DE1435640A1 - Verfahren zum Verringern der Dehnbarkeit von voluminoesem Garn - Google Patents

Description

Verfahren zum Verringern der Dehnbarkeit* von voluainösem Garn

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Fadenbündel^ wie Samen oder Fäden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf voluminöse' Garne, die sich aus einzelnen gekräuselten Fäden zusammensetzen, und die Behandlung eoloher Garne zwecks Verbesserung ihrer physikalischen Eigencchaften.

Kunstfasern werden normalerweioe am leichtesten in Form von Garnen erzeugt, die aus endlosen Fäden bestehen. Diese endlo- aen Garne sind sehr fest, weil sie keine losen Enden aufweisen, die die Spannungen, denen die Garne ausgesetzt werden, nicht übertragen könnten. Infolge ihrer äueeersten Glelohaila-

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sigkoit und ihreβ Mangels an Unstetigkeit sind jedooh die Üblichen Garne aue endlosen Fäden viel dichter al· Garne aus Stapelfasern. Andererseits ist die Herstellung von Garnen au· 'Stapelfasern e·itraubend und erfordert eine vtrwiokelt· Reihe von Arbeitsvorgängen* da die Fasern gekräuselt, dann «u eines langgestreckten Bündel ausgerichtet werden »Üseen. und das Bündel nacheinander auf immer kleinere Durchmesser ver8treckt werden muss. Immerhin werden diese diskontinuierlichen fasern durch den eich dann ansohlieseenden Spinnvorgang, bei den eine hochgradige Drehung erfolgt/ schlieselich in Form eines susan-. . menhängenden Garns mit beträchtlich erhöhter Voluminosität aneinander gebunden. Die eingeschlossenen Lufträume verleihen dem Garn Leichtigkeit, Deokkraft und wärmespendende Pülligkeit, d.h. Eigenschaften, die eich bei Garnen aus endlosen Faden nioht leicht erzielen laaaen. Um Stapelfasern su erhalten, die eich in den üblichen Voll- und Bauowollepinn'anlagen verarbeiten lassen, war es daher üblich, aus endlosen Fäden bestehendes Garn, wie Cellulosekunetseid», Acetatseide, Polyaoidkunstseide und Polyaoryl- sowie Pulyoeterffteern, suo Spinnen in kurze Stapellängen su eeraohneidon.

Die Entwicklung in der Textilindustrie hat wertvolle Wege sur Verbesaerung der Voluainoaität und Deckkraft sowie der der Erholung cugängliehen Längedehnung von aue endlosen Päden bestehenden Garn%n aufgezeigt, die da« bekannte Verspinnen von Sta-

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pelfasera veraeiden. Sin bekanntes Verfahren »ur Heratellung ▼on Stretohgarn besteht aus den Verfahrenestufen des Zwirnens, des Heieefixierens und des ansohlieesenden Zurüokdrehena auf eine niedrige Bndverdrehung. Ein anderes Garn von verbesserter VoluBinosität wird technisch durch Zwirnen, Heiaefixieren und Zurückdrehen am laufenden Faden mit Hilfe einer FaIeOh* drehvorrichtung hergestellt. Dieses !Endprodukt kann durch Heißeentspannung weiter in seiner Fälligkeit und seines Griff Λ verbessert werden. Voluninöses Garn wird ferner nach der bekannten ßtauchkamaermethode hergestellt, bei der das Garn in zueaoBengedrücktea Zustande in einer Stauohkaaner zwecks Wäraefixierung ait Vasserdaapf behandelt wird. Ein gekräueeltes Garn erhält aan, Indem man das laufende Garn zwischen ineinander eingreifenden Zahnrädern hindurohführt. Ein anderes voluminöses Garn wird hergestellt, indes aan ein Garn aus endlosen Fäden über eine erhitzt· Klinge laufen lässt. Haoh neueren Methoden werden Garne aus endlosen Fäden gekräuselt, indem,sie la plaetif!vierten Zustande der Wirkung eines turbulenten Stroaes eines Strumungsaittele auegesetit und die Fäden dann la gekräuselten Zustande fixiert werden*

Die oben beschriebenen bekannten Garne sind nioht nur in entspanntem Zustande voluainöe, sondern auch recht dehnbar, wenn sie geringen Belastungen ausgesetzt werden. Obwohl eine hochgradig« Dehnbarkeit bei der Herstellung von sogenannten

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Stretchgeweben von beträchtlichen! Vorteil ist, wird für die Herstellung von anderen Textilereeugnia.sen, wie festen Flaohgeweben, schwerer Kettenware und Tuftingteppiohsn, ein niedriger Grad von Dehnbarkeit verlangt. Im letzteren Falle lassen sich nicht nur die äuseerst stark voluminösen Garn® sehr· schwer au Fertigerzeugnissen verarbeiten, sondern die Fertigwaren können auch vielfach an Güte und Gleicbisässigkeit cu wünschen übriglassen. Man hatte bereits erkannt, dass das Verhalten dieser stark gekräuselten Garne für solche Zwecke sich bedeutend verbessern lässt, wenn die Dehnbarkeit verringert, gleichzeitig aber die Voliuainosität aufrechterhalten wird* Ein bekanntes Verfahren, uo dies au erreichen, besteht darin, die gekräuselten Garne zu recken, sie unter eines geaau gesteuerten Bntepanmmgegrad durch «ine Geisse Zone zu führen und das Garn dann in dem gewünschten Zustand &u fixieren« Obwohl dies® Methoden normalerweise aufriedensteilend sind, haben sie doch den Nachteil, dass sie feor&epielige Heizvorrichtungen und uffiständliohs !Pemperatursteuerungsvorrifchtungea erfordern. ·

Eine ander© Unaulänglichkeit der bekannten Garne lie"gt in den st&zkdn Schwankungen in ihren Heibungeeigenschaften. Biee® führen a.B. au- Schwankungen in der Zuführung des voluminösen

durch die Führungeorgane und Nadeln der Teppich-Tufting- ■*

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maechiiien und beeinträchtigen auch die Gleichieäesigkeit dee I

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fertigen Seppioha.

