DE19529315A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Dick/Dünn- und/oder Farbeffekten in einem Filamentgarn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Dick/Dünn- und/oder Farbeffekten bei einem Fila­ mentgarn. Unter einem Filamentgarn wird hier ein Garn oder ein Faden verstanden, der aus einem oder aus mehreren Filamenten, also endlosen, synthetischen Filamenten besteht.

Als Stand der Technik ist es bereits bekannt (JP Hei-6-17337), aus mindestens einem endlosen synthetischen, thermoplastischen Filament bestehende Garne absichtlich mit zufällig oder regelmä­ ßig verteilten Dickstellen zu versehen, um beispielsweise mit derartigen Garnen hergestellten Geweben das Aussehen von Wild­ seide oder anderen Naturfasern zu geben. Hierzu wird das Fila­ mentgarn beispielsweise um eine Rolle herumgeschlungen, welche über drei Federn an einem Halteelement angeordnet ist. Im Zu­ sammenwirken mit der vom Filamentgarn umschlungenen Rolle und den Federn wird dem Filamentgarn in bestimmten Abständen jeweils eine Dickstelle kraftschlüssig aufgegeben. Statt der Rolle mit den drei Federn läßt sich beispielsweise auch eine Torsionsfeder oder ein anderes Federelement anwenden, um die Dickstellen im vorgenannten Sinne herzustellen. Diese bekannte Vorrichtung ist baulich aufwendig und insofern bezüglich der Herstellung von Dickstellen nicht funktionssicher, als es von den eingesetzten Federn abhängt, zu welchem Zeitraum und in welchem Ausmaß eine Dickstelle dem Filamentgarn aufgebracht wird.

Zum Stand der Technik zählt darüberhinaus eine Vorrichtung in Form eines Streckwerkes (US-PS 2 069 446), welche bezüglich einzelner Streckelemente diskontinuierlich über spezielle Ge­ triebeanordnungen angetrieben wird, um hierdurch eine Garndick­ stelle aufzutragen. Auch diese Vorrichtung ist bauaufwendig beschaffen und bei den an Filamentgarnmaschinen üblichen hohen Geschwindigkeiten nicht geeignet.

Aus der DE 38 41 525 A1 ist es bekannt, in Chemiefasern Ab­ schnitte mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen dadurch zu erzeugen, daß sie bei unter Wärmeeinwirkung erfolgendem Recken in Abschnitten ihrer Länge nicht erwärmt werden. Zu diesem Zweck sind die Reckwalzen mit Nuten versehen, in deren Bereich die Filamente dann nicht erwärmt werden. Mit den unterschiedlichen Schmelztemperaturen wird der Zweck verfolgt, Filamentgarne mit­ einander verschmelzen zu können. Ein optischer Effekt in Form von Dick-/Dünnstellen oder unterschiedliche Anfärbbarkeit ist damit nicht beabsichtigt und auch nicht erreichbar.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Herstellen von Dick/Dünn- und/oder Farbeffekten bei einem Filamentgarn zu schaffen, welches bei einfachem Verfahrensablauf bzw. einfachem Aufbau der Vorrichtung eine wesentlich höhere Produktionsge­ schwindigkeit zuläßt.

Diese Aufgabe wird durch Anwendung einer der Merkmalsgruppen oder in Kombination beider unterschiedlicher Merkmalsgruppen des Verfahrens-Hauptanspruchs bzw. des Vorrichtungs-Hauptanspruchs gelöst.

Wenn hierbei von Recken gesprochen wird, so soll damit der Un­ terschied zum Verstrecken von Faserverbänden aus endlichen Sta­ pelfasern verdeutlicht werden. Während beim Verstrecken von Faserverbänden die einzelnen Fasern ohne Verändern ihrer indivi­ duellen Längen gegeneinander verschoben und damit die Länge (und die Dicke) des Faserverbandes vermindert wird, wird beim Recken eines quasi-endlosen Filaments oder Filamentbündels die Länge eines oder jedes einzelnen Filaments vergrößert, wobei in einem Filamentbündel im allgemeinen kein Verschieben der Filamente gegeneinander stattfindet. Während darüberhinaus ein verzogener Faserverband keine Rücksprungtendenz aufweist, ist dieser Effekt bei einem gereckten Filament durchaus vorhanden und - wie nach­ folgend ausgeführt wird - für das erfindungsgemäße Verfahren von Bedeutung.

Ein weiterer Unterschied zwischen dem Strecken von Fasergarnen und dem Recken von Filamentgarnen besteht darin, daß der Verzug von Fasergarnen in weiten Grenzen so eingestellt werden kann, daß aus einem gegebenen Vorgarn ein Endgarn der beabsichtigten Feinheit erzeugt wird. Dagegen ist das Reckverhältnis syntheti­ scher Filamentgarne durch die Vororientierung des Vormaterials gegeben und kann nur in sehr engen Grenzen verändert werden. Die Feinheit eines Filamentgarnes wird im wesentlichen beim Erspin­ nen durch die Abzugsgeschwindigkeit der Filamente aus den Spinn­ düsen vor dem Erstarren und den Durchmesser der Düsenbohrungen bestimmt.

