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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines drehungslosen Garnes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines drehungslosen Garnes aus synthetischen, endlosen Einzelfäden, die an beliebigen Punkten durch Schmelzen verbunden sind, wobei eine Mehrzahl paralleler unverzwirnter Fäden vorwärtsbewegt und mit einem Bindemittel zur Verbindung der Fäden untereinander versehen wird.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Einrichtung zum Vorschub des Garnes in Längsrichtung von einem Garnvorrat aus, einer angetriebenen Streckwalze, einer frei drehbaren Trennwalze, welche in der Nähe der Streckwalze und im Abstand von dieser angeordnet ist, wobei die Achse der Trennwalze unter einem geringen Winkel zur Achse der Streckwalze geneigt ist, sowie mit einer Einrichtung zum Aufwickeln des Garnes.
Als Garn wird vor allem Polyamidfadengarn (Nylongarn) verwendet, um dieses zu entspannen und für den Gebrauch als Kettgarn in der Gewebebindung oder bei der Herstellung von Textilerzeugnissen geeignet zu machen.
Normalerweise verwenden die Hersteller von handgemachten Fadengarnen Zwirner, um den Garnen eine echte Zwirnung zu erteilen, so dass diese von dem Hersteller von Verarbeitungsprodukten und Textilwaren bequem und zweckmässig gehandhabt werden können, ohne dass einzelne Fäden von dem Hauptfadenbündel abgetrennt oder abgesondert werden. Die Zwirnung des Garnes zur Aufrechterhaltung seiner Einheit und zur Vermeidung einer Abtrennung von einzelnen Fäden stellt einen kostspieligen Arbeitsgang dar.
Ausserdem können bei dem derzeitig hohen Ausmass der Fadenproduktion, insbesondere wenn die Fäden ohne eine dazwischenliegende Aufwicklung gesponnen und gestreckt werden, die Garne auf Grund der mechanischen Begrenzungen von beltannten Zwirnerteilungseinrichtungen bei besonders hohen Aufnahmegeschwindigkeiten nicht auf das gewünschte Ausmass gezwirnt werden, sondern müssen mit einer sehr geringen oder gar keiner Zwirnung aufgewickelt werden.
Es wurden bisher verschiedene Arbeitsweisen zur Behandlung von ungezwirnten Fadengarnen vorgeschlagen, so dass sich diese in einer zu gezwirntem Garn ähnlichen Weise verhalten. Vor kurzem wurde ein Verfahren zum Schlagen oder Umspinnen von sich bewegendem oder laufendem Garn (process of whipping running yarn) mit Null oder niedriger Zwirnung in einer begrenzten Zone unter einer bestimmten Spannung beschrieben, wobei eine senkrechte oder rechtwinkelige Beaufschlagung durch einen geringen, sich bei hoher Geschwindigkeit bewegenden Gasstrom erfolgt. Die "Schlagwirkung" oder "Um- spinnwirkung"bewirkt eine Verflechtung oder Verschlingung der Fäden.
Obgleich sich ein derartiges Garn wie ein Garn mit einer beträchtlichen Zwirnung zu Textilwaren verarbeiten lässt, weist das verschlungene Garn sehr unregelmässige Lichtreflexionen auf, da grosse und kleine Gruppen der Fäden unregelmässig miteinander verwachsen und verbunden werden. Diese ungleichförmige Lichtreflexionserscheinung wird als "Aufleuchten oder Flimmern" ("flashes") bezeichnet und ist mit Bezug auf ein gefälliges Aussehen gänzlich unerwünscht. Verschiedene Harze, potentiell harzartige Materialien, Klebe- oder Bindemittel und Schlichten, wurden auf gesponnene Garne oder auf Fadengarne mit einer Zwirnung von Null zur Sicherstellung von zweckmässigen Handhabungseigenschaften ohne irgendeinen wesentlichen Erfolg aufgebracht.
Diese bekannten Bindemittel beeinflussen die Anfärbe- und Griffeigenschaften des Garnes und der daraus hergestellten Tuch- oder Textilware.
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Polyamidfäden und Fäden aus andern synthetischen thermoplastischen Polymerisaten besitzen nach dem Spinnen eine verhältnismässig niedere Zugfestigkeit und eine geringe molekulare Orientierung. Um diese Fäden molekular zu orientieren und dadurch ihre Festigkeit zu erhöhen, werden die Fäden um ein gewünschtes Ausmass gestreckt, indem sie unter Anwendung von Fadenvorschubeinrichtungen, die bei einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen sich betrieben werden, gedehnt wer- den. Die gestreckten Fäden werden während der Streckarbeitsstufe einer beträchtlichen Spannung oder
Beanspruchung unterworfen. Diese Beanspruchung oder Spannung wird grösstenteils in Form einer unmit- telbaren elastischen Erholung freigegeben, wenn die Spannung auf den Fäden zunächst erniedrigt wird.
Die elastische Erholung findet gewöhnlich zwischen der Streckeinrichtung und der Garnaufnahmeeinrichtung statt, wobei die Spannung auf den Fäden an dieser Stelle in dem Streckvorgang signifikant erniedrigt wird. Die elastische Erholung zeigt sich durch eine rasche Abnahme in der Länge der Fäden an ; üblicherweise kann diese Abnahme in der Länge zwischen 4 und 80% der Länge der gestreckten Fäden in Abhängigkeit von den angewendeten Verfahrens-oder Behandlungsbedingungen variieren.
