Verfahren zur Herstellung von permanent gekräuselten Garnen aus linearen, synthetischen Hochpolymeren Es ist bekannt, dass man auf textilen Fäden eine von den Materialeigenschaften abhängige, mehr oder weniger permanente Kräuselung erzeugen kann, in- dem parallele Fäden vorübergehend überzwirnt,
in überdrehtem Zustand - vorzugsweise in Anwesen heit von Feuchtigkeit - heissfixiert und wieder auf den Ausgangszustand oder sogar über den Nullpunkt hinaus zurückdreht.
Das allgemeinste Verfahren, auf Kunststoffäden durch überzwirnen und Heissfixieren eine Kräuselung zu erzielen, wurde zuerst im DRP Nr. 618050 be schrieben und führt auch bei Anwendung auf neuere synthetische Fasern zu einem befriedigenden Mate rial. Bei diesem Verfahren wird das Hochzwirnen auf einer normalen Zwirnmaschine durchgeführt, worauf das so erhaltene, überzwirnte Garn auf Lochspulen oder Pappspulen aufgewunden wird.
Anschliessend an den Hochzwirnprozess werden die Spulen in Dämpf- kästen einem Dämpfprozess unterworfen, wodurch der Hochzwirn fixiert wird. In einer weitem Stufe muss das überzwirnte Garn wieder auf einer Zwirnmaschine zurückgedreht werden.
Verschiedentlich wurde in neuerer Zeit vorge schlagen, endlose Fäden zu kräuseln, indem die ur sprünglich parallelen oder leicht vorgezwirnten Fäden zwischen zwei Fixpunkten einen sogenannten Drall- geber durchlaufen, wodurch auf den Fäden ein so genannter Falschzwirn erzeugt wird. Zwischen dem ersten Fixpunkt und dem Drallgeber befindet sich bei diesem Verfahren eine Wärmequelle, die die Fixierung des an dieser Stelle hochgedrehten Garnes bewirkt.
Das grösste Hindernis bei Falschzwirnverfahren besteht darin, dass eine genügende Fixierung des Hochzwirnes nur schwer zu bewerkstelligen ist, da entweder sehr lange Heizkanäle erforderlich sind, wodurch eine Temperaturkonstanz verunmöglicht wird, oder es muss die Arbeitsgeschwindigkeit so weit herabgesetzt werden, d'ass das Verfahren unwirtschaft- lich wird.
In neuester Zeit wurde vorgeschlagen, unter Ver wendung eines Drallgebers von über<B>100000</B> T/Min. die Fixierung unter einem Mindestdampfdruck von 2 atü in labyrinthartigen Kanälen vorzunehmen. Da durch kann die Produktion auf eine wirtschaftlich vernünftige Menge pro Zeiteinheit gesteigert werden, d. h. bis auf 40-60 m/Min. an einer Spindel. Kom pliziert ist dabei der kontinuierliche Fixierprozess unter Druck.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Ver fahren zur Herstellung von permanent gekräuseltem Garn in fortlaufendem Arbeitsgang durch Schmelz- spinnen von synthetisch linearen Hochpolymeren mit anschliessendem Verstrecken und Kräuseln, das da durch gekennzeichnet ist, dass man unverstreckte Fadenbündel verstreckt und im Streckfeld vorüber gehend auf 2000-3000 T/Min. hochdreht und in hochgedrehtem Zustand durch Wärme fixiert.
Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens, d. h. die Kräuselung durch Falschzwirnen gleichzeitig mit dem Verstrecken vorzunehmen, liegt einmal darin, dass dadurch ein Umspulprozess, wie er durch den se paraten Kräuselprozess bedingt ist, erspart wird. Ein weiterer Vorteil liegt in der Ausnutzung der durch das Verstrecken entstehenden Wärme für das Fixie ren der gleichzeitig durch vorübergehendes über- zwirnen auf das Garn aufgebrachten Kräuselung.
Wird als Hochpolymeres Polycaprolactam verwendet, so muss zudem die im Streckfeld erzeugte Kräuselung nicht besonders beständig sein, da das Garn nachträg lich durch Waschen bei erhöhter Temperatur von den niedermolekularen Anteilen befreit und gleichzeitig nachfixiert wird, so dass die Fixierung nachher allen Ansprüchen in bezug auf Permanenz genügt.
Zum Einsatz gelangt unter Umständen Material in seiner billigsten Form, nämlich auf Spinnspulen, wobei das Polyamid des Typs Polycaprolactam den nach dem Spinnen vorhandenen Anteil an Niedermolekularen enthält.
Je nach dem gewünschten Elastizitätsgrad des fertig gekräuselten Garnes sind zwei prinzipiell ver schiedene Ausführungsmöglichkeiten (bei Verwendung von Polycaprolactam als Hochpolymeres) gegeben. Für die Erzeugung einer Kräuselung mit einer Kräu- seldehnung von etwa 1001/o gelangen Fäden auf Spinnspulen in ungewaschenem und unverstrecktem Zustand zum Einsatz.
Die Fäden werden über einem Streckwerk üblicher Bauart, bei welchem sich aber im Streckfeld anschliessend an den Streckstift eine röhrenförmige Heizung und ein Drallgeber befindet, verstreckt, aufgespult und gleichzeitig gewaschen.
Zur Erzeugung eines hochelastischen und heissfixierten Kräuseleffektes mit einer Kräuselelastizität von über 100% werden die unverstreckten Fäden mit einem Vorzwirn von beispielsweise 400 T1Min. versehen und bei etwa 50 C gewaschen und getrocknet. Das so vorpräparierte Garn wird nun wie im ersten Fall un ter gleichzeitigem Verstrecken gekräuselt.
Durch den Streckprozess wird die Tourenzahl/Min. des Vor zwirns im Streckverhältnis verringert, z. B. bei einem Streckverhältnis von 1 :4 und einem Vor zwirn von 400 T/Min.
Zusätzlich kann die an und für sich hohe Kräusel- elastizität noch gesteigert werden, indem das ge kräuselte Polycaprolactam-Garn vor dem Nachfixie- ren, vorzugsweise unmittelbar anschliessend an die Kräuselung, gezwirnt wird. Dies kann am besten erfolgen, wenn das Garn nach der Kräuselung von Zwirnspindeln aufgenommen wird.
Das Verfahren soll nun anhand der Zeichnung erläutert werden, wobei das Schmelzspinnen und Auf spulen der unverstreckten Fäden nicht dargestellt ist.
Frischgesponnene Fäden 1, die eventuell mit einem leichten Vorzwirn versehen sind, werden von der Spule 2 über einen Spannungsregler 3 durch das Einzugswalzenpaar 4 eines Streckwerks abgezogen. Durch das Abzugswalzenpaar 8, das je nach ge wünschtem Streckverhältnis rascher läuft als das Ein zugswalzenpaar 4, werden die Fäden verstreckt. Im Streckfeld befindet sich anschliessend an das Einzugs- walzenpaar 4 ein Bremsorgan 5, z. B. ein Stift aus Sinterkorund, Glas oder Achat.
Dieses Bremsorgan ist zugleich Fixpunkt für die durch den Drallgeber 7 erzeugte Falschzwirnung. In der röhrenförmigen Heizung 6 wird das Fadenbündel in hochgedrehtem Zustand fixiert. Das erhaltene Garn wird auf einen Haspel 9 aufgespult.
<I>Beispiel 1</I> Durch Schmelzspinnen auf bekannte Art her gestelltes Garn aus Polycaprolactam, bestehend aus 24 Einzelfibrillen mit einem Gesamttiter von 400 den., dessen Feuchtigkeitsgehalt durch Klimatisierung des Arbeitsraumes auf 20 C und 60 % rel. Feuchtigkeit etwa 4,5% beträgt,
wird mit einer Einlaufgeschwin- digkeit von 2,75 m/Min. und einer Vorspannung von 10 g über ein Lieferwalzwerk der Kräusel- und Streckvorrichtung zugeführt und über einen Streck stift verstreckt. Anschliessend an den Streckstift durch läuft das Garn eine röhrenförmige Heizvorrichtung. Die Temperatur in der Heizvorrichtung beträgt etwa 180-l90 C, die Länge etwa 1 m.
Nach Durchlaufen der Heizvorrichtung wird dem Garn über einem Drallgeber, welcher mit einer Fadenbremse ausge rüstet ist, ein Falschzwirn erteilt. Anschliessend an den Drallgeber wird das gekräuselte Garn mit einem Ver- streckungsgrad von 300%, entsprechend der Ge- schwindigkeit von 11 m/Min., durch ein Abzugs walzenpaar abgezogen und anschliessend auf eine Garnspule aufgewunden.
Bei der unmittelbar an den Streckvorgang anschliessenden Falschzwirnung wird das Garn vorübergehend auf etwa 2500 T/Min. hoch gedreht, in losem Wickel während 3 Stunden bei 50 C zur Entfernung der niedermolekularen Anteile ge waschen und während 1 Stunde getrocknet. Es zeigt hierauf eine Gütezahl von 4,5 g, eine Bruchdehnung von 38% und eine Restschrumpfung von weniger als l0/0.
Die Kräuseldehnbarkeit beträgt etwa 100 /'o. <I>Betspiel 2</I> Gleiches Material wie in Beispiel 1 wird auf 400 T/Min. vorgezwirnt. Zur Entfernung der nieder molekularen Anteile und gleichzeitiger Beruhigung des Vorzwirnes wird das Garn bei 50 C während einer Stunde auf Lochspulen gewaschen und anschliessend bei der gleichen Temperatur während 3 Stunden ge trocknet. Das so vorbehandelte Garn wird mit Aus nahme des Auswaschens wie in Beispiel 1 weiter behandelt.
Da hierbei unmittelbar vor der Kräuselung durch Erteilung eines Falschzwirnes von etwa 2500 T/Min. eine Verstreckung um 300 % erfolgt, reduziert sich der Vorzwirn auf 100 T/Min. Die textilen Daten des so erhaltenen Kräuselgarnes sind gleich wie die des nach Beispiel 1 erhaltenen Garnes mit der Ausnahme,
d'ass die Kräuseldehnbarkeit 150-2001/o beträgt.
<I>Beispiel 3</I> Ebenfalls durch Schmelzspinnen hergestelltes Garn aus Nylon 66 (Polyhexamethylenadipamid), be stehend aus 24 parallelen Einzelfibrillen mit einem Gesamttiter von 70 den., wird mit einer Geschwindig keit von 11 m/Min. in ein Streckwerk eingezogen, an einem Bremsstift um etwa 3000/'o verstreckt und mit Hilfe eines Drallgebers vorübergehend auf 3000 Tou ren hochgedreht. Dabei durchläuft das Garn zwischen Streckstift und Drallgeber in hochgedrehtem Zustand eine Röhrenheizung.
Die Temperatur in der Röhren heizung beträgt etwa 300 C bei einer Länge von etwa 1 m. Der Feuchtigkeitsgehalt der parallelen Fäden beträgt zu Beginn etwa 4,50/0. Nach Passieren des Drallgebers wird das nunmehr gekräuselte Garn mit einer Geschwindigkeit von 44 m/Min. auf einen Haspel aufgewickelt.
Das Garn zeigt eine Gütezahl von 4,5 g/den., <I>eine</I> Bruchdehnung von etwa 38 /o, eine Restschrumpfung von weniger als 1% und eine Kräuseldehnbarkeit von etwa 100-120%.
<I>Beispiel 4</I> Ein Garn aus Nylon 66 (Polyhexamethylenadip- amid, entsprechend Beispiel 3), bestehend aus 24 Einzelfibrillen, aber mit einem Gesamttiter von 100 Den., wird mit einer Geschwindigkeit von 11 m/Min. in ein Streckwerk eingezogen,
an einem Bremsstift um etwa 300% verstreckt und mit Hilfe eines Drallgebers vorübergehend auf 3000 Touren hochgedreht. Dabei durchläuft das Garn zwischen Streckstift und Drallgeber im hochgedrehten Zustand eine Röhrenheizung. Die Temperatur in der Röhren heizung beträgt etwa 300 C bei einer Länge von etwa 1 m.
Der Feuchtigkeitsgehalt der parallelen Fä- den beträgt zu Beginn etwa 4,5%. Nach Passieren des Drallgebers wird das nunmehr gekräuselte Garn mit einer Geschwindigkeit von 44 m/Min. von einer Zwirn spindel aufgenommen. Diese läuft mit 4000 T/1Vlin., so dass dem gekräuselten Garn ein Zwirn von 100 T/Min. erteilt wird.
Das Garn zeigt eine Gütezahl von 4,5 g/den., eine Bruchdehnung von etwa 35 % und eine Rest- schrumpfung- von weniger als 10/0. Die Kräuseldehn- barkeit beträgt über 200 %-.