HauptBweek der Erfindung let es daher, ein verbesserte» vr^--.-minuses Garn sur Verfügung zu stellen, das eine Hflffling wir Selbstkräuaelung beibehält und eine vorteilhafte Kombination von Fälligkeit, Streck- und Reibungseigenschaften aufweist. Sin anderer Gegenstand der Erfindung 1st ein neues Verfahren zur Herstellung solcher verbesserter voluminöser Garne. Ein Brfindungsgegenstand ist ein Verfahren zur Behandlung von voluminöeen Garnen zwecks Steuerung ihrer Neigung zur Kräuselung innerhalb eines weiten Bereiches technischer Yerarbeitungebedingungen. Bin weiterer Brfindungegegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung von voluminösen Garnen alt verhältnismässig geringer Heigung zur 3«»lbetkräuselung und niedriger Reibung unter Beibehaltung der Voluminosität der Garne. Die Erfindung stellt ferner eine einfache und äusserst wirksame Methode, zur Steuerung der Volumlnosltät und Streokungseigenschaften von voluminösen G&rnen «ur Verfügung.

Das erflnduhgsgeaässe Verfahren zur Verringerung der !Dehnbarkeit voluminöser Garne? die aus endlosen gekräuselten Fäden aus synthetischen Polymeren zusammengesetzt sind, besteht darin, dass eine laufende Länge des Garns bei normalen !Temperaturen,, während das Garn unter einen. Spannung von mindestens 0,02 g/den steht, mit flüssigem Wasser behandelt' und das mit Wasser behandelte Garn dann unter Spannung zu einem Garnkörper

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- aufgewickelt wird,, wobei die Menge des dta Garn lugeführten Wassers mindestens 50 £ des Gleiohgewiohtsgehaltee der Fädsn bsi 100 £iger' relativer Feuchtigkeit, gemessen bei 20° C, beträgt. Nach bevorzugten Ausfübrungsformen der Erfindung besitet das voluminöse Garn eine Reibungszahl von weniger als 3«0, und das Polymere ist ein Polyamid, besonders Polyhexamethylenadipinsäureamid; Die Garnbehandlung erfolgt vorzugsweise kontinuierlich und besteht aus den Yerfahrensstufen des Spinnens der Fäden, des Sammelns der Fäden in Form eines vielfädigen Garns, des Voluminösmaohens und Entspannens der Fäden dee Garnes, der ansohliessenden Wasserbehandlung unter Spannung und des Aufwickeine des voluminösen Garns unter Spannung zu einem Garnkörper. Für die Zwecke der Erfindung wird das Garn vorzugsweise voluminös gemacht, indem es fortlaufend durch einen Strom eines plastifizieren wirkenden Strömungs- ', mittels hindurohgeführt wird, so dass ein stark gekräuseltes ι Garn entsteht, welche» dann gekühlt und in entspanntem Zustande fixiert wird.

Das so erhaltene Garn zeigt verhältnismäßig geringe Kelgung zur Kräuselung, geringe Dehnbarkeit und geringe Reibung, was das. vorteilhafte Verhalten des Garns innerhalb eines weiten Bereiches von bei der technischen Verarbeitung vorkommenden Feuchtigkeitsgraden begünstigt.

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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Besug genommen.

Pig. 1 let ein Längsschnitt durch ein erfindungsgenäss herge-8teilte« voluainuses, mehrfadigeβ Garn aua endlosen fäden.

Pig. 2 let eine soheaatische perspektivische Ansioht.einer Vorrichtung buio Behandeln von voluminösen) Garn gemäse der Erfindung. ₍

Pig. 3 iet eine sohematisehe perspektivische Aneicht einer Vorrichtung zur Kombination des erfindungsgeoässen Verfahrens alt den Verfahrensstufen des Sohaelaepinnene, Verstreckens, Voluoinöeaaohene und Entspannens ku einen kombinierten fortlaufenden Herstellungsverfahren, bei den verbeeeerte,, voluainöae Garne aus endlosen fäden erhalten werden.

fig. 4 eeigt in graphischer Darstellung die prozentuale Dehnung des erfindungegemäss hergestellten Produktes, wenn es tei verschiedenen Feuchtigkeiten einer geringen Zugspannung ausgeartet wird.

Pig. 5 zeigt in graphisoher Darstellung die Beziehung zwischen der Dehnung des erfindungegemäea hergestellten Produktes unter niedriger Zugapannung und dem Feuchtigkeitsgehalt, der bei der Verarbeitung erreicht wird.

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J?ig« 6 zeigt in graphischer Darstellung die Beziehung zwischen dem Anfangszugmodul des erfindungsgemäse hergestellten Produktes und der relativen Feuchtigkeit der umgebenden Luft.