Ausser der Neigung der Fäden zum raschen Zusammenziehen nach erfolgter Streckung besitzen die Fäden eine latente Überbeanspruchung, welche langsam bei Raumtemperatur aufgehoben werden soll.
Zur vollständigen Freigabe oder Lösung dieser Beanspruchung oder Dehnung bei Raumtemperatur können bis zu 24 h erforderlich sein, selbst wenn die Fäden unter geringer oder gar keiner Spannung vorliegen. Es wurde längst festgestellt, dass diese Abgabe oder Aufhebung der latenten Beanspruchung oder Dehnung beschleunigt werden kann, indem man Polyamidfäden und Fäden aus ändern synthetischen thermoplastischen Polymerisaten bei erhöhten Temperaturen entspannt, wodurch eine Schrumpfung in Längsrichtung der Fäden um ein zusätzliches Ausmass herbeigeführt wird. Ein Heissentspannen wurde erreicht, indem man die Fäden unmittelbar nach dem Strecken und vor der Wickelbildung mit Wasserdampf behandelte oder den Fäden in anderer Weise Wärme zuführt.
In unerwünschter Weise wird hiebei eine vollständige Entspannung der Fäden, gewöhnlich mit dem Nachteil der Gewinnung von Fäden von unzweckmässig niedrigem Anfangsmodul, erhalten.
In jüngerer Zeit wurden Verfahren und Vorrichtungen beschrieben, wobei frisch gestreckte Polyamidfäden unter geregelten Bedingungen ohne eine beträchtliche Erniedrigung ihres Anfangsmoduls heiss entspannt werden. Die bekannten Vorrichtungen und Arbeitsweisen für diese Durchführung erfordern kostspielige Abänderungen der bestehenden oder vorhandenen Polyamidstreckvorrichtung und erlauben keine genaue Kontrolle der Fäden während ihrer Heissentspannung, um Fäden mit optimalen physikalischen Eigenschaften zu erzeugen.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass bereits vorgeschlagen wurde, nicht gezwirnte Garne durch einfaches Verbinden paralleler Fäden mit einem Lösungsmittel vorzusehen. Die bekannten Verfahren und die sich daraus ergebenden Garne sind flach oder in Art von Bändern gestaltet. Die Erfindung strebt aber ein Garn an, welches nicht gezwirnt ist und dennoch einen runden Querschnitt analog einem gezwirnten Garn hat.
Zu diesem Zwecke wird ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, bei welchem erfindungsgemäss ungereckte Fäden aus synthetischem thermoplastischem Polymerisat od. dgl. erhitzt und gleichzeitig gestreckt werden, die gestreckten Fäden in an sich bekannter Weise falsch gezwirnt werden, auf die Oberfläche der falsch gezwirnten Fäden wie bekannt ein flüssiges, flüchtiges Lösungsmittel aufgebracht wird und die Fäden beim Entzwirnen zur Verdampfung des Lösungsmittels abermals erhitzt werden.
Die Folge der Kombination dieser Merkmale, einschliesslich des Vorhandenseins einer Falschzwirnung im Garn, wenn das Lösungsmittel vorerst auf die Fäden aufgebracht wurde, und der Entfernung der Verzwirnung zur gleichen Zeit, als die Fäden einer Hitzebehandlung unterzogen werden, um das Lösungsmittel rasch zu verdampfen, ist ein willkürlicher Verbindungseffekt. Das falschverzwirnte Garn hat keine glatte, ebene Oberfläche, hingegen eine hohe Dichte, die ein Eindringen des Lösungsmittels zur Fadenmittelachse verhindert. Die Verzwirnung vermittelt den Fäden erhöhte und vertiefte Stellen an der Oberfläche wie bei jedem hochverzwirnten Garn. Dies hat eine ungleichmässige Anwendung des Lösungsmittels zur Folge.
Die Wirkung des Lösungsmittels ist im weiteren gestört durch die rasche Entfernung der Verzwirnung zum gleichen Zeitpunkt, als die Wirkung des Lösungsmittels infolge der Hitzeanwendung aufgehalten wird.
Ferner ist für die Qualität des sich ergebenden Garnes besonders wichtig, dass ungereckte Fäden als bereits gereckte als Ausgangsmaterial verwendet werden. Bei der Reckung wird das Garn infolge einer auftretenden Reibung auf der Oberfläche, über welche es sich bewegt, erhitzt. Diese Hitze wird bis zu einem gewissen Grad durch die Zone zurückgehalten, in der die Fäden erstmalig mit dem Lösungsmittel
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zur Verbindung der Fäden in Berührung gebracht wurden. Da eine zurückgehaltene Hitze vorhanden ist, werden die Fäden in kürzerer Zeit verbunden. Falls von gereckten Garnen zur Erzielung der gleichen Verbindungsfestigkeit ausgegangen wird, ist es notwendig, die Wirkung des Lösungsmittels entweder durch Verwendung einer höheren Temperatur oder durch eine längere Verbindungszeit zu erhöhen.
Mit diesen härteren Verbindungsbedingungen erhält das sich ergebende Garn eine Texturierung, die im Verhältnis zu dem gemäss der Erfindung erzeugten Garn ein wesentlich schlechteres Gefühl vermittelt.