Gemäß der ersten Merkmalsgruppe der Hauptansprüche (Verfahren bzw. Vorrichtung) erfolgt ganz allgemein ausgedrückt ein Unter­ brechen des Reckvorganges. Grundsätzlich könnte dies durch ein Unterbrechen der Förderwirkung auf den Faden entweder am Einlauf und/oder am Auslauf des Reckfeldes bewirkt werden. Da der Aus­ lauf des Reckfeldes aber in aller Regel durch Galetten/Verlege­ walzen-Kombination gebildet wird, welche aus ihrer meist hohen Drehzahl nicht in kurzer Zeit stillsetzbar ist und von der der Faden auch nicht ohne weiteres abgehoben werden kann, wird be­ vorzugt die Förderwirkung am Einlauf des Reckfeldes unterbro­ chen, welcher im allgemeinen als gegeneinander gedrücktes Wal­ zenpaar ausgebildet ist. Bei einem Unterbrechen der Förderwir­ kung des Auslaufwalzenpaares müßte auch die Aufwindegeschwindig­ keit einer nachgeordneten Aufspulvorrichtung angepaßt werden, was Aufwand erfordern würde.

Da auch dieses Einlaufwalzenpaar rasch rotiert und nicht in kurzer Zeit stillgesetzt werden kann, wird die Förderwirkung durch Aufheben der Klemmung dem Fadens zwischen dem Walzenpaar bewirkt. Dadurch kann die Förderwirkung der Galetten/Verlegewal­ zen-Kombination am Auslauf des Reckfeldes über das Reckfeld hinaus zurückwirken und ungereckten Faden mit der Förderge­ schwindigkeit dieser Galetten/Verlegewalzen-Kombination in das Reckfeld ziehen - wenn dem Reckfeld nur eine Fadenbremse vor­ geordnet ist, durch welche der Faden ungehindert gezogen werden kann.

Gleichzeitig springt der im Reckfeld unter erheblicher Zugspan­ nung stehende Faden unter Wirkung einer Zugspannungs-Hysterese ein und zieht zusätzlich ungereckten Faden in das Reckfeld. Das in das Reckfeld gezogene, ungereckte Fadenstück ist demgemäß länger als es der Zeitdauer der Unterbrechung der Förderwirkung und der Fördergeschwindigkeit des Walzenpaares am Einlauf und auch der Galetten/Verlegewalzen-Kombination am Auslauf des Reck­ feldes entsprechen würde.

Wenn dem Reckfeld ein durch ein weiteres Walzenpaar begrenztes Vor-Reckfeld vorgeordnet ist, hat ein Aufheben der Klemmung des Fadens zwischen den beiden Reckfeldern die Wirkung, daß ein ein­ ziges, sich von der Galetten/Verlegewalzen-Kombination bis zum Einlauf-Walzenpaar des Vorfeldes erstreckendes Reckfeld bildet. In diesem verlängerten Reckfeld zieht der Faden unter Ausgleich seiner Zugspannung im vorherigen Haupt-Reckfeld ungereckten oder geringer gereckten Faden aus dem Bereich des Vor-Reckfeldes in den Bereich des Haupt-Reckfeldes. Das Gesamt-Reckverhältnis bleibt dabei jedoch erhalten.

Dieses Gesamt-Reckverhältnis wird dabei in etwa im Verhältnis der Länge der Effekte zur Gesamtlänge des Fadens geringer ge­ wählt als es zum Ausrecken des Fadens eigentlich erforderlich wäre. Dadurch wird erreicht, daß die ungereckt in das Reckfeld laufenden Effektstellen ungereckt bleiben.

Daß ein unvollständig, d. h. nicht in dem zum Ausrecken eines erforderlichen Ausmaßes gereckter Filamentfaden entlang seiner Länge wechselnde Dicke und damit unterschiedliche Orientierung seiner Fadenmoleküle aufweist, ist an sich bekannt. Diese Faden­ struktur entspricht jedoch nicht der erfindungsgemäß angestreb­ ten Fadenstruktur, die zwischen gleichmäßig dünnen, voll ausge­ reckten, längeren Abschnitten deutlich dickere oder anders an­ färbende Abschnitte kurzer Länge aufweist.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Anwendung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens auf einen derartig unvollständig gereckten Faden zu einem Effektgarn führt, bei dem die entstehenden Effek­ te größerer Zufälligkeit unterliegen und eine größere Varianten­ breite aufweisen.

Gemäß der zweiten Merkmalsgruppe der Hauptansprüche erfolgt ganz allgemein ausgedrückt ein Erhöhen des Widerstands des Fadens gegen ein Recken, bzw. umgekehrt ausgedrückt, ein Unterlassen des Verminderns dieses Widerstands auf kurzen Längenabschnitten des Fadens. Ein derartiges Verändern des Widerstands gegen ein Recken kann beispielsweise durch chemische Einwirkung auf den Faden bewirkt werden, mit welcher die kristalline Struktur des Fadenmaterials in dem beabsichtigten Sinne verändert wird.

Die Erfindung macht sich jedoch die Tatsache zunutze, daß syn­ thetische Fäden einem Recken im allgemeinen unter erhöhter Tem­ peratur einen verminderten Widerstand entgegensetzen. Sie geht davon aus, daß ein zu behandelnder Faden unter Wärmeinwirkung gereckt wird und unterbindet auf kurzen Längsabschnitten des Fadens die Einwirkung der Wärme auf den Faden.

Da das Reckverhältnis im Haupt-Reckfeld geringer gewählt wird, als es für ein volles Ausrecken des Fadens erforderlich wäre, bleibt das ins Reckfeld gezogene ungereckte bzw. das einem Recken höheren Widerstand entgegensetzende Fadenstück ungereckt und bildet den beabsichtigten Effekt, auch wenn die Klemmung des Fadens im Walzenpaar wieder hergestellt und das Recken wieder aufgenommen wird.

