DE2036856A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Her stellung eines texturierten thermoplasti sehen Garns mit hoher Nervosität - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Her stellung eines texturierten thermoplasti sehen Garns mit hoher NervositätInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines texturierten thermoplastischen Garns mit hoher Nervosität
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung
eines texturierten thermoplastischen Garns von hoher Nervosität mit großer Geschwindigkeit sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist bekannt, daß ein besonders schwierig zu lösendes Problem
im Falle der Texturierung von thermoplastischen Garnen dasjenige der Fixierung der Kräuselung ist, die durch Wärmebehandlung
und Abkühlung des Garns erzielt wird. Diese Behandlung ermöglicht dem Garn,die ihm während seiner Deformation verliehene Form beizubehalten,
doch übt sie außerdem einen tatsächlichen Einfluß auf gewisse Eigenschaften des Garns, wie beispielsweise seine
Farbaffinität, aus.
Bei den Texturierungsverfahren mit verhältnismäßig geringer Produktionsgeschwindigkeit,
wie beispielsweise dem Texturierungsverfahren auf mechanischem Wege, bedient man sich häufig Heizplatten, über welche das Garn vor der Texturierung läuft, wie beispielsweise
in dem Falschdrallverfahren, oder eines erhitzten
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Raums, wie beispielsweise im Falle der Texturierung durch Kompression
in einer Stauchkammer, in der das Garn eine mehr oder weniger lange Zeitspanne verweilt«.
Falls man jedoch Garne mit hohem Titer mit erhöhten Produktionsgeschwindigkeiten, wie beispielsweise bei dem Verfahren gemäß
der französischen Patentschrift 1 289 49*ι durch Anhäufen und
Kompression der Garne in einem eng beschränkten Raum mittels eines fluiden Mediums unter seitlichem Austritt des fluiden Mediums
texturiert, so muß man sich anderer Wärmebehandlungsmittel bedienen, um die Kräuselung zu fixieren. In diesem letzteren
Falle dient das Texturierungsmittel, d.h. das erhitzte fluide Medium, als Wärmebehandlungsmittel.
Wenn sich nun dieses Verfahren auch als zufriedenstellend für eine industrielle Produktion von texturierten Garnen erwiesen
hat und wenn dieses Verfahren auch für erhöhte Produktionsgeschwindigkeiten geeignet idx, so ist man doch in der Anzahl der
Parameter beschränkt, auf die man einwirken kann, wenn man gewisse
Eigenschaften des Garns, insbesondere was dessen Nervosität betrifft, variieren will, was für gewisse Anwendungszwecke
störend ist. Wenn man die Garnproduktionsgeschwindigkeit noch erhöhen will, so ist man ferner gezwungen, die Düse zu verlängern,
wodurch eine praktische Grenze der Rentabilität gesetzt wird und infolgedessen gewisse Produktionsgeschwindigkeiten
nicht überschritten werden können.
Man hat versucht, in einer Stauchkanmier texturierte Garne von
besserer Gleichförmigkeit bezüglich ihrer physikalischen Eigenschaften
und ihrer Farbaffinität herzustellen, indem man die Garne zwei aufeinanderfolgenden Wärmebehandlungen, beispielsweise
mittels eines fluiden Mediums, unterzieht.
Man hat auch versucht, am Ausgang einer Texturierungsdüse eine
Abkühlung mittels eines Luftstrahls durchzuführen.
Schließlich wurde empfohlen, ein gekräuseltes O-arn .wärmezubehandeln,
indem man es mit einem Gas oder einem gesättigten oder
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übersättigten Dampf, gegebenfalls unter Druck, in Kontakt
bringt, d.h. kontinuierlich nach der Kräuselung eine Behandlung
mit Dampf durch dessen Einführung in einen Durchlaufbehälter für
das Garn vornimmt.