Fig. 7 zeigt in graphischer Darstellung den Einfluss der relativen Feuchtigkeit auf das Wiederzusammenziehen, welches ein Maas für die Neigung zur Kräuselung ist.

Fig. 8 zeigt in graphischer Darstellung die Beziehung zwischen der Reibungszahl des Produktes und seinem Appreturgehalt.

Flg. 9 zeigt schematisch eine Vorrichtung'zum Messen der Reibungszahl.

Fig. 1 zeigt das voluminöse Garn genäse der Erfindung. Das Garnbündel ist aus einer Vielzahl einzelner endloser Fäden zusammengesetzt, von denen ;jeder eine wellenförmige, dreidimensionale Kräuselung aufweist. Die Gestalt der einzelnen Fäden hindert diese daran, sich zu einer eng verschachtelten Anordnung in dem Garnbündel susammenzulagern, selbst wenn sie unter beträchtlicher Spannung stehen. Diese Eigenschaft ist besondere wertvoll für die Erhöhung der Voluminosität und Deckkraft von dichten Webwaren_t Wirkwaren oder Tufting-Flortexti!\«iren. Die Neigung der gekräuselten Fäden, sich miteinander zu vermischen und zu verflechten, verleiht dem Garnbün-

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del einen gewiesen Zusammenhalt, der sich naoh bekannten pneumatischen Versohlingungo- oder mechanischen Verzwirnungsverfehren erhöhen läset.

Zn seiner bevorzugten AusfUhrungsform besteht das Garn aus synchetischen organlsohen Fäden, die zunächst gekräuselt worden sind» indes sie gemäss der britischen Patentschrift 905 893 durch einen plastifizieren!* wirkenden Strom eines komprimier baran StrÖarungsmittels hindurohgef,tthrt worden sind, oder indem das Garn genäse der britischen Patentschrift 361 108 in einen Strom eines Strömungemittels gegen eine Oberfläche geleitet und dadurch in plastischem Zustande mechanisch verformt worden 1st. Die Erfindung ist auch auf gewisse Garne anwendbar, die in der Stauchkammer, nach dem Falsöhdreh- und Wärraefixierverfahren oder auf andere Weise gekräuselt worden eincL Bas bevorzugte gekräuselte Produkt ist ein voluminöses Garn aus endlosen Polyamidfäden, welohes unter einer Spannung von mindestens 0,02 g/den mit mindestens A Gew.~# Feuchtigkeit und mit einer Reibungszahl von weniger als 3,0 au einem Garnkörper aufgewickelt worden ist. Die Neigung sur Kräuselung und anaers physikalische Eigenschaften des Garns werden dabei auf den gewünschten Werten gehalten, so dass das Garn besondere wertvoll für die Verarbeitung zu lextilereeugnleson wird.

. 2 erläutert schensatieoh das Verfahren gemäso der Erfindung unter Verwendung einer einfachen Vorrichtung. Das volu-

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ninöse Garn 20, welcheβ eine bestimmte Hange Schmierappretur enthält, wird mit der gewünschten Geschwindigkeit zwischen den Zufuhrrollen 21 und 22 hindurohgeleitet und läuft unter Spannung unter einem Sprühstrahl 23 aus flussigea Wasser hinduroh, der aus der Zerstäuberdüse 24 austritt, worauf das behandelte Garn 25 zu dem Garnkörper 26 aufgewickelt wird. Der Garnkörper 26 wird auf den drehbaren zylinderförmigen Kern 27 mit einem . (nioht dargestellten) Gamführer aufgewickelt, und der Garnkörper wird durch Berührung seiner Oberfläche mit einer umlaufenden, zylinderförmigen Antriebsrolle 28 angetrieben. Pie relativen Geschwindigkeiten der Antriebsrolle 28 und der Zuführuxigswalaen 21 und 22 werden so eingestellt', dass in dem behandelten Garn 25 die erforderliche Spannung arreioht wird. Sie auf das behandelte Garn ausgeübte Spannung kann auch durch Steuerung des Drehmomentes das Garnkörpers 26 erzielt werden.

Fig. 3 erläutert ein Verfahren aur Herstellung von voluminösen Garnen gemäss der Erfindung duroh Schmelzspinnen* Die aus der Spinndüse 31 kommenden Fäden 30 werden durch die quer aur 7a- * denriehtung strömende, aus der Kammer 32 zugeführte Kühlluft abgeschreckt, konvergieren ssvas Fadenführer 33 hin und laufen um das Rollenpaar 34. Das Garn wird um den Yere'treckungsetift 35 herumgeführt und fortlaufend verstreckt, indem es in mehreren Windungen um das Rollenpaar 36 horumgeführt wird, welches mit höherer Geschwindigkeit umläuft. Das veretreokte 0&ra

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läuft über die Leerlaufrolle 37 in die Vorrichtung 38, wo das Garn plastifiziert und sit einem Strom eines koaprimierbaren Strömungsmittels behandelt·wird. flach dem Aubtritt aus der Vorrichtung 38 wird die Kräuselung des voluminösen Garns auf der umlaufenden Siebtrommel 39 fixiert, und während das Garn in spannungsfreiem Zustande auf der Oberfläche der Trommel Eingeführt wird, wird es einem Sprühstrahl der Sohmierappretur 40 auegesetzt, der aus der Zerstäubungsdüse 41 austritt. Das voluminöse Garn wird von der Trommel 39 über die Rolle 42 zur Aufnahmerolle 43 geführt. Das Garn wird in mehreren Windungen um die Aufnahaerolle 43 und die Leerlaufrolle 44 herumgeführt. Flüssiges Wasser wird fortlaufend dem Garn zugeführt, während «e durch eine Nut in dem Auftrageblock 45 hindurchläuft« dem das Wasser durch eine (nicht dargestellte) Pumpe oder sonstige Verrichtung zur Strömungsregelung zugeführt wird. Das Garn rückt dann unter der erforderliohen Spannung weiter durch den Garnführer 46 zum Garnkörper 47 vor. Der Garnkörper wird auf den zylinderförmigen Kern 48 aufgewickelt, der durch die Antriebsrolle 49 durch Oberflächenberührung angetrieben wird.