Die Erfindung zieht dabei aus der Eigenart der Kraft/Dehnungs­ linie von synthetischen Fäden Nutzen, wobei diese Kennlinie dadurch gekennzeichnet ist, daß die Zugspannung im Faden beim Recken zunächst annähernd linear zunimmt, um dann etwas in die sog. Fließzone abzusinken, in welcher das bleibende Recken be­ ginnt. Das Recken in der Fließzone erfordert ersichtlich eine geringere Kraft als das vorhergehende Dehnen. Diese geringere Zugkraft bleibt längere Zeit annähernd auf diesem geringeren Niveau, während der das Fadenstück bis zur optimalen Orientie­ rung der Makromoleküle des Fadenmaterials ausgereckt wird. Da­ nach steigt sie zunehmend bis zum Bruchpunkt an.

Das Recken des Fadens und damit das Unterbrechen des Reckens bzw. die thermische Behandlung des Fadens und deren Unterbre­ chung kann in mehreren Stufen erfolgen. Dies eröffnet die Mög­ lichkeit, in weiterer Ausgestaltung der Erfindung abgestufte Effekte in vielfältiger Abwandlung zu erzielen.

Dabei kann die Stärke der Effekte durch die Aufteilung des ge­ samten, den Faden zum vollständigen Ausrecken zu erteilenden Reckverhältnis auf ein Vororientieren und auf die ggf. mehreren Reckfelder beim Ausrecken des Fadens bestimmt werden.

Der zum Ausrecken eines Fadens erforderliche Gesamtreckgrad ist materialbedingt und kann nur in sehr engen Grenzen geändert werden - er wird im erfindungsgemäßen Verfahren etwa im Verhält­ nis der Längen der (un- oder teilgereckten) Effekte zu den Län­ gen der ausgereckten Fadenabschnitte vermindert. Ansonsten ist die Stärke der erzielten Effekte um so größer, je geringer die Vorreckung des in das Effektfeld einlaufenden Fadens und je größer demgemäß das Reckverhältnis im Effektfeld ist. Dies be­ trifft sowohl die Dicke als auch die Anfärbbarkeit der Effekte.

Das vorgenannte Reckverhältnis muß grundsätzlich so groß sein, daß das Filamentgarn voll dem Recken unterzogen wird; das Reck­ verhältnis kann also nicht frei gewählt und der Dickenunter­ schied daher nicht allein durch das Reckverhältnis bestimmt werden. Der Dickenunterschied wird vielmehr durch die Vorreckung des Vormaterials bestimmt, beispielsweise durch den Einsatz von LOY (Low Oriented Yarn) - MOY (Middle Oriented Yarn) - POY (Pre Oriented Yarn) - HOY (High Oriented Yarn). Je geringer die Vor­ orientierung des Vormaterials ist, umso höher ist das erforder­ liche Reckverhältnis und umso größer ist der sich einstellende Effekt. Diese Wirkungen gelten gleichermaßen für mechanische als auch für thermische Verfahren zum Herstellen der vorgenannten Effekte bei einem Filamentgarn.

Die Länge der Effekte kann insbesondere durch die Zeitdauer des Veränderns der Reckwirkung bzw. des Erhöhens des Widerstands gegen das Recken in Abhängigkeit von der Durchlaufgeschwindig­ keit des Fadens durch das Reckfeld bestimmt werden. Die Länge der Effekte wird aber auch insofern durch die Höhe des Reckgra­ des im Reckfeld mit beeinflußt, als bei einem höheren Reckgrad infolge der dadurch bedingten höheren Rücksprungtendenz des Fadens beim Aufheben der Rückhaltewirkung auf den Faden ein längeres un- oder teilgerecktes Fadenstück in das Reckfeld gezo­ gen wird und un- bzw. teilgereckt bleibt.

Die Länge der Effekte hängt also mindestens von der Länge der Abflachung, vom Reckverhältnis, von der Art der Fadenförderung am Eingang des Vorfeldes und vom Rücksprung der Dehnung des Fadens im Reckfeld ab.

Der gegenseitige Abstand der Effekte schließlich kann durch die Häufigkeit des Veränderns der Reckwirkung bzw. des Widerstandes gegen das Recken, d. h. durch die zeitlichen Intervalle in Ab­ hängigkeit von der Durchlaufgeschwindigkeit des Fadens durch das Reckfeld bestimmt werden.

Weiterhin kann der gegenseitige Abstand der Effekte bestimmt werden durch den Reckgrad: Je höher der Reckgrad, umso weiter wird der durch den Durchmesser der Walze mit den Abflachungen oder den Nichtheizzonen vorgegebene Abstand der Effekte ver­ streckt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein Vorfeld aufweisen, das im wesentlichen nur dazu dient, die Vorspannung des zu bearbei­ tenden Filamentgarns zu normalisieren. Dem Vorfeld können ein oder zwei Reckfelder nachgeordnet sein.

Das Vorfeld wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung ein­ gangsseitig durch eine Fadenfördervorrichtung in Form beispiels­ weise eines Druckwalzenpaares, einer Galetten/Verlegewalzen-Kom­ bination oder auch nur durch eine eventuell einstellbare Faden­ bremse begrenzt. Die Reckfelder sind eingangsseitig in aller Regel durch Druckwalzenpaare aus einer angetriebenen Druckwalze und einer gegen die Unterwalze gedrückten, beispielsweise mit einem elastischen Belag versehene Oberwalze begrenzt. Ausgangs­ seitig ist das eine bzw. das letzte Reckfeld wieder von einer Fadenfördervorrichtung begrenzt, welche aus einer Galetten-Ver­ legewalzen-Kombination, einem Lieferwalzenpaar, einem Riemchen­ lieferwerk oder dergleichen bestehen kann. Eine der Walzen des Zwischenwalzenpaares oder der Zwischenwalzenpaare kann beheizt sein.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann mindestens eine der Walzen der eingangsseitig eines Reckfeldes angeordneten Walzenpaare in dem vom Filamentgarn berührten Bereich ihrer Umfangsfläche eine Ausnehmung aufweisen, durch welche die Klemm­ linie dieses Walzenpaares unterbrochen ist.

