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Vorrichtung zum Heissverstrecken und-Reduzieren des Schrumpfes von Polyäthylenterephthalatfäden
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heissverstrecken und Reduzieren des Schrumpfes von Poly- äthylenterephthalatfäden mittels unterschiedlichen Temperaturen.
Für das Verstrecken von synthetischen Fäden sind eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen bekannt geworden, welche im wesentlichen von dem gleichen Grundprinzip, nämlich der Beheizung der Streckorgane zwischen Zuführ- und Abzugsorgan ausgehen. In diesem Zusammenhang ist eine Vorrichtung zum Verstrecken von synthetischen Fäden vorgeschlagen worden, welche die Beheizung anders als üblich bewerkstelligt. Diese Vorrichtung besteht aus den üblichen Zufuhr- un Abzugsorganen, wobei zwischen den die Verstreckung bewirkenden Zufuhr- un Abzugsorganen der Faden nur mit einer verstellbaren, elektrischen Heizeinrichtung in Berührung kommt, durch die der Faden um einen einstellbaren Winkel aus der Geraden abgelenkt wird.
Nach einem andern Vorschlag werden Fäden aus synthetischem fadenbildenden Material, insbesondere aus Polyäthylenterephthalat, um eine erhitzte, nicht drehbare Spannstange herumgeführt und infolge Berührung dieser Stange erweicht, worauf sie über eine beheizte Platte (Heizfläche) weitergeführt und dabei unter einer die Streckung vollendenden Streckspannung gehalten werden.
Man hat beobachtet, dass die Güte der textilen Fäden, insbesondere ihre Schrumpfneigung und Festigkeit wesentlich von der Art der Verstreckung beeinflussbar ist. Es kommt hiebei nicht nur auf die Anordnung der Streckvorrichtung an, sondern wohl auch auf die während des Verstreckens auftretenden Temperaturdifferenzen zwischen den einzelnen Verstreckungsorganen, welche nicht immer im kleinsten Bereich konstant gehalten werden können.
Es wurde gefunden, dass man beim Heissverstrecken von synthetischen Fäden, insbesondere von solchen aus Polyäthylenterephthalat, die Temperaturdifferenzen zwischen den Verstreckungsorganen in einem sehr engen Bereich konstant halten kann, wenn man die Vorrichtung nach der Erfindung benutzt. Diese Vorrichtung befindet sich zwischen den die Verstreckung bewirkenden Zufuhr- und Verstreckungsorganen und besteht aus einem durch eine einzige Heizquelle (in diesem Falle ein das Heizmedium führendes Heizrohr) heizbaren Metallblock, dessen Metall eine hohe Wärmeleitfähigkeit, also eine hohe Wärmeleitzahl besitzt, sowie aus zwei in den Metallblock eingelassenen Metallstiften, die entsprechend ihrer Funktion beim Verstrecken der Fäden mit Streckstift und Fixierstift bezeichnet werden können.
Der unverstreckte Faden gelangt nämlich von der Spinnspule zunächst zum Streckstift und danach zum Fixierstift, wobei er also verstreckt und dann fixiert wird. Ein wesentliches Kennzeichen der Vorrichtung ist es, dass der Streckstift aus einem Metall von geringerer Wärmeleitfähigkeit, der Fixierstift jedoch aus einem Metall einer hohen Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus dem gleichen Metall wie der Metallblock, besteht. Dadurch ist es möglich, den Streckstift auf wesentlich tieferen Temperaturen zu halten, als sie der Fixierstift aufweist, obwohl beide Stifte an einem gemeinsamen, auf einer bestimmten Temperatur gehaltenen Metallblock angebracht sind.
Eine Möglichkeit, die Temperaturdifferenzen zu vergrössern, besteht darin, den Querschnitt des Teiles des Metallstiftes, welcher in den Metallblock eingelassen ist, unterschiedlich zu gestalten, d. h. kleiner oder grösser als denjenigen des andern Metallstiftes zu wählen.
Für die Verwendung des Fixierstiftes sowie des Metallblockes eignen sich alle Metalle, welche eine
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halb 0,5 liegt. Hierunter fallen Schmiedeeisen (k 20 = 0, 14), Stahl (\ 20". 0, 096), Chromstahl (\ 20 = 0, 047), Nickeleisen (\ 20 = 0,026) u. a.
An Hand der Zeichnung wird nachstehend eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemä- ssen Vorrichtung näher beschrieben. Die Fig. 1 und 2 zeigen die Vorrichtung in Vorderansicht und Seitenansicht.
Der unverstreckte Faden gelangt von derSpinnspule 1 über ein Zuführorgan 2 zu der erfindungsgemä- 2.-n Vorrichtung. Ein Teil derselben besteht aus einem mittels heisser Flüssigkeit oder Dampf beheizten Rohr 3, welches vorzugsweise aus Kupfer \ 20 = 0, 94) besteht und z. B. mit. Diphenyldampf von165 beheizt wird. Das Rohr hat eine lichte Weite von etwa 35 mm. Auf dieses Rohr ist ein rechteckig geformter Metallblock 4, von guter Wärmeleitfähigkeit ebenfalls aus Kupfer (X 20 = 0,94) aufgeschweisst, dessen Abmessungen 65 x 55 X 27 mm betragen.
In den Metallblock sind an einer Seite zwei Metallstifte 5,6 eingelassen, von welchen jeder aus einem andern Material mit anderer Wärmeleitfähigkeit besteht, und die dadurch trotz des gemeinsamen, einheitlich beheizten Metallblockes eine Temperaturdifferenz gewährleisten. Der als Streckstift bezeichnete Metallstift 5 besteht aus Eisen (X 20 = 0, 14). Der Querschnitt des Teiles des Streckstiftes, welcher in den beheizten Metallblock eingelassen ist, beträgt 53, 5 mm2. Der an diesem Teil angesetzte freiliegende Teil des Stiftes hat grösseren Durchmesser. Der Streckstift, der mit einer mattverchromten, dünnen Hülse ummantelt ist, weist wegen der geringen Wärmeleitzahl von Eisen (\ 20 = 0, 14) und auch wegen des verhältnismässig geringen Querschnittes an der Wärmeübertragungsstelle eine Oberflächentemperatur von 1040 auf.
Der als Fixierstift bezeichnete zweite Metallstift besteht aus Kupfer (\ 20 = 0,94) und weist einen gleichbleibenden Querschnitt von 805mm2 auf, der dem Querschnitt des ihm gegenüberliegenden dickeren Teiles des Streckstiftes entspricht Dieser Kupferstift, der auch mit einer dünnen, mattverchiomten, auswechselbaren Hülse versehen ist, hat die gleiche Temperatur, die auch der gleichfalls aus Kupfer bestehende MetallMock aufweist, dessen Beheizung auf eine gewünschte Fixiertemperatur eingestellt werden kann. Diese Temperatur beträgt in vorliegendem Fall 156 .
Der von der Spinnspule mit geringer Geschwindigkeit zugeführte, unverstreckte Faden umschlingt zunächst ein-bis zweimal den Streckstift 5, dessen Temperatur 1040 beträgt, und wird von dort zu dem höher angeordneten und höher (auf 1560) erhitzten Fixierstift 6 geleitet. Durch die Abzugsorgane wird eine Verstreckung um 370% bewirkt. Am Fixierstift selbst findet noch eine geringe Nachverstreckung des Fadens statt, wodurch der Kochschrumpf des Fadens von 18% auf etwa 5, 70/o reduziert wird. Der verstreckte Faden wird durch die Abzugsorgane 7 laufend nach unten abgezogen und in üblicher Weise aufgespult.
Bei Verwendung der gleichen Anordnung kann die Temperatur des Diphenyl-Dampfes z. B. auf 2000 gehalten werden. Die Temperatur des aus Eisen bestehenden Streckstiftes beträgt dann 1250, die Temperatur des aus Kupfer bestehenden Fixierstiftes 1870. Besteht in diesem Falle de. Streckstift aus Chromstahl (), 20 = 0,047), dann beträgt die Temperatur dieses Stiftes 1050. Bei der gleichen Anordnung, jedoch bei einer Dampf-Temperatur von 2200, beträgt die Temperatur des aus Kupfer bestehenden Fixierstiftes 2020 und des aus Eisen bestehenden Streckstiftes 1320. Wenn der Streckstift aus V4A-Stahl besteht, beträgt seine Temperatur nur 850.
Auf Grund der aufgezeigten Möglichkeiten hat man es in der Hand, verschiedenartige Temperaturkombinationen anzuwenden. Die einmal eingestellte Temperatur kann man innerhalb eines sehr engen Bereiches während einer langen Zeit konstant halten.
Die Temperaturdifferenz wird in erster Linie dadurch bewirkt, dass für den Streckstift und für den Fixierstift Metalle mit unterschiedlichem Wärmeleitvermögen verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit, Temperaturdifferenzen zu steuern, besteht darin, dass das Verhältnis der Querschnitte des Fixierstiftes und desStreckstiftes an derWärmeübertragungsstelle zwischen Metallstift undMetallblock in einem Bereich von 1 : 1 bis 200 : 1 verschieden ausgebildet werden kann, wodurch ein weiter Temperaturbereich beherrscht vira.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung besteht darin, dass man die zum Verstrecken notwendigen unterschiedlichen Temperaturen mit einfachen Mitteln sehr genau einhalten kann. Bei den bekannten Vorrichtungen ist man gezwungen, die die Verstreckung sowie Fixierung bewirkenden Anordnungen gesondert zu beheizen, so dass jeweils für einen Verstreckungsvorgang zwei Heizquellen erforderlich sind, die getrennte Steuerorgane erfordern, was die Bauart umständlich macht. Die erfindungsgemässe Vorrich-
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untereinander eine ausgezeichnete Temperaturübereinstimmung sowohl der Streckstifte als auch der Fixierstifte aufweisen, was einen wesentlichen Fortschritt gegenüber den üblichen Streckanordnungen darstellt.