Nachdem das mit Wasser behandelte voluminöse Garn unter Spannung aufgewickelt worden let, kann sich ά:!β die Fäden umgebende Feuchtigkeit allmählich beia? Versand, bei der Hantierung döa Garnkftrpers oder bei de:? Verwendung doo Garns an die Atmosphäre ver.flujhtiiran. Unabhängig von diesen Änderungen Im^ .

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Fszchtigkeitegehalt bleiben aber die verbesserten Eigenschaftoi, die dio erfindungsgenjäse hergestellten Produkte kennzeichen, wie die verhältnismässige Unempfindlichkeit gegen.Feuchtigkeit und Feuchtigkeitesahwankungen, erhalten.

Um ein voluninöees, dehnbares Garn zu erhalten, welches gegen - .änderungen in der relativen Feuchtigkeit bei der Textilverarbeitung verhältniemässig unempfindlich ist, muss der Feuchtigkeitsgehalt des behandelten Garne, wenn es unter Spannung auf-

gewickelt wird, nindestens 50 i> des Gleiohgewichtsfeuohtig-•■keri tagehaltea der Fasern bei 100 #lger relativer Feuchtigkeit •-.■(b«i 20° C) betragen. Ia Falle von Polyhexaoethylenadipinsäure-'·. amid beträgt dieser Feuchtigkeitsgehalt etwa 4 Gew.-^. Für die meisten Zwecke soll das Garn in dem Garnkörper nicht mehr ale etwa 10 Gew.-Ji Wasser enthalten. Wenn der Wassergehalt diesen ' Wert wesentlich überschreitet, werden Wassertröpfchen von des ; laufenden Garn auf die Verarbeitungeanlage gespritzt, und aueeei'dem sind die aufgewiokelten Garnkörper übernäesig feucht unc. durchnässt.

Nach dem erfindungegemäasen Verfahren wird die Wasserbehandlur.g einer laufenden Länge von voluminösem Garn unter Spannung Tasi noricaleii Temperaturen durchgeführt. Ee ist ein wichtiges Me-ikmal der Erfindung, dass das Verfahren in zufriedenstellender jflfeise bei normalar Ramateaperatur durchgeführt werden

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kann. Je nach der geographischen Lage, den an Herstellungeort jsur Verfügung stehenden Anlagen und anderen Paktoren wird das Verfahren normalerweise bei Temperaturen von 5 bis 40 0, Bsietens Von 15 bis 35° 0, durchgeführt. Ebenso ist es auch unnötig, das nur Garnbehandlung verwendete Wasser su βrhiteen oder su kühlen, da die oben erwähnten Temperaturbereiche auch hierfür aufriedensteilend sind.

Hinsichtlich der Reinheit des für die Garnbehandlung verwendeten Wassers brauchen keine besonderen Vorsichtsoassnahmen getroffen su werden, sofern das Wasser nur frei von Stoffen 1st, die die Fäden sohädigen. Das Wasser braucht nicht destilliert oder entiBineralialert su sein. Häufig kann es sweckstässlg sein, den Wasser Appreturmittel, antistatische Kittel oder andere Stoffe susuaetzen, un die Bigenschaften des Garns au aodifisieren. Zun Aufbringen des Wassers können verschiedene, ohne weiteres erhältliche Vorrichtungen verwendet werden, 8.B. Zerstäubungsdüse, mit Ruten ausgestattete Auftragevorrichtung gen, Pilze, Sauchbehälter oder andere, den jeweiligen Umständen angepasste Einrichtungen. Die Garngeschwindigkeit bei dea Verfahren ist nur durch die aeohaniachen Begrensuagen der Auftragevorrichtung beschränkt, und daher kann die Garnbehandlung sweckraässigerwelse mit anderen Garnbehandlungaverfahrer* kombiniert werden', wie oben beschrieben.

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Bel dem ©rflndungagemässen Verfahren nuss die auf das Garn beim Aufwickeln des Garakörpers ausgeübte Spannung mindesten· 0*02 g/den (0_r18 g/2ex) betragen. Eine Spannung von 0,15 g/den (1,35 g/ΐex) wird bevorzugt, da sie ein Garn liefert, welche« eine geeignete Dehnbarkeit aufweist, ohne daee aeohanisoh· Schwierigkeiten beim Aufwickeln dee Garnkörpers auftreten. Höhere Spannungen sind zulässig, um die Dehnbarkeit des Garn· weiter^ zu verringern, sofern nur die elastische Grenze der !fäden nicht überschritten wird.