Das Recken der Fäden beeinflusst jedoch ihr Verhalten bezüglich einer Färbung während eines all- fälligen Färbens eines Gewebes, welches aus ungezwimten runden Garnen gemäss der Erfindung hergestellt wurde. Eine gleichmässige Färbung kann am besten durch Verwendung eines Garnes erzielt werden, das entspannt wurde, aber einen hohen Anfangsmodul zurückbehält. Das Merkmal der Entspannung, welches zur Herabsetzung der Rückbildungskräfte im Garn Anlass gibt, ist erforderlich, um im Endeffekt Farbunregelmässigkeiten zu verhindern, die durch ungleichmässige Rückbildung in dem durch den Fadenerzeuger dem Käufer gesandten Paket bedingt sind. Eine zweite grössere Quelle der Farbungleichmässigkeit ergibt sich dadurch, dass der Käufer das paketierte Garn nimmt und es auf Einschussspulen für Weboperationen gibt.
Wenn der Ursprungsmodul zu gering ist, wird das Aufspulen zur Folge haben, dass das Garn in der Packung ungleichmässig gespannt sein wird. Diese ungleichmässige Spannung und jede ungleichmässige Zurückbildung des Garnes in der an die Käufer gesandten Packung resultiert in einer ungleichmässigen Färbung im gewebten Zeug. Dieser Effekt wird allgemein als Auftreten von Querlaufen bezeichnet.
Gemäss der Erfindung wird vorerst ein ungerecktes Garn gereckt, worauf die Bindung durch das Lösungsmittel und der Schritt der Entspannung gleichzeitig auftreten. Das Entspannen und das Verbinden durch das Lösungsmittel werden in einem Verfahrensschritt durchgeführt, wodurch eine Herabsetzung der Anzahl der erforderlichen Schritte erzielt wird. Ferner ist die Apparatur weniger kompliziert als Einrichtungen, die zur Anwendung kommen müssten, wenn die Schritte getrennt ausgeführt würden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, dass die Fäden während der Streckung auf 150 bis
1900C erhitzt werden, dass die gestreckten Fäden eine Falschzwirnung im Ausmass von 1 bis 8 Drehungen pro cm erhalten und vor dem Aufbringen des Lösungsmittels entspannt werden, worauf die Fäden im entspannten Zustand während des Entzwirnungsvorganges auf 150 bis 190 C erhitzt werden.
Die innere Reibung während des Zusammenziehens oder der Querschnittsverringerung der Fäden beim Strecken plus die Oberflächenreibung zwischen einem Streckstift und dem Garn bei den gewöhnlich zur Anwendung gelangenden Geschwindigkeiten sind ausreichend, um die Temperatur des Garnes bis zu diesem Bereich zu erhöhen. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten, wobei die Reibungswärme ungenügend sein kann, kann der Streck- oder Ziehstift positiv erhitzt werden, beispielsweise indem innerhalb des Streckstiftes ein elektrisches Widerstandselement vorgesehen wird. Während des Streckens sind die Fäden einer hohen Spannung unterworfen. Bei der nächsten Arbeitsstufe des Verfahrens gemäss der Erfindung wird das Garn auf etwa 40 bis 1450C gekühlt und die Spannung an dem Garn verringert.
Dies kann durch Mehrfachwicklungen des Garnes um eine angetriebene Streckwalze und eine Trennwalze erreicht werden. Drei, vier oder mehr Wicklungen sind ausreichend, um genügendes Ergreifen des Garnes während des Streckens und eine ausreichende Abnahme der Spannung vorzusehen. Wie bekannt, nimmt die Spannung auf dem Garn ab, wenn die Anzahl der Wicklungen zunimmt. Durch die Bewegung oder Weiterführung des Garnes durch die Umgebungsluft und in Berührung mit der Streckwalze und der Trennwalze wird Wärme aus dem gestreckten Garn fortgeführt oder abgeleitet, so dass das Garn auf die erforderliche Temperatur gekühlt wird.
Den Fäden wird ein Drehmoment erteilt, um dem Garn eine schwache Falschzwirnung zu geben.
Wie vorstehend angegeben, beträgt das Ausmass der Zwirnung lediglich 1 bis 8 Drehungen je cm. Während das Garn diese Zwirnung aufweist, wird ein flüssiges, flüchtiges Lösungsmittel in geringer Menge aufgebracht. Gewöhnlich sind etwa 0,2 bis 5, Wo Lösungsmittel ausreichend, um eine genügende Integralität oder Ganzheit oder Zusammenhaftung der Fäden zu bewirken, obgleich grössere oder geringere Mengen Lösungsmittel in Abhängigkeit von der Art des Garnes, der Art des Lösungsmittels, dem Grad an erwünschter Haftung od. dgl. angewendet werden können.
Anschliessend wird das Garn zurückgedreht und rasch auf etwa 150 bis 1900C zur Trocknung des Garnes und zur Desaktivierung der Einwirkung des Lösungsmittels erhitzt, wobei das Garn unter verringerter Spannung, welche seine Entspannung erlaubt, vorliegt. Das Erhitzen wird dadurch erreicht, dass man das Garn in Berührung mit einer erhitzten Oberfläche, die eine der Geschwindigkeit des Garnes im wesentlichen gleiche Umfangsgeschwindigkeit besitzt, führt. Die Dauer, während welcher das Garn durch die Oberfläche erhitzt wird, beträgt etwa 0, 001 bis 0, 4 sec, vorzugsweise zwischen 0, 001 und
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0,05 sec.