Es ist ersichtlich, daß diese Verfahren den gleichen Nachteil
aufweisen: Die Wärmebehandlung ist nicht direkt mit der Deformationsbehandlung wie bei dem Texturierungsverfahren gemäß der
französischen Patentschrift 1 289 491 verbunden.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung eines texturierten
thermoplastischen Garns hoher Nervosität durch Anhäufen und Stauchen eines Garns in einem eng begrenzten Raum mittels eines
Stroms eines komprimierten fluiden Mediums, das auf eine Tempe- ' ratur erhitzt ist, die die Fixierung des Garns erlaubt, geschaffen,
bei welchem ein Teil des fluiden Mediums aie/*or^f¥iS88ftie
gewährleistet und ein anderer Seil seitlich aus dem eng begrenzten
Raum entweicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Entweichen des fluiden Mediums zumindest teilweise bei einem Druck
erfolgt, der geringer als der Einführungsdruck,"4edoch höher '
.als der Atmosphärendruck ist.
Unerwarteterweise erzielt man so eine Verbesserung der Elastizität,
der Nervosität und der Kräuselung des erhaltenen Garns. Außerdem findet eine gute fixierung der Kräuselung, selbst bei
erhöhten Texturierungsgeschwindigkeiten, statt und dies korrela- g
tiv zu einer Herabsetzung der erforderlichen Länge der Wärmefixierungseinrichtungen.
Der Austrittdruck des fluiden Mediums ist vorzugsweise geringer als die Hälfte des Einfuhrungs/ ^orfelhafterweise besteht das
verwendete fluide Medium aus gesättigtem Wasserdampf.
Ersichtlicherweise kann dieses Verfahren mit einer kontinuierlichen
Behandlung, die gegenüber der Anhäufungsstufe heterogen ist, wie beispielsweise »it. einer Färbebehandlung, einer Behandlung
mit einem Treibmittel, einer Reservebehandlung und dgl., wie es in der französischen Patentschrift 1 491 449 beschrieben
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ist, kombiniert werden.
Das Verfahren kann mittels einer bevorzugten Vorrichtung, die
ebenfalls ieil der Erfindung ist, durchgeführt werden. Diese Vorrichtung
weist die folgenden Bestandteile auf: eine Saugdüse, die einen Kanal für das Garn und eine Zuführungsleitung
für ein fluides Druckmittel aufweist,
eine rohrförmige Kammer, die mit der Düse in Verbindung steht
und öffnungen aufweist,
einen'abgeschlossenen Raum, der diese rohrförmige Kammer über zumindest eine bestimmte länge umgibt und mit einem an sich bekannten
Druckregelsystem verbunden ist, und
Einrichtungen zur Steuerung der Abgabe des behandelten Materials.
Diese Vorrichtung kann im Falle von gleichzeitig durchgeführten
Behandlungen, wie beispielsweise einer Färbung, auch Einrichtungen aufweisen, die diese Behandlung ermöglichen, wie beispielsweise
Injektoren, Zerstäuber und dgl«
Die Einrichtungen zur Steuerung der Abgabe des behandelten Materials können beliebige bekannte Vorrichtungen aufweisen, wie beispielsweise
Rollen, von denen zumindest eine angetrieben wird, oder ein perforiertes Rohr, das eine Selbstregulierung gewährleistet,
oder jede andere äquivalente Einrichtung, wobei das Abziehen des behandelten Materials durch Einwirkung des fluiden Druckmittels
erfolgt.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert
«erden. Es zeigen:
Pig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels und
Pig. 2 eine abgeänderte Ausführungsform.
Bei der in Pig. 1 gezeigten Vorrichtung wird ein Garn 1 in den
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Längskanal 2 einer Düse 3 eingeführt, in die gesättigter Dampf .·.
durch eine Leitung 4 eingespritzt wird. Das Garn läuft unter der Wirkung .des Druckmittels in eine rohrförmige Kammer 5, die mit
öffnungen 6 versehen ist, durch die das Druckmittel in einen geschlossenen
Raum 7 entweicht, der mittels eines bekannten Reglers 8 unter einem vorbestimmten Druck gehalten wird. Die Austrittsgeschwindigkeit des Garnhaufens wird durch zwei Rollen, einer angetriebenen
Rolle 9 und einer nicht angetriebenen Rolle 10, gesteuert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der gleichen Vorrichtung
(Fig. 2) bestehen die Steuereinrichtungen aus einem Rohr 11, das
die rohrförmige Kammer 5 verlängert und mit Öffnungen 12 verse- |
hen ist.
