DE2534048B2 - Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten mehrf ädigen Garnes mit einer längs des Garnes schwankenden Farbaufnahmefähigkeit - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ^⁵ eines gekräuselten mehrfädigen Garnes mit einer längs des Garnes schwankenden Farbaufnahmefähigkeit, wobei das Garn in einem Fluidstrom mitgenommen wird, dessen Temperatur ausreicht, um das Garn zu plastifizieren, wobei ferner die Fäden getrennt und das Garn gekräuselt wird und das gekräuselte Garn kontinuierlich gegen ein Ende einer länglichen Packung aus bereits gekräuseltem Garn geworfen wird, welches sich in einem Staurohr befindet, das seitliche Öffnungen aufweist

Ein solches Verfahren beschreibt die DE-OS 16 274. Das nach diesem Verfahren hergestellte gekräuselte Garn weist eine verhältnismäßig gleiche Farbaufnahmefähigkeit des Garnes über dessen Länge auf. Dies wurde insbes. mit einer sorgfältigen Steuerung der Wärmebehandlung des vorbeschriebenen Verfahrens erreicht

Es wurde nun gefunden, daß die Lebhaftigkeit und der Reichtum der Farben eines aus synthetischem Garn hergestellten, textlien Materials bedeutend verbessert werden kann, wenn das Material aus einem Mosaik von kleinen, dicht nebeneinanderliegenden Flächen von unterschiedlichen Schattierungen derselben Farbe besteht Das Auge sieht dabei einen Durchschnittswert dieser verschiedenen Schattierungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die erwähnten Schattierungen der Farbe bei dem nach diesem Verfahren hergestellten Garn erreicht werden.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art gelingt dies gemäß der Erfindung dadurch, daß der an diesem Ende des Staurohres

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65 herrschende Druck dadurch zyklisch zwischen Grenzwerten verändert wird, daß das Garn durch einen ausreichend hohen Druck des Fluids mit einer Geschwindigkeit gefördert wird, die im Verhältnis zur Abgabegeschwindigkeit des Garnes ausreichend hoch ist, um ein periodisches Verkleinern und Vergrößernder wirksamen Fläche der seitlichen Öffnungen durch die längliche Packung zu ermöglichen.

Durch diese Maßnahmen wird der Trennungsgrad der Fäden über die Länge des betreffenden Garnes geändert, wodurch sich wiederum die thermische Behandlung der Garne ändert Diese unterschiedliche thermische Behandlung wiederum resultiert in den gewünschten unterschiedlichen Farbschattierungen.

Die Erfindung beruht auf der Tatsache, daß die dem Faden aus Polymermaterial erteilte thermische Behandlung die räumliche Anordnung der das Polymer bildende Moleküle und damit die Dichte des Polymers bestimmt und zur gleichen Zeit auch die Eigenschaften der Farbstoffaufnahme des Fadens bestimmt

Der Wert für die Dichte des Polymers in irgendeinem besonderen Teil eines polymeren Fadens ist demnach ein Maß für die Farbstoffaufnahmeeigenschaften jenes Teiles des Fadens. Somit varriert die räumliche Anordnung der das Polymer bildenden Moleküle über die Länge der Fäden, um abwechselnd in einem maximalen Abstand beispielsweise von etwa 10 m auftretende Stellen maximaler Dichte und minimaler Dichte vorzusehen.

Die Änderung in der räumlichen Anordnung der das fadenbildende Polymer aufbauenden Moleküle erscheint als Änderung im Verhältnis des Anteiles mit kristalliner Struktur zu dem Anteil mit amorpher Struktur wie sie in irgendeinem Abschnitt des Fadens vorliegen und durch Röntgenstrahlendiffraktion darstellbar sind, wobei kristalline und amorphe Formen des gleichen Polymers unterschiedliche Dichten aufweisen.

Das erfindungsgemäße Garn kann zusätzlich eine physikalische Struktur aufweisen, in der die einzelnen Fäden Kräuselungen mit welligem Umriß zeigen, und ein solches Garn ist dadurch gekennzeichnet, daß mehr als 50% der Fäden maximale Wellungsamplituden aufweisen, die geringer als der Durchmesser des Garnes sind, und daß nach Entfernen einer allenfalls in dem Garn vor dem Kräuseln der Fäden vorhanden gewesenen Drehung mehr als 50% eines jeden Fadens an einer Seite einer mit Bezug auf den Faden diametralen Ebene des Garnes liegen.

