im weitverzweigten System konstant zu halten, wird der Wärmeträger mittels einer Pumpe mit hoher Geschwindigkeit in den Leitungen umgewälzt. Vorteilhafterweise sind die Heizkörper im Querschnitt so bemessen, daß bei geeigneter Geschwindigkeit Turbulenz des Heizmediums erzeugt wird, um einen optimalen Wärmeübergang zu erzielen. Die Heizschienen zur thermischen Nachbehandlung sind vorzugsweise als Kontaktkörper ausgebildet. Um eine gute Führung des Fadens über die Oberfläche zu ermöglichen, ist die Vorderseite des Heizkörpers leicht nach außen gewölbt und Ober - Unterkante abgerundet. Durch Beschichten, Sandstrahlen oder Beizen kann die Oberfläche der Kontaktheizschienen mit einer Rauhigkeit von R. = 8 bis 40 μ m hergestellt werden, das hat hat den Vorteil, daß bei gutem Wärmeübergang auf den Faden der Reibungswiderstand erheblich verkleinert wird.
Zur Durchführung des Verfahrens eignen sich Garne aus Polyamiden, vorzugsweise aus Polycaprolactam und Polyestern.
Das Garn gemäß Erfindung und seine Herstellung werden durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.
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Beispiel 1
Ein Polyamid-6-Faden -22f3 dtex- (multifil Rohtiter 68,2 dtex) wird im Verhältnis 1:3,1 zwischen Lieferwerk 4 und Streckgalette 5 kalt vorverstreckt, bei einer Warengeschwindigkeit von 500 m/min. Im nachfolgenden Texturierfeld wird er über eine Kontaktheizschiene 7 mit einer Oberflächentemperatur von 170 0C geführt und anschließend in einem Friktionsdrallgeber 8 bei 18 000 Upm texturiert. Die Länge des Heizers beträgt 2 500 mm. Nach der Streckgalette läuft der Faden über die zweite Heizschiene 10, deren Länge 80 mm beträgt, und deren Temperatur ebenfalls auf 1700C eingestellt ist. Anschließend wird er durchgespult und mit der gleichen Spannung auf Kops 11 aufgemacht. Der Endtiter beträgt 22 dtex.
Das so behandelte Garn besitzt eine latente Kräuselung von 81 %, einen Re st schrumpf von 6 %f eine Krause lkontraktionskraft von 9,7 mp/dtex und eine Kräuselbeständigkeit von 60 %.
Beispiel 2
Ein Polyamid-6-Faden -22f5 dtex- (multifil Rohtiter 72,6 dtex) wird zwischen Lieferwerk 4 und Galette 5 im Verhältnis 1:3,30 ve rs treckt. Die Fadengeschwindigkeit nach der Galette beträgt 500 m/min. Gleichzeitig wird der Faden im Streckfeld in einem'Friktionsdrallgeber 8 tordiert und die eingebrachten Drehungen in einer vorgeschalteten Kontaktheizschiene 7 von 2 500 mm Länge einfixiert. Die Drallgeberdrehzahl beträgt
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18 000 min . Die Oberfläche der Fixierheizung hat eine Temperatur von 170 0C. Das so texturierte Garn wird anschließend über die zweite Heizschiene 10 mit einer Länge von 80 mm geführt, sodann durchgespult und auf Kops 11 aufgezwirnt. Die Temperatur der zweiten Heizschiene beträgt ebenfalls 170°C. '■ -
Das so hergestellte Material verfügt über eine latente Kräuselung von 84 %t einen Restschrumpf von 5,5 %t eine Kräuselkontraktionskraft von 8,7 mp/dtex und eine Kräuselbeständigkeit von 62 %.
Aus diesem Garn unter definierten Strickbedingungen hergestellte Strümpfe zeigen eine elastische Dehnbarkeit in Längsrichtung von 101 % und in Querrichtung von 143 %.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, sondern im Rahmen des Erfindungsgegenstandes und im Umfang der beigefügten Ansprüche Abänderungen möglich sind.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    "Verfahren zur Herstellung eines falschdrahttexturierten, hochelastischen, synthetischen Kräuselgarnes mit niedrigem Restschrumpf und latent gebundener Kräuselung durch Verstrecken, Falschdrallen, Hitzefixieren und thermischer Nachbehandlung eines synthetischen Garns hei Garnabzugsgeschwindigkeiten zwischen 400 und 900 m/min, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung während der thermischen Nachbehandlung 6 - 25 % der Fadenspannung während der Hitzefixierung beträgt, die Dauer der thermischen Nachbehandlung 2 bis 5 % der für das Hitzefixieren aufgewendeten Zeit ausmacht und die Temperatur des Garns während der thermischen Nachbehandlung J50 bis 1000C beträgt.
    .2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung während der thermischen Nachbehandlung 20 - 22 % der Fadenspannung während der Hitzefixierung beträgt.
    3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Garns während der thermischen ^aohbehandlung 50 - 70°C beträgt.
    4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der thermischen Nachbehandlung j5 & der für das Hitzefixieren aufgewendeten Zeit ausmacht.
    5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn gleichzeitig in einem Feld gestreckt und texturiert wird ( Simultanverfahren ) ·
    6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn in einem Feld vorverstreckt und anschließend in einem weiteren Feld texturiert wird ( Sukzessivverfahren ).
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    7. Verfahren gemäß Anspruch lf dadurch gekennzeichnet, daß Fixier- und Nachbehandlungsheizung die gleiche Temperatur besitzen, die Werte zwischen l4o und 220°C annehmen kann.
    8. Hochelastisches Kräuselgarn aus synthetischen Endlasfäden, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Restschrumpf von 6 bis 7 %, eine latente Kräuselung von mindestens 80 %, eine Kräuseldehnbarkeit von mindestens 230 %, eine Kräuselbe ständigike it von mindestens 60 % und eine Kräuselkontraktionskraft von 8 bis 10 mp/dtex aufweist.
    9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus Lieferwerk (4) ? Streckgalette (5) , iFixierheizung (7), Friktionsdrallgeber (8), Settheizung (10) und Zwirnspindel "(11) > dadurch gekennzeichnet, daß Fixier- und Settheizung in einem Heizsystem parallel geschaltet sind und sich ihre Längen wie 20:1 bis 40:1 verhalten.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß sich die Längen von Fixier- und Settheizung wie 30:1 verhalten.
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DE19732352517 1973-10-19 1973-10-19 Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines hochelastischen, synthetischen kraeuselgarnes mit niedrigem restschrumpf und latenter kraeuselung Pending DE2352517A1 (de)

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