DE2353558B2 - Verfahren zur Herstellung von drehungsfreiem oder nahezu drehungsfreiem Garn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von drehungsfreiem oder nahezu drehungsfreiem Garn aus einem aus einem Faserband oder einem Vorgarn aus Stapelfasern bestehenden Faserstrang, bei welchem dem Faserstrang ein potentielles Bindemittel zugesetzt ist, das durch die Einwirkung eines Lösungs- oder Quellmittels wirksam gemacht wird, so daß die Fasern in dem Faserstrang nach dem Trocknen des Faserstrangs gebunden werden, wobei ein Teil des zum Wirksammachen des Bindemittels benötigten Lösungs- oder Quellmittels dem Faserstrang vor der Falschdrahtvorrichtung und der restliche zum Wirksammachen des Bindemittels erforderliche Teil des Lösungs- oder Quellmittels in Form von heißem Dampf nach der Falschdrahtvorrichtung zugeführt wird.

Bei einem bekannten Verfahren der obengenannten Art wird der Faserstrang in einem nassen Zustand reichlich mit einer Suspension von Stärkekörnern bespült, und es werden hiernach die zu einem Faserpaket aufgewickelten Fasern einer längeren Einwirkung von Wasserdampf unterzogen, um das im Faserpaket enthaltene Bindemittel zu aktivieren, wonach das Faserpaket getrocknet wird (GB-PS 1 186233). Abgesehen davon, daß die Verwendung der Stärkekörnersuspension zu einer erheblichen Verschmutzung der Gesamtanlage führt, hat das vorgenannte bekannte Verfahren den Nachteil, daß man die Einwirkung des auf das Faserpaket aufzubringenden Dampfes nur in beschränktem Maße beeinflussen kann, wie das je nach Art der Fasern, deren Dichte usw. erwünscht ist. Hinzu kommt jedoch vor allem, daß das durch die Einwirkung des Dampfes wirksam gemachte Bindemittel beim Trocknen innerhalb des Faserpaketes wandert und das erzeugte Garn daher eine ungleichmäßige Festigkeit erhält.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß die Einwirkung des Lösungs- oder Quellmittels unter Wärme auf den Faserstrang genau beherrschbar wird und vor allem sichergestellt ist, daß eine gleichmäßige Aktivierung des Bindemittels in dem Faserstrang zustande kommt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß de. Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art der restliche Teil des Lösungs- oder Quellmittels in Form von heißem Dampf vor dem Aufwickeln des Faserstranges diesem unmittelbar zugeführt. Dadurch, daß nunmehr unmittelbar auf den Faserstrang eingewirkt wird, kann das Maß der Aktivierung genau vorherbestimmt werden, und es ist vor allen Dingen eine gleichmäßige Aktivierung des Bindemittels gewährleistet. Das Verfahren ist auch unabhängig davon anwendbar, ob als Bindemittel ein solches in suspendierter Form oder in Gestalt von Bindefasern verwendet wird. Zum Beispiel durch Verwendung von nassem oder trockenem Dampf, durch bestimmte Wahl der Temperatur des Dampfes und die Länge der Behandlungszeit ist das neue Verfahren weitgehend anpassungsfähig und einstellbar.

Das Verfahren kann gemäß weiterer Erfindung auch derart gestaltet werden, daß der erste des zum Wirksammachen des Bindemittels erforderliche Teil des Lösungs- oder Quellmittels entfällt und die gesamte Menge des Lösungs- oder Quellmittels vor dem Aufwickeln des Faserstrangs diesem unmittelbar in Form von heißem Dampf zugeführt wird. Auch diese Variante des erstgenannten Verfahrens bringt alle die obengenannten Vorteile mit sich, vor allem wird aber auch der dem bekannten Verfahren anhaftende Nachteil der Verschmutzung der Gesamtanlage vermieden. Beide neuen Verfahren bringen zudem den Vorteil mit sich, daß sie im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren kontinuierlich durchführbar sind.