Der Wert des Erzeugnisses wird weiter erhöht durdb das Aufbringen einer schmierend wirkenden Appretur sur Breielung einer* Keibungszahl von weniger als etwa 3»0, bestimmt nach der nachstehend erläuterten Methode, Zu diesem Zweck eignen eich Schmiermittel auf Mineralölbasis} Ban kann jedoch auch andere Flüssigkeiten verwenden» die einen schmierenden PlIm bilden. Die Menge der für Polynexamethylenadlpinsäureamidgarn gewöhnlieh erforderlichen Appretur beträgt etwa 0,7 Gew.-$ des Game, kana jedoch is Bereich von 0,4 bis 1,0 Gew.·-^ liegen, Vorauegesstst, dass die Appretur gleichmässig aufgetragen wird. Im Falle des Aufbringens von Wasser führen überoaeaige Appreturaengen zu unerwünschten Abscheidungen in der Verarbeitungeanlaga und zu unhantierbaran Öarnkörpern. Zum Aufbringen der Appretur können beliebige bekaimte Yorriciitungen vorwendet werden. Vorzugsweise wird dio Appretur auf das Garn rov .dessen

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Anfeuchtung nit Wasser aufgetragen. Sie kann jedoch auch sugleioh oit der Anfeuchtung aufgetragen werden, 2.B. gleiohs·!- tig alt den Wasser, indem man eine wässrige Emulsion des Schnieroitttle verwendet.

Die Wirkung des erfindungsgemässen Verfahrene auf die Eigenschaften der voluBinöeen Garne und ihren Wert ergibt sich aus des Verhalten der Garne hei der Herstellung von Tuftingteppiohon. Sin wichtiges Merkmal bei der Herstellung von Huetern in gefärbten Teppichen ist die Steuerung der Tufthöhe derart, dass je nach den vorgeschriebenen Muster "hohe" und "niedrige¹¹ Sohlaufen erzeugt werden können mit scharfen übergängen von einer Höhe aur anderen. Ein Garn, das stark dehnbar 1st und in den Hoppenblldungsnadeln einen Reibungswiderstand zeigt, ist bein Tufting-Vorgang schädlich. Diese Schwierigkeit wird noch gröeaer, wenn die Noppenbildung (Tufting) in einer AtaoSphäre von hoher relativer Feuchtigkeit erfolgt. Das erfindungsgenasse Verfahren ermöglicht die gleiohaässige Steuerung der !Dehnbarkeit des sehr voluninüsen Garns innerhalb eines weiten Bereiches von Feuchtigkeitsbedingungen. Die Ergebnisse wurden sowohl naoh einer Laboratoriumsprufnetbode als auch durch subjektive Beobachtung der Güte der Teppiche ausgewertet.

Ein foes für die Dehnbarkeit dee voluminösen Garns ist die Dehnung «Ines Garabündele, wenn es unter einer geringen Zugspan-

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nung steht» für die willkürlich tin Wert van 0,027 «/den (eine Zugspannung von 100 g für ein Garn von 3700 &·&) feetgt* eetet wird. Der Wi der a tend gegen das Ausreeiton ergibt eiöh aus dem Modul» d.h. der Steigung See ersten Seileβ der Spaanungs-Dehmragekurve des volu»in8etn darns. Die Neigung eur Selhstki&ueelung oder das tfiedevBuea3Ba®ngieh®n dee Game bei ^ullfpannung wird durch M@geung der proaentualen Längenabnahae ein©r &&ralänge bei 10 Hinuten lamgei freiem Hängen naoh Auf- hebimg der Zugspannung b@@tiQisrt. Die Eräuaelkraft iit die Kraft, ii© von einer gegebenen Ifäage"des @arne auf die feetstefeendan Kleumen einer Zugepannungsprüfvorriohtung aäoh Verotreiohen iron 10 Minuten ausgeübt wird. Die Beeidhung sswieohen d@n uf)ali diesen Methoden bestiiaieten Eigenschaften eu der Güte der WÄä &$n garnen hergestellten Seppielie ergibt eich aus den folgenden Beispielen»

B e i B₁ ρ i elfe 1 bl8 _Mff ■ ·

Polyamidgarne aus ö&dloeen fäden werden isit der Ycri-iohcung genäes Fig. 3 tergaatellt. Poljaffiidgarne aue 204 Fä<ä@n mit dreiflügligsis Querschnitt und ©Ine.m Greeaiattiter von 3700 den werden in eineis pla^tifissiereüdeii H®is©luftßtroiB unter identisohen Bedingungen gekräuselt. Bi® voluminöeen öarne werdtn unter. rereohiedenen Spannungen roit Tereohiedenen Mengen Waeser befe'uohtet und dann bei Sesohwindigkeiten von mehr als 457 a/Min, au ©amkörpern aufgewickelt. Bae Wasser und die At-

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Biosphäre befinden eich auf Raumtemperatur, z.B. 25° C Die physikalischen Eigenschaften der behandelten Garne ergeben sich aus Tabelle I.

