DE2337709A1

DE2337709A1 - Verfahren zur herstellung von texturiertem garn

Info

Publication number: DE2337709A1
Application number: DE19732337709
Authority: DE
Inventors: Malcolm Geoffrey Hinchliffe; Gerald Edward Isaacs
Original assignee: Ernest Scragg and Sons Ltd
Current assignee: Ernest Scragg and Sons Ltd
Priority date: 1972-07-25
Filing date: 1973-07-25
Publication date: 1974-02-07
Also published as: CH557432A; IT991388B; FR2193893A1; FR2193893B1; GB1416706A

Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke

. . Diplom-Ingenieur

Anwaltsakte: 42 222/E:th Hans Dieter Gesthuysen

4300 Essen, den 24.JuIi 1975 Theaterplatz 3 2337709

Patentanmeldung
ERNEST SCRAGG & SONS LIMITED
P.O.Box 16, Sunderland Street Works,
Macclesfield, Cheshire, England

Verfahren zur Herstellung von texturierten! Garn.

Bei der Herstellung von texturierten! Garn wurde bisher das Garn hauptsächlich in gestrecktem Zustande mittels Stift-Twistern einer Falschdrallkräuselung unterworfen, wobei das Garn um umlaufende Spindeln mit querstehenden Stiften in Schleifen herumgeführt wird. Eine andere Möglichkeit, einem Garn einen Falschdrall zu erteilen, ergibt sich mit Hilfe eines Friktions-Twisters. Hierbei wird das durchlaufende Garn in Drehung versetzt und ihm dann infolge Reibkontakt mit einer sich quer bewegenden, gewöhnlich umlaufenden, Friktionsfläche ein Falschdrall erteilt. Wenn auch dieses letztgenannte Verfahren anfänglich beim Falschdrillen von synthetischen Garnen einigen kommerziellen Erfolg

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zeigte, so stand seiner weiteren bisherigen Ausführung die Tendenz entgegen, daß hierbei ein unregelmäßiges Garn entstand, welches gegenüber einem mittels eines Stift-Twisters verdrillten Garnes von minderer Qualität war. Der Vorteil dieses Verfahrens war allerdings die wesentlich höhere Arbeitsgeschwindigkeit, welche beispielsweise ein Verdrillen mit 2.500.000 oder mehr Drehungen pro Minute erlaubte im Vergleich zu den üblicherweise maximal möglichen 600.000 bis 800.000 Drehungen pro Minute bei Stift-Twistern. In letzter Zeit haben die verminderten Herstellungskosten beim Friktionsdrillen auf diese Weise hergestelltes Garn für gewisse Endverbraucherzwecke attraktiver gemacht.

Eine weitere Entwicklung der letzten Zeit war die Kombination des Falschdrall- und des Streckverfahrens auf kommerzieller Grundlage. Wenn auch diese Kombination in den ersten Tagen der Falschdrallkräuselung von synthetischen Fäden und Garnen vorgeschlagen wurde, so hat sie doch erst in allerletzter Zeit kommerziel'le Bedeutung erlangt. Die heute üblichen Durchlauf geschwindigkeiten von 150 m/min beim Falschdrallen erlauben eine wirtschaftliche Kombination des Streckens mit dem Texturieren. Ein bedeutender Vorteil, welcher für diese Kombination beansprucht wurde, und zwar die verbesserte Gleichförmigkeit des dadurch hergestellten texturierten Garnes im Vergleich zu texturierten^ vorher gestrecktem Garn, wurde der geringen Geschwindigkeit zugeschrieben, bei welcher das Strecken in diesem kombinierten Verfahren durchgeführt wird. Man könnte daher kaum erwarten,,daß durch Friktionsdrillung kombiniert mit Strecken des Garnes ein gleichförmig texturiertes Produkt entstehen würde,

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da die den hohen Streckgeschwindigkeiten zugeschriebenen Ungleichmäßigkeit en die Ungleichmäßigkeiten noch vermehren würden, welche bei Friktionsdrallverfahren entstehen. Dies dürfte auch der Grund dafür sein, warum kombinierte Friktionsdrall-Streckverfahren trotz zahlreicher Vorschläge in der Patentliteratur bisher nicht in weitem Maße kommerziell ausgenutzt wurden.