Vorzugsweise wird das Lösungs- oder Quellmittel dem Faserstrang nach der Falschdrahtvorrichtung in Form von heißem Dampf innerhalb einer geschlossenen Kammer zugeführt. In diesem Fall ist die Dosierung des zuzuführenden Dampfes in besonders einwandfreier Weise möglich, so daß nur eine minimale Menge von Wasser oder einem anderen Lösungs- oder Quellmittel in Dampf umgesetzt zu werden braucht.

Das Lösungs- oder Quellmittel kann Wasser sein. Es kann jedoch auch aus Azeton, Ameisensäure oder Essigsäure bestehen, je nach der Art des Bindemittels. Dieses kann andererseits ein solches sein, das in heißem Wasser lösbar ist. Der heiße Dampf wird nach Kondensation in den Faserstrang aufgenommen und macht in diesem das potentielle Bindemittel wirksam. Das zum Wirksammachen benötigte Lösungsmittel kann allein in Dampfform zugeführt werden oder auch teilweise in Dampfform beim Wirksammachen. Durch den Dampf wird das Bindemittel gelatiniert, jedoch

nicht in einem solchen Maße gelöst, daß die sich ergebende Lösung so dünn ist, daß sie während des darauffolgenden Trocknens in größerem Maße wandern kann.

Die für das Wirksammachen des Bindemittels erforderliche Zeh hängt von dem Maß des Eindringens des Lösungs- oder Quellmittels ab, weiterhin von den Quell- und/oder Lösungscharakteristiken des Bindemittels und von der Zeit, die zwischen dem Eindringen des Lösungs- oder Quellmittels und dem Beginn des Wirksammachens des Bindemittels liegt.

Die Verweilzeit, die dem Wirksammachen des Bindemittels folgt, ist mindestens ebenso lang wie die Zeit für das Wirksammachen, damit sich das wirksamgemachte Bindemittel abkühlen und/oder teilweise erhärten kann und/oder das restliche Lösungs- oder Quellmittel teilweise verdampfen kann.

Irgendwelches restliches verdampfbares Lösungsoder Quellmittel wird vor dem Aufwinden des Fasergarns entfernt, zumindest in dem Stadium, in welchem das Garn nicht meh- klebrig und fest genug ist, um im Falle des Bruches aneinandergestückt werden zu können.

Bevor das Bindemittel wirksam gemacht wird, kann der Faserstrang verzogen werden, entweder im trokkenen Zustand oder in Gegenwart des Lösungs- und Quellmittels. Der Faserstrang wird in bekannter Weise falschgedreht. Das kann vor und gleichzeitig mit dem Wirksammachen des Bindemittels sowie auch nachher geschehen. Die Falschdrehvorrichtung besteht aus einer solchen der pneumatischen Art und übt folgende Funktionen aus:

a) Sie hält die Fasern zusammen, wenn sie aus den Lieferwalzen austreten und vemv.ndert auf diese Weise das Umwickeln dei Walzen.

b) Sie verleiht dem Faserstrang ein. vorübergehende Festigkeit während der Zeit, bevor das Bindemittel wirksam gemacht wird, in welcher der Faserstrang sonst äußerst schwach und ohne Abstützung schwierig zu verarbeiten wäre.

c) Sie übt eine zusätzliche Trockenwirkung aus, indem sie Luftströme verhältnismäßig großer Geschwindigkeit auf den Faserstrang aufbläst. Um diese Trockenwirkung noch zu vergrößern, kann die der Falschdrehvorrichtung zugeführte Luft erhitzt werden.

d) Sie trägt dazu bei, daß dem Enderzeugnis ein runder Querschnitt erteilt wird.

e) Sie verfestigt den Faserstrang zur Zeit des Wirksamwerdens des Bindemittels, so daß eine gute Berührung von Faser zu Faser und eine optimale Bindewirkung des Bindemittels zustande kommt. Auch wenn das Garn kleine Kapillarräume in seinem Inneren enthält, wird das Bindemittel dahingehend beeinflußt, daß es während seines Wirksamwerdens sich entlang der Fasern ausbreitet.

f) Sie stellt eine nicht anliegende, sich selbst reinigende Führung für den Faserstrang dar, so daß die Betriebssicherheit der Spinnvorrichtung aufrechterhalten bleibt. Das ist wegen des Problems der Verschmutzung mit einer üblichen ortsfesten Führung schwer zu erreichen.