Besonders gute Resultate erhält man, wenn der Druck an diesem Ende des Staurohres mit einer in see-' gemessenen Frequenz schwankt, die etwa der sechshundertste Teil der in m pro min gemessenen Geschwindigkeit des Garnes kurz vor dessen Auftreffen auf das Ende der länglichen Packung beträgt, wie dies bevorzugt wird.

Die Erfindung wird hiermit im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert

F i g. 1 der Zeichnung ist eine vergrößerte Ansicht eines erfindungsgemäßen Garns und zeigt die physikalische Struktur desselben. Es steht fest, daß es nicht leicht durchführbar ist, die Molekularstruktur zu zeigen. Die Figur zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Garns.

In Fig. 1, welche eine Ansicht des Garnes in einer diametralen Ebene desselben darstellt, bezeichnet 21 das Garn allgemein aus welchem irgendeine Drehung, die vor der Bildung der Kräuselung in dem Garn vorhanden gewesen sein kann, entfernt wurde: 22

bezeichnet einzelne Fäden und 23 bezeichnet eine diametrale Ebene des Garnes im rechten Winkel zur Zeichnungsebene.

Die Fäden 22 zeigen Kräuselungen mit welligem Umriß. Es ist zu bemerken, daß ein viel größerer Teil s eines jeden Fadens auf einer besonderen Seite der Ebene 23 liegt Der gleiche Aufbau ist mit Bezug auf andere diametrale Ebenen des Games zu beobachten. Die Amplitude der Weitungen der meisten Fäden überschreitet demnach nicht wesentlich den Radius des Garnes, wobei bei bekannten Bauschgarnen die Fäden mit einer Amplitude gewellt sind, welche gewöhnlich annähernd gleich dem Durchmesser des Garnes ist und im Verhältnis große Steigung (pitch) aufweist Die kleine Amplitude der Wellungen der Fäden des is erfindungsgemäßen Garnes ist durch eine Steigung begleitet, geringer ist als jene von Fäden bekannter Bauschgante.

Bei der in F i g. 2 veranschaulichten Vorrichtung ist der Teil 12Λ des Stauchrohres (stuffer tube) jener Teil, welcher hauptsächlich wirksam ist, wenn die entsprechenden Bedingungen für den Druck des fließfähigen Mediums eingesetzt werden, um vorzusehen, daß der erforderliche fluktuierende Druck die thermische Behandlung des Garnes und damit die räumliche Anordnung der das Polymer bildende Moleküle unter entsprechender Abänderung der Dichte und der Farbstoffaufnahmeeigenschaften des Polymers bzw. der Polymeren ändert, aus welchem die Fäden der in der Vorrichtung zu bauschenden Garne hergestellt sind. Es wurde gefunden, daß unter entsprechenden Arbeitsbedingungen der Garnbausch dazu neigt, sich in dem Teil 12Λ zwischen dem Ende des Durchganges 6 und den öffnungen 13 zu bilden. Dann baut sich im Teil 12Λ ein Druck auf und der Garnbausch wird gegen die öffnungen 13 rascher gedrückt als er sich in entgegengesetzter Richtung, gegen den Durchgang 6 zu durch Zuführung von Garn aufbauen kann. Wenn das Ende des Garnbausches die öffnungen 13 freimacht erfolgt im Teil 12Λ ein sehr rascher Druckabfall. Sobald der Druck im Teil 12Λ nachgelassen hat, hört der Bausch auf, sich vom Durchgang 6 fortzubewegen. Die normale Bauschbildung bewirkt dann, daß die öffnungen 13 bedeckt werden und der Zyklus wird wiederholt

Eine Änderung im Druck eines Gasstromes ist nicht unbedingt begleitet durch eine Änderung der Temperatur; beispielsweise kann der Druck unter isothermen Bedingungen geändert werden. Die Änderung der thermischen Behandlung des Garnes, welche die Basis der Erfindung ist und welche durch die wie vorstehend SO beschrieben auftretende Änderung des Druckes verursacht wird, wird als Resultat eines sehr unterschiedlichen Mechanismus angenommen.