Die Fördergeschwindigkeit für das Filamentgarn wird so gewählt, daß das Recken etwas unterhalb desjenigen Reckgrades liegt, durch welchen das jeweils verarbeitete Material voll gereckt wird. Dadurch, daß das Filamentgarn im Reckfeld eine wesentlich höhere, elastische Zugspannung aufweist als im Vorfeld, wird - da das Filamentgarn durch die Aussparung als mechanische Ein­ richtung in einer der Walzen des Zwischenwalzenpaares nicht mehr geklemmt wird - ein Stück ungereckten Filamentgarns aus dem Vorfeld in das Reckfeld gezogen. Es durchläuft dieses ungereckt; es verbleibt als verdickte Stelle im behandelten Filamentgarn.

Die Dicke des ungereckten Effekt-Garnstückes im Vergleich zum ausgereckten Garn wird im wesentlichen durch die Höhe des Reck­ grades bestimmt, der - wie schon erwähnt - durch das Ausmaß der Vororientierung vorgegeben ist. Wenn eine der Walzen des oder eines Zwischenwalzenpaares beheizt ist, können - gegebenenfalls neben dem Erzeugen deutlicher Dicken-Effekte - durch die Höhe der angewandten Temperatur Effektstellen mit unterschiedlicher Anfärbbarkeit erreicht werden.

Insbesondere dann, wenn eine der Walzen des oder eines Zwischen­ walzenpaares beheizt ist, können durch Abstimmung von Reckgrad und Temperatur deutlich abgehobene, ungereckte Dickstellen er­ zielt werden.

Wenn die Effekte mit wechselnden Abständen entlang der Filament­ garne verteilt sein sollen, kann dies dadurch erreicht werden, daß beide Walzen eines Zwischenwalzenpaares mit den vorgenannten Ausnehmungen versehen sind und den Walzen unterschiedliche Durchmesser gegeben werden. Durch unterschiedliche Drehzahlen der Walzen infolge ihrer unterschiedlichen Durchmesser ver­ schieben sich die Abstände der durch die beiden Walzen erzeugten Dickstellen laufend.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, auf einer der Walzen mindestens zwei, seitlich gegeneinander versetzte Aussparungen anzubringen und das Filamentgarn beispielsweise mittels eines durch einen Zufallsgenerator gesteuerten Fadenführers zufällig in die Bereiche unterschiedlicher Aussparungen zu führen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Entstehens der Effekte in der Vorrichtung der Fig. 1,

Fig. 3 einen Kurvenverlauf des Verhaltens von einem Recken unterworfenem Filamentgarn,

Fig. 4 eine andere Ausführungsmöglichkeit der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung in schematischer Seitenansicht,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Entstehens der Effekte in der Vorrichtung gemäß Fig. 4,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung einer mechanischen Einrichtung zur Erzeugung von Dickstellen in Drauf­ sicht,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 8a, b zwei weitere Ausführungsmöglichkeiten der mechani­ schen Einrichtung zur Erzeugung von Dickstellen in schematischer Seitenansicht,

Fig. 9 und 10 jeweils Seitenansicht von verschiedenen Ausführungs­ formen der Erfindung bei jeweils einem Walzenpaar,

Fig. 11 eine Vorderansicht der Ausführungsform nach Fig. 10,

Fig. 12 bis 17 verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung, teils geschnitten, teils in Seitenansicht bzw. in Vorderansicht.

In der Ausführungsform der Fig. 1 durchläuft ein Filamentgarn 1 eine Fadenbremse 2 und gelangt zu einem Walzenpaar 3 mit einer angetriebenen Walze 4 und einer Druckwalze 5 und weiter zu einer Galetten/Verlegewalzen-Kombination 6. Das Walzenpaar 3 und die mit größerer Umfangsgeschwindigkeit laufende Galette 6 bilden ein Reckfeld I. Das Filamentgarn läuft weiter zu einem Faden­ führer 7 und von dort zu einer an sich bekannten Zwirnvorrich­ tung 8.

Die Walze 5 weist erfindungsgemäß eine mechanische Einrichtung 15 zum wiederholten, kurzzeitigen Unterbrechen der Rückhaltewir­ kung des Walzenpaares 3 am Eingang des Reckfeldes I auf. Diese mechanische Einrichtung 15 ist beispielsweise als eine sich nicht über die ganze Breite der Druckwalze 5 erstreckende Abfla­ chung 25 in die Oberfläche der Druckwalze 5 eingearbeitet.

In Fig. 2 sind die vier aufeinanderfolgenden Phasen des Bildens eines Effektes mit der Vorrichtung nach Fig. 1 dargestellt. Dabei ist die Dicke des Filamentgarnes der Deutlichkeit halber stark übertrieben gezeichnet. Fig. 2a zeigt die Situation beim normalen Recken. Das un- oder teilgereckte Filamentgarn 1 wird mit der durch die Fadenbremse 2 bestimmten Vorspannung in das Reckfeld I gezogen, indem es beispielsweise 3,8fach gereckt wird, um seine volle Festigkeit und optimale Dehnung zu errei­ chen. Der Reckpunkt liegt im allgemeinen unmittelbar am Ein­ gangswalzenpaar 3, da das Filamentgarn 1 dort durch die Druck­ walze 5 erwärmt wird, welche infolge ihrer Walkarbeit in ihrem elastischen Belag stets erhöhte Temperatur aufweist. Das Fila­ mentgarn verläßt die Reckzone gleichmäßig gereckt, d. h. einheit­ lich dünn.