Die Erfindung will nun ein Verfahren zur Herstellung von texturiertem Garn angeben, mittels welchem eine völlig gleichmäßige Texturierung möglich ist und welches von der durchaus überraschenden Feststellung ausgeht, daß bei einer Verarbeitung von ungestrecktem Garn als Ausgangsmaterial mit hoher Geschwindigkeit unter Anwendung bestimmter Friktionsdrallverfahren eine durchaus gleichmäßige Texturierung möglich ist.

Gekennzeichnet ist das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen dadurch, daß ungestrecktes oder nur teilweise gestrecktes Garn gestreckt und ihm mittels eines Friktionstwisters ohne Schlupf zwischen Garn und Friktionsfläche eine Falschdrallkräuselung vermittelt wird.

Der zweifelsohne bei den bisher üblichen Friktionsdrallverfahren vorhandene Schlupf läßt sich praktisch dadurch vermeiden, daß das Garn mit einer einfachen Rollbewegung an der Friktionsfläche entlanggeführt wird. An sich bekannte Ausbildungen von Friktionstwistern lassen sich derart ausbilden, daß sie auf diese V/eise arbeiten. Eine bekannte Art eines derartigen Friktionstwisters besitzt einander überlappende Polyurethanbeschichtete Rollen auf parallelen Achsen, wobei das Garn von

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der einen Rolle zur anderen durch die Anordnung hindurchläuft. Durch eine spezielle Anordnung der Rollen in der Weise, daß ■ sie einander in nicht reversierender Folge überlappen (in der gewünschten Drallrichtung entsprechendem Sinn) und im Hinblick auf ihren Axialabstand und das Ausmaß ihrer Überlappung genau eingestellt sind, läßt sich für die sich alle in der gleichen Richtung drehenden Rollen eine Drehzahl für jede Durchlaufgeschwindigkeit eines beliebigen Garnes finden, um dem Garn einen bestimmten Drall ohne oder doch praktisch ohne Schlupf zu erteilen, falls das Garn eine praktisch reine Rollbewegung über die Oberflächen der Rollen durchführt. Verschiedene Artgaben dienen dazu, diese Arbeitsweise zu erkennen. So liegt das Garn in dem für den ausgewählten Drall entsprechenden "Drallwinkel" über dieser Fläche. Auch läßt sich unabhängig von der Eingangsspannung die Ausgangsspannung auswählen, was nicht der Fall ist, wenn die Vorrichtung als normaler Friktionstwister mit Schlupf arbeitet. Dies bedeutet, daß der Twister dazu dienen kann, das Garn von der Eingabeeinrichtung (oder der Packung, falls keine Zuführrollen vorgesehen sind) abzuziehen, statt, wie dies üblich ist, als eine Bremse für eine nachgeschaltete Abzugseinrichtung zu wirken. Im Rahmen der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von texturierten! Garn, bei welchem in einem einzigen Arbeitsgang vorgegangen wird, vorgesehen, bei welchem ungestrecktes oder nur teilweise gestrecktes Garn gestreckt wird und ihm mittels eines Friktiortstwisters, welcher derart auf das Garn einwirkt, daß es durch die Einrichtung hindurchgeführt wird, eine Falschdrallkräuselung vermittelt wird. Das Merkmal einer relativ niedrigen Ausgangsspannung oder vielmehr die allgemeinere Möglichkeit, welche

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es erlaubt, mit den verschiedensten Spannungen und insbesondere Eingangsspannungen zu arbeiten, ist von besonderer Bedeutung für kombinierte Streck-/Falschdrallkräuselverfahren.

Nach einer Besonderheit der Erfindung wird daher das Garn vor der Falschdrallkräuselung bereits im wesentlichen völlig gestreckt, sodaß die Streckspannung höher sein.kann als die Spannung beim Falschdrallen.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird das Strecken des Garnes in dem Bereich, in welchem es gedrillt wird, durchgeführt oder zumindest abgeschlossen, sodaß die Spannung beim Falschdrallen eindeutig derart ausgewählt werden kann, daß sie der Streckspannung gleich ist. Dieses Verfahren wird als sogenanntes "Simultan-Verfahren" im Unterschied zum "Folge-Verfahren" gemäß dem vorhergehenden Vorschlag bezeichnet. Alternativ kann der Streckvorgang nach der Falschdrallkräuselung abgeschlossen werden. Bei Verwendung von ungestrecktem Garn hat es sich als wünschenswert erwiesen, beim Simultanverfahren das Garn mit einem um 10-15 % unter dem Sollmaß liegenden Streckverhältnis zu strecken. Das Sollmaß für die Streckung wird als das Streckverhältnis bezeichnet, welches auf einer Streckdrallmaschine im Gegensatz zu einer Streck/Falschdrallmaschine angewendet wird, um die Garneigenschaften bezüglich des Elastizitätsmoduls, der Festigkeit, der Bruchdehnung, der Farbaufnahmefähigkeit, der Restschrumpfung usw. zu optimieren. Normalerweise wird das Streckverhältnis derart gewählt, daß die Bruchdehnung bis oder doch nahe an ihren Mindestwert herabgesetzt wird, wodurch gleichzeitig der Elastizitätsmodul bis oder doch nahe bis auf eeinen Maximalwert erhöht wird.