Die Änderung des Druckes, die am Ende der Packung, gegen welche das Garn vorgetrieben wird, auftritt d. h. im Teil 12Λ ändert — so wird angenommen — den Zug, der durch den Gasstrom auf das durch den Durchgang 6 kommende Garn ausgeübt wird, infolge der Änderung der Strömungsgeschwindigkeit des aus dem Durchgang 6 entlang mit dem Garn austretenden fließfähigen Mediums, welche aus der Änderung des Druckabfalles resultiert, die das fließfähige Medium erfährt, und ändert dadurch die Spannung in jenem Teil des Garnes, der aus der Mündung der Düse 1 durch die Zwischenkammer 2 sich durch den Durchgang 6 und in den Teil 12Λ hinein erstreckt Die Wirkung dieser fluktuierenden Spannung führt zu eine kontinuierlichen Änderung des Grades der Trennung der Fäden, die in der Zwischenkammer 2 auftritt Es läßt sich erkennen, daß — wenn ein Garn in einem Strahl eines fließfähigen Mediums gebauscht wird — die Fäden sich voneinander in einem Ausmaß trennen, welches von der Größe der Spannung, die auf das Garn ausgeübt wird, abhängt Der Betrag, um den sich die Fäden voneinander trennen, ist die Hauptbedingung, welche die Wärmeaustauschbedingungen zwischen den Fäden und dem fließfähigen Medium und somit die thermische Behandlung des Garnes bestimmen. Die fluktuierenden Änderungen der Spannung in dem Garn sind demnach imstande, die geforderten fluktuierenden Änderungen in der räumlichen Anordnung der Moleküle, die das Polymer aufbauen, aus dem das Garn zusammengesetzt ist zu bewirken.

Die Parameter, die bezüglich der veranschaulichten Vorrichtung geändert werden müssen, um das erfindungsgemäße Garn vorzusehen, können Parameter der Arbeitsweise und bzw. oder Parameter der Dimensionierung sein.

Ein Parameter der Arbeitsweise, welcher zur Herstellung des neuen Garnes geändert werden kann, ist der Grad der Voreilung mit einer entsprechenden Änderung der Temperatur des Heizmediums, um die erforderliche Geschwindigkeit des Wärmeüberganges zu dem Garn sicherzustellen. Bei allen Bauschverfahren wird gefordert, daß das der Bauschvorrichtung zugeführte, ungebauschte Garn schneller zugeführt wird, als das gebauschte Garn aus der Vorrichtung abgezogen wird, um den beim Bauschvorgang auftretenden Längenverlust auszugleichen.

Ein anderer Parameter der Arbeitsweise, der zur Herstellung des neuen Garns geändert werden kann, ist der Druck des der Vorrichtung zugeführten Gasstromes.

Es ist für den Fachmann leicht — wenn ihm das Grundkonzept der Erfindung klargeworden ist — die Parameter der Arbeitsweise auf solche Weise zu bestimmen, daß Garne hergestellt werden, deren Fäden, während Garnstrukturen gebildet werden, die innerhalb der Definition liegen, Farbaufnahmefähigkeiten haben, welche entlang der Länge des Garnes variieren, u. zw. mit einer Frequenz, die entweder innerhalb eines niedrigen Bereiches von Frequenzen liegt welche Maximum- oder Minimumwerte aufweisen, welche in Intervallen in einem Bereich zwischen 10 m und etwa 3 cm entlang der Fäden vorkommen, worin die Änderung sichtbar ist jedoch die Frequenz hoch genug ist, um einen weiten Bereich von gefälligen, gesprenkelten Effekten vorzusehen, welche innerhalb der vorstehend bereits erwähnten »Raumwirkung« »space-dyedeffect« liegen, oder die innerhalb eines hohen Bereiches von Frequenzen liegt, welche Maximum- und Minimumwerte aufweisen, welche in Intervallen unterhalb etwa 3 cm entlang der Fäden vorkommen, worin die Änderung mit dem bloßen Auge nicht sichtbar ist, um so gewünschtenfalls wenigstens den gleichen Grad von Gleichmäßigkeit der Schattierung vorzusehen wie bei bekannten Garnen, jedoch mit dem zusätzlichenEffekt einer größeren Lebhaftigkeit und Tiefe des Farbtons. Diese gewünschten Eigenschaften sind bei den bekannten Bauschgarnen nicht erzielbar.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen vergleichsweise Verfahren zur Herstellung von Garn der bekannten Art und von erfindungsgemäßem Garn.