Das Garn wird auf einem achterförmigen Weg fortbewegt, wobei das Erhitzen des Garnes mit- tels der erhitzten Oberfläche auf die Temperatur von etwa 150 bis 1900C auf der Innenseite der Schlau- fe des achterförmigen Weges ausgeführt wird, auf welcher sich das Garn in entgegengesetzter Richtung zu der von dem Garn um die Walzen genommenen Richtung bewegt.
Dann wird das Garn rasch auf etwa 40 bis 130 C gekühlt. Das Kühlen des Garnes wird vorzugsweise bewirkt, wenn es sich in der Schlaufe des achterförmigen Weges bewegt, wobei sich das Garn in gleicher Richtung wie die von dem Garn um die Streckwalze und die Trennwalze genommene Wegrichtung bewegt.
Bei der nächsten Stufe des Verfahrens gemäss der Erfindung wird das Garn erneut rasch auf etwa 150 bis 1900C erhitzt. Dies wird dadurch erreicht, dass man das Garn erneut in Berührung mit der gleichen oder einer verschiedenen, sich bewegenden erhitzten Oberfläche führt. Die Zeit, während welcher das Garn durch die Oberfläche erhitzt wird, beträgt etwa 0,001 bis 0, 4 sec, vorzugsweise 0, 001 bis 0, 05 sec. Vorzugsweise wird das Garn schleifenförmig zurückgeführt, so dass sein Erhitzen wieder auf der Innenseite der Schleife eines achterförmigen Weges bewirkt wird, wobei sich das Garn in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen, welche von dem Garn um die Streckwalze und Trennwalze genommen wurde, bewegt.
Schliesslich wird das Garn gekühlt, während es unter einer Spannung von etwa 0,02 bis 0,2 g je den ist Die Wärme kann an die Umgebungsluft und an die Walzen abgegeben werden. Danach wird das Garn in gebräuchlicher Weise in Winkelform unter einer Spannung von etwa 0, 05 bis 0,4 g je den bei einer Geschwindigkeit, welche etwa 4 bis 121o niedriger als die Geschwindigkeit des Garnes unmittelbar nach seiner Streckung ist, aufgenommen. Das Garn kann auf eine Spule od. dgl. aufgewickelt werden. Vor der Aufnahme kann eine Appretur oder ein Schlichtemittel, Schmiermittel oder ein ähnliches Ausrüstungsmittel auf das Garn zur Verbesserung seiner Handhabungseigenschaften aufgebracht werden.
Das Garn kann, selbst, obwohl es keine Zwirnung aufweist, in der Kette oder im Schuss von gewebten Textilwaren in entsprechender Weise wie ein ähnliches Garn mit einer beachtlichen Zwirnung zur Anwendung gelangen.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, welche gekennzeichnet ist durch eine zweite, frei drehbare Trennwalze, welche nahe der Streckwalze angebracht ist und eine Heizeinrichtung aufweist, durch einen Flansch an der Trennwalze, gegen welchen das von der Streckwalze unter einem Winkel zu der erhitzten Trennwalze kommende Garn unter Drallerteilung anläuft, Falschdrall zu erteilen, sowie eine an sich bekannte Einrichtung zum Aufbringen des Lösungsmittels auf das Garn, welche im Gamweg zwischen der Trennwalze und der Streckwalze angebracht ist.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt in schematischer Darstellung eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäss der Erfindung, wobei die Hauptteile in ihrer Stellung eine Garnführungsanordnung unter Anwendung einer Ausführungsform gemäss der Erfindung erläutern.
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^ ,allelen, nicht vollständig orientierten Fäden besteht, wird von einer Garnquelle oder einem Garnvorrat zugeführt. Diese Garnquelle kann z. B. ein vorhergehend von einer gebräuchlichen Fadenspinnvorrichtung abgenommener Wickel sein. Die gezeigte Vorrichtung kann auch mühelos zur Behandlung von endlosem Fadengarn, welches unmittelbar aus der Spinnvorrichtung ohne eine dazwischenliegende Aufnahme zugeführt wird, verwendet werden.
Das Garn wird zu einer drehbar angeordneten Fadenvorschubeinrichtung geführt, welche ein Paar von Zufuhrwalzen --2-- umfasst, von denen wenigstens eine zwangsläufig oder positiv angetrieben wird. Die Walzen stehen miteinander in Berührung, um das Garn ausreichend festzufassen oder zu klemmen und einen Schlupf des Garnes hiedurch zu verhindern. Das Garn wird um einen Streck-oder Ziehstift --3-oder eine ähnliche Garnbremseinrichtung herumgeführt. Der Stift ist vorzugsweise in einer nicht-drehbaren Weise angebracht und besitzt eine glatte Garnberührungs- oberfläche, welche aus einem eine hohe Beständigkeit gegenüber Abnutzung aufweisenden Material hergestellt ist.
Wie vorstehend angegeben, kann der Stift erforderlichenfalls zur Steigerung der Garntemperatur auf die erwünschte Temperatur erhitzt werden, obgleich normalerweise eine positive Aufheizung des Stiftes nicht notwendig ist.