Nach Fig. 2b steht die Abflachung 25 in der Druckwalze 5 der Walze 4 (Fig. 1) gegenüber, wodurch die Rückhaltung des Walzen­ paares 3 auf das im Reckfeld I unter Zugspannung stehende Fila­ mentgarn aufgehoben wird. Dadurch bekommt die Galetten/Verlege­ walzen-Kombination 6 Gelegenheit, un- oder teilorientiertes Filamentgarn durch die Fadenbremse 2 in das Reckfeld I zu zie­ hen. Dieses Einziehen von un- oder teilorientiertem Filamentgarn wird dadurch verstärkt, daß das Filamentgarn im Reckfeld I seine Zugspannungs-Dehnung zurückbildet und dadurch zusätzlich Fila­ mentgarn in das Reckfeld einzieht. Das in das Reckfeld I einge­ zogene un- oder teilorientierte Filamentgarn-Stück erreicht daher eine größere Länge, als es der Zeitdauer des Aufhebens der Rückhaltung und der Fördergeschwindigkeit des Walzenpaares ent­ spricht.

In Fig. 2c und 2d ist die Rückhaltung des Walzenpaares 3 wie­ derhergestellt; das in das Reckfeld gezogene Filamentgarn wird wieder gereckt, wobei der Reckpunkt sich aus dem oben beschrie­ benen Grund wieder am Walzenpaar 3 gebildet hat. Dadurch bleibt das un- oder teilorientierte Filamentgarn-Stück ungereckt und bildet den beabsichtigten Effekt 10′ gemäß Fig. 2d zwischen den ausgereckten Fadenbereichen 10.

Der Erhalt des erzielten Effektes trotz des Reckens im Reckfeld wird durch eine Eigenart des Kraft/Dehnungsverlaufs von synthe­ tischen Filamenten unterstützt, welche im Diagramm nach Fig. 3 im Prinzip wiedergegeben ist: Die Abszisse gibt die Dehnung D, die Ordinate die Zugkraft oder -spannung p im Faden wieder. Die Zugspannung im Faden nimmt beim Recken in einer Proportional- oder Elastizitätszone a zunächst annähernd linear zu, um dann etwas in die sog. Fließzone K abzusinken, in der das bleibende Recken beginnt. Das Recken in der Fließzone erfordert ersicht­ lich eine geringere Kraft als das vorhergehende Dehnen.

Diese geringere Zugspannung bleibt längere Zeit annähernd auf dem geringeren Niveau, während der Fadenstück bis zur optimalen Orientierung der Makromoleküle des Fadenmaterials ausgereckt wird. Danach steigt sie in einem progressiv ansteigenden Zweig 2c zunehmend bis zum Bruchpunkt an. Zwischen der Proportionalzo­ ne a und der Fließzone K liegt ein materialtypischer Zugspan­ nungs-"Gipfel" b.

Erfindungsgemäß wird nun der Reckgrad so gewählt, daß die Ver­ längerung des Filamentgarns im Reckfeld stets Material in der Fließzone K vorfindet, in die sie eingeht und nicht unter Über­ winden des Zugkraftgipfels b zwischen Elastizitätszone a und Fließzone K in die Elastizitätszone a übergreift, hinter dem das nicht vollgereckte Material des Effektes gegen Recken "ge­ schützt" ist.

Statt der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung besteht nach Fig. 4 auch die Möglichkeit, zwei Walzenpaare 30 und 3 vorzusehen, wobei das Walzenpaar 30 eine angetriebene Walze 34 und eine Druckwalze 35 besitzt, welche bei dieser Ausführungsform keine Abflachung aufweist. Zwischen beiden Walzenpaaren 30 und 3 er­ gibt sich ein Vorreckfeld I₁. Das Walzenpaar 3 weist wiederum eine Druckwalze 5 mit einer Abflachung 25 analog der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 1 auf. Zwischen dem Walzenpaar 3 und einer Galette 6 besteht ein Hauptreckfeld I, wonach das Filamentgarn über einen Fadenführer 12 einer an sich bekannten Spulvorrich­ tung zugeführt wird.

Der Verlauf des Filamentgarns in der Vorrichtung nach Fig. 4 ist in Fig. 5 näher dargestellt:
In dem Vorreckfeld I₁ kann eine reine Anspannung von beispiels­ weise 1,01fach erfolgen; es kann jedoch auch einen Teil des in der Vorrichtung eingestellten Reckverhältnisses von beispiels­ weise 4fach auf das Vorreckfeld verlagert werden, beispielsweise 1,8fach.

In der Beschreibung des Verfahrensablaufes nach Fig. 5 wird davon ausgegangen, daß im Vorreckfeld I₁ effektives Vorrecken erfolgt. Es ist bekannt, daß unvollständiges Recken zu einem Filamentgarn mit unregelmäßig schwankender Orientierung der Filamentgarnmoleküle und wechselnder Filamentgarndicke führt. Hiervon wird im vorliegenden Fall absichtlich Gebrauch gemacht.

In Fig. 5a ist die Situation normalen Laufes der Vorrichtung dargestellt; un- oder teilgerecktes Filamentgarn wird im Vor­ reckfeld (weiter) teilgereckt zu einem Filamentgarn mit schwan­ kender Dicke, das dann im Hauptreckfeld I voll zu einem gleich­ mäßig ausgereckten Filamentgarn gereckt wird.