Beispiel I

»Tersuisse« Polyestergarn mit 30 Fäden, je mit einer Decitex-Zahl von 167 wurde einer Vorrichtung züge-

führt, die im wesentlichen wie in F i g. 2 veranschaulicht aufgebaut war, u.zw. mit einer Geschwindigkeit von 1100 m/min, unter Verwendung von Wasserdampf von normalem Arbeitsdruck von 5</2 at und einer Dampftemperatur von 185° C. Das gebauschte Garn wurde aus der Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 880 m/min abgezogen und ergab eine normale Arbeits-Voreilung von 20%. Das Bauschgarn war von guter, gleichmäßiger Qualität und zeigte beim Färben eine Gleichmäßigkeit der Farbstoffaufnahme, welche nach gegenwärtigem Stand sehr hoch war, zeigte jedoch keine merkbare rhythmische Änderung der Färbbarkeit.

Beispiel II

Ein genau gleiches Garn wie bei Beispiel I wurde der gleichen Vorrichtung, wie bei Beispiel I verwendet, zugeführt, u. zw. mit einer Geschwindigkeit von 1100 m/min, unter Verwendung von Wasserdampf von normalem Arbeitsdruck von 5^l/2 at und einer Dampftemperatur von 235° C. Das Bauschgarn wurde aus der Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 704 m/min abgezogen und ergab eine Voreilung von 35%. Das Bauschgarn war von guter, gleichmäßiger Qualität und zeigte beim Färben nach dem gleichen Färbeverfahren und Farbstoff wie bei Beispiel I eine kontinuierliche Änderung der Farbstoffaufnahme über die Länge des Garnes mit Punkten von maximaler Farbstoffaufnahme, die in einem durchschnittlichen Intervall von etwa 10 cm vorkamen. Bei Verarbeitung zu einem Kleidungsstück zeigte das textile Flächengebilde bei Besichtigung von dicht zueinander liegenden Feldern einen gefälligen, gesprenkelten Effekt in Form eines Mosaikmusters von zufälligen, dicht aneinanderliegenden, kleinen Flächen von unterschiedlichen Schattierungen von der gleichen Farbe mit vorherrschenden dunkleren Schattierungen und zeigte beim Besichtigen in einem Abstand große Gleichmäßigkeit der Farbe insgesamt in Verbindung mit Reichtum an Farbe und Tiefe des Tones.

Beispiel III

Genau das gleiche Garn wie im Beispiel I wurde der gleichen Vorrichtung, wie sie bei Beispiel I verwendet worden war, zugeführt, u. zw. mit einer Geschwindigkeit von 1100 m/min, unter Verwendung von Wasserdampf mit einem Druck von 9 at und einer Dampftemperatur von 184° C. Das gebauschte Garn wurde von der Vorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 880 m/min abgezogen und ergab eine normale Arbeits-Voreilung von 20%. Das Bauschgarn war von guter, gleichmäßiger Qualität und zeigte beim Färben mit der gleichen Farbe und dem gleichen Färbeverfahren wie bei Beispiel I eine kontinuierliche Änderung der Farbstoffaufnahme über die Länge des Garnes mit Punkten von maximaler Farbstoffaufnahme, die in einem durchschnittlichen Intervall von etwa 10 cm vorkamen.Bei Verarbeitung zu einen Kleidungsstück zeigte das textile Flächengebildet in dicht aufeinanderfolgenden Felder einen gefälligen, gesprenkelten Effekt in Form eines Mosaikmusters von zufällig aneinanderliegenden kleinen Flächen von unterschiedlichen Schattierunen der gleichen Farbe mit vorherrschenden helleren Schattiereungen, und zeigte beim Besichtigen in einem Abstand große Gleichmäßigkeit der Farbe insgesamt, welche heller als die bei Beispiel II erhaltene Farbe war, jedoch vergleichbaren Reichtum an Farbe und Tiefe des Tones aufwies.
Bei den vorstehenden Beispielen wurde der Abstand zwischen Punkten und maximaler Farbstoffaufnahme gemessen, weil diese leichter vermessen werden können. Die Punkte von minimaler Farbstoffaufnahme waren annähernd in der Mitte zwischen den Punkten

ίο maximaler Farbstoffaufnahme, wurden jedoch nicht gemessen, weil die genaue Lage der Punkte minimaler Farbstoffaufnahme nicht so leicht zu erkennen war wie jene mit maximaler Farbstoffaufnahme.