Nachdem das Garn-l-um den Stift-3-in gewünschter Anzahl mehrmals herumgeführt worden ist, wird es um eine drehbar angebrachte Streckwalze --4-- und eine dieser zugeordnete Trennwalze --5--, die frei drehbar angebracht ist, herumgeführt. Die Walze --4-- wird positiv mit einer solchen Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, dass dem Garn eine vorbestimmte Streckung zwischen
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eine Vorbewegung des Garnes in Längsrichtung von der Innenseite zur Aussenseite der Walze erlauben und eine Überlagerung der Wicklungen verhüten. Diese Anzahl von Wicklungen schafft normalerweise eine ausreichende Reibung, so dass das Garn in gewünschter Weise ohne Garnschlupf gestreckt wird.
Nachdem das Garn den Stift --3-- verlassen hat, besitzt es eine erhöhte Temperatur und befindet sich unter einer hohen Spannung, die vom Endtiter des Garnes und seiner Dehnung abhängt. Während der Weiterführung des Garnes entlang der Walzen"-'4 und 5--wird es gekühlt ; die Spannung auf dem Garn
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dium im Inneren der Walze oder durch Anwendung einer Hochfrequenzbeheizung. Nach Bildung der Wicklungen um die Walzen-4 und 5-wird das Garn unter einem Winkel von den Wicklungen auf einem achterförmigen Weg in einer umgekehrten Wicklung um die Walzen""4 und 7"" fortgeführt.
Auf dem gewundenen Weg reibt das Garn am Flansch-6-, welcherauf dieses eine Kraft in Richtung des Umfanges in der Weise erteilt, dass es einen geringen Falschdrall oder eine schwache Falschzwir- nung, die zur Walze --4-- zurückläuft, erhält. Im gezwirnten Zustand wird ein flüssiges, flüchtiges Lösungsmittel auf das Garn, während es über die Oberfläche eines Dochtmaterials-8-streicht, aufgebracht. Das Lösungsmittel wird hiebei durch eine Leitung-9-von einer zweckmässigen (nicht gezeigten) Quelle zugeführt. Üblicherweise wird das Lösungsmittel in solchen Mengen abgegeben, um seine gleichförmige Auftragung auf das Garn sicherzustellen.
Während das Garn schleifenförmig um die Walzen-4 und 7-zurückgeführt wird, gelangt es in Berührung mit der erhitzten, sich bewegenden Oberfläche der Walze-7-, wobei das Garn sich in einer zu derjenigen von dem Garn bei seinen Wicklungen um die Walzen-4 und 5-genommenen Richtung entgegengesetzten Richtung bewegt. Während seiner Berührung mit der Walze -"7". " wird die Temperatur des Garnes erhöht, das Garn zurückgedreht und getrocknet, um das Lösungsmittel zu verteilen.
Das Garn wird erneut gekühlt. Dies wird dadurch erreicht, dass man den achterförmigen Weg des Garnes um die Walze-4-schliesst, wobei die Wärme an die Umgebungsluft und an die Walze abgegeben wird. Das Garn wird wieder schleifenförmig zurückgeführt und in Berührung mit der Walze-7- zur Wiederaufheizung des Garnes bewegt. Ein drittes Erhitzen unter Berührung mit der Walze --7¯- und ein dazwischenliegendes Abkühlen des Garnes sind vorteilhaft, um eine bessere Entspannung und Verteilung des Lösungsmittels zu gewährleisten.
Das Garn wird dann zu einer Aufnahmeeinrichtung vorbewegt. Zwischen der Walze "0"7"" und der Aufnahmeeinrichtung wird das Garn gekühlt. Die Walze --10-- dient als zweckmässige und bequeme Führung für das sich zu der Aufnahmevorrichtung bewegende Garn. Eine derartige Einrichtung ist eine
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Garnweg zwischen dem Stift-3-und der Walze-4-erfolgt, erlaubt. Garnvorschubwalzen können in den Garnweg nach der Walze "-10-- und vor der Stelle, bei welcher das Garn aufgenommen wird, eingesetzt werden, um eine bessere Regelung der Spannungsbedingungen zu ergeben.
Wie dargestellt, kann nach der Behandlung und vor der Aufnahme des Garnes eine Ausrüstung oder ein Schlichtemittel, ein Schmiermittel oder ein ähnliches Mittel auf das Garn zur Verbesserung seiner Handhabungseigenschaften aufgebracht werden. Dies kann dadurch ausgeführt werden, dass man eine Auftragseinrichtung-14-mit Docht mit einem Ausrüstungsmittel, das durch eine Leitung "-15-- aus einer geeigneten, nicht gezeigten Quelle zugeführt wird, vorsieht. Zur Erzielung von optimalen Ergebnissen ist vor der Behandlung lediglich eine geringe Menge eines Ausrüstungsmittels oder ähnlichen Mittels auf dem Garn vorhanden. Es zeigte sich, dass eine überschüssige Menge derartiger Mittel auf dem Garn vor der Behandlung nachteilig die Wirksamkeit des Lösungsmittels stören kann.
Umgekehrt kann das Lösungsmittel die von solchen Mitteln erwünschte Wirkung zerstören, wenn das Lösungsmittel danach aufgebracht wird.