In Fig. 5b ist entsprechend Fig. 2b ein vergleichsweise wenig gerecktes Filamentgarnstück in das Vorreckfeld I₁ eingezogen worden, das als Effekt in dieser Stärke die Vorrichtung durch­ läuft, wie Fig. 5c zu entnehmen ist. Dagegen ist bei Fig. 5d ein stärker gerecktes Filamentgarnstück in das Reckfeld eingelaufen, das diese Stärke beibehält, wie aus Fig. 5e ersichtlich ist. Je nachdem ein um wie weit gerecktes Filamentgarnstück beim Unter­ brechen der Rückhaltung des Filamentgarns zufälligerweise in das Reckfeld einläuft, führt dies zufällig zu unterschiedlich star­ ken Effekten 10′.

Aus Fig. 5c ist ersichtlich, daß die Dickenschwankungen des im Vorreckfeld I₁ unvollständig gereckten Filamentgarns 1 im Haupt­ reckfeld ausgereckt werden, so daß ein gleichmäßig ausgerecktes Filamentgarn mit Effekten 10′ unterschiedlicher Stärke entsteht. Es versteht sich, daß auch hier das Gesamtreckverhältnis im Längenverhältnis der Effekte 10′ zu den glatten Filamentgarnlän­ gen vermindert sein muß.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht der Druckwalze 5 mit der mechani­ schen Einrichtung zum wiederholten kurzzeitigen Unterbrechen des Rückhaltens des Filamentgarnes 1 mit Hilfe der Abflachung 25. Die Druckwalze 5 ist über einen Haltearm 11 maschinenfest frei drehbar gelagert. Wie ersichtlich, erstreckt sich die Abflachung 25 nur über einen Teilbereich der Breite der Druckwalze 5 und zwar über denjenigen, der vom Filamentgarn 1 berührt wird. Die Druckwalze 5 bleibt also stets angetrieben und läuft glatt rund.

In der Ausführungsform nach Fig. 7 weisen beide Walzenpaare 30 und 3 mechanische Einrichtungen 15 zum wiederholten kurzzeitigen Unterbrechen des Reckens im Reckfeld I₁ und im Reckfeld I in Form von Abflachungen 25 auf. Bei dieser Ausführungsform können ge­ wünschte Zufälligkeiten in der Stärke und in der Verteilung der Effekte weiter erhöht werden.

Nach Fig. 8a besteht auch die Möglichkeit, daß beide Walzen 4′ und 5′ eines Walzenpaares 3′ Abflachungen 25 aufweisen. Durch das Ausstatten beider Walzen eines Walzenpaares mit Abflachungen wird die Anzahl der Effekte verdoppelt bzw. ihr Abstand hal­ biert. Wenn sich die Abstände der Effekte verändern sollen, müssen die Walzen auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

Alternativ besteht nach Fig. 8b auch die Möglichkeit, daß bei­ spielsweise das Walzenpaar 3′′ eine Walze 4 ohne Abflachungen und eine Walze 5′ mit zwei Abflachungen 25 und 25′ aufweist. Dadurch verdoppelt sich die Anzahl der Effekte. Ihr Abstand wird durch die gegenseitige Winkelstellung der Abflachungen auf der Walze bestimmt, er bleibt unverändert.

Entsprechend könnte auch die Walze 4 mit einer oder mit mehreren Abflachungen versehen sein. Auch hier handelt es sich jeweils wieder um mechanische Einrichtungen zum wiederholten, kurzzeiti­ gen Unterbrechen des Reckens im jeweiligen Reckfeld.

Wie aus Fig. 9 hervorgeht, weisen die Walzenpaare 3 bzw. 30 angetriebene Walzen 4 bzw. 34 aus Stahl auf, wohingegen die Druckwalzen 5, 35′′ einen elastischen Belag besitzen, in welchen die jeweilige Abflachung 25 eingebracht ist. Es versteht sich, daß entsprechende Abflachungen anstelle oder zusätzlich zu den Abflachungen in den Druckwalzen 5 bzw. 35 auch in den angetrie­ benen Walzen 4 bzw. 34, beispielsweise gemäß Fig. 8a und 8b, an­ geordnet sein können.

Gemäß Fig. 10 kann die mechanische Einrichtung 15 zum wiederhol­ ten, kurzzeitigen Unterbrechen des Reckens statt einer Abfla­ chung gemäß den vorgenannten Ausführungsformen aus einem Nocken 25′′ auf der Umfangsfläche einer Druckwalze 5′′ bestehen. Dieser Nocken 25′′ läßt nach Fig. 11 einen Bereich der Druckwalze 5′′ frei, welcher für den Verlauf des Filamentgarnes 1 vorgesehen ist. Die Druckwalze 5′′ ist wiederum über einen Haltearm 11 ma­ schinenfest gelagert. Durch den Nocken 25 wird die Druckwalze 5′′ von der Walze 4 abgehoben, wodurch die Rückhaltung des Fila­ mentgarns in den zylindrischen Bereich zwischen den Nockenteilen aufgehoben wird.

Während bei den vorgenannten Ausführungsformen eine mechanische Einrichtung zum wiederholten, kurzzeitigen Unterbrechen des Reckens Anwendung findet, gehen die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen davon aus, daß das Filamentgarn unter Wärme­ einwirkung gereckt wird; es werden Einrichtungen vorgesehen, durch die diese Wärmeeinwirkung auf das Filamentgarn zeitweise unterbrochen wird.