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Im Anschluß an all diese vorgenannten Verfahren kann das Garn nach der Falschdrallkräuselung weiter wärmebehandelt werden, beispielsweise, und dies ist wahrscheinlich der wichtigste Grund, um ein fixiertes Garn mit verminderter Dehnbarkeit der Kräuselung zu erhalten. Das Garn kann auch nach der ersten PaIschdrallkrauselung nochmals in entgegengesetzter Richtung falschgedrallt werden, um ein Garn ohne Verdrehungskraft zu erhalten.

Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Durchführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Friktionstwisters;

Figur 2 eine Draufsicht auf den Friktionstwister aus Fig. 1; und

Figur 3-7 schematische Darstellungen verschiedener Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens'.

Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Friktionstwister eignet sich besonders zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Er besitzt gleichartige Rollen 11 mit aus Polyurethan bestehenden Reibbelägen 12, welche auf drei parallelen Wellen 13 angeordnet sind. Jede dieser Wellen 13 trägt drei Rollen 14, welche in gleichmäßiger, nicht reversierender Reihenfolge

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einander überlappen. Alle drei Wellen werden mittels eines Zahnradantriebes oder eines die Wirtel aller Wellen berührenden gemeinsamen Antriebsriemens in der gleichen Richtung mit der gleichen Drehzahl angetrieben. Dieser Antrieb ist in den Figuren nicht dargestellt. Die Abstände der Rollen 11 sind derart gewählt, daß durch ihren Axialabstand und das Ausmaß ihrer Überlappung für ein in axialer Richtung durch das Rollensystem hindurchlaufendes Garn eine ausgeprägt sinusförmige, beinahe schraubenlinienförmige Bahn (Pig.l) erzielbar ist, wenn es von einer zur nächsten Rolle läuft. Die Rollen haben abgerundete Kanten, sodaß die Garnspannung einen gleichmäßigen Kontaktdruck zwischen Garn und Rollenoberfläche ergibt. Wenn der Kantenquerschnitt halbkreisförmig wäre, würde das Garn beim Durchlauf entweder die untere oder die obere Hälfte einer Jeden Rolle berühren. Da bei Garnen mit der handelsüblichen Denierzahl der geeignete Axialabstanä der Rollen klein ist, kann die vom Garn nicht berührte Hälfte einer Jeden Rolle entfallen, sodaß die in Figur 1 dargestellte Ausbildung übrigbleibt, welche die gewünschten geringen Axialabstände erlaubt, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Rollen einander stören. Der Winkel A des Garnes während es über die Umfangsfläche einer Jeden Rolle hinwegläuft, ist, wie <Jies in Figur 1 dargestellt ist, wenigstens an einigen Stellen der Oberfläche gleich dem Drallwinkel für den gewünschten Drall. Für die normale Falschdrallkräuselung liegt dieser Winkel zwischen 36° und 73° und meistens bei etwa 55°.

Da die Rollengeometrie den Drall bestimmt, ergibt sich, daß für Garn mit einer bestimmten Denierzahl nur ein einziges Verhältnis zwischen der Umlaufgeschwindigkeit der Rollen und der