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Natürlich können Spannungssteuermechanismen oder-einrichtungen, welche auf Schwankungen in der Garnspannung ansprechen, zur Anwendung gelangen, um zweckmässig die Geschwindigkeit der Garnvorschubeinrichtungen zur Schaffung einer besseren Kontrolle des der Verarbeitung oder Behandlung unterliegenden Garnes zu ändern.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist auf eine grosse Vielzahl von synthetischen endlosen Fadengarnen anwendbar. Das Garn ist aus thermoplastischen, faserbildenden Harzen hergestellt und kann durch Strecken gedehnt werden und zeigt dann eine erhöhte molekulare Orientierung in Richtung seiner Achse. Das Garn kann aus diesen Harzen nach bekannten Arbeitsweisen, einschliesslich Schmelzextrudieren oder Ausstossen oder Ausspritzen aus der Schmelze, Nassspinnen und Trockenspinnen, hergestellt sein. Beispiele für faserbildende, synthetische Polymerisate sind unter anderem Polyäthylen, Polypropylen, Polyurethane, Mischpolymerisate von Vinylacetat und Vinylchlorid, die Mischpolymerisate von Vinylidenchlorid und einer geringeren Menge von damit mischpolymerisierbaren, monoolefinischen Verbindungen, z. B.
Vinylchlorid, Homopolymerisate von Acrylnitril, Mischpolymerisate von Acrylnitril und einer geringeren Menge von wenigstens einer monoolefinischen, damit mischpolymerisierbaren Verbindung, und Polymerisatgemische, welche polymerisiertes Acrylnitril in überwiegendem Anteil enthalten, Mischpolymerisate von Vinylchlorid und Acrylnitril, lineare Polyester von aromatischen Dicar-
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polymerisate, z. B. 6/66, 6/610/66, 66/610 od. dgl.
Fäden mit einem normalen Querschnitt, welche beispielsweise unter Anwendung einer Spinnöffnung von runder Form während der Fadenbildung erhalten wurden, können behandelt werden. Jedoch können multilobale Garne oder Garne mit mehrlappigem Querschnitt und Garne mit einem axialen Durchgang in gleicher Weise gemäss dem Verfahren der Erfindung behandelt werden.
Garn mit etwas Zwimung kann verarbeitet oder behandelt werden. Vorzugsweise wird jedoch von einem Ausgangsgarn mit Null Zwimung ausgegangen, da ein Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung darin besteht, dass die Notwendigkeit oder der Bedarf einer Zwirnung, um das Garn zu Geweben behandelbar oder verarbeitungsfähig zu machen, vermieden wird. Aus wirtschaftlichen Überlegungen wird eine Zwirnung in dem zu behandelnden Garn vermieden. Der Titer des Garns und die Titer der einzelnen Fäden können variieren, wobei gebräuchliche Titerwerte von handelsüblichen Garnen völlig geeignet sind.
Die flüchtigen Lösungsmittel sind in der Weise wirksam, als sie das Garn erweichen und es bei der angewendeten Temperatur haftfähig machen. Die Lösungsmittel können aus einer aktiven, normalerweise bei Raumtemperatur festen Substanz bestehen, welche jedoch in einem inerten flüchtigen Verdünnungsmittel unter Bildung einer einzigen Flüssigkeitsphase leicht löslich ist. Beim Erhitzen des Garnes, welches das Lösungsmittel enthält, wird das Verdünnungsmittel abdestilliert und die Wirkung der aktiven Substanz wird abgeleitet oder zerstreut. Besondere Lösungsmittel werden mit Bezug auf die Art der zu behandelnden Garne ausgewählt.
Für die Behandlung von Polyamidgarnen erwiesen sich Lösungen von Polyoxybenzolen als wirksame flüchtige Lösungsmittel. Dihydroxybenzolverbindungen, welche als aktive Substanz in den Lösungsmitteln zur Anwendung gelangen können, umfassen Resorcin, Hydrochinon und Brenzkatechin. Ein Trihy- droxybenzol ist beispielsweise Pyrogallol. Die Polyhydroxybenzole sind nicht auf die vorstehend genannten besonderen Verbindungen beschränkt, da auch ihre Derivate zur Bewirkung der Zusammenhaftung und zur Stabilisierung des Garnes zur Anwendung gelangen können. Das bevorzugte Verfahren umfasst die Auflösung der Verbindungen in einem geeigneten inerten Verdünnungsmittel.
Dihydroxybenzole und Trihydroxybenzole sind in Wasser, gewöhnlichen Alkoholen (Methanol, Äthanol od. dgl.) und gewöhnlichen Äthern (Dimethyläther, Diäthyläther od. dgl.) leicht löslich. Es wurde festgestellt, dass ein bevorzugtes Verfahren die Auflösung einer vorbestimmten Menge der Benzolverbindung in Wasser oder Methanol umfasst. Eine wässerige oder methanolische Lösung mit einem Gehalt an etwa 5 bis 8rP/o Dihydroxybenzol oder Trihydroxybenzol, bezogen auf Gewicht, führt zu guten Ergebnissen. Die bevorzugte Konzentration beträgt 30 bis 40 Gel.-%. Die Konzentration der aktiven Substanz in dem flüchtigen Lösungsmittel hängt von vielen Faktoren ab, z.
B. den Eigenschaften der besonderen, zur Anwendung gelangenden Substanz, der auf das Polyamidgarn aufgebrachten Flüssigkeitsmenge, der polymeren Struktur der Garne od. dgl.