Die Zugfeetigkeiteeigensohaften, nämlich festigkeit und Dehnung der behandelten Garne, sind im wesentlichen gleich und werden durch Unterschiede in der Feuchtigkeit und Spannung nicht beeinflusst. Die fäden sind stark gekräuselt, was sich aus der Kräu^elfrequenz ergibt. Nach dem Abkochen, d.h. dem Eintauchen in siedendes Wasser im laboratorium ähnlich den Wasch- und Färbebedingungen bei der technischen Verarbeitung, ist die in der britischen Patentschrift 905 895 beschriebene Kräuseldehnung beträchtlich. Dies bedeutet, dass die Garne selbst nach der Verarbeitung zum fertigen Textilerzeugnis sine hochgradige Voluminös!tat beibehalten. Wenn die Garne der verschiedenen Beispiele zu !Teppichen verarbeitet werden, erweiat sich das Garn gemäss Beispiel 5 als überlegen hinsichtlich der Tuftbildung und Klarheit des Teppichmusters. Das Verhalten deo voluminösen Garns bei der Teppichherstellung scheint also von den Kräuaelungseigenschaften abzuhängen. Dies ergibt ei oh aus der !Tatsache, dass das Garn gemäse Beispiel 5 im Vergleich zu den Garnen gemäss Beispiel 1 bis 4 eine niedrige Dehnung bei geringer Zugspannung, eine geringe Neigung zur Selbstkräuselung (Wiederzusammenziehen und Kräuselkraft) und einen verhältnismässig hohen Modul aufweist, wobei alle

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diese Eigenschaften bei hoher relativer Feuchtigkeit bestimmt sind. Beispiel 1 Jseigt» dass dieser technische Fortschritt durch blosses Aufwickeln unter Spannung nicht erzielt wird.

T a	belle	I	0,15	4	5
Einfluss der Gernspannung auf volurainöees Garn aus		0,15
Beispiel 1		3	0,013-0,02	0,15
Garnspannung, g/d©n	und des Feuchtigkeitsgehaltes Polyh®2"Bise thylenadipinsäureaiaid	0,75	0,013-0,02	0,15
beim Auftragen von Wasser 0	H	3,4	6	6
beim Aufwickeln 0,12		53	0,75	0,75
Crarnf ©uchtigkeit, Gew.-# 1,0-1,5	0,013-0,02	7,9	3,4	3,5
AppreturgshaXt, Gew.-^ 0,1	0,013-0,02	83	50	49
'Festigkeit, g/den	3	7,9	6,3
Bruchdehnung$ 5·»	0,75	77	67
' liräuoel .ja gh) nach ds/ii Abkoohsu	3,4
Ki'äusaltlßhmmg nach asm Abkochen, $>	55
7,1
83

Spannungs-Dshnungs-

öigensöhaften bei 85 $
relativer S'suchtigksits

Gar»dslinung bei
0_s027 g/den
ZugBpanniingir ?έ

Anfangsmödul, g/dsn

Kräuselkraft, g/den

7,5	7,5	5,	5	5,	3	3,6
2,1	1,1	2,	2	2,	5	3,6
8,3	8,0	7,	0	4,	0	4,0
2,1	2,1	3,	7	2»	1	1,4

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Vie fig. 4 etigt, sind die erfindungsgenäss behandelten Garne weniger empfindlich gegen Schwankungen in der relativen feuchtigkeit der uagebenenden Atnosphäre. Die Dehnung unter niedri« ger Zugspannung oder Dehnbarkeit de« Garne genäse Beiepiel 5 ändert eioh in Bereioh τοη 50 bis 85 * relativer Feuchtigkeit nur wenig» was au· der unteren Kurve der fig* 4 hervorgeht. Bbeneo iet die Änderung in der Dehnung de· Garn· genäss Beispiel 3» *·loheβ auoh bei einer Spannung von 550 g behandelt worden ist, in Bereich dieser relativen Feuchtigkeiten verhältnieaäseig klein. Die unter «ehr schwacher Spannung behandelten Garne genäee Beispiel 2 und 4 werden durch die feuchtigkeit Bu einem gruseeren Ausnasse beeinflusst»

Aus fig» 4 ergibt sich ferner die Wirkung des flüssigen Wassers. Die Garne genäse Beispiel 4 und 5» die etwa 6 £ feuchtigkeit enthalten, besitsen eine bedeutend geringere Neigung sur Streokung als die Garne gemäss Beispiel 2 und 9* Bei niedrigen feuohtigkeiten sind die Unterschiede mischen den Garnen weniger stark bemerkbar. Bs ist überraschend» da·· die Snpfindliohkeit eines stark orientierten hydrophoben Garn· gegen Änderungen in der atttoephärisohen feuchtigkeit sich duroh Anwendung von flüssigen Wasser bei Rauntemperatur, während dae Garn unter Spannung steht, herabsetzen lässt.

Die Wirkung des unter Spannung sugeführten Wassers auf die Garne gemäss Beispiel 2 bis 5 ergibt eioh nooh klarer aus

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Fig. 5. Die Längung des Garns bei hoher Feuchtigkeit unter niedriger Zugspannung (oder die Feuohtdehnbarkeit) nitnmt sowohl mit steigendem Feuchtigkeitsgehalt des Garns als auch mit steigender Behandlungespannung ab. Nach den Aussehen der 3Jufting-Ieppiehe zu urteilen, werden anscheinend bessere Ergebnisse erzielt, wenn die Dehnbarkeit des Garns weniger als 5 $> beträgt. Die Werte der Fig. 5 zeigen, dass die Behandlungsspannung für Polyhexamethylenadipinsäureanid 0,02 g/den und der Feuchtigkeitsgehalt 4 # übersteigen soll, um diesen Anforderungen zu gentigen.