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Durchlaufgeschwindigkeit des Games möglich ist, bei welchem theoretisch die Bedingung volkommen erfüllt wird, daß kein Schlupf erfolgt. Es gibt jedoch einen Bereich von Werten für dieses Verhältnis, bei welchem diese Bedingung des sehlupflosen Überlaufs beibehalten wird, sodaß ein gleichmäßiger Drall erzielt werden kann, ohne daß sich die bei den bisher üblichen Friktionstwistern vorhandene Veränderlichkeit des Dralls ergibt, welche teilweise davon herrührt, daß der Drall vom Reibungskoeffizient zwischen Ga.rn und Reibfläche abhängt, der naturgemäß variabel ist, und teilweise davon, daß der Drall im allgemeinen dazu neigt, bis zu dem Punkt anzusteigen, an welchem der Reibungskoeffizient unzureichend ist, und dann auf einen Punkt absinkt, bei welchem dieser Reibungskoeffizient wieder ausreicht,- sodaß der Drall einmal ansteigt und abnimmt usw. Diese Schwierigkeiten werden cein erfinav-nssgemäßen Verfahren vermieden, da der Drall vom Reigimgskceffizienten völlig unabhängig ist. Innerhalb dieses Bereiches lassen sich Veränderungen durchführen, um in Laufrichtung des Garnes vor und hinter der FalschäralieinrieJbtung die gewünschten Spannungsbedingungen zu erhalten.

Die vorstehend Im einzelnen anhand der Figuren 1 und 2 erläuterte ffalschdralieinriehtuns, läßt sich sur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens :n den in dan Figuren 3-7 dargestellten Anlagen einsetzen. Bei der Ausführung gemäß Figur 3 ist die Falschdralleimdcrrraiä .11 in einer einfachen Anordnung dargestellt, welche einen Halter 32 für die Abgabe ungestreckten Garnes 33 besitzt, welcliGS über Ziiführrcllen 34, bestehend aus Kiemmrcllen, welche auch zum Abstoppen das Dralls dienen,

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über einen Kontaktheizer 35 durch die Falschdralleinrichtung 31, Abzugsrollen 36 und von diesen einer Aufwiekeleinrichtung 37 zuläuft.

Da das Garn gestreckt werden soll, sind die Abzugsrollen 36 derart angeordnet, daß sie mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit umlaufen als die Zuführrollen 3^« Das "ungestreckte" Garn 33 kann tatsächlich bis zu jedem Ausmaß einer Orientierung hergestellt werden, welches unterschiedliehe Sollstreckung erfordert, um seine Eigenschaften zu optimieren, wie die» bereits eingangs erläutert wurde* Zwecks Anpassung an unterschiedliche Garne sollten die Drehzahlverhältnisse zwischen den Rollen 3^ und 36 und zwischen diesen unü dsr Drillgeschwindigkeit der Falschdralleinrichtung 31 einstellbar sein,, und zwar vorzugsweise kontinuierlich oder doch in sehr kleinen Schritten, entweder durch voneinander unabhängige Antriebsmotore oder durch geeignete Getriebe. Bei eier- Bearbeitung bestimmt die Drehzahl der Rollen 3-5 eis Durchlauf geschwindigkeit des Garnes durch die Falschdrallvorrichtung 31, und die Rollengeometrie wird derart ausgewählt, äa£ sich für das gestreckte Garn der optimale Drailwinksl ergibt, zu welchen! Zweck entweder eine spezielle Anordnung mit feststehender Geometrie oder eine einstellbare Einrichtung mit variabler Geometrie ausgewählt wird, wobei die Sinstelliaig der Überlappung am bequemsten sein dürfte, Di* Drahaahl eier Rollen 3^ wird dann derart eingestellt, dal si si; das sewunsohte Streckverhältnis ergibt, welches urr IC—1^ /c imt©:./- dsm Bollvrsi'-t liegt. gewöhnlich etwa um 11 % darunter» Di?, i-mpsrs/.vir des Eeiser-s wird zweckmäßigerweise derart -singst>s.llr-,. άε.£ si oh car op^i^ftL: Pixierungseffekt ergibt, wobei gewofirCAöL .fesv.g3£tel2-'"- v-rdeii

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kann, daß eine etwas geringere Wärme benötigt wird, als wenn im Drallbereich keine Streckung erfolgt. Auch die Aufwickelgeschwindigkeit läßt sich derart einstellen, daß eine harte oder eine weiche Packung entsteht, wobei letztere für eine weitere Bearbeitung, beispielsweise für eine Behandlung im Dampfdruck oder im heißen Färbebad zur Herstellung eines fixierten Garnes möglich ist. Zusammen mit dem Plattenheizer 35 kann auch eine nicht dargestellte Heizwalze verwendet werden.