Die potentiell bindefähige Faser kann z. B. aus der wasserlöslichen Form des Polyvinylalkohols (Alginat, Zellulosediazetat oder Zellulosetriazetat) bestehen. Die Faser, welche weder bindefähig noch potentiell bindefähig ist, kann z. B. aus Baumwolle bestehen.

Die geringste Menge des potentiellen Bindemittels, die in dem Faserstrang enthalten ist, muß so groß sein, daß nach dem Wirksammachen des Bindemittels, dem Erhärten und dem Trocknen eine ausreichende Bin-

s dung der Fasern zustande kommt und das einwandfreie Verarbeiten des Garns zu Stoffen ermöglicht ist. In dem Fall, in dem das Bindemittel aus der wasserlöslichen Form des Polyvinylalkohols besteht, hat die Mindestmenge sine Größe von etwa 4%. Andererseits

ίο ist es nicht erwünscht, zu große Mengen des BindenJttels zu verwenden, weil der Faserstrang hierdruch versteift wird und insbesondere höhere Kosten entstehen. Von der wasserlöslichen Form des Polyvinylalkohols wird man nicht mehr als etwa 10% verwenden.

Das Bindemittel ist von solcher Art, daß es entfernt werden kann, nachdem das Garn zu einem Stoff verarbeitet worden ist.

Das Lösungs- oder Quellmittel kann beispielsweise mit Hilfe einer Auftragwalze auf dem Faserstrang aufgebracht werden oder auch dadurch, daß eine vorbestimmte Menge des Lösungs- oder Quellmittels in einem Strom 7,- B, in einen Verdichter geeigneter Gestalt eingebracht wird, durch welchen der Faserstrang hindurchgeht. Es kann aber auch irgendein an-

2ί deres der bekannten Verfahren verwendet werden, mit deren Hilfe ein konstanter, genau bemessener Flüssigkeitsstrom in einen sich bewegenden Faserstrang eingebracht werden kann. Die Menge des Lösungs- oder Quellmittels, das, bevor dieses wirksam

ίο gemacht wird, in dem Faserstrang verbleibt, kann weiterhin dadurch begrenzt werden, daß z. B. unmittelbar hinter der Vorrichtung zum Einbringen des Lösungsoder Quellmittels eine zusätzliche pneumatische Falschdrehvorrichtung angeordnet ist. Die Menge des

π Lösungs- oder Quellmittels wird sodann durch die Geschwindigkeit der Luft bestimmt, die von dieser Vorrichtung ausgeblasen wird. Das Lösungs- oder Quellmittel kann erhitzt werden und/oder kann Netzmittel enthalten, um auf diese Weise das Maß des Ein-

4i> dringens des Lösungs- oder Quellmittel¹; in das Bindemittel zu vergrößern.

Die jeweilige Menge des Lösungs- oder Queilmittels, die zuzusetzen ist, hängt von der Art des verwendeten Bindemittels ab. Wenn z. B. ein Faserband von

4-1 250 Tex zu verspinnen ist, das 90% Baumwollfasern und 10% Polyvinylalkohol-Fasern enthält, wobei ein Garn von 25 Tex zu erzeugen und zum Wirksammachen des Bindemittels Dampf zu verwenden ist, besitzt das Enderzeugnis nur eine sehr geringe Festigkeit,

-,o wenn die Wassermenge, die vor der Zone des Wirksammachens des Bindemittels zugesetzt wird, kleiner als etwa 30 und 60 Gewichtsprozent ist. Wenn die zugesetzte Wassermenge zwischen 30 und 60 Gewichtsprozent liegt, vergrößert sich die Festigkeit des

-,-, Enderzeugnisses sehr erheblich im Verhältnis zu der zugesetzten Wassermenge. Dagegen ergeben Wassermengen, die größer sind als 90 Gewichtsprozent, keine weitere wesentliche Vergrößerung der Festigkeit. Sie belasten vielmehr die Trockenvorrichtung zusätzlich

w) und machen es notwendig, daß mit geringerer Geschwindigkeit gearbeitet wird.

Ausführungsbeispiel 1

Es wird ein Faserband von 300 Tex erzeugt, das

bi aus 90% Fasern aus ungewaschener Lankart-Baumwolle und 10% Fasern aus Polyvinylalkohol besteht.