Ein anderes wirksames, flüchtiges Lösungsmittel für die Verwendung bei der Behandlung von Polyamidgarnen ist geschmolzenes Chloralhydrat oder eine Lösung davon. Chloralhydrat ist ebenfalls in
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Wasser, gewöhnlichen Alkoholen (Methanol, Äthanol od. dgl.) und gewöhnlichen Äthern (Dimethyl- äther, Diäthyläther usw.) leicht löslich. Eine bevorzugte Arbeitsweise umfasst die Auflösung einer vor- bestimmten Menge an Chloralhydrat in Wasser oder Methanol. Eine wässerige oder methanolische Lösung
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Für die Behandlung von Acrylfadengarnen (Garnen, welche aus Acrylnitrilpolymerisaten hergestellt sind), sind Lösungen von aliphatischen, cyclischen Carbonaten wirksame flüchtige Lösungsmittel. Diese Carbonate können cyclische Carbonate von aliphatischen, zweiwertigen 1, 2-, 2, 3- oder 1, 3-Alkoho- len sein. Derartige aliphatische, cyclische Carbonate umfassen Äthylencarbonat, Propylencarbonat, Trimethylencarbonat, 1, 2-Butylencarbonat, 1, 3-Butylencarbonat, 2, 3-Butylencarbonat, Isobutylencarbonat oder Mischungen davon. Unter diesen Carbonaten ist insbesondere Äthylencarbonat brauchbar. Eine wässerige Lösung mit einem Gehalt von 5 bis 80% an aliphatischem, cyclischem Carbonat, bezogen auf Gewicht, ergibt gute Ergebnisse.
Die bevorzugte Konzentration an aliphatischem, cyclischem Carbonat beträgt 40 bis 60 Gel.-%.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert.
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aus 34 Fäden gebildet war, wurde axial aus einer Spinnspule entfernt und mittels eines Paares von Zuführungswalzen, wie in der Zeichnung dargestellt, vorbewegt. Das Garn wurde zweimal um den Streck- stift --3-- und dann viermal um die Streckwalze-4-und die Trennwalze-S"-gewickelt. Das angewendete Streckverhältnis betrug 2,7 und die Umfangsgeschwindigkeit der Streckwalze betrug etwa 731 m je Minute. Das Garn wurde dann um die erhitzte Walze ""7"" gewickelt und unter einem Winkel über den Flansch-6-gebracht, welcher ihm einen Falschdrall von etwa 4 Zwirnungen je cm mit der zur Walze - 4- rücklaufenden Zwirnung erteilte.
Im gezwirnten Zustand wurde eine wässerige Lösung von Chloralhydrat mittels eines Dochtmaterials auf das Garn aufgebracht. Das Chloralhydrat war
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pierkern ohne Zwirnung oder Verdrehung des Garnes aufgewickelt. Die Aufwickelgeschwindigkeit betrug 662 m je Minute. Die Spannung an dem Garn während des Aufwickelns betrug 10 g. Eine geringe Menge von Ausrüstungsmittel oder Textilschlichte wurde auf das Garn aufgebracht, während es über den Docht-14-geführt wurde.
Das sich ergebende Garn besass ausgezeichnete physikalische Eigenschaften, eine Restschrumpfung in siedendem Wasser von 6, 8% und einen Anfangsmodul von 26 g/den. Die Schrumpfung war gleichförmig im gesamten Wickel. Der Papierkem, auf welchen das Garn aufgewickelt wurde, brach nicht zusammen, während die gleiche Kernart zusammenbrach und nicht von der Aufwickelungshaspel oder - Spindel ohne Zerstörung des Wickels entfernt werden konnte, wenn das gleiche Garn, das durch gebräuchliches Kaltstrecken gestreckt worden war, darauf aufgewickelt wurde. Das Garn wurde als Kette bei der Herstellung von Polyamidtaft verwendet. Die Kette wurde in gebräuchlicher Weise hergestellt und geschlichtet. Der Schuss wurde aus ungezwirnten Polyamidfäden, welche nicht nach dem Verfahren gemäss der Erfindung behandelt worden waren, gebildet.
Eine gute Zusammenhaftung oder ein guter Zusammenhalt des Kettengarnes wurde während des Webens des Stoffes oder Gewebes aufrechterhalten.
Das Produkt wurde gleichförmig gefärbt. Das Garn besass einen runden Querschnitt und war nicht ausgesprechen flach, wie dies von der Überleitung über eine Oberfläche in Gegenwart eines Lösungsmittels zu erwarten wäre. Die Fäden des Garnes waren an beliebigen Punkten mit benachbarten Fäden verbunden und wurden im wesentlichen in paralleler Anordnung beibehalten.
Zur Bestimmung der Restgarnschrumpfung wurde eine Garnprobe oder ein Garnmuster in kochendes Wasser für 60 min eingebracht und dann zum Trocknen während 24 h aufgehängt. Die prozentuelle Schrumpfung bezeichnet die anfängliche Länge des Garnes minus der Länge desselben nach dem Kochen, dividiert durch die anfängliche Garnlänge mal 100.