Der Einfluss des Feuchtigkeitsgehaltes und der Spannung in dem voluminösen Garn bei der Behandlung auf andere Zugfestigkeit seigensohaften ergibt sich aus Fig. 6. Diese Werte wurden mit öiner Reihe von naoh Beispiel 1 bis 5 behandelten Garnen gewonnen. Garne, die unter höherer Spannung und bei höherem Feuchtigkeitsgehalt behandelt worden sind, beisitzen einen höheren Anfangsmodul und werden durch die relative Luftfeuchtigkeit weniger beeinflusst. Ein höherer Modul bedeutet einen niedrigeren Grad an Dehnbarkeit.

Ebenso zeigt das Diagramm der Fig. 7, dass die Neigung zur Selbstkräuselung, bestimmt durch die Wiederzusammenziehung des Garns, im allgemeinen kleiner ist und mit der Feuchtigkeit weniger schwankt, wenn das voluminöse Garn nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandelt wird.

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Der durch die Behandlung von voluminösen Garnen unter Spannung Bit Wasser erzielte technische yorteohritt iat am auffälligste», wenn dae Garn eine niedrige und gleichiaäseige Reibungeeahl aufweist. Wenn die Reibungeeigensehaften dee Garns ungleichmäaaig sind, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass ein dehnbares Garn bei der Bildung der einzelnen Noppen bei der Teppiohherstellung «u unterschiedlichen Austaassen gereckt wird. Daraus folgt, dass die riohtige Anwendung eines 3chaier~ mittel ο zur Gleichmäßigkeit der Noppenbi^dung beitragen kann. Bs wurde eine Prüfmethode für die Reibungseigenschaften'des Garn* entwickelt, ua den Einfluss der Appretur auszuwerten. Bei dieser Prüfung wird das voluminöse Garn mit gesteuerten Geschwindigkeiten und bei bestimmten Raumfeuchtigkeiten, die die tatsächlichen Tufting-Bedingungen bei der technischen Anwendung nachahmen, durch das öhr einer Noppenbildungsnadel gezogen. Die Garnspannuag wird dabei dynamisch vor und hinter der ladol genossen. Das Verhältnis der Garnspannung !P₂ hin*·* der Nadel zur Spannung T₁ vor dar Nadel bei konstanter Spannung T₁ wird als Reibungszahl bezeichnet.

Das Verfahren und di'e Vorrichtung, zur Bestimmung der Reibungszahl aind in Pig. 9 erläutert. Dan zu untersuchende voluminöse Garn 23 wird von dem Garnkörper 26 durch den Sausohwänzchenfadenführer 60 abgezogen. Die Ajifangsspanmuig de« Garns wird dxiroh der« Spannungsregler 61 auf ei»?n kQ«et«jiteii Vert von

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0,008 g/den eingestellt. Ale· Spannungsregler 61 kann eine beliebige, leicht erhältliche magnetische, elektrieoh· oder mechanische Vorrichtung verwendet werden. Das Garn wird fortlaufend durch das öhr einer Tuftingnadel 63 gezogen, eo dass der Stiel der Nadel einen Winkel von 25° zwischen dem augeführten und den abgeführten Faden halbiert. Die Abzugsgesohwindigkeit des Garne, wird durch die Abzugsrolle 65 und die Abatandhalterrolle 66 auf 41 m/Mi»· gehalten. Die Anfangeepannung T₁ wird mit dem Spannungsmesser, 62, die Abzugaspan- mmg Tg mit dem Spannungsmesser 64 gemessen. Die nach dieser Methode gemessenen Werte sind in Tabelle II angegeben und werden nachstehend erörtert.

Beispiele 6 bis 10

Polyaiaidgarne aus dreifltigeligen fäden werden voluminös gemacht und geoäsa Beispiel 1 bis 5 unter Spannung Bit Wasser behandelt. Auf die Garne wird, während ele unter einer Spannung von 550 g stehen, etwa 6 £ feuchtigkeit aufgetragen. Tor deiB Anfauchten vtrdeu die Garne unter Nullspenauag rait verschiedene» Mengen einer Mineralechialerölappretur behendalt.. Die Besiehung zwischen der Reibungszahl und dem Appreturgehalt der Garne gemäee Bslspiel 6 bis 10 ergibt oioh aus Pig«, 8» Dia ReibungssGhl nirarat bis auf einen niedrigen laid gleichmäeslgen Wert ab. wenn der Appreturgehalii des Garno 0,4 & Ubarateigt. Aue den Garnen rait einer Beibuc£aeabl von weniger alß 3,0 her-

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gestellte Teppiche sind hinsichtlich der Ausbildung der Noppen und der froster denjenigen aus Garnen mit geringeren Appreturgehalten überlegen. Daher führt die Einstellung dee Garaappreturgehaltee so, dass eine niedrige Reibungszahl erhalten wird, au einer weiteren Verbesserung des Produktes und des erfindungsgesäeeen Verfahrens.

Tabelle II

Beispiel 6 7 -B 9 10

'Appreturgehalt, Gew.-# 0,1 0,24 0,51 0,66 0,93

Feuchtigkeitsgehalt, Gew.~# 4,8 6,0 . 6,1 .6,3 6,3

Titer, den 3730 3790 3770 3770 3780

Festigkeit, g/den 3,5 3,£ 3,5 3,4 3,6 Bruchdehnung, i» 47 48 48 51 49 Kräueel je oi

nach dem Abkochen 5,1 5,5 5,1 5,5 5,5

Kräuseldehnung

nach dem Abkochen, 9& 66 64 67 66 64

Reibungszahl, T₂ZT₁ 4,05 3,00 2,73 2,64 2,70

Das erfindungsgemässe Verfahren ist auf zahlreiche synthetische faserbildende Stoffe anwendbar. Zu diesen gehören organische Stoffe, wie Polyamide, z.B. Polycapronsäureamid und PolyhexamethyXenadipinsäureasaid, Polyester, z.B. Terephthalsäureester des S.thylerjtglykole und des trans-p-Hexahydroxylylenglykole,

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Polyalkylene, ζ«B. Polyäthylen und Polypropylen, Polyvinyl- und Polyaery!verbindungen, wie Polyaerylsäurenitril, sowie Mischpolymerisate.