Die Fasern aus Polyvinylalkohol von 1,6 den besitzen eine Länge von etwa 38 mm und lösen sich im Wasser

bei ungefähr 85° auf. Die Festigkeit des Faserbandes beträgt 0,05 g/Tex. Das Faserband wird in einem üblichen zweistufigen Zweiriemenstreckwerk verzogen, das senkrecht über dem Dampfraum angeordnet ist. Der Gesamtverzug beträgt 1:5, so daß ein Faserstrang von 60 Tex erzeugt wird. Das Faserband wird sodann durch die Dampfkammer geleitet, die aus einem 8 cm langen dcppelwandigen Zylinder besteht, der einen Außendurchmesser von 2,5 cm und einen Innendurchmesser von 1,5 cm besitzt. Oben an der Außenwand wird trockener Dampf eingeführt, der über eine Bohrung von einem Zentimeter Durchmesser am Boden des inneren Rohres in das Innere des Zylinders gelangt und dann entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Faserstrangs strömt. Infolgedessen schlägt sich auf dem Faserstrang Wasser nieder, wenn dieser in das Rohr eintritt, wobei die Größe der Menge des sich niederschlagenden Wassers von der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgehalt des Faserstranges abhängt, während seine Temperatur gleichzeitig auf etwa 100° C steigt. Weiter hinten im Zylinderwird der Faserstrang getrocknet. Vom Boden der Dampfkammer gelangt das Faserband zu einer Falschdrehvorrichtung des pneumatischen Typs und wird sodann mit einer Geschwindigkeit von 10 m/min auf die geteilte Trommel einer üblichen Aufwindevorrichtung aufgewickelt.

Im Endstadium besitzt das Garn einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa fünf Prozent, eine Garnfestigkeit von 3 g/Tex und eine Dehnung von neun Prozent.

Ausführungsbeispiel 2

Das Verfahren ist das gleiche wie beim Ausführungsbeispiel 2, mit der Ausnahme, daß in den Faserstrang nach dem Verlassen des Streckwerks eine bekannte Menge Wasser eingebracht wird. Dies geschieht mit Hilfe einer besonderen Walze, die mit der vorderen Streckwalze umläuft und gegen die ein von einem Wasserbehälter feucht gehaltener Schwarun anliegt. Die Menge des eingebrachten Wassers beträgt 50 Gewichtsprozent.

Der restliche Feuchtigkeitsgehalt nach dem Bedampfen und vor dem Aufwickeln beträgt 10%. Die Zugfestigkeit des Garns ist 7 g/Tex und die Dehnung 11%.

Ausführungsbeispiel 3

Es wird ein Faserband von 235 Tex erzeugt, in dem Lunten aus Baumwollfasern und Polyvinylalkohol-Fasern am Streckwerk gemischt werden, wobei einer Lunte aus Polyvinylalkohol-Ffisern neun Lunten aus Baunrwolle von gleichem Gewicht hinzugefügt wer den. An dem Streckwerk sind drei Passagen notwendig, um eine einigermaßen gleichförmige Verteilung der Polyvinylalkohol-Fasern in dem Gemisch herbeizuführen.

Das zustande kommende Faserband wird in einem senkrecht angeordneten üblichen Zweiriemenstreckwerk verzogen, wobei ein Verzug von i: 9,4 erzeugt wird, so daß der erzeugte Faserstrang ein Gewicht von 25 Tex pro Längeneinheit besitzt.