In der einfachsten Ausführungsform gemäß Fig. 12 weist die ange­ triebene Walze 4′′ eine Heizeinrichtung 20 auf, mittels derer die Umfangsfläche dieser Walze und damit das über diese Umfangs­ fläche laufende Filamentgarn auf die erforderliche Recktempera­ tur aufgeheizt wird. Die der angetriebenen Walze 4′′ zugeordnete Druckwalze 5 weist wieder eine Abflachung 25 auf. Das Filament­ garn 1 ist so geführt, daß es die Druckwalze 5 mit geringem Winkel umschlingt. Dies führt dazu, daß das Filamentgarn 1 dann, wenn die Abflachung 25 der Druckwalze 5 der angetriebenen Walze 4′′ gegenüber steht, das Filamentgarn von dieser beheizten Walze abgehoben und demgemäß nicht aufgeheizt wird. Dieser nicht er­ wärmte Bereich setzt dann dem Recken höheren Widerstand entgegen und bleibt ungereckt. Es ist darüberhinaus denkbar, daß die Abflachung auch in der Umfangsfläche der beheizten Walze 4′′ angebracht sein kann.

Dieser Effekt wird dadurch unterstützt oder verstärkt, daß durch die Abflachung 25 in der Druckwalze, wie vorstehend beschrieben, auch ein un- oder teilgerecktes Filamentgarnstück in das Reck­ feld gezogen wird, das mit dem nicht erwärmten Fadenstück teil­ weise identisch sein kann und das ungereckt bleibt. In dieser Ausführungsform können also sowohl die mechanischen als auch die thermischen Einrichtungen und Verfahrensweisen zum Vermindern der Reckwirkung Anwendung finden.

Ein Unterbrechen des Erwärmens eines Filamentgarnes durch eine beheizte Walze, über die es läuft, kann auch dadurch erreicht werden, daß die das Filamentgarn beheizende Umfangsfläche der Walze nach Fig. 13 einen nicht beheizten Bereich 21 aufweist. Dieser Bereich 21 kann beispielsweise aus die Wärme deutlich geringer als die ansonsten aus Metall bestehende Umfangsfläche der Walze leitendem Material, wie etwa Keramik bestehen.

Nach Fig. 14 ist es auch möglich, in einem Reckfeld I, das bei­ spielsweise durch zwei Galetten 6 und 6′ begrenzt ist, eine vom Filamentgarn berührte Heizeinrichtung 20 sowie eine Abhebevor­ richtung 22 mit Stößel 23 anzuordnen. Durch das Zusammenwirken der Abhebevorrichtung 22 mit dem Stößel 23 wird das Filamentgarn 1 kurzzeitig mechanisch beaufschlagt und aus dem Wirkbereich der Heizeinrichtung 20 abgehoben. Hierdurch ergibt sich ein Absinken der Temperatur des Filamentgarns auf definierten Abschnitten während des Reckens im Sinne der Erfindung.

Das Beaufschlagen des Stößels 23 kann in gleichen oder regelmä­ ßig oder zufällig wechselnden Intervallen für gleiche oder re­ gelmäßig oder zufällig wechselnde Zeitdauer erfolgen. Dadurch können die erzielbaren Effekte in weiten Grenzen beliebig ge­ wählt werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 15 erfolgt das Erwärmen des Filamentgarns 1 durch einen Heißluftstrom, der erfindungsgemäß kurzzeitig unterbrechbar ist. Es findet ein Heizelement 26 An­ wendung, welchem eine Blasdüse 27 nachgeschaltet ist. Vor dem Heizelement 26 ist z. B. eine Drosselklappe 33 angeordnet, die durch eine Betätigungsvorrichtung 32 betätigbar ist. Weiterhin sind ein Ventilator 28 sowie ein Motor 29 vorgesehen.

Durch wiederholtes kurzzeitiges Schließen der Drosselklappe 33 in gleichen oder regelmäßig oder zufällig wechselnden Interval­ len für gleiche oder regelmäßig oder zufällig wechselnde Zeit­ dauer kann das Erwärmen des Filamentgarnes 1 unterbrochen und damit das Entstehen unterschiedlicher Effekte in wechselnden, gegenseitigen Abständen erreicht werden.

Anstelle der Drosselklappe 33 im Luftstrom zur Düse 27 besteht auch die Möglichkeit, zwischen der Düse 27 und dem Faden 1 eine rotierende Scheibe mit Flügelblenden einzusetzen, welche den Faden gegen den Heißluftstrom abschirmen. Die erzeugten Effekte können durch Anzahl, Breite und/oder Verteilung der Flügelblen­ den um den Umfang der Scheibe sehr einfach variiert werden.

Nach Fig. 16 und 17 findet eine mechanische Einrichtung 40 zum Abheben des Filamentgarns 1 von der Heizeinrichtung 20 im Streckfeld auf definierten Abschnitten während des Reckens An­ wendung. Hier wird das Reckfeld durch zwei Galetten/Verlegewal­ zen-Kombinationen 6, 6′ begrenzt, zwischen welchen die mechani­ sche Vorrichtung 40 und die Heizvorrichtung 20 angeordnet sind.

Aus Fig. 17 geht hervor, daß die mechanische Vorrichtung 40 beispielsweise aus einer rotierbaren Scheibe 41 besteht, welche einen Nocken 42 aufweist. Die Scheibe 41 wird durch das umlau­ fende Filamentgarn 1 im Zusammenwirken mit dem Fadenverlauf in der Galette 6 angetrieben, wodurch der Nocken 42 periodisch das Filamentgarn im Reckfeld I von der Heizvorrichtung 20 abhebt.

Es versteht sich, daß die Scheibe 41 auch durch einen Motor angetrieben sein kann, dessen Drehzahl zum Zwecke des Erzeugens unterschiedlicher Effekte im Filamentgarn verändert werden kann.