Der Anfangsmodul ist als das Verhältnis der Änderung von Spannung zu Beanspruchung bzw. Dehnung im ersten linearen Teil einer Spannungs-Dehnungs-Kurve definiert. Das Verhältnis wird aus der Spannung, ausgedrückt in Kraft pro Einheit der linearen Dichte, und der Beanspruchung oder Verformung, ausgedrückt als prozentuelle Dehnung, berechnet. Da die Verformung oder Beanspruchung in
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Angaben einer Dehnung ausgedrückt wird, entspricht der Modul dem 100fachen des Quotienten (Spannung/Dehnung). Der Modul wird bei einer Dehnung von 1, 5'%, bezogen auf die Neigung der Kurve bei diesem Prozentsatz, bestimmt.
Der Modul wird aus den Spannungskurven des Garnes, welche mittels eines Instron-Spannungsmessers gemessen werden, erhalten, wobei im Betrieb dieses Prüfgerät das Garn bei einem konstanten Dehnungsausmass streckt. Aus der Spannungs-Verformungs-Kurve wird die Spannung graphisch bei einer Dehnung von 1, 50/0 auf dem anfänglichen linearen Teil der Spannungs-Dehnungs-Kurve bestimmt. Der Modul wird aus dem 100fachen dieses Wertes, dividiert durch den Titer der Garnprobe, berechnet.
Beispiel 2 : Das vorstehend beschriebene Verfahren wurde mit der Abänderung wiederholt, dass eine wässerige Lösung mit einem Gehalt an 50 Gel.-% Resorcin an Stelle von Chloralhydrat verwendet wurde. Das Polyamidgarn (Polykondensationsprodukt von Adipinsäure und Hexamethylendiamin ; Nylon-66) enthielt etwa 1 Gel.-% der Lösung. Es zeigte sich, dass das Garn entspannt war, d. h. es war gegen ein Zusammenziehen in Längsrichtung stabilisiert, besass einen hohen Anfangsmodul und eine geringe Schrumpfung ; das Garn zeigte eine ausreichende Zusammenhaftung, so dass es als Kette beim Weben von Taft verwendet werden konnte, ohne dass die Nachteile vorhanden waren, welche normalerweise bei gleicher Verwendung von unbehandeltem Garn mit einer Zwirnung von Null auftreten.
Entsprechend gute Ergebnisse werden erhalten, wenn eine methanolische Lösung von 65, f1'/0 Resorcin, eine äthanolische Lösung von 29,9 Gew.-% Hydrochinon, eine methanolische Lösung von 26,4 Gew.-% Hydrochinon, eine gesättigte wässerige Lösung von Resorcin, eine gesättigte methanolsche Lösung von Pyrogallol od. ähnl. bei der Behandlung von ungestreckten, ungezwirnten Polyamidfä- den verwendet werden. In jedem Fall wird das Garn entspannt und tür den Gebrauch als Kett- oder Schussgam bei Geweben geeignet gemacht. Andere Polyamidgame, beispielsweise Nylon-6, können mit gleichen Ergebnissen behandelt werden.
Ausserdem kann ein Acrylfadengam ohne Zwirnung durch Aufbringen einer wässerigen Lösung von Äthylencarbonat od. dgl. behandelt werden. Das Garn wird entspannt, wobei die Fäden bei beliebigen Punkten aneinander haften.
Die Erfindung gewährt zahlreiche Vorteile. Beispielsweise kann ein Fadengarn gestreckt und entspannt werden und ebenso in einem zweckmässigen Arbeitsgang zusammenhaftend gemacht werden. Das Garn ist gegenüber einem in Längsrichtung erfolgenden Zusammenziehen stabilisiert, so dass die billigen, entfernbaren Papieraufwicklungskerne von den Fadenherstellern beim Versand des Garnes an den Verbraucher verwendet werden können. Das Garn kann in Form eines konisch zulaufenden oder sich verjüngenden Wickels mit einem beträchtlich verringerten Auftreten von Querlaufen bei konischen Kötzern oder Schussspulen aufgewickelt werden.
Die Fäden des Garnes werden in einer im wesentlichen parallelen Anordnung beibehalten, wobei jedoch das Garn einen Einfadencharakter aufweist, wodurch es bei der Herstellung von Geweben in Form eines zusammenhaftenden einheitlichen Stranges verwendet werden kann. Das Garn ist nicht übermässig flach wie ein Band, sondern zeigt in Querrichtung eine Rundform. Garne können bei hohen Geschwindigkeiten verarbeitet werden, und bestehende Garnverarbeitungsmaschinen können bei niedrigen Kosten abgeändert werden, um die Merkmale der neuen Vorrichtung gemäss der Erfindung aufzunehmen. Eine Kette von diesen Garnen kann in bequemer und zweckmässiger Weise gemäss gebräuchlichen Verfahren geschlitzt bzw. aufgespaltet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines drehungslosen Garnes aus synthetischen, endlosen Einzelfäden, die an beliebigen Punkten durch Schmelzen verbunden sind, wobei eine Mehrzahl paralleler unverzwirnter Fäden vorwärtsbewegt und mit einem Bindemittel zur Verbindung der Fäden untereinander versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ungereckte Fäden aus synthetischem thermoplastischem Polymerisat od. dgl. erhitzt und gleichzeitig gestreckt werden, dass die gestreckten Fäden in an sich bekannter Weise falsch gezwirnt werden, dass auf die Oberfläche der falsch gezwirnten Fäden wie bekannt ein flüssiges, flüchtiges Lösungsmittel aufgebracht wird und dass die Fäden beim Entzwirnen zur Verdampfung des Lösungsmittels abermals erhitzt werden.