Die Garne sind nicht auf Fäden mit irgendeinem besonderen Querschnitt beschränkt. Die in den obigen Beispielen beschriebenen dreiflügeligen Fäden werden für viele Textilerzeugnisse bevorzugt. Es können aber auch Fäden mit runden, kreuzförmigen, deltaförmigen, bandförmigen, hantelförmigeh und anderen nicht-kreisförmigen Querschnitten verarbeitet werden* Die Fäden können verschiedene Titer aufweisen. Ferner können auch Gemische von Fäden mit verschiedenen Titern und Querschnitten erfindungsgeaiäss verarbeitet werden.

In den obigen Beispielen wurde die besondere Eignung des erfindungsgemäss hergestellten Produktes für die Herstellung von Tufting-Teppiehen aufgezeigt; das Produkt behält aber auch die Eigenschaften und Besonderheiten der dem erfindungsgemäs-ββη Verfahren augeführten voluminösen Garne, wenn es zu anderen TextilerZeugnissen, wie Web- und Wirkwaren, verarbeitet wird.

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   π. Verfahren zum Verringern der Dehnbarkeit von voluminösen Garnen, die aus gekräuselten endlosen Fäden aus synthetischen Polymeren bestehen» daduroh gekennzeichnet, dass eine laufende Länge des Garns bei normalen Temperaturen, während sich das Garn unter einer Spannung von mindestens 0,02 g/den befin dst, ait flüssigem Wasser behandelt und das nit Wasser behandelte Garn unter Spannung zu einen Garnkörper aufgewickelt wird, wobei die Menge des dam Garn augeführten Wassers mindestens 50 $> des GleiohgewiciitBgehaltes der Fäden bei 100 #iger relativer Feuchtigkeit, gemessen bei 20° G_f beträgt,,

   2, Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass ein voXumxnöses Garn mit einer Reibungszahl von weniger als etwa 3,0 behandelt wird.

   J>« Verfahren nach Anspruch i_? dadurch gekennzeichnet, dass ein

   behandalt wird.

   4- VorfaJu's·! ausn Verringern der Behnbark^a t 9'oluinlnöaer Garne, die aus gekväueel ten anä.lQ':.ön S'äden aus Po.lyhejcamethylenad.ipi7i3äureamid bä&beften_f dadurch g^ktmnzeiehnet,, dass eine laufende Länge des ßarae bei jaormaliiii. Temperaturen, während das Garn sich unter einer Spannung top. mindestens 0,02 g/den

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   befindet, mit flüssigem Wasser behandelt und das mit Wasser behandelte Garn unter Spannung zu einem Garnkörper aufgewikkelt wird, wobei die Menge des dem Garn zugeführten Wassers ausreicht, um dem Garn einen Wassergehalt von mindestens 4 Gew.-$ SiU verleihen.

   5ν Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet» dass ein voluminöses Garn mit einer Reibungszahl von weniger als etwa 5,0 behandelt wird,

   6. Verfahren naoh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn auf einen Wassergehalt von 4 bis 10 Gew°-?& gebracht wird.

   7.· Verfahren zur Herstellung von voluminösen Garnen, die aus endlosen Fäden aus synthetischen Polymeren bestehen, durch Erspinnen" von Fäden, Sammeln der Fäden" in Form eines Garns, Voluminosmaehsn und Entspannen d®r Fäden des Garns und anschliessende3 Aufwickeln des volumin9s®n Garns unter Spannung zu einem Garnkörper, dadurch gekannseiohnet, dass beim Aufwickeln des voluminösen Garns zu dem Garnkörper eine laufende Länge des Garns bei-normalen Temperaturen, während das Garn sieh unter einer Spannung von mindestens 0,02 g/den befindet, mit flüssigen Wasser behandelt wird, wobei die Menge des dem Garn ssugeführtsn Wassers mindestens 50 f* des Gleichgewiohtsgehaltes der Fäden 'bei lOO #lger relativer Feuchtigkeit, gemessen bei 20° C, beträgt.

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   8* Verfahren aaoh Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polyaeidgam behandelt wird.

   9. Verfahren zur Herstellung τοη voluminösen Garnen, die aus endlosen !fäden aus Polyhexamethylenadipinsäureamid bestehen, durch Erspinnen der Fäden, Samueln der Fäden in Form eines Garns, Voluminöemachen und Entspannen der Fäden des Garns und ansohliessendes Aufwickeln des voluminösen Garns unter Span- ä nung su einen Garnkörper, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufwickeln des voluminösen Garns zu dem Garnkörper das Garn bei normalen Temperaturen, während es sich unter einer Spannung von mindestens 0,02 g/den befindet, mit flüssigem Wasser behandelt wird, wobei.die Menge des dem Garn zugeführten Wassers ausreioht, um dem Garn einen Wassergehalt von mindestens 4 Gew.-^ zu erteilen.

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