Claims (22)

1. Verfahren zum Herstellen von Dick/Dünn- und/oder Farbeffekten in einem Filamentgarn (1) beim Recken, gekennzeichnet durch wiederholtes, kurzzeitiges Verändern der Reckwirkung (I; I₁) auf das Filamentgarn (1) und/oder durch wiederholtes, auf kurze Längsabschnitte des Filament­ garns (1) wirkendes Erhöhen des Widerstandes des Filament­ garns (1) gegen das Recken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Recken unterbrochen wird (Fig. 1/2; Fig. 7/8 im Vor­ feld; Fig. 9 bis 11).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung des Gesamt-Reckverhältnisses auf mehrere aufeinanderfolgende Reckzonen (I; I₁) verändert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite des Reckfeldes verändert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bei einem Filamentgarn, dessen Widerstand gegen das Recken sich abhängig von seiner Tempera­ tur ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Filamentgarns (1) im Reckfeld im Sinne eines Erhöhens des Widerstandes gegen das Recken geändert wird.

6. Verfahrens Anspruch 5, bei einem seinen Widerstand gegen das Recken bei höherer Temperatur vermindernden und unter Erwär­ mung gereckten Filamentgarn, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen unterbrochen wird (Fig. 12 bis 17).

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filamentgarn (1) in zwei Stufen (I; I₁) gereckt wird und das Verändern der Reckwirkung und/oder das Erhöhen des Widerstandes gegen das Recken mindestens in einer der Stufen erfolgt (Fig. 4/5; Fig. 7/8).

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Effekte durch den auf das Effektfeld ent­ fallenden Anteil des Gesamt-Reckgrades des Filamentgarns (1), ggf. durch dessen Aufteilung auf mehrere Reck- oder Effekt­ felder, in denen das Verändern der Reckwirkung und/oder das Erhöhen des Widerstandes gegen das Recken erfolgt, beeinflußt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Effekte durch die Zeitdauer des Veränderns der Reckwirkung und/oder des Erhöhens des Widerstandes gegen das Recken und/oder durch den Reckgrad im Reckfeld, in dem diese Eingriffe erfolgen, bestimmt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, der gegenseitige Abstand der Effekte durch die Häufigkeit des Veränderns der Reckwirkung und/oder des Erhöhens des Wider­ standes gegen das Recken in bezug auf die Durchlaufgeschwin­ digkeit des Filamentgarns (1) und/oder durch den Reckgrad im Reckfeld, in dem diese Eingriffe erfolgen, bestimmt wird.

11. Vorrichtung zum Herstellen von Dick/Dünn- und/oder Farbef­ fekten in einem Filamentgarn (1), das in mindestens einem jeweils durch ein Eingangslieferwerk und ein Ausgangsliefer­ werk begrenzten Reckfeld gereckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangslieferwerk (3) mit einer Einrichtung (15) zum wiederholten, kurzzeitigen Unterbrechen seiner Rückhaltewir­ kung auf das Filamentgarn (1) ausgestattet ist und/oder am Reckfeld eine Einrichtung zum vorübergehenden Unterbrechen des Verminderns des Widerstandes des Filamentgarns gegen das Recken angeordnet ist (Fig. 1, 4, 7).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 mit einem Eingangslieferwerk mit einem durch das Filamentgarn klemmenden Walzenpaar, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (15) zum Unterbrechen der Rückhaltewir­ kung in mindestens einer Ausnehmung (25) im Bereich des vom Filamentgarn (1) berührten Umfanges mindestens einer der Walzen (4, 5; 4′, 5′) des Walzenpaares (3, 3′, 3′′) besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, mit einem Eingangslieferwerk mit einem das Filamentgarn klemmenden Walzenpaar, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (15) zum Unterbrechen der Rückhaltewir­ kung aus einer die Walzen des Walzenpaares voneinander abhe­ benden Vorrichtung besteht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus mindestens einem Nocken (25) am Um­ fang mindestens einer der Walze des Walzenpaares besteht (Fig. 6, 10/11).

15. Vorrichtung nach Anspruch 11, mit einer dem Filamentgarn im Reckfeld Wärme zuführenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme zuführende Einrichtung (15) Mittel zum Unter­ brechen der Wärmezufuhr aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der eine Walze des Ein­ gangswalzenpaares als Heizwalze ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenwalze (5) des Walzenpaares (3) mindestens eine Ausnehmung (25) im Bereich ihres vom Filamentgarn (1) berühr­ ten Umfanges aufweist (Fig. 12).

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der eine Walze des Ein­ gangswalzenpaares als Heizwalze ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwalze (4′′) an ihrem Wärme auf das Filamentgarn übertragenden Umfang mindestens einen Bereich (21) aufweist, an dem die Übertragung von Wärme auf das Filamentgarn (1) mindestens vermindert wird (Fig. 13).

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der im Reckfeld mindestens ein vom Filamentgarn berührtes Heizelement angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (22, 23) zum Abheben des Filamentgarns (1) von dem mindestens einen Heizelement (20) (Fig. 14 bis 17).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abheben des Filamentgarns von dem mindestens einen Heizelement (20) als betätigbarer Stößel (23) ausgebildet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abheben des Filamentgarns (1) von dem mindestens einen Heizelement (20) als Nockenscheibe (41) ausgebildet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (41) eine vom laufenden Filamentgarn (1) umschlungene Nut aufweist und dadurch vom Filamentgarn angetrieben ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der im Reckfeld mindestens ein das Filamentgarn mit einem heißen Gasstrom beaufschla­ gendes Heizelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gasleitung des Heizelements (20) ein betätigbares Absperrorgan (33) eingefügt ist.