An der unteren vorderen Lieferwalze des Streckwerks liegt eine kleine Walze an, die zum Teil in ein Wasserbad eintaucht, so daß in die Klemmlinie des Streckwerks fortlaufend das schmale Band eines Wasserfilms eingeführt wird. Das Wasser enthält 0,5 Volumenprozent des Netzmittels. Die Menge des auf diese Weise in den Faserstrang eingebrachten Wassers beträgt etwa 160 Gewichtsprozent. Der Feuchtigkeitsgehalt wird auf das gewünschte Maß gebracht, indem unmittelbar hinter den Streckwalzen eine pneumatische Falschdrehvorrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Feuchtigkeitsgehalt durch Veränderung der Geschwindigkeit der Luft, die durch die Falschdrehvorrichtung hindurchgeht, auf ein beherrschbares Maß herabgesetzt werden. Ein Diagramoi des restlichen Feuchtigxeitsgehaltes in Abhängigkeit von der Luf tströmr;. ?.g ist über dem Bereich von 0 bis 16 i/min im wesentlichen linear, wobei der Wassergehalt etwa um 7% pro l/min fällt. Die Liefergeschwindigkeit des Faserstrangs ist 30 m/min. Die Luftströmung wird bei 10 l/min aufrechterhalten, was TXi einem Restfeuchtigkeitsgehalt von etwa 90% führt.

Die Entfernung zwischen den Lieferwalzen und

dem Bereich des Wirksammachens des Bindemittels beträgt etwa 20 cm, so daß eine Eindringzeit von etwa 0,4 Sekunden verbleibt.

In dem Bereich, in dem das Bindemittel wirksam gemacht wird, ist ein isoliertes Glasrohr mit einem Durchmesser von etwa 3 cm und einer Länge von etwa 30 cm angeordnet, in welches mit geringer Geschwindigkeit Dampf eingeleitet wird, und zwar in einer Menge, die gerade ausreicht, um das Glasrohr jederzeit gefüllt zu halten. Die Zeit für das Wirksammachen des Bindemittels beträgt demgemäß etwa 0,6 Sekunden. Etwa 15 cm hinter dem Bereich dc3 Wirksamwerdens des Bindemittels ist eine zweite Falschdrehvorrichtung angeordnet, so daß zur Entspannung oder zum teilweisen Erhärten eine Zeit von etwa 0,3 Sekunden verbleibt. Die Luftströmung in dieser zweiten Falschdrehvorrichtung beträgt etwa 16 l/min.

ι Das restliche Wasser in dem Faserstrang wird ausgetrocknet, indem von einem 3 KW/Heizlüfter heiße Luft auf den Faserstrang aufgeblasen wird. Das trokkene Garn wird zu einem Kreuzwickel aufgewunden, wozu eine übliche Aufwickelvorrichtung mit einer geteilten Trommel verwendet wird. Diese ist dadurch abgewandelt, daß zur Verringerung der Änderung der Aufwickelspannung vor der Aufwickelvorrichtung eine kurvenförmige Führungsschiene von geeigneter Gestalt angeordnet ist.

γ-, Das erzeugte Garn hat eine Zugfestigkeit von etwa 8 g/Tex und "ine Dehnungsfestigkeit von etwa 4,5 % und ist geeignet, zu einem Wirkstoff verarbeitet zu WCIUCII.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von drehungsfreiem oder nahezu drehungsfreiem Garn aus einem aus einem Faserband oder einem Vorgarn aus Stapelfasern bestehenden Faserstrang, bei welchem dem Faserstrang ein potentielles Bindemittel zugesetzt ist, das durch die Einwirkung eines Lösungs- oder Quellmittels wirksam gemacht wird, so daß die Fasern in dem Faserstrang nach dem Trocknen des Faserstrangs gebunden werden, wobei ein Teil des zum Wirksammachen des Bindemittels benötigten Lösungs- oder Quellmittels dem Faserstrang vor der Falschdrahtvorrichtung und der restliche zum Wirksammachen des Bindemittels erforderliche Teil des Lösungs- oder Quellmittels in Form von heißem Dampf nach der Falschdrahtvorrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der restliche Teil des Lösungs- oder Quellmittels vor dem Aufwickeln des Faserstranges diesem unmittelbar zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste des zum Wirksammachen des Bindemittels erforderliche Teil des Lösungs- oder Quellmittels entfällt und die gesamte Menge des Lösungs- oder Quellmittels vor dem Aufwickeln des Faserstrangs diesem unmittelbar in Form von heißem Dampf zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungs- oder Quellmittel dem Faserstrang nach der Falschdrahtvorrichtung in Form von heißem Dampf innerhalb einer geschlossenen Kammer zugeführt wird.

•"r. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße Dampf in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der Bewegung des Faserstranges durch die Kammer geführt wird.