Eine Abwandlung des vorbeschriebenen Verfahrensablaufes ist in Figur 4 dargestellt, wobei der Streckvorgang abgeschlossen wird, bevor dem Garn der Falschdrall erteilt wird. Dabei kann eine in der gleichen Weise ausgebildete Faischdralieinrichtung 41 verwendet werden. Bei diesem Verfahren wird das Garn 42 zuerst zwischen Streckwalzen 43 und 44 kalt gestreckt, wobei das Walzenpaar 44 schneller umläuft als das Walzenpaar 43, um hierdurch das Garn mit dem Sollwert des Streckverhältnisses zu strecken, bevor es in den Drallbereich hineinläuft, in welchem der Drall durch den Heizer 45 fixiert wird, durch welchen das Garn durch die Abzugsrollen 46 und die Aufwickeleinrichtung 47 hindurchgeführt wird.

Die in Figur 5 dargestellte Anordnung entspricht im wesentlichen der in der Figur 4 mit Ausnahme dessen, daß zwischen den Walzen 43 und 44 ein beheizter Streckzapfen oder eine beheizte Streckwalze 41 angeordnet ist, sodaS ci&s Garn wann gestreckt wird. Bei Verwendung einer beheizten Walze karir» auch ein nicht dargestellter Platteniieizer verwendet- werden.

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Bei der in Figur 5 dargestellten Anordnung wird das Garn in einer ersten Stufe 60 entsprechend der in Figur J5 dargestellten Anordnung (wenn auch diese Stufe in der gleichen Weise wie in den Figuren 4 und 5 ausgebildet sein kann) gestreckt und ihm ein Falschdrall erteilt, woraufhin es nachträglich nochmals wärmebehandelt wird, sodaß sich ein fixiertes Garn ergibt, während es über die Walzen 61 mit höherer Geschwindigkeit durch einen Rohrheizer 6j eingegeben wird, als es durch die Abzugsrollen 62 abgezogen wird, von denen es einer Aufwickeleinrichtung 64 zuläuft.

Bei der Anlage gemäß Figur 7 sind zwei Falschdralleinrichtungen 71 und 72 hintereinander angeordnet, welche sich in entgegengesetztem Drehsinn drehen, wobei das Garn 73 zwischen Streckwalzen 74 und 75 gestreckt wird, während es über dem Heizer 76 falschgedrallt wird, bevor es in 77 aufgewickelt wird. Bei diesem Verfahren läßt sich ein Garn ohne Verdrehungskraft herstellen. Selbstverständlich kann zwischen den beiden Falsehdralleinrichtungen 7I und 72 ein weiterer Heizer eingeschaltet werden j und es kann, falls erwünscht, auch eine Wärmenachbehandlung angeschlossen werden, um ein fixiertes Garn ohne Verdrehungskraft herzustellen.

Außer den dargestellten Möglichkeiten sind naturgemäß auch weitere Abwandlungen möglich, so können insbesondere auch andere Falschdralleinrichtungen verwendet werden. Eine derartige Falschdralleinrichtung könnte beispielsweise einen angetriebenen Ring mit tonnenförmiger Außenfläche oder einen Riemen mit kreisrundem Querschnitt aufweisen, um welchen das

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Garn derart herumgeführt wird, daß es in einem Winkel zur Umfangsrichtung des Ringes oder des Riemens liegt, welcher gleich dem Drallwinkel ist.

Durch all diese Anordnungen lassen sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Garne mit unbedingt gleichartigen Eigenschaften bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten auf wirtschaftliche Weise herstellen.

Ansprüche:

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Claims

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Patentansprüche:

( l)i Verfahren zur Herstellung von texturierten! Garn, bei welchem in einem einzigen Arbeitsgang vorgegangen wird, dadurch gekennzeichnet , daß ungestrecktes oder nur teilweise gestrecktes Garn gestreckt und ihm mittels eines Friktionstwisters ohne Schlupf zwischen Garn und Friktionsfläche eine Falschdrallkräuselung vermittelt wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn vor der Falschdrallkräuselung im wesentlichen völlig gestreckt wird.
3) · Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn beim Strecken stärker als beim Falschdrallkräuseln gespannt wird.
4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn in dem Bereich, in welchem es gedrillt wird, gestreckt bezw. endgültig gestreckt wird.
5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn mit einem um 10-15 % unter dem Sollmaß liegenden Streckverhältnis gestreckt wird.
6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn nach der Falschdrallkräuselung seine endgültige Streckung erhält.

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7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn nach der Palschdrallkrauselung noch wärmebehandelt wird.
8) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn nach der Palschdrallkrauselung nochmals, aber in entgegengesetztem Sinn, falsch gedrillt wird.

Patentanwalt.

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