Es wird angenommen, daß die höhere, Voreilung

is bewirkt, daß sich eine größere Menge Garn in dem divergierenden Teil 12Λ aufhäuft und so die Reibung über den normalen Wert erhöht, wodurch die beschriebene intermittierende Vorwärtsbewegung eintritt und die auf das Bauschgarn einwirkt, um dessen Farbaufnahmeeigenschaften rhythmisch zu ändern. Verschiedene Beträge der Voreilung sehen verschiedene Frequenzen der Änderung der Farbstoffaufnahme vor, was es möglich macht, die Wirkung innerhalb der hierin definierten Grenzen zu steuern. Druckänderungen arbeiten auf ähnliche Weise.

Während Versuche zum Bestimmen, welche Dimensionsänderungen in der Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Garnes vorgenommen werden können, noch nicht abgeschlossen sind, zeigen Vorarbei-

ten bereits an, daß eine Änderung der Dimension des Teiles oder der Teile, die die Zwischenkammer 2 und bzw. oder den Teil 12Λ bilden, gegenüber den in der laufenden Produktion verwendeten Dimensionen geeignet ist, den gewünschten Effekt vorzusehen, ohne eine große Voreilung oder überhaupt eine Voreilung über die in Strahl-Bauschvorrichtungen normale hinaus zu fordern und mit einer geringen oder ohne Erhöhung des Druckes des fließfähigen Arbeitsmediums.

Bekannte Bauschvorrichtungen, die selbst Stauchrohre verwenden, arbeiten nicht nach der vorstehend beschriebenen Weise bzw. können nicht so arbeiten, um ein erfindungsgemäßes Garn herzustellen. Das Volumen des Teils 12Λ ist so gering, daß ein nützlicher Druckabfall in dem Teil nur durch annähernd Konstanthalten des Anteiles der Abgase des fließfähigen Mediums aus dem Durchgang 6 in den Teil YlA erzielbar ist Bei bekannten Vorrichtungen wird irgendeine Verminderung des Druckes in dem Stauchrohr unmittelbar durch einen erhöhten Strom des

so fließfähigen Mediums mit hohem Druck aus der Bauschdüse ausgeglichen. In der veranschaulichten Vorrichtung hat die Zwischenkammer 2 begrenztes Volumen und dieser Umstand sowie der im wesentlichen konstante, zwischenzeitlich darin vorherrschende Druck bewirken eine ausreichende zeitliche Verzögerung, um eine unmittelbare Kompensation durch die Bauschdüse für den Druckabfall im Teil YlA, wenn die öffnungen 13 unbedeckt sind, zu verhindern. Bei bekannten Stauchrohrvorrichtungen ist irgendein Fluktuieren des Druckes in dem Stauchrohr ein Fluktuierer der Zuleitung und hat eine sehr geringe Frequenz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten, mehrfädigen Garnes mit einer längs des Garnes schwankenden Farbaufnahmefähigkeit, wobei das Garn in einem Fluidstrom mitgenommen wird, dessen Temperatur ausreicht, um das Garn zu plastifizieren, wobei ferner die Fäden getrennt und das Garn gekräuselt wird und das gekräuselte Garn kontinuierlich gegen ein Ende einer länglichen Packung aus bereits gekräuseltem Garn geworfen wird, welches sich in einem Staurohr befindet, das seitliche Öffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der an diesem Ende des Staurohres herrschende Druck dadurch zyklisch zwischen Grenzwerten verändert wird, daß das Garn durch einen ausreichend hohen Druck des Fluids mit einer Geschwindigkeit gefördert wird, die im Verhältnis zur Abgabegeschwindigkeit des Garnes ausreichend hoch ist, um ein periodisches Verkleinern und Vergrößern der wirksamen Fläche der seitlichen Öffnungen durch die längliche Packung zu ermöglichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck an diesem Ende des Staurohres mit einer in see-' gemessenen Frequenz schwankt, die etwa der sechshunderste Teil der in m pro min gemessenen Geschwindigkeit des Garnes kurz vor dessen Auftreffen auf das Ende der länglichen Packung beträgt

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