In diesen Beispielen verwendet man die in Pig, 1 gezeigte Vorrichtung,
die eine Gesamtaussenlänge von etwa 50 cm aufweist; das fluide Texturierungsmedium ist gesättigter Dampf.
Man behandelt Garne aus Polyhexamethylenadipinsäureamid (Polyamid 6.6) verschiedener Titer.
Die Arbeitsbedingungen und die Eigenschaften der erhaltenen Garne sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben, in der P^ def^rungs- t
druck des Druckmittels in die Düse 3 und P2 dessen Druck in dem
geschlossenen Raum 7 bedeuten.
Die Drucke sind die am Manometer abgelesenen.
Die Elastizität wird durch den folgenden Test bestimmt:
Ein Strang von 10 m des zu prüfenden Garns wird 5 Minuten bei 1300C in gesättigtem Wasserdampf in einem Ofen behandelt.
Dann belastet man eine Länge von 50 cm Garn, das aus diesem Strang entnommen ist, mit einer Last von 0,045 g/dtex(0,05 g/den)
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des Garns vor der Texturierung.
Man misst dann eine Garnlänge L...
Man misst dann eine Garnlänge L...
Dann ersetzt man die Last durch eine andere geringere Last von 0,0009 g/dtex (O.fOO1 g/den) des Garns vor der Texturierung.
Man beläßt diese Last 1 Stunde und misst dann die Garnlänge Lp
Die Elastizität ist durch folgende Beziehung gegeben:
L1 * L2 χ 100
Der angegebene Wert entspricht dem Mittel aus sechs Versuchen.
| Bei spiele |
Material Polyamid 6.6 |
Laufge schwindig keit des Garns |
Druc flui Medi in k |
k des den ums ρ g/cm |
Elastizi tät in $> |
Kräuselung (1/2 Welle je cm) |
| 1 2 3 4 |
1160 dtex, 60 Einzel fäden Il Il Il |
in m/min | P1 | P2 | 6,1 6,1 8,3 8,2 |
|
| 5 | 1160/60 | 400 400 400 400 |
7 7 7 7 |
0,5 1 1,5 2 |
12,3 13,3 16,2 15,9 " |
8,6 |
| 6 | 580/30 | 1125 | 10 | 2,75 | 20 | 10,1 |
| 7 | 110/34 | 400 | 7 | 1,3 | 29S7 | 12,1 |
| 400 | 7 | 0,6 | 15,3 . |
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Diese Beispiele sollen den Wert des erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsverfahrens
mit Hilfe eines Tests zeigen, der gemäß der von Statten in Journal of Polymer Science, B, Band 2, Seiten
1113 - 1116 (1964) und Zubov und Tsvankin in Polymer Science
UIlSS, Band 6, Nr. 12, Seiten 2358 - 2367 (1964) beschriebenen
Methode darin besteht, die Kurve der Beugungsintensität nach dem Meridian als Funktion des Beugungewinkels zu bestimmen.
Unter Berücksichtigung der Diffusionskurve der luft und des Einflusses der Menge an Mikrorissen bestimmt man einen integrier- .
ten Wert der Beugungsintensität, die eine ansteigende Punktion der Temperatur und der Dauer der Wärmebehandlung der Garne ist, i
d«r im folgenden abgekürzt alt Grad des Einflusses der Wärmebehandlung bezeichnet wird.
Diese Methode ermöglicht, Garne zu vergleichen, die sich untereinander
nur durch die Intensität und Dauer der vorgenommenen Wärmebehandlung unterscheiden. '
Die angegebenen Werte, die von den experimentellen Bedingungen,
insbesondere der Probe und der Apparatur, abhängen, sind wie in den oben genannten Veröffentlichungen in willkürlich gewählten
Einheiten angegeben»
In diesen Beispielen behandelt man ein Garn aus Polyhexaüethylen- '
adipinsäureamid (Polyaaid 6*6) von 1160 dtex, 60 Einzelfäden, das
auf einen Grad1 von 4,53 verstreckt ist, unter den in der nachfolgenden
Tabelle angegebenen Bedingungen, in der wie in den vorhergehenden Beispielen P.. den Speisedruck des gesättigten
Wasserdampfs und P« den Druck des gesättigten Wasserdampfs im Innern des geschlossenen Raums 7 bedeuten.
Zu Vergleichszwecken sind in dieser Tabelle die Werte angegeben, die für identische Proben erhalten wurden, die unter dem Druck
P^ behandelt wurden, wobei "der Druck P« KuIl war, die jedoch ggf.
im Autoklaven 2 Stunden bei 145 0C fixiert wurden. Die angegebenen
Drucke sind die am Manoaeter abgelesenen.
Diese beiden Beispiele unterscheiden sich untereinander nur durch die Texturierungsgeschwindigkeit.
| Bei spiel |
Art des Garns |
Druck des fluiden Mediums in kg/cm2 |
P2 | Laufge schwin digkeit des Garns in m/min |
Grad des Einflus ses der Wärmebe handlung |
EIa- sti- zi- tät |
VoIu- minö- sität ■2 cm /g |
Kräu selung (1/2 tfelle je cm) |
| 8 | nichtfixierte Vergleichs probe nichtfixierte Vergleichs probe 2 h bei 1450C fixierte Ver gleichsprobe 2 h bei 1450C fixierte Ver gleichsprobe erfindungsge mäß behandel tes Garn |
P1 | ·■» η C |
425 | 8,2 9,4 26,6 26,1 16,7 |
8,3 14,7 22,4 29,5 28 |
1,8 2,20 2,40 2,8 2,8 |
5
7,2 6,4 7,7 9,6 |
| 9 | nichtfixierte Vergleichs probe nichtfixierte Vergleichs probe 2 h bei 1450C fixierte Ver gleichsprobe 2 h bei 1450C fixierte Ver gleichsprobe erfindungsge- mäß behandel tes Garn |
3,5 8 3,5 8 8 |
2 ■ | 850 | 7,4 9,0 22,9 22,8 14,7 |
8,1 11,7 17,1 21,9 17,6 |
1,75 2,1 2,2 2,7 2,25 |
4,9 6,9 6,6 8 9 |
| 3,5 8 3,5 8 8 |
Die Voluminösität ist die im Test nach Koningh bestimmte. Aue dieser Tabelle geht hervor:
Einerseits die Bedeutung der Verbesserung der Wärmebehandlung
(höherer Wert des Grades des Einflusses der Wärmebehandlung), der Elastizität und der Kräuselung und
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andererseits, daß bei einer Vergleichsprobe eine große Erhöhung
des Druckes P1 (nichtfixierte Vergleichsprobe, behandelt mit
Drucken P1, die 3,5 bzw, 8 kg/cm betragen) einem geringen Unterschied
in dem Grad des Einflusses der Wärmebehandlung entspricht, im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es
Beipiel 10 erläutert.
Beipiei 10
In diesem Beipiel wird der Einfluß des Druckes P2 gezeigt. Zu
diesem Zweck behandelt man ein Garn aus Polyhexamethylenadipinsäureamid
von 1160 dtex, 60 Einzelfäden, das auf einen Grad von 4,4, verstreckt ist, ebenfalls mit gesättigtem Dampf.
Die folgende Tabelle zeigt die Werte der Drucke P- und Pp und
des Grades des Einflusses der entsprechenden Wärmebehandlung für die gleiche Texturierungsgeschwindigkeit von 1000 m/min.
| P1 , kg/cm |
P2 - kg/cm |
Grad des Einflusses der Wärmebehandlung, willkürliche Einheiten |
| 8,2 Il Il Il |
2,5 2,0 1,5 1,1 |
24,2 18,4 15,6 H,3 |
Es ist somit ersichtlich, daß man durch Veränderung der Werte des Drucks Pp unerwarteterweise beträchtlich auf den Grad des
Einflusses der Wärmebehandlung einwirken kann. Es sei jedoch bemerkt, daß das Garn in diesem Beispiel bezüglich seines *Verstreckungsgrades
und seiner Spinnbedingungen von demjenigen der Beipiele 8 und 9 verschieden war und die angegebenen Werte in
den gleichen willkürlichen Einheiten des Grades des Einflusses der Wärmebehandlung nicht mit denjenigen der Beispiele 8 und
vergleichbar sind.
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In diessia Beispiel behandelt man ein Garn aus Polyhexamethylenadipinsäureamid
mit zwei Enden von 580 dtex, 30 Einzelfäden, mit der gleichen Vorrichtung wie in den vorhergehenden Beispielen und
ebenfalls unter Verwendung von gesättigtem Dampf, wobei jedoch die Texturierungsgeschwindigkeit des Garns 2500 m/min beträgt,
die lineare Umfangsgeschwindigkeit der angetriebenen Rolle 9 7,55 m/min beträgt, der Speisedruck P1 des gesättigten Dampfes
ρ P
10 kg/cm beträgt und der Druck Pp 1,95 kg/cm beträgt. Das erhaltene
Garn weist eine Elastizität von 24 # und eine Kräuselung von 9,4 Halbwellen/cm auf.
ί Beispiel 12
In diesem Beispiel verwendet man eine Vorrichtung, v/ie sie in Pig. 2 gezeigt ist, mit einer Gesamtlänge von 560 mm, wobei die
Länge des Rohres 11 120 mm beträgt.
Man behandelt ein Garn aus Polyhexamethylenadipinsäureamid von 1160 dtex, 60 Einzelfäden, unter den folgenden Bedingungen:
P1 = 7,4 kg/cm2
P2 =1,0 kg/cm2
Texturierungs-
~ geschwindigkeit = 400 m/min
~ geschwindigkeit = 400 m/min
Das erhaltene Garn weist eine Elastizität von 23 # auf.
Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß man durch Einwirkung auf einen einzigen Parameter, den Druck Pp des fluiden Mediums in dem
geschlossenen Raum, die Elastizität, die Kräuselung und den Grad des Einflusses der Wärmebehandlung beeinflussen kann» Dieses unerwartete
Ergebnis ist industriell um so interessanter, als einerseits das fluide Texturierungsmittel selbst verwendet wird und
andererseits nur eine Vorrichtung mit geringen Abmessungen und
einfachem Aufbau erforderlich ist.
009886/2172
Ausserdem ermöglicht dieses Texturierungsverfahren, wie in Beispiel
12 gezeigt ist» mit vollständig unüblichen Texturierungsgeschwlndigkeiten
bei normalen Texturierungsdrucken zu arbeiten.
Die erfindungsgemäss erhaltenen Garne eignen sich insbesondere
für Teppiche.
für Teppiche.
009886/2Π:
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines texturierten thermoplastischen Garns mit hoher Nervosität durch Anhäufung und Stauchung eines
Garns in einem eng begrenzten Raum mittels eines Strome
eines fluideri Druckmediums, das auf eine Temperatur erhitzt
ist, die die Fixierung des Garns ermöglicht, wobei ein Teil
, bewegung
des fluiden Mediums die Fort/des Garns gewährleistet und ein
anderer Teil seitlich aus diesem eng begrenz ten Raum entweicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt des fluiden Mediums
zumindest teilweise unter einem Druck erfolgt, der geringer als der Einführungsdruck, jedoch größer als der Atmosphärendruck
ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsdruck des fluiden Mediums geringer als die Hälfte des
Drucke ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als fluides Medium gesättigter Wasserdampf verwendet wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 3 mit einer Saugdüse, die einen Führungskanal für das Garn und eine Zuführungsleitung für das fluide
Druckmedium aufweist, mit einer rohrförmigen Kammer, die mit
der Düse in Verbindung steht und öffnungen aufweist, gekennzeichnet
durch einen abgeschlossenen Kaum, der die rohrförmige Kammer zumindest über eine bestimmte Lange umgibt und
mit einem Druckregelsystem verbunden ist, und durch Einrichtungen
zur Steuerung des Austritts des behandelten Materials.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Steuerung des Austritts des behandelten Materials
aus einem perforierten Rohr